甲氨蝶呤/蒙脫土插層藥物的緩釋作用研究

安豐田，朱文靜，初曉

（山東省青島市立醫(yī)院 藥劑科，山東 青島 266000）

甲氨蝶呤/蒙脫土插層藥物的緩釋作用研究

安豐田，朱文靜，初曉

（山東省青島市立醫(yī)院 藥劑科，山東 青島 266000）

目的研究甲氨蝶呤（MTX）/蒙脫土（MMT）插層藥物能否作為臨床藥物緩釋劑。方法采用溶液插層技術(shù)制備MTX/MMT緩釋體系，利用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、傅立葉紅外變換光譜儀等手段進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征，并通過(guò)模擬胃、腸液的體外釋放實(shí)驗(yàn)，來(lái)考察緩釋體系的釋放規(guī)律和內(nèi)在機(jī)制。結(jié)果在0.8 804μg/ml初始濃度、pH=1、50℃反應(yīng)4 h時(shí)，藥物插層量最大。體外釋放試驗(yàn)表明，MTX/MMT插層藥物在模擬胃、腸液中都有緩釋作用，但在模擬胃液中釋放量較小、釋放速度較慢。結(jié)論MTX/MMT插層藥物可以制備成緩釋體系，可以作為臨床藥物緩釋劑。

溶液插層法；蒙脫土；甲氨蝶呤；恒溫超聲法；紫外分光光度法

隨著藥劑學(xué)發(fā)展，緩控釋制劑已成為制劑研究的熱點(diǎn)[1]。與傳統(tǒng)藥物劑型相比，緩控釋制劑能減少用藥次數(shù)，提高生物利用度，延長(zhǎng)半衰期[2-3]。

蒙脫石具有高比表面積、吸附能力強(qiáng)、流變性能好、化學(xué)穩(wěn)定性高，以及低或無(wú)毒性的特點(diǎn)[4-7]。甲氨蝶呤（Methotrexate，MTX）可以與蒙脫土（Montmorillonite，MMT）相互作用，形成插層納米復(fù)合物，達(dá)到緩釋控釋的目的[8-11]。本研究采用溶液插層技術(shù)制備MTX/MMT緩釋體系，并對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征，探究初始藥物濃度、反應(yīng)時(shí)間等不同因素對(duì)MMT載藥量的影響。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

1.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器 760CRT紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（上海精密科學(xué)儀器有限公司），TU-1901雙光束紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（北京普析通用儀器有限公司），粉末壓片機(jī)（天津拓普儀器有限公司），差示掃描量熱儀（北京恒久科學(xué)儀器廠），紅外分光光度計(jì)-21（日本島津制作所），ZRS-8G智能溶出試驗(yàn)儀（天津大學(xué)無(wú)線電廠）。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)原料與試劑 MTX原料藥（北京亞希爾化工科技有限公司），MTX化學(xué)對(duì)照品（中國(guó)食品藥品檢定研究院），MMT（上海晶純?cè)噭┯邢薰荆?/p>

1.2 方法

1.2.1 MMT載藥量的計(jì)算 MMT的載藥量采用以下公式計(jì)算：

1.2.2 體外釋放試驗(yàn) 精確稱(chēng)取0.0 100 g MTX/MMT插層產(chǎn)品（相當(dāng)于0.0 021 g游離MTX藥物溶液）置于透析袋中，用5 ml配置好預(yù)熱的釋放液分散MTX/MMT緩釋體系；同時(shí)取0.0 021 g MTX游離藥物模擬溶液放入另一個(gè)透析袋中。密封后將裝有插層產(chǎn)物或游離藥物的透析袋放入裝有釋放液的智能溶出儀中，每個(gè)釋放瓶中含有釋放液800 ml，設(shè)定37℃、80 r/min，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間間隔取樣，取樣5 ml/次，同時(shí)用已經(jīng)預(yù)熱的5 ml釋放介質(zhì)補(bǔ)充。用紫外分光光度計(jì)測(cè)試所取釋放液的吸光度，通過(guò)以下方程計(jì)算累積釋放量：

E（%）：MTX的累積釋放量；C（μg/ml）：第i次置換時(shí)，釋放液中藥物濃度；n：置換介質(zhì)的次數(shù)；M（μg）：起始MTX/MMT的質(zhì)量；D（%）：MMT載藥量。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

精密量取2、4、6、8、10和12 ml儲(chǔ)備液，分別置于50 ml容量瓶中，用0.1 mol/L鹽酸稀釋至刻度，使其濃度分別為4、8、12、16、20和 24μg/ml，以溶劑為空白，在306.5 nm處測(cè)其吸光度。記錄含有不同濃度藥物的峰面積（A），以每次測(cè)定的色譜峰的峰面積（A）為縱坐標(biāo)（Y），以與各個(gè)峰面積相對(duì)應(yīng)的藥物濃度（μg/ml）為橫坐標(biāo)（X）制定散點(diǎn)圖，應(yīng)用最小二乘法導(dǎo)出標(biāo)準(zhǔn)曲線的斜率和截距，建立標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程。采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性回歸分析。

2 結(jié)果

2.1 回歸方程的建立

在4～24μg/ml范圍內(nèi)吸光度與濃度具有良好的線性關(guān)系?；貧w方程為：Y=0.05132X+0.00008，R=0.9997。見(jiàn)圖1。

2.2 藥物初始濃度對(duì)載藥量的影響

在一定范圍內(nèi)，MMT的載藥量隨著藥物初始濃度的升高而增加，當(dāng)初始濃度達(dá)到0.8 804μg/ml時(shí)，載藥量出現(xiàn)下降趨勢(shì)。因?yàn)镸MT上的載藥位點(diǎn)是一定的，當(dāng)濃度升高時(shí)，更多的藥物離子通過(guò)離子交換機(jī)制進(jìn)入MMT層間，從而載藥量增加。當(dāng)載藥位點(diǎn)接近飽和，離子之間交換達(dá)到平衡時(shí)，載藥量不再上升，反而由于溶液中離子濃度過(guò)高，碰撞次數(shù)增加，載藥位點(diǎn)上結(jié)合的離子數(shù)下降，使載藥量出現(xiàn)下降趨勢(shì)。見(jiàn)圖2。

圖1 儲(chǔ)備液標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖2 初始藥物濃度對(duì)MMT載藥量的影響

2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)藥物載藥量的影響

隨著反應(yīng)時(shí)間增加，藥物載藥量增加，在反應(yīng)時(shí)間4 h時(shí)載藥量達(dá)最大，反應(yīng)時(shí)間繼續(xù)增加則載藥量降低。這是由于溶液插層采用離子交換機(jī)制，在適溫下超聲時(shí)間越長(zhǎng)，進(jìn)入MMT層間的藥物陽(yáng)離子越多，然而時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)使已經(jīng)結(jié)合在MMT層間的藥物陽(yáng)離子又游離出來(lái)，因此載藥量下降，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該控制好反應(yīng)時(shí)間，避免將已經(jīng)進(jìn)入層間的離子游離出來(lái)。見(jiàn)圖3。

2.4 pH值對(duì)藥物載藥量的影響

MMT的載藥量隨著pH值的增大而降低，當(dāng)pH =1時(shí)載藥量最大。而MTX在強(qiáng)酸環(huán)境下酰胺鍵易斷裂而分解，因此參考藥典中MTX的測(cè)定方法，選擇在pH =1～2時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

在堿性條件下，MTX易溶解，電離成MTX陰離子，MMT層間帶有負(fù)電荷，MTX和MMT兩者互相排斥，MTX插入層間困難，因此隨著pH值增大，MMT的載藥量降低。見(jiàn)圖4。

2.5 反應(yīng)溫度對(duì)藥物載藥量的影響

在0～50℃溫度范圍內(nèi)，MMT的載藥量不斷增加，在50℃時(shí)MMT載藥量最大，當(dāng)溫度繼續(xù)升高時(shí)，MMT的載藥量趨于穩(wěn)定。隨著溫度升高，MMT的層間距不斷增大，因而其容納的藥量增多，當(dāng)其層間距增大到一定值時(shí)，由于其間距太大而無(wú)法恢復(fù)到原來(lái)的三層結(jié)構(gòu)，因而其不能形成插層結(jié)構(gòu)，載藥量降低。見(jiàn)圖5。

2.6 體外釋放試驗(yàn)結(jié)果

MTX/MMT插層藥物的釋放是擴(kuò)散和離子交換2種形式同時(shí)存在的釋放行為。一方面，吸附在MMT片層上和插入到MMT片層內(nèi)的MTX由于存在緩釋體系和釋放介質(zhì)的濃度梯度，導(dǎo)致MTX不斷從緩釋體系中擴(kuò)散到釋放介質(zhì)。這就和釋放介質(zhì)中的pH值有很大關(guān)系，尤其是對(duì)于略顯酸性的MTX，更傾向于在pH值較高的磷酸鹽緩沖溶液中釋放。另一方面，插入到MMT片層間的MTX和釋放介質(zhì)中陽(yáng)離子，如K+和Na+進(jìn)行置換。這一過(guò)程是插層反應(yīng)的逆過(guò)程，可以稱(chēng)為解插層。釋放介質(zhì)中這些陽(yáng)離子的濃度和強(qiáng)度，以及層間MTX和MMT結(jié)合力的強(qiáng)弱，都可以決定離子交換的程度。插層藥物在模擬腸液和模擬胃液中的釋放度較游離藥物低，說(shuō)明MTX/MMT插層藥物具有緩釋作用；比較插層藥物在模擬腸液和模擬胃液的釋放度可以看出，模擬腸液中藥物的釋放度較高。因?yàn)镸TX在堿性溶液中的溶解度較高，已從MMT層間釋放出來(lái)。見(jiàn)圖6、7。

圖3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)載藥量的影響

圖4 pH值對(duì)MMT載藥量的影響

圖5 反應(yīng)溫度對(duì)MMT載藥量的影響

圖6 模擬腸液中藥物的釋放曲線

圖7 模擬胃液中藥物的釋放曲線

3 討論

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)溶液插層技術(shù)制備MTX/MMT緩釋體系，同時(shí)對(duì)藥物初始濃度、反應(yīng)時(shí)間、pH值及反應(yīng)溫度等因素對(duì)MMT載藥量的影響進(jìn)行探究，插層藥物在模擬腸液和模擬胃液中的釋放速度都有所降低，說(shuō)明該插層產(chǎn)品具有緩釋的作用；MTX更傾向于在pH值較高的磷酸鹽緩沖溶液中釋放。通過(guò)體外釋放實(shí)驗(yàn)可以看出，MTX/MMT緩釋體系更傾向于在腸道釋放，具有一定的定向性，有望制成臨床口服制劑。

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（童穎丹 編輯）

Study on sustained release effect of Methotrexate/Montmorillonite intercalation drugs

Feng-tian An, Wen-jing Zhu, Xiao Chu
(Pharmacy Department, Qingdao Municipal Hospital, Qingdao, Shandong 266000, China)

ObjectiveTo investigate whether Methotrexate/Montmorillonite intercalation drugs (MTX/MMT release system) can be used as drug delivery agents in clinic.MethodsMTX/MMT release system was prepared by solution intercalation technique. The experiment adopted UV, FT-IR and other means to characterize the structural characteristics. Through simulation of gastric and intestinal fl uid release experimentsin vitro, the releasing rules and intrinsic mechanism of sustained-release delivery system were investigated. The initial drug concentration, reaction time, reaction pH value and reaction temperature on the MMT drug loading were explored.ResultsThe maximum amount of drug intercalation was obtained at the initial concentration of 0.8804 μg/ml, pH 1 and 50℃ for 4 hours.In thein vitrorelease experiment, sustained release of the MTX/MMT release system was observed in the simulated gastric and intestinal fl uid, but the amount of release was smaller and the release speed was slower in the simulated gastric fl uid.ConclusionsMethotrexate/Montmorillonite intercalation drugs may be used as drug delivery agents in clinic.

solution intercalation method; Montmorillonite; Methotrexate; constant temperature ultrasonic method; UV spectrophotometry

R943

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2017.29.005

1005-8982（2017）29-0021-04

2016-09-26

初曉，E-mail：chux1970@163.com