布洛芬納米微粉的制備、表征及體外透皮性研究Δ

鄧怡平，趙修華，祖元剛，王 璐（東北林業(yè)大學森林植物生態(tài)學教育部重點實驗室，哈爾濱 150040）

·制劑與工藝·

布洛芬納米微粉的制備、表征及體外透皮性研究Δ

鄧怡平＊，趙修華#，祖元剛，王 璐（東北林業(yè)大學森林植物生態(tài)學教育部重點實驗室，哈爾濱 150040）

目的：制備布洛芬納米微粉并對其進行表征，考察其體外透皮作用。方法：采用乳化法，以氯仿-乙醇（7∶3，V/V）為有機相、超純水為水相、聚山梨酯80為表面活性劑制備布洛芬納米微粉。利用激光粒度分析方法、掃描電鏡、傅里葉變換紅外光譜、X射線衍射、差示掃描對制備的布洛芬納米微粉進行表征。比較布洛芬納米微粉與原料藥的飽和溶解度、體外溶出度和體外透皮率。結(jié)果：確定的處方及制備工藝為聚山梨酯80 5 mg/mL、水相-有機相體積比40∶1、布洛芬質(zhì)量濃度250 mg/mL、勻漿速度5 000 r/min、勻漿時間2 min。所制布洛芬納米微粉為多孔疏松珊瑚狀，其化學結(jié)構(gòu)未改變，由原來的晶體態(tài)變?yōu)闊o定形態(tài)，粒徑為179.6 nm，載藥量為8.99%；其飽和溶解度、溶出度和透皮率分別是原料藥的148、1.23、4.08倍。結(jié)論：所制布洛芬納米微粉具有良好的水溶性和體外透皮性。

布洛芬；乳化法；納米微粉；表征；透皮

布洛芬（異丁苯丙醇，Ibuprofen）是一類非甾體抗炎藥，具有抗炎、鎮(zhèn)痛、解熱作用。臨床上用于輕到中度的偏頭痛發(fā)作期治療和預防性治療，及各類關節(jié)和肌肉病變，同時也用于軀體疼痛、手術及外傷后的鎮(zhèn)痛[1-3]。但是，由于布洛芬水溶性差，而且口服時會引起潰瘍、出血等胃腸道反應[4-6]，導致其應用受到了限制。筆者希望通過將布洛芬制備成粒徑小的納米微粉來解決其水溶性差的問題。本研究采用乳化法制備布洛芬納米微粉，并對其進行表征，比較其與布洛芬原料藥的飽和溶解度、體外溶出度和體外透皮率。

1 材料

1.1 儀器

Zeta Potential Analyzer激光粒度儀（美國Brookhaven公司）；Waters高效液相色譜儀（美國Waters公司）；Shimadzu Iraffinity-1傅里葉紅外光譜（FT-IR）儀（日本Shimadzu公司）；S4800掃描電鏡（SEM，日本Hitachi公司）；熱重力分析儀（美國PerkinElmer公司）；Philips X射線衍射（XRD）儀（荷蘭Philips公司）；透皮擴散儀（天津矽新科技有限公司）。

1.2 藥品與試劑

布洛芬原料藥（山東新華制藥廠，批號：12083626，純度：≥98%）；布洛芬標準品（英國Alfa Aesar公司，批號：C7520A，純度：99%）；聚山梨酯80（天津恒興化學試劑公司，分析純）；甲醇、乙腈為色譜純，其他試劑均為分析純，水為去離子水。

1.3 動物

SD大鼠，♀，體質(zhì)量為240～260 g，購于哈爾濱醫(yī)科大學動物實驗中心，許可證號為SCXK（黑）2013-1-1。

2 方法與結(jié)果

2.1 鼠皮的制備

將大鼠斷頸處死，剃掉腹毛，剝離腹部皮膚，用1%胰蛋白酶溶液（用0.5%NaHCO3溶液制備）于37℃水浴處理3 h，去除皮下結(jié)締組織和蛋白。將處理后的鼠皮用正己烷漂洗5～30 s，然后用生理鹽水沖洗多次后，用濾紙將生理鹽水吸干，備用。

2.2 含量的測定

[7]，采用高效液相色譜法測定布洛芬的含量。色譜柱為Diamonsil C18（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動相為甲醇-（0.05 mol/L）KH2PO4（用25%H3PO4調(diào)pH至3），流速為1 mL/min；柱溫為50℃；進樣量為10 μL；檢測波長為220 nm。該色譜條件下，布洛芬的出峰時間為11.5 min，其方法學考察結(jié)果均符合相關規(guī)定，其中回歸方程為y（峰面積）＝40 515 098.91x（質(zhì)量濃度）+234 309.75（r2＝0.999 9）。

2.3 布洛芬納米微粉的制備

稱取一定量的聚山梨酯80溶于一定量的去離子水中，作為水相；稱取一定量的布洛芬溶于一定體積的氯仿-無水乙醇（8∶2）體系中，作為有機相；將二者混合的同時按一定的轉(zhuǎn)速勻漿一定時間，制成混懸液；最后，將混合物放入100 mL旋瓶中進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)（40℃，30 min），－40℃預凍2 h，轉(zhuǎn)入冷凍干燥機內(nèi)進行冷凍干燥，制得布洛芬納米微粉。

2.4 單因素試驗

以粒徑為指標，對納米微粉影響較大的因素（聚山梨酯80質(zhì)量濃度、水相-有機相體積比、布洛芬質(zhì)量濃度、勻漿速度、勻漿時間）進行單因素試驗。以上因素的水平分別設為：聚山梨酯80質(zhì)量濃度為1、3、5、7、9 mg/mL，水相-有機相體積比為10∶1、20∶1、30∶1、40∶1、50∶1，布洛芬質(zhì)量濃度為100、150、200、250、300 mg/ mL，勻漿速度為3 000、4 000、5 000、6 000、7 000 r/min，勻漿時間為2、3、4、5、6 min，每個因素重復3次。結(jié)果確定聚山梨酯80質(zhì)量濃度為5 mg/mL，水相-有機相體積比為40∶1，布洛芬質(zhì)量濃度為250 mg/mL，勻漿速度為5 000 r/min，勻漿時間為2 min，凍干保護劑甘露醇用量為布洛芬投藥量的5倍。制備的布洛芬混懸液的平均粒徑為34.8 nm，凍干后所得布洛芬納米微粉的平均粒徑為179.6 nm。

2.5 布洛芬納米微粉的表征

2.5.1 SEM SEM觀察布洛芬原料藥和布洛芬納米微粉。結(jié)果顯示，布洛芬原料藥呈粒徑為5～50 μm的長方形結(jié)構(gòu)晶體；布洛芬納米微粉呈多孔疏松的珊瑚狀，其直徑約為180 nm。由于微粉中存在聚山梨酯80和甘露醇，布洛芬被輔料包被后呈現(xiàn)多孔疏松的珊瑚狀，其疏松多孔的結(jié)構(gòu)有助于提高其水溶性，并且可以提高其溶于水時的分散速度。二者SEM圖見圖1。

圖1 SEM圖Fig 1 SEM images

2.5.2 FT-IR 將布洛芬原料藥、布洛芬納米微粉和甘露醇分別與溴化鉀粉末按照1%的含量混合研磨后壓制成片，在4 000～500 cm－1波數(shù)范圍內(nèi)進行FT-IR分析，解析度為4 cm－1。結(jié)果顯示，布洛芬納米微粉的吸收峰與布洛芬原料藥和甘露醇的吸收峰位置重合，提示布洛芬納米微粉在制備過程中的化學結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化，其與布洛芬原料藥的性質(zhì)差異是由于其添加了甘露醇導致的。三者FT-IR圖見圖2。

2.5.3 XRD 采用XRD分析布洛芬原料藥、甘露醇、布洛芬納米微粉、布洛芬原料藥和甘露醇的物理混合物，掃描步長為0.02°，掃描范圍為5～50°，電壓為40 kV，電流為30 mA。結(jié)果顯示，布洛芬原料藥為晶體狀態(tài)，在2θ為6.16°、12.25°、16.70°、19.57°、20.27°、22.43°處均有明顯的吸收峰；甘露醇為晶體狀態(tài)，在2θ為23.5°、18.86°處有極強的吸收峰；二者的物理混合物并沒有改變其晶體狀態(tài)，在其相同的位置具有對應的衍射峰。而布洛芬納米微粉的衍射峰相對于布洛芬原料藥來說大大減小，提示布洛芬在納米微粉中呈無定形態(tài)或低結(jié)晶態(tài)，相對于布洛芬原料藥，其溶出速率和溶解度可能會大大提高。四者XRD圖見圖3。

圖2 FT-IR圖Fig 2 FT-IR spectra

圖3 XRD圖Fig 3 XRD spectra

2.5.4 DSC 采用DSC分析布洛芬原料藥、甘露醇、布洛芬納米微粉，溫度為20～250℃，升溫速度為10℃/min。結(jié)果顯示，布洛芬原料藥在75.1～88.18℃之間具有明顯的吸收峰，甘露醇在159.64～170.49℃之間具有明顯的吸收峰，其峰形均表現(xiàn)出明顯的晶體特征。而布洛芬納米微粉在布洛芬原料藥所在的吸收峰位置無明顯吸收峰，其吸收峰位置與甘露醇吸收峰位置相一致。這提示布洛芬在布洛芬納米微粉中呈無定形態(tài)出現(xiàn)，而部分甘露醇在布洛芬納米微粉中呈結(jié)晶態(tài)存在。三者DSC圖見圖4。

圖4 DSC圖Fig 4 DSC spectra

2.6 載藥量的測定

準確稱取布洛芬納米微粉10 mg，用甲醇溶解并定容至10 mL，超聲5 min后10 000 r/min（離心半徑為13.5 cm，下同）離心10 min，取上清10 μL進樣測定。按峰面積計算布洛芬質(zhì)量濃度和載藥量，載藥量（%）＝布洛芬質(zhì)量濃度×10 mL/布洛芬加入量×100%。結(jié)果顯示，布洛芬納米微粉中布洛芬的載藥量為8.99%。

2.7 飽和溶解度的測定

將布洛芬原料藥20 mg、布洛芬納米微粉200 mg分別加入0.2 mol/L的磷酸鹽緩沖液（PBS，pH 7.4）5 mL中，在37℃下以100 r/min攪拌48 h，10 000 r/min離心10 min，取上清加入9倍體積甲醇，重復混勻后10 000 r/min離心10 min，取上清10 μL進樣，測定布洛芬的濃度。結(jié)果顯示，二者飽和溶解度分別為17.381、0.117 mg/mL。

2.8 體外溶出度的測定

采用槳法測定布洛芬原料藥和布洛芬納米微粉的溶出度。分別稱取布洛芬原料藥692 mg、布洛芬納米微粉7.669 g、布洛芬原料藥和輔料的物理混合物（含布洛芬原料藥692 mg）分別放入透析袋中，加入5 mL PBS。以PBS 200 mL作為溶出介質(zhì)，攪拌速度設為100 r/min，溶液溫度設為37℃。分別于5、10、15、30、45、60、90、120、180、270、360、480 min時取樣5 mL，同時補充等量等溫的溶出介質(zhì)。將溶出液10 000 r/min離心10 min，取上清10 μL進樣測定布洛芬的濃度，繪制溶出曲線，見圖5。

圖5 3種樣品的溶出曲線Fig 5 Dissolution curves of 3 kinds of sample

由圖5可知，在相同條件下，布洛芬納米微粉的溶出度最高，其次是布洛芬原料藥，物理混合物最低；當溶出時間達到480 min時，布洛芬納米微粉、原料藥和物理混合物的累積溶出度分別為78.14%、63.61%、32.05%。這提示制備的布洛芬納米微粉在溶出速度和溶出度方面均優(yōu)于布洛芬原料藥，且單純加入輔料對布洛芬溶出度的改善并無效果。

2.9 體外透皮率的測定

將透皮擴散儀內(nèi)加滿水預熱至37℃。取“2.1”項下鼠皮表面向上，夾在供給室與接收室之間，接收室內(nèi)徑為9 mm，接收室內(nèi)放入小轉(zhuǎn)子，并分別在接收室內(nèi)加入PBS（0.2 mol/L，pH 7.4）5 ml作為接收液。制備含有1%氮酮、布洛芬質(zhì)量濃度為4 mg/mL的布洛芬納米微粉溶液、布洛芬原料藥混懸液和布洛芬原料藥與輔料物理混合物的混懸液。設攪拌速度為100 r/min、溫度為37℃，分別于5、15、30、60、90、120、180、270、360 min時取樣600 μL，并補充等量等溫接收液。將取出的接收液10 000 r/min離心10 min，取上清10 μL進樣測定布洛芬的質(zhì)量濃度，繪制透皮曲線，見圖6。

圖6 3種樣品的透皮曲線Fig 6 Transdermal curves of 3 kinds of sample

由圖6可知，在相同條件下，布洛芬納米微粉的透皮率遠大于布洛芬原料藥和物理混合物；透皮時間達360 min時，布洛芬納米微粉的累積透皮率為27.25%，而布洛芬原料藥與物理混合物的累積透皮率分別為4.13%和6.80%。這提示低結(jié)晶度和小粒徑的藥物相對于結(jié)晶的原料藥來說具有更高的溶解速度和更好的透皮率，并可能具有更高的生物活性。

3 討論

藥物微粉化技術主要包括機械粉碎法、沉淀法、超臨界流體技術以及乳化法。機械粉碎法是最常用的藥物微粉化方法，但是該方法能耗大、效率低，且制備出的微粉形態(tài)和粒徑大小分布不均勻[8]。超臨界流體技術制備微粉時存在著設備投資大、成本高、產(chǎn)率低及難以工業(yè)化等缺點[9-10]。筆者前期采用沉淀法[11]制備布洛芬納米粒時發(fā)現(xiàn)，其存在粒徑較大、粒度分散不均勻的問題。乳化法是將一種液體以極微小液滴均勻地分散在互不相溶的另一種液體中，目前，通過該方法已經(jīng)成功制備了多種難溶性藥物的納米制劑[12-14]。

在本研究中，筆者通過乳化法成功制備出了平均粒徑為179 nm的布洛芬納米微粉，改善了其水溶性差的缺點。其中SEM圖像顯示布洛芬原粉經(jīng)過處理后形成了易溶的疏松多孔結(jié)構(gòu)；FT-IR、XRD、DSC分析結(jié)果則表明布洛芬原料藥經(jīng)過處理后由晶態(tài)變?yōu)榱藷o定形態(tài)，而其化學結(jié)構(gòu)并未發(fā)生改變，但其體外溶出度和透皮率均得到了提高。

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Preparation，Characterization and Transdermal Ability Study in vitro of Ibuprofen Nano-powder

DENG Yiping，ZHAO Xiuhua，ZU Yuangang，WANG Lu（Key Laboratory of Forest Plant Ecology，Ministry of Education，Northeast Forestry University，Harbin 150040，China）

OBJECTIVE：To prepare and characterize Ibuprofen（IBU）nano-powder，and to investigate its transdermal ability in vitro.METHODS：Using chloroform-ethanol（7∶3，V/V）as organic phase，deionized water as aqueous phase and polysorbate 80 as surfactant，the emulsification method was used to prepare IBU nano-powder.Laser granulometric analysis，F(xiàn)ourier transform infrared spectroscopy（FT-IR），X-ray diffraction（XRD），differential scanning calorimetry（DSC）were used to characterize IBU nano-powder.IBU nano-powder was compared with bulk drug in respects of saturation solubility，dissolution rate and transdermal rate in vitro.RESULTS：The optimum condition was as follows that the concentration of polysorbate 80 was 5 mg/mL；the volume ratio of water phase-organic phase was 40∶1；the concentration of IBU was 250 mg/mL；homogenate speed was 5 000 r/min；homogenate time was 2 min.Prepared IBU nano-powder was polyporous crumbly coralliform，and its chemical structure kept stable；the nano-powder changed from crystal to amorphous state；the particle size was 179.6 nm，and drug-loading amount was 8.99%；saturation solubility，dissolution rate and transdermal rate of IBU nano-powder were 148，1.23 and 4.08 times of bulk drug.CONCLUSIONS：The prepared IBU nano-powder shows good water-solubility and percutaneous permeability.

Ibuprofen；Emulsion method；Nano-powder；Characterization；Transdermal

R943；R927

A

1001-0408（2017）01-0099-04DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.01.26

2016-04-10

2016-06-07）

（編輯：鄒麗娟）

國家自然科學基金資助項目（No.21473023）

＊碩士研究生。研究方向：植物化學與植物藥。E-mail：774098-918@qq.com

#通信作者：研究員，博士。研究方向：植物化學與植物藥。電話：0451-82191517。E-mail：xiuhuazhao@nefu.edu.cn