包合物的表征及在現(xiàn)代制劑中的應(yīng)用研究進(jìn)展

蔡俊飛，錢(qián)海珊，馬云淑

(1.云南中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，昆明 650500；2.云南省高校外用給藥系統(tǒng)與制劑技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650500；3.云南省傣醫(yī)藥與彝醫(yī)藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650500)

包合物屬于有機(jī)晶體，是指在輔料分子的空腔結(jié)構(gòu)中嵌入藥物分子而形成的獨(dú)特形態(tài)的分子囊[1]。

包合物的包合材料有很多種，如環(huán)糊精及其衍生物、膽酸、淀粉、纖維素、蛋白質(zhì)、尿素、對(duì)苯二酚等。目前，應(yīng)用較多的包合材料為環(huán)糊精(CD)及其衍生物、純膠。

純膠既不溶于冷水，也不溶于乙醇、乙醚、三氯甲烷等有機(jī)溶劑，在熱水中易吸水膨脹，高溫時(shí)可成膠狀。純膠包合物制備工藝簡(jiǎn)單、耗時(shí)短，其包合率明顯高于β-CD，其最優(yōu)包合方法是磁力攪拌法。

1 包合物的表征手段

1.1薄層色譜法(TLC) 藥物和CD形成的包合物與未包合藥物的比移值(Rf) 明顯不同，故TLC法以包合物有無(wú)薄層斑點(diǎn)、所形成的斑點(diǎn)數(shù)、Rf值與原藥物是否相同為根據(jù)，選擇合適的薄層層析條件進(jìn)行分離鑒別，來(lái)驗(yàn)證包合物是否形成。通過(guò)TLC表征分析來(lái)證明草果揮發(fā)油-β-CD包合物的形成，證實(shí)了草果揮發(fā)油-β-CD包合物具備一定的濕熱穩(wěn)定性和抗光性[2]。

1.2顯微鏡法和電鏡掃描法 由于揮發(fā)油的物理混合物與其包合物的晶格排列不同，在顯微鏡和掃描電鏡下，揮發(fā)油和包合物的形狀不同，因此可以通過(guò)分析兩者的晶體形態(tài)對(duì)包合物進(jìn)行表征。對(duì)香薷揮發(fā)油-β-CD包合物在掃描電子顯微鏡下放大觀(guān)察及成像的結(jié)果進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)包合之后，香薷揮發(fā)油從無(wú)規(guī)則的層狀結(jié)構(gòu)變?yōu)閱涡绷⒎襟w的晶體結(jié)構(gòu)[3]。

1.3熱分析法 為了準(zhǔn)確地考察溫度對(duì)包合物中揮發(fā)性物質(zhì)的影響以及檢驗(yàn)包合物的形成，可從熱質(zhì)量分析圖譜中得到輔助證明。通過(guò)研究不同物質(zhì)的性質(zhì)隨溫度的改變而改變來(lái)判斷包合物是否包合成功。Su Wenqiang等[4]用差示掃描量熱法鑒定粉防己堿-羥丙基-β-環(huán)糊精(HP-β-CD)包合物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，粉防己堿-HP-β-CD包合物在與粉防己堿近似位置出現(xiàn)峰，但由于粉防己堿和HP-β-CD之間存在相互作用，導(dǎo)致粉防己堿的熔點(diǎn)和其他性能輕微改變，粉防己堿-HP-β-CD包合物僅僅出現(xiàn)1個(gè)弱峰，且峰位較粉防己堿前移，粉防己堿吸熱峰位于225 ℃，粉防己堿-HP-β-CD包合物吸熱峰位于220 ℃，說(shuō)明粉防己堿HP-β-CD包合物形成。陳剛等[5]制備銀杏內(nèi)酯N-磺丁基-β-CD包合物，采用差示掃描量熱法對(duì)包合物表征，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在包合物的差示掃描量熱圖譜中，藥物的特征吸收峰幾乎完全消失，說(shuō)明銀杏內(nèi)酯N被完全包合在其中。

1.4紫外-可見(jiàn)分光光度法 客體被CD、純膠等包合材料包合后，客體和包合材料之間會(huì)發(fā)生相互作用，從而導(dǎo)致客體包合前后的紫外光譜吸收曲線(xiàn)發(fā)生變化。紫外-可見(jiàn)分光光度法主要通過(guò)摩爾比法和連續(xù)變化法確定包合物的組成。并采用紫外-可見(jiàn)光譜的變化分析包合物的結(jié)構(gòu)和相互作用。馬小雙等[2]制備草果揮發(fā)油-β-CD包合物，紫外-可見(jiàn)分光光度法評(píng)價(jià)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，草果揮發(fā)油-β-CD包合物和β-CD無(wú)草果揮發(fā)油的特征吸收峰，草果揮發(fā)油與β-CD形成的物理混合物和草果揮發(fā)油在相同位置上有類(lèi)似的吸收峰，制成包合物后，草果揮發(fā)油的特征峰消失，表明草果揮發(fā)油己經(jīng)被牢固包封在β-CD的空穴內(nèi)，形成了一種新的化合物，說(shuō)明包合物已經(jīng)形成。

1.5X-射線(xiàn)衍射法 不同藥物和CD在同一角度處具有不同的晶間距，從而顯示出不同的衍射峰，藥物和β-CD的物理混合物顯示出的圖譜是藥物和β-CD單獨(dú)組分的疊加，而包合物的圖譜既不同于物理混合物又不同于藥物和CD，而是構(gòu)成一種新物相。Yousaf Abid Mehmood等[6]采用X-射線(xiàn)衍射法研制左羥丙哌嗪-HP-β-CD包合物，結(jié)果顯示，左羥丙哌嗪粉末在10°～30°范圍內(nèi)出現(xiàn)典型的尖銳結(jié)晶峰，左羥丙哌嗪-HP-β-CD包合物未產(chǎn)生任何尖峰，表明其具有無(wú)定形性質(zhì)，在物理混合物的X-射線(xiàn)衍射圖譜中也可見(jiàn)左羥丙哌嗪相關(guān)的區(qū)分峰，但左羥丙哌嗪-HP-β-CD包合物制劑的衍射圖中無(wú)這些峰。表明在通過(guò)溶劑蒸發(fā)法制備的左羥丙哌嗪-HP-β-CD包合物制劑中，左羥丙哌嗪已從晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)，說(shuō)明包合物制備成功。

1.6核磁共振法(NMR) NMR法是指在電磁波照射下，處于磁場(chǎng)中的磁性原子的原子核會(huì)發(fā)生能級(jí)躍遷，同時(shí)產(chǎn)生吸收信號(hào)，根據(jù)吸收信號(hào)推測(cè)物質(zhì)分子結(jié)構(gòu)的方法。如果藥物聚集在包合材料空腔中，空腔內(nèi)氫原子就會(huì)被藥物分子屏蔽，位移值會(huì)因此發(fā)生變化，而空腔外的氫原子則不會(huì)變化。但NMR法所用到的器械價(jià)格昂貴，同時(shí)存在某些組分容易影響平衡常數(shù)(K)測(cè)定等缺陷，因而限制了其廣泛應(yīng)用。通常情況下，對(duì)于芳香性藥物，可以采取氫核磁共振技術(shù)分析，而對(duì)非芳香性藥物，可以采取碳核磁共振技術(shù)分析。NMR法適用范圍廣，但儀器價(jià)格昂貴，一些組分影響K值測(cè)定等限制了其應(yīng)用和推廣。Zheng Huang等[7]制備辣椒素-HP-β-CD包合物，NMR結(jié)果顯示，辣椒素-HP-β-CD中的質(zhì)子H-3和H-5分別表現(xiàn)出-0.034、-0.024 ppm的向上偏移，且 H-3質(zhì)子的化學(xué)位移比H-5更高，因此，推斷出辣椒素的芳族部分可能靠近HP-β-CD腔的寬側(cè)。說(shuō)明辣椒素-HP-β-CD包合物制備成功。

1.7熒光光譜法 藥物被CD、純膠等包合材料包合后，熒光強(qiáng)度和發(fā)射波長(zhǎng)均會(huì)發(fā)生一定改變，CD空腔的黏度會(huì)隨之增大，氧對(duì)藥物的熒光抑制作用有所降低。形成包合物后，藥物分子之間的接觸機(jī)會(huì)減少，導(dǎo)致熒光強(qiáng)度隨之增加。通常采用熒光偏振法、雙倒數(shù)法、熒光各相異性法等熒光光譜法判斷包合物是否形成[8]，熒光光譜法具有高靈敏性，且操作簡(jiǎn)便可行，但是僅適用于對(duì)具有熒光的物質(zhì)進(jìn)行分析。李進(jìn)霞等[9]利用超聲法制備氧氟沙星-HP-β-CD包合物，熒光光譜法進(jìn)行表征顯示，在氧氟沙星的水溶液中加入HP-β-CD溶液，隨著HP-β-CD溶液濃度增加，氧氟沙星的發(fā)射光譜會(huì)持續(xù)增強(qiáng)，說(shuō)明了氧氟沙星分子與CD分子之間形成了包合物。

1.8圓二色譜法 圓二色譜法是研究具有光學(xué)活化性化合物結(jié)構(gòu)的有效方法。非手性藥物分子在CD手性空腔誘導(dǎo)下手性發(fā)生改變，產(chǎn)生圓二色譜信號(hào)。由于藥物分子具有發(fā)色團(tuán)，它的不對(duì)稱(chēng)性引起的左右兩圓偏振光具有不同的光吸收，將吸收系數(shù)之差對(duì)波長(zhǎng)作圖即可得到圓二色譜圖，可測(cè)定分子的立體結(jié)構(gòu)，判斷包合物是否形成。李海浪等[10]采用溶液攪拌法制備葉酸-HP-β-CD包合物，圓二色譜圖顯示，葉酸分子無(wú)手性和圓二色譜帶，而葉酸-HP-β-CD包合物具有明顯的圓二色譜信號(hào)，葉酸分子和包合物之間存在顯著差異，說(shuō)明葉酸-HP-β-CD包合物形成。

1.9毛細(xì)管電泳法 毛細(xì)管電泳在包合物的研究中具有廣泛的應(yīng)用，其原理是通過(guò)對(duì)主體和客體分子間的相互作用從而判斷包合物是否制備成功。采用電泳峰漂移法探索硫辛酸與CD和CD的衍生物在磷酸鹽緩沖液(PBS)中的相互作用。結(jié)果顯示，電泳峰漂移法可以通過(guò)測(cè)定硫辛酸與CD和CD衍生物形成的包合物的包合常數(shù)，從而判斷包合物是否制備成功[11]。李曉峰等[12]采用毛細(xì)管電泳法測(cè)定β-CD與萘酚包合后的包合常數(shù)，再與光譜法測(cè)定的包合常數(shù)進(jìn)行比較，證明包合物已經(jīng)形成。

2 包合物在制劑中的作用

2.1增加藥物的溶出度 CD包合物呈空心圓筒型，在腔體內(nèi)部是疏水的，在腔體外部是親水的。藥物被包合后，不溶于水的部分進(jìn)入CD空腔內(nèi)，從而提高了難溶性藥物在水中的溶解能力。以HP-β-CD為包合載體，把艾葉揮發(fā)油包合在HP-β-CD中。結(jié)果顯示，與艾葉揮發(fā)油相比包合物溶解度明顯增加，且穩(wěn)定性得到較大提高[13]。恩替卡韋屬于難溶性藥物，采用不同β-CD衍生物進(jìn)行包合后可明顯改善其溶解度。恩替卡韋-2，6-二甲基-β-CD包合物的溶解度比恩替卡韋的溶解度提高了35.6倍[14]。

2.2增加藥物的穩(wěn)定性 藥物分子的不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)進(jìn)入到包合材料的空腔內(nèi)，從而減少了藥物不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)與外界的接觸，增強(qiáng)了藥物分子穩(wěn)定性。把蒼艾揮發(fā)油制備成包合物后避免了揮發(fā)油的揮發(fā)、升華和氧化，提高了揮發(fā)油的穩(wěn)定性，為蒼艾揮發(fā)油的進(jìn)一步應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)[15]。鳥(niǎo)嘌呤具有抗氧化的保護(hù)特性，可在體外保護(hù)DNA免受活性氧的損害，但鳥(niǎo)嘌呤由于其水溶性差而限制了在臨床應(yīng)用，當(dāng)采用β-CD及其衍生物作為包合材料對(duì)鳥(niǎo)嘌呤進(jìn)行包合后，鳥(niǎo)嘌呤在水中的溶解度顯著增大[16]。

2.3提高藥物的生物利用度 許多難溶性藥物制備成包合物后，溶解度增大，滲透性也隨之增大，生物利用度有所提高。趙建彬等[17]制備了銀杏酯-HP-β-CD 包合物，提高了水溶性和吸收速率。食物中ω-6多不飽和脂肪酸與ω-3多不飽和脂肪酸的比例對(duì)于抑制炎癥的發(fā)生具有重要作用，紫蘇油添加到普通食品中可修飾兩者的比例。但紫蘇油在大范圍的溫度下都是液態(tài)，所以紫蘇油的應(yīng)用受到限制。食品加工過(guò)程中將油添加到食品中會(huì)導(dǎo)致食品質(zhì)地發(fā)生不良變化。紫蘇油被γ-CD包合而粉末化，穩(wěn)定性和生物利用度有所提高[18]。王光明等[19]制備細(xì)辛腦-HP-β-CD包合物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，包合物中細(xì)辛腦在家兔體內(nèi)的吸收量均顯著高于細(xì)辛腦，說(shuō)明把細(xì)辛腦包合在HP-β-CD中可明顯提高細(xì)辛腦的生物利用度。

2.4調(diào)節(jié)藥物的釋藥速度 將揮發(fā)性藥物制成CD包合物后，不僅可以防止揮發(fā)性物質(zhì)的揮散，還具有緩釋作用。郭誠(chéng)誠(chéng)等[20]用β-CD包合細(xì)辛后，釋放緩慢，降低其刺激作用。把利多卡因制備成一種包合物水凝膠制劑，可改善凝膠性質(zhì)，含有利多卡因-β-CD包合物的凝膠緩釋效果更好[21]。沒(méi)食子酸是一種酚類(lèi)化合物，具有抗氧化的活性，沒(méi)食子酸-HP-β-CD包合物可以平衡抗氧化性能，調(diào)節(jié)釋放速率。與原藥沒(méi)食子酸相比，沒(méi)食子酸與HP-β-CD形成的包合物可明顯緩慢釋放沒(méi)食子酸[22]。

2.5隱藏藥物不良?xì)馕叮档退幬锏拇碳ば?許多藥物具有明顯的不良?xì)馕痘驅(qū)ξ改c道具有較強(qiáng)的刺激性，將它們制成包合物后，藥物的刺激性和不良?xì)馕督档汀Ａ_梓欣等[23]將通絡(luò)祛痛膏揮發(fā)油制成HP-β-CD包合物后，水溶性提高，阻止了在貯藏和使用過(guò)程中的揮發(fā)損失與氧化變質(zhì)，改善了膏藥氣味重、易過(guò)敏、刺激性大和使用舒適感不佳等問(wèn)題。

2.6使液體藥物固體化 許多中藥中的揮發(fā)性成分都有較強(qiáng)的生物活性，但是揮發(fā)油一般為液態(tài)，不方便攜帶和儲(chǔ)存，而且易揮發(fā)。將揮發(fā)油制備成包合物，使其固體化，然后再制備成散劑、顆粒劑、膠囊劑等劑型，方便揮發(fā)油的儲(chǔ)存和攜帶。馬小雙等[2]研究發(fā)現(xiàn)，以β-CD為輔料分子，把草果揮發(fā)油制成包合物后，可以使草果揮發(fā)油固體化，不僅方便其儲(chǔ)存和攜帶，同時(shí)還具有緩釋作用。

2.7包合技術(shù)和其他制劑技術(shù)結(jié)合的運(yùn)用

2.7.1包合技術(shù)結(jié)合脂質(zhì)體技術(shù) 脂質(zhì)體指藥物被類(lèi)脂質(zhì)雙分子層包封形成的微小囊泡，盡管脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)、粒徑、制備方法不同，但脂質(zhì)體作為藥物載體的相關(guān)技術(shù)已經(jīng)基本成熟。Cavalcanti I M F等[24]將β-拉帕醌制備成β-拉帕醌-HP-β-CD包合物，再將包合物制成脂質(zhì)體。結(jié)果包合物中β-拉帕醌的溶解度提高了近300倍，同時(shí)β-拉帕醌分子全部被包合到HP-β-CD空腔結(jié)構(gòu)內(nèi)。Hammoud Zahraa等[25]制備HP-β-CD-精油包合物，并通過(guò)乙醇注射法將HP-β-CD-精油包合物加載到脂質(zhì)體中制備成新型制劑，降低了精油的揮發(fā)性，克服了精油水溶性差和不穩(wěn)定性等特性，從而增加了精油的生物活性。Lina Zhang等[26]采用共蒸發(fā)法研究出一種氟比洛芬-HP-β-CD-脂質(zhì)體新型遞送系統(tǒng)。與氟比洛芬相比，氟比洛芬-HP-β-CD-脂質(zhì)體新型給藥系統(tǒng)顯著提高了氟比洛芬的生物利用度。

2.7.2包合技術(shù)結(jié)合納米技術(shù) 納米纖維是指纖維直徑小于1 000 nm的超微細(xì)纖維，如將納米纖維植入織物表面，可形成一層穩(wěn)定的氣體薄膜，既可防水，又可防油，還對(duì)氣溶膠有阻擋性，納米纖維還可用于化工、醫(yī)藥等產(chǎn)品的提純、過(guò)濾等。Asli Celebioglu等[27]利用靜電紡絲技術(shù)制備了姜黃素-HP-β-CD和姜黃素-HP-γ-CD包裹復(fù)合納米纖維網(wǎng)，姜黃素在靜電紡絲過(guò)程中未出現(xiàn)任何損失，姜黃素水溶性差，通過(guò)與CD的包合復(fù)合作用后得到了明顯改善，且隨著溶解度的提高，姜黃素在姜黃素-CD纖維網(wǎng)中的抗氧化作用也得以增強(qiáng)。

2.7.3包合技術(shù)結(jié)合直接壓片技術(shù) 吳倩等[28]以磺丁基-β-CD為原料，采用飽和水溶液法制備姜黃素-磺丁基-β-CD包合物，并以直接壓片技術(shù)將姜黃素-磺丁基-β-CD包合物制備成舌下含片，不僅克服了姜黃素水溶性差的缺點(diǎn)，還掩蓋了姜黃素的不良?xì)馕丁ｇ娎^昌等[29-30]把難溶于水、胃黏膜刺激性大的藥物右旋布洛芬制備成右旋布洛芬-β-CD包合物分散片，一方面保留了包合物增加溶解度和溶出度、掩蓋不良?xì)馕?、減小胃腸道刺激的優(yōu)點(diǎn)；另一方面保留了分散片快速崩解、分散、溶出、服用方便的特點(diǎn)。所制備的右旋布洛芬-β-CD包合物分散片具有崩解迅速、溶出快、分散性好的優(yōu)點(diǎn)。

2.7.4包合技術(shù)結(jié)合滲透泵技術(shù) 滲透泵片是以滲透壓作為釋藥能源的控釋片，其基本結(jié)構(gòu)是先將藥物與適宜輔料壓制成片芯，外包一層半透性物質(zhì)膜，后用激光在膜上打一個(gè)小孔，口服后可使藥物以恒定的速率釋放到片外。王利等[31]把水溶性差、生物利用度低的馬錢(qián)子堿制備成馬錢(qián)子堿包合物微孔滲透泵控釋片，不僅提高了馬錢(qián)子堿的水溶性和生物利用度，還有助于促進(jìn)其順利吸收進(jìn)入體循環(huán)，以恒速緩慢釋放，從而降低馬錢(qián)子堿的毒性。

3 結(jié)語(yǔ)

目前包合技術(shù)與其他新技術(shù)的綜合運(yùn)用也被廣泛應(yīng)用于藥物制劑方面，例如包合技術(shù)結(jié)合納米技術(shù)、包合技術(shù)結(jié)合脂質(zhì)體技術(shù)、包合技術(shù)結(jié)合磁力技術(shù)等。包合技術(shù)和其他制劑新技術(shù)合用后形成新的藥物載體，不僅保留了包合物的優(yōu)點(diǎn)，還結(jié)合了其他新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。

隨著新材料和新技術(shù)的不斷發(fā)展，包合技術(shù)和藥用輔料不斷更新，包合技術(shù)和其他制劑新技術(shù)的合用也得到進(jìn)一步發(fā)展。包合物作為一種中間劑型，可作為散劑、片劑、顆粒劑、膠囊劑等多種劑型的中間體，在現(xiàn)代制劑領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，成為現(xiàn)代藥劑學(xué)中不可缺少的一部分。