蘆丁β-環(huán)糊精聚合物的制備及性能研究*

楊黎燕，唐成芳，張雪嬌，尤 靜，羅詩琪，秦歡歡，譚健聰

(西安醫(yī)學(xué)院 藥物研究所，陜西 西安710021)

蘆丁(Rutin)又名蕓香苷、路丁、絡(luò)通或槲皮素-3-O-蕓香糖苷，是黃酮醇槲皮素與二糖蕓香二糖α-L-鼠李吡喃糖基-(1→6)-β-D-葡萄吡喃糖之間形成的糖苷，是一種天然綠色藥物。具有抗菌、消炎、抗輻射、抗氧化、調(diào)節(jié)毛細(xì)血管壁的滲透性和降低血管的脆性等功用[1-2]。臨床上可用于防治腦溢血、高血脂、高血壓、腦血栓、糖尿病、視網(wǎng)膜出血、紫癜和急性出血性腎炎、心機(jī)梗塞等[3-4]。由于是天然綠色藥物，蘆丁適合在功能性食品中添加，但其水溶性過低，如何增加其水溶性，以拓展其在食品藥品中的應(yīng)用范圍是科學(xué)工作者需要考慮的問題之一。環(huán)糊精分子略成錐體狀的環(huán)形空腔，在開口較小的上方邊緣排列著伯羥基，所有的仲羥基都排在環(huán)狀分子開口較大的下邊緣[5]，內(nèi)部疏水、外部親水使得它們既有水溶性，又可將疏水的組分包在其空腔內(nèi)，形成主-客體分子或超分子配合物[6]，將環(huán)糊精與聚合物結(jié)合可形成環(huán)糊精聚合物，這種新材料除了保持環(huán)糊精本身的特性外，還具有聚合物的各種優(yōu)良性能，如環(huán)境pH值、溫度、光響應(yīng)性等，聚合物鏈上同時(shí)含有多個(gè)單元還具有獨(dú)特的高分子效應(yīng)，如協(xié)同效應(yīng)、鄰基效應(yīng)和較高的力學(xué)強(qiáng)度等，這些性能使得它在醫(yī)藥、環(huán)保、食品、生命科學(xué)等領(lǐng)域獲得很好的應(yīng)用[7-11]。環(huán)糊精聚合物分子內(nèi)疏水外親水性可增強(qiáng)脂溶性藥物的溶解作用，并且空腔大小與許多藥物分子匹配，這就拓寬和加速了蘆丁在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用[12]。

作者選用反相乳液聚合法制備β-環(huán)糊精聚合物微球，共沉淀法制備蘆丁β-環(huán)糊精聚合物(β-CDP)微球，并對其在不同pH條件下緩釋性能進(jìn)行了考察。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑與儀器

蘆?。簶?biāo)準(zhǔn)品，質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；β-環(huán)糊精(β-CD)、環(huán)氧氯丙烷：天津博迪化工有限公司；Tween20：天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；Span80：天津化學(xué)試劑有限公司；乙醇：體積分?jǐn)?shù)95%，天津市河?xùn)|區(qū)紅巖試劑廠；以上試劑均為分析純；煤油：市售；實(shí)驗(yàn)用水為蒸餾水。

集熱式恒溫加熱磁力攪拌器：DF-101S，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；精密増力電動(dòng)攪拌器：JJ-1，上海浦東物理光學(xué)儀器廠；恒溫水浴鍋：HH-WO-501，江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠；離心機(jī)：TDL-40B，上海安亭科學(xué)儀器廠；真空干燥箱：DZF-6050，上?，槴\實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；電動(dòng)攪拌器：JJ-1，江蘇金壇市正基儀器有限公司；超聲儀：KQ5200E，昆山市超聲儀器有限公司；光學(xué)顯微鏡：XSP-XSZ，北京泰克儀器有限公司；傅里葉紅外光譜儀：VECTOR-22，德國BRUKER公司；紫外可見分光光度計(jì)：UV-2102 PCS，尤尼克(上海)儀器有限公司；Malvem激光粒度儀：ZEN3600，上海幫億精密儀器公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 空白β-CDP微球的制備[13]

以β-CD為原料，環(huán)氧氯丙烷為交聯(lián)劑，煤油為油相，用反相乳液法合成β-CDP微球。

1.2.2 蘆丁β-CDP微球包合物的制備方法

選擇蘆丁和β-CDP微球不同投料比，稱取一定量蘆丁溶解于水中，加入1 g空白β-CDP微球，70 ℃下磁力攪拌4 h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，在冰箱中冷藏24 h，過濾，充分洗滌，60 ℃真空干燥至質(zhì)量恒定。

1.2.3 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

精密量取標(biāo)準(zhǔn)溶液1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL于50 mL容量瓶中，用體積分?jǐn)?shù)30%的乙醇定容，搖勻，紫外可見分光光度計(jì)于257 nm波長處測吸光度，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程：y=0.032 3x+0.042 9，R2=0.993 5。

1.2.4 評價(jià)指標(biāo)

分別取不同投料比的載藥微球0.5 g，溶于100 mL蒸餾水中。在60 ℃下充分降解，然后取濾液稀釋到一定濃度范圍，于紫外可見分光光度計(jì)檢測，計(jì)算蘆丁載藥量(Y1)和包封率(Y2)。

(1)

(2)

分別設(shè)定微球載藥量、包封率最高得10 分，最低得1 分，按照比例關(guān)系計(jì)算出其它得分，然后相加蘆丁的包封率和微球的載藥率得分，得出每號實(shí)驗(yàn)結(jié)果的經(jīng)驗(yàn)得分Y0，然后把經(jīng)驗(yàn)得分Y0作為因變量，將Y1，Y2分別作為自變量，求出它們的線性回歸方程式。再把各號實(shí)驗(yàn)的評分實(shí)測值代入線性回歸方程中計(jì)算，即得該號實(shí)驗(yàn)的線性回歸綜合評分Y。

1.2.5 蘆丁β-CDP載藥微球的釋藥性能

用動(dòng)態(tài)透析法考察蘆丁β-CDP載藥微球不同投料比m(蘆丁)∶m(微球)為0.02∶1、0.03∶1、0.05∶1時(shí)的釋藥性能。取蘆丁β-CDP載藥微球，轉(zhuǎn)入已處理好的長度約為10 cm的透析袋中，兩端系緊，分別置于100 mL，(37±5) ℃磷酸緩沖液pbs(pH=7.4)和pbs(pH=1.2)中，50 r/min磁力攪拌進(jìn)行溶出。分別于第0.25、0.5、1、2、3、4、6、8、10、12、24、36、48、60 h時(shí)取樣4 mL，同時(shí)補(bǔ)充等體積同溫度的pbs緩沖液，定容，最大吸收波長處紫外分光光度計(jì)測定吸光度，計(jì)算累積釋藥量，繪制累計(jì)釋藥曲線圖。

1.2.6 微球粒徑及Zeta電位

分別取不同投料比[m(蘆丁)∶m(微球)]為0.03∶1、0.05∶1、0.1∶1的載藥微球和空白微球適量，均勻分散在適量的無水乙醇中，超聲30 min，并用微孔濾膜(0.45 μm)過濾，分別取1 mL制備好的上述溶液，通過Malvem激光粒度儀測定粒徑和Zeta電位。

1.2.7 傅里葉紅外光譜測試

取微量蘆丁、制備好的β-CDP微球、蘆丁β-CDP載藥微球包合物固體粉末，將樣品與溴化鉀充分研磨后壓片，測其紅外光譜。

2 結(jié)果與討論

2.1 m(蘆丁)∶m(微球)對載藥量和包封率的影響

按照1.2.2項(xiàng)下實(shí)驗(yàn)方法，考察m(蘆丁)∶m(微球)為0.01∶1、0.02∶1、0.03∶1、0.05∶1、0.1∶1、0.2∶1時(shí)，載藥微球的載藥量和包封率，結(jié)果見圖1。

m(蘆丁)∶m(微球)圖1 m(蘆丁)∶m(微球)的影響

結(jié)合綜合評分圖(見圖2)，Y=0.537 3Y1+0.254 0Y2-14.504 2，m(蘆丁)∶m(微球)從0.01∶1至0.02∶1時(shí)，綜合評分的增加較之后的變化較為顯著，之后隨著投藥量的增加，綜合評分變化較小。當(dāng)投料比達(dá)到0.02∶1時(shí)，包封率為 88.41%，載藥率為2.07%。

m(蘆丁)∶m(微球)圖2 m(蘆丁)∶m(微球)的綜合評價(jià)

2.2 載藥微球的釋藥性能

按照1.2.5項(xiàng)下實(shí)驗(yàn)，m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1時(shí)，載藥微球在37 ℃下pbs(pH=7.4)和pbs(pH=1.2)中的體外釋藥累積曲線見圖3。

t/h圖3 m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1的累積釋藥率

由圖3可見，m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1的蘆丁β-CDP載藥微球在pbs(pH=7.4)和pbs(pH=1.2)中均釋放較慢。蘆丁β-CDP載藥微球在pH=7.4中，蘆丁開始釋放速率較快，到達(dá)12 h時(shí)釋放速率減緩，這可能是剛開始蘆丁的濃度高，釋放能力較大，而且吸附在微球表面的藥物也快速溶解在緩沖液中，隨著釋放時(shí)間的延長，藥物釋放逐漸從微球表面過度到微球內(nèi)部，此時(shí)微球里面的藥物緩慢而均勻向外擴(kuò)散。在pH=7.4時(shí)，蘆丁釋藥比pH=1.2時(shí)的釋藥程度略好。40 h以后基本達(dá)到平衡，藥物達(dá)到吸附-吸收動(dòng)態(tài)平衡，24 h后累積釋藥量達(dá)53.49%。蘆丁β-CDP載藥微球在pbs(pH=1.2)中，24 h后累積釋藥量為49.82%。

m(蘆丁)∶m(微球)=0.03∶1時(shí)，37 ℃下載藥微球分別于pbs(pH=7.4)和pbs(pH=1.2)中的體外緩釋累積曲線見圖4。

t/h圖4 m(蘆丁)∶m(微球)=0.03∶1的累積釋藥率

從圖4可知，蘆丁β-CDP載藥微球在pH=1.2的pbs中，藥物剛開始釋放迅速，繼而變化平緩，整個(gè)過程呈持續(xù)緩慢釋放的趨勢，此時(shí)微球里面的藥物緩慢而均勻向外擴(kuò)散，12 h以后基本達(dá)到平衡，48 h后累積釋藥量達(dá)34.58%，說明緩釋作用較好。而蘆丁β-CDP載藥微球在pbs(pH=7.4)中，24 h后累積釋藥量為24.67%，其釋放在50 h后增加較快。

m(蘆丁)∶m(微球)=0.05∶1時(shí)，37 ℃下載藥微球分別于pbs(pH=7.4)和pbs(pH=1.2)中的體外緩釋累積曲線見圖5。

t/h圖5 m(蘆丁)∶m(微球)=0.05∶1的累積釋藥率

由圖5可知，pH=7.4環(huán)境下，蘆丁釋放較快，24 h后累積釋藥量達(dá)51.76%，而pH=1.2中的蘆丁β-CDP載藥微球中，24 h后累積釋藥量僅為20.47%，釋放較慢。

劇場的大門開了，人們頭也不回地朝外走去，我相信在以后的日子里，即使碰見，他們也會(huì)裝作不認(rèn)識，即使別人問起，他們也不會(huì)對外多說半個(gè)字，這次演出將和他們的秘密一起被埋在心底的最深處，永遠(yuǎn)不再碰觸，而他們的表演，也已被記錄下來，將放映在那些專愛花大錢欣賞最真實(shí)的人性表演的富人面前。

2.3 釋藥動(dòng)力性能

選擇m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1、pH=1.2緩沖液，分別用零級(mt/m∞=kt)，一級(mt/m∞=l-e-kt)，Higuchi(mt/m∞=kt0.5)，Korsmeyer-Peppas(mt/m∞=ktn)模型方程擬合。

零級動(dòng)力學(xué)方程式中mt/m∞為藥物在某一時(shí)刻溶劑中的累積釋藥百分率，k為零級釋放常數(shù)，t為釋藥時(shí)間；

一級動(dòng)力學(xué)方程式中mt/m∞為藥物在某一時(shí)刻溶劑中的累積釋放百分率，k為一級釋放常數(shù)，t為釋藥時(shí)間；

Higuchi方程式中mt/m∞為藥物在某一時(shí)刻溶劑中的累積釋放百分率，Higuchi擴(kuò)散常數(shù)為k，t為釋藥時(shí)間；

Korsmeyer-Peppas方程式中mt/m∞為藥物在某一時(shí)刻的累積釋放百分率，k為動(dòng)力學(xué)常數(shù)，t為釋藥時(shí)間，n為釋放參數(shù)。

所得回歸方程見圖6，a線為零級模型方程擬合，b線為一級模型方程擬合，c線為Higuchi模型方程擬合，d線為Korsmeyer-Peppas模型方程擬合。結(jié)果見表1[以m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1蘆丁β-環(huán)糊精微球、pH=1.2緩沖液為例]，其中一級模型方程擬合的R2=0.998 05；由此可以說明，蘆丁β-CDP微球的一級動(dòng)力學(xué)釋放較好，其釋放符合一級動(dòng)力學(xué)釋放。

t/h圖6 m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1時(shí)蘆丁β-CDP微球速率方程擬合

模型回歸方程R2零級y=0．14155+0．00474x0．50733一級y=0．34206×[1-e(-0．19051x)]0．99805Higuchiy=0．04631x0．5+0．065970．74329Korsmeyer?Peppasy=0．11322x0．30950．83377

2.4 傅立葉紅外光譜

蘆丁、β-CDP微球和蘆丁β-CDP微球的紅外光譜見圖7。

σ/cm-1圖7 蘆丁、β-CDP微球和蘆丁β-CDP微球的紅外光譜

圖7中 a、b、c分別為蘆丁、β-CDP微球、蘆丁β-CDP載藥微球包載物的紅外譜圖。與b、c兩線相比，c線在約3 400 cm-1的—OH吸收峰稍有增強(qiáng)，這是因?yàn)棣?CDP微球載上蘆丁后羥基增多所致；在約1 650 cm-1的吸收峰增強(qiáng)，是蘆丁中不飽和酮在此出峰疊加所致；其它特征峰的位置沒有發(fā)生太大的變化，也沒有在1 600、1 200 cm-1處出現(xiàn)如a線所示的蘆丁的特征峰，是因?yàn)閮煞N單體發(fā)生了結(jié)合，但并沒有產(chǎn)生新的基團(tuán)。

2.5 微球粒徑及電位分析

微球的粒徑及電位見表2。

表2 微球的粒徑及電位

由表2可知，空白微球的粒徑較小，而載藥后微球的粒徑都相應(yīng)的增加，這表明藥物被包載進(jìn)去，且載藥量大的聚合物粒徑更大，根據(jù)PdI的大小變化可知載藥微球的分布不太均勻。

從Zeta電位的結(jié)果可見，載藥微球Zeta電位值均大于空白微球，可見載藥微球比空白微球穩(wěn)定。

3 結(jié) 論

(1) 不同投料比的蘆丁β-環(huán)糊精微球的載藥率和包封率比較，m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1的蘆丁β-CDP微球較為適宜，此時(shí)包封率為 88.41%，載藥率為2.07%，緩釋效果也較為理想；

(2) 蘆丁β-環(huán)糊精載藥微球緩釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，m(蘆丁)∶m(微球)=0.02∶1的載藥微球在pH=1.2環(huán)境中體外釋藥更符合一級釋藥方程；

(3) 紅外圖譜表征說明蘆丁已被β-CDP聚合物包合，蘆丁與β-CDP聚合物并不是簡單的物理混合。Zeta電位測試結(jié)果表明蘆丁被包載進(jìn)入聚合物后，分布不太均勻，但載藥微球比空白微球穩(wěn)定。

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