果膠基載體材料胃靶向載藥微丸的制備及應(yīng)用

李堅(jiān)斌，李辰，楊勇，何中偉，杭方學(xué)（廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西南寧530004）

果膠基載體材料胃靶向載藥微丸的制備及應(yīng)用

李堅(jiān)斌，李辰，楊勇，何中偉，杭方學(xué)
（廣西大學(xué)輕工與食品工程學(xué)院，廣西南寧530004）

為了使藥物在胃靶向長時(shí)間的釋放，以達(dá)到增強(qiáng)局部治療效果，降低全身毒副作用，起到保健作用。利用低甲氧基果膠，采用滴定法結(jié)合果膠鈣化改性技術(shù)研究制備了胃靶向載藥微丸。結(jié)果表明：制泡劑CaCO3∶CH3COOH為2∶5（質(zhì)量比）時(shí)，制備的微丸性能最好；SEM觀察可知，鈣化后的果膠分子，顆粒尺寸減小，顆粒表面有更多的凹槽，有大量的片狀層疊和微孔，生成的蛋格結(jié)構(gòu)物使分子更加致密，以使微丸效果更加明顯。

果膠；靶向給藥系統(tǒng)；胃；控釋調(diào)控

果膠是一種酸性多糖，由甲酯化的半乳糖醛酸聚合而成，在食品保健工業(yè)中常被用作膠凝劑、增稠劑、乳化劑和穩(wěn)定劑。在藥劑學(xué)領(lǐng)域，它可用作親水性乳化劑。目前，藥物的研發(fā)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代，藥物遞送系統(tǒng)（drug delivery system，DDS）是藥物制劑發(fā)展的大勢(shì)所趨。DDS能夠利用特別的載體將藥物有效的遞送至靶向部位，藥物除了能以常規(guī)速率釋放外，還可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定速、定位和靶向釋放［1］。靶向給藥制劑是目前國內(nèi)外醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展的重要方向，因?yàn)殚_發(fā)周期短，投入少，療效好，毒副作用小，經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)低，產(chǎn)品技術(shù)含量高且能增強(qiáng)患者用藥依從性等優(yōu)點(diǎn)而被制藥企業(yè)所青睞［2-4］。

口服胃靶向給藥系統(tǒng)是利用制劑的物理化學(xué)性質(zhì)以及胃腸道部位pH、胃腸道酶、制劑在胃腸道的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制等生理學(xué)性質(zhì)，使藥物在胃特定部位釋放的給藥系統(tǒng)，有保健的作用。用于載藥或營養(yǎng)物微丸的物質(zhì)有，殼聚糖［5-6］，淀粉［7］，果膠等，其中果膠較為普遍。劉文利，張良珂等［8］研究了阿西美辛果膠鉍凝膠微丸的制備及體外釋放，并考察果膠鉍凝膠微丸的溶脹及釋藥性質(zhì)。WUWenjie等［9］制備了卵磷脂/鋅果膠復(fù)合微球并研究了其特性。Veronovski A等［10］制備了可降解凝膠，并研究了其在載體材料方面的應(yīng)用。這些載體材料能夠把保健藥物及營養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)送到胃部，對(duì)胃健康有重要作用，例如，可將DA-6034［11］和vitamin E［12］等包裹在載體微丸中，運(yùn)送到特定部位，起到靶向治療或補(bǔ)充營養(yǎng)的效果。本研究主要采用滴定法對(duì)果膠載體材料進(jìn)行鈣化改性，探討了其基本特性，并利用鈣化改性后的果膠載體材料，制備了適合胃靶區(qū)的載藥微丸，為進(jìn)一步制備胃靶區(qū)給藥制劑提供了理論基礎(chǔ)。

1　材料與方法

1.1材料與設(shè)備

1.1.1材料

果膠（酯化度為15%～25%，食品級(jí)）：衢州果膠有限公司；VB1（藥用級(jí)）：上海伯奧生物科技有限公司。

1.1.2設(shè)備

HJ-3數(shù)顯恒溫磁力攪拌器：上海鴻都電子科技有限公司；DHG-9070A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；RCZ-1A溶出度測(cè)定儀：上海黃海藥檢儀器有限公司；UV-2802S紫外可見分光光度計(jì)：尤尼柯（上海）儀器有限公司。

1.2方法

1.2.1鈣化果膠的制備

配制果膠溶液，加入制泡劑，攪拌，使其充分分散，得到果膠混懸液。配制CaCl2溶液，加入適量的CH3COOH，攪拌均勻。把果膠混懸液緩慢滴入快速攪拌的CaCl2溶液中，反應(yīng)成微丸。繼續(xù)攪拌30 min，減壓過濾，充分洗滌3次，40.0℃下真空干燥。

1.2.2鈣化果膠漂浮率的測(cè)定

取鈣化果膠于具塞瓶中，取200.0 mL人工胃液（pH為1.0）為漂浮介質(zhì)，置于恒溫震蕩儀中（轉(zhuǎn)速為100 r/min），于第0、5、15 min及0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、10、12、20、24 h觀察微丸漂浮數(shù)目，漂浮率按下公式計(jì)算：

1.2.3表面形貌（SEM）

在紅外燈照射下，將干燥的樣品固定在雙面導(dǎo)電膠上。在真空下，對(duì)樣品進(jìn)行離子濺射噴金處理，用日本HITACHI S-3400N型掃描電子顯微鏡觀察樣品表面形貌。

1.2.4微丸中VB1的體外釋放研究

采用《中華人民共和國藥典》2010年版二部體外釋放度試驗(yàn)方法第一法測(cè)定，將不同處方制備的果膠微丸置于500 mL的溶出介質(zhì)中，溫度為（37.5±0.5）℃，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速為100 r/min。每0.5 h取樣1次，在30 s內(nèi)完成取樣和補(bǔ)充等體積同溫釋放溶液。樣液經(jīng)0.5 μm微孔濾膜過濾后，以釋放溶液做參比溶液，測(cè)定其在波長為279 nm時(shí)的吸光度。

各時(shí)間點(diǎn)校正后的累積溶出百分?jǐn)?shù)為：

式中：AR為藥物在t時(shí)間內(nèi)的累積釋放率，%；Mt為t時(shí)間內(nèi)藥物在緩沖液中的累積濃度，μg/mL；M∞為藥物100%釋放時(shí)緩沖液中的濃度，μg/mL。

2　結(jié)果與討論

2.1鈣化果膠胃漂浮微丸

干燥前后微丸形狀對(duì)比圖如圖1所示。

圖1　干燥前后微丸形狀對(duì)比Fig.1　Images of microspheres before and after drying

圖1左是滴定法制備的果膠鈣化胃漂浮微丸，圖1右是在40.0℃真空干燥后的微丸。依圖1可知，干燥前的微丸比較圓整，干燥后，水分散失，其圓整度降低。不同的干燥方式對(duì)微丸的形狀有一定影響，對(duì)比真空干燥、室溫放干、和氣流干燥，發(fā)現(xiàn)真空干燥得到的微丸的圓整度最好，所以采用真空干燥。

2.2制泡劑配比對(duì)微丸外觀形態(tài)的影響

制泡劑對(duì)微丸的圓整度、硬度、氣泡數(shù)及內(nèi)部固化程度均有一定的影響，選用CaCO3與CH3COOH（質(zhì)量比）為制泡劑，由電鏡掃描圖來研究不同配比對(duì)微丸的影響。結(jié)果如表1。

表1CaCO3對(duì)微丸外觀的影響Table 1　Effects on micro pill appearance of CaCO3

據(jù)表1可知，（a）制備的微丸，CH3COOH濃度較低，氣泡數(shù)較少；（c）制備的微丸，CH3COOH濃度較高，氣泡數(shù)較多，內(nèi)部固化不完全，微丸硬度差，圓整度差；（b）氣泡數(shù)適量，內(nèi)部固化完全，硬度好，圓整度好。經(jīng)過對(duì)比，（b）處方制備的微丸，優(yōu)于（a）和（c）。

2.3制泡劑配比對(duì)微丸漂浮率的影響

制泡劑配比對(duì)微丸的漂浮率有一定的影響。不同制泡劑配比制備微丸，測(cè)定漂浮率。結(jié)果如圖2。

圖2CaCO3微丸在人工模擬胃液中的漂浮曲線Fig.2　Floating curve of CaCO3pellet in SGF

依圖2可知，CH3COOH濃度較低時(shí)，漂浮率很小，如（a）CaCO3/CH3COOH=2∶2，這是因?yàn)槲⑼璁a(chǎn)生的氣泡不足，無法提供足夠的浮力供微丸漂浮。隨著CH3COOH濃度的增加，微丸的漂浮性能提高，如（b）CaCO3/CH3COOH=2∶5和（c）CaCO3/CH3COOH=2∶10，24 h的漂浮率仍保持在90%以上。CaCO3作制泡劑，不僅能與CH3COOH反應(yīng)產(chǎn)生氣泡，減小微丸的密度達(dá)到漂浮，并且在微丸內(nèi)部產(chǎn)生的Ca2+還可以與果膠發(fā)生內(nèi)部固化，提高微丸的機(jī)械強(qiáng)度與氣泡存留時(shí)間，提高微丸的漂浮性能。

對(duì)比（a）、（b）、（c）3個(gè)配方制備微丸的外觀形態(tài)和漂浮率，可知（b）為最佳，選擇（b）為胃漂浮微丸的制泡劑。

2.4表面形貌（SEM）

選取果膠、鈣化果膠，進(jìn)行電鏡掃描，結(jié)果如圖3所示。

圖3　果膠的電鏡掃描圖Fig.3　The SEM of pectin

A（a）和A（b）為果膠的掃描電鏡圖，B（a）和B（b）為鈣化果膠的掃描電鏡圖。依圖3可知，果膠鈣化后，顆粒尺寸減小，顆粒表面具有更多的凹槽、有大量的片狀層疊和微孔，這是因?yàn)楣z與金屬離子交聯(lián)之后，生成蛋格結(jié)合的金屬配合物。

2.5鈣化時(shí)間對(duì)VB1體外釋放度的影響

鈣化時(shí)間對(duì)微丸釋放度有一定的影響。選擇不同的鈣化時(shí)間的鈣化果膠，制備微丸，測(cè)定釋放度，結(jié)果如圖4所示。

圖4　鈣化時(shí)間對(duì)鈣化果膠微丸體外釋放度的影響Fig.4　Effect of reaction time on the release of pectin-based pellet

依圖4可知，鈣化時(shí)間越長，藥物釋放越緩慢，控釋效果越好。因?yàn)殁}化時(shí)間越長，果膠鈣化程度越大，微球內(nèi)部果膠中游離的羧基與溶液中的鈣離子交聯(lián)的越充分，有助于增強(qiáng)微球的機(jī)械強(qiáng)度，所形成的Egg-box結(jié)構(gòu)越緊密，粒徑也越小。

3　結(jié)論

根據(jù)胃靶向漂浮給藥系統(tǒng)對(duì)載體材料的要求，選擇果膠鈣化改性技術(shù)，考察鈣化果膠的水溶性、溶脹度、漂浮性能、結(jié)構(gòu)特征。選擇VB1為模型藥物，鈣化果膠為載體材料，用滴定法制備胃漂浮微丸。研究結(jié)果表明，制泡劑CaCO3∶CH3COOH為2∶5（質(zhì)量比）時(shí)，制備的微丸性能最好。SEM觀察可知，鈣化后的果膠分子，顆粒尺寸減小，顆粒表面有更多的凹槽，有大量的片狀層疊和微孔，生成的蛋格結(jié)構(gòu)物使分子更加致密。體外模擬實(shí)驗(yàn)表明，鈣化時(shí)間為30 min時(shí)，制備的微丸具有胃靶向釋藥特性，藥物可在胃內(nèi)持續(xù)漂浮10 h，釋放度達(dá)到90%以上，效果最佳。

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Preparation and Application of Pectin-based Carrier Drug Pellets

LI Jian-bin，LI Chen，YANG Yong，HE Zhong-wei，HANG Fang-xue
（Light Industry and Food Engineering Institute，Guangxi University，Nanning 530004，Guangxi，China）

In order to make the drug in the stomach prolonged release of the drug targeting to achieve enhanced local therapeutic effect，reduce systemic side effects，the use of low-methoxy pectin，using the titration method combined with calcification of modified pectin were prepared stomach target to the drug-loaded pellets.The results showed that：the system foam agent CaCO3∶CH3COOH was 2∶5（mass ratio），and performance of the pellets was preferably；SEM observation showed that the pectin molecule calcification after particle size reduction，particle surface more grooves，a large number microporous sheet stack and the resulting egg cell structure of the molecule was more compact，so that the pellets effect was more pronounced.

pectin；targeted drug delivery system；stomach；controlled-release regulation

10.3969/j.issn.1005-6521.2016.10.004

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（20864001；31160326）；廣西科學(xué)研究與技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目（桂科能10100025）

李堅(jiān)斌（1970—），女（漢），教授，博士生導(dǎo)師，博士，研究方向：糖類物質(zhì)生物利用及其污染控制。

2015-04-05