李丹,初陽(1.沈陽醫(yī)學院奉天醫(yī)院藥學部,沈陽11004;.中國醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院藥學部,沈陽11004)
透明質酸(Hyaluronic acid,HA)及其鈉鹽是廣泛存在于人體及動物體內的一種黏多糖,是體內重要的生理活性物質,廣泛應用于食品、日化和醫(yī)藥領域[1-2];其在組織形成、細胞調控及血管生成方面都起著重要的作用[3]。HA本身具有良好的生物相容性、高黏彈性和毒副作用小等優(yōu)點,既可延緩皮膚衰老,補充皮膚水分;又可促進傷口愈合,防止疤痕產生[4-5]。雖然已有上市的含HA的化妝品[6],但其僅作為保濕劑出現,并非作為主要成分使用,因此藥用效果不明顯,也不適合大規(guī)模藥用。
本文以透明質酸鈉為模型藥物,海藻酸鈉為骨架材料,采用乳化-交聯法制備了包載透明質酸鈉的海藻酸鈉微球。該制劑處方選擇和制備工藝的關鍵是利用微球所形成的不溶性骨架,以降低透明質酸鈉的釋放速度,延長釋藥時間,從而達到提高生物利用度的目的。本研究可為進一步制備透明質酸鈉緩釋制劑奠定基礎。
DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(鞏義市英峪予華儀器廠);FA1104電子天平(上海民橋精密科學儀器有限公司);UV-9100型紫外分光光度計(北京瑞利分析儀器有限公司);DMBA450生物數碼顯微鏡(麥克迪實業(yè)集團有限公司);LS320激光粒度儀(美國Beckman公司)。
三乙醇胺(天津市博迪化工有限公司);透明質酸鈉(山東福瑞達生物醫(yī)藥有限公司,批號:0911062,藥用級,含量:99.5%);海藻酸鈉(河北大唐生物工程有限公司,藥用級);海藻酸鈉微球(沈陽醫(yī)學院奉天醫(yī)院藥學部);對羥基苯甲酸乙酯、氯化鈣、聚山梨酯80均為藥用級;二氯甲烷、異丙醇、液體石蠟、丙三醇、硬脂酸、白凡士林、阿利新藍均為分析純。
精密稱量透明質酸鈉,用去離子水溶解后配成質量濃度為53.15、106.3、212.6、318.9、425.2 mg/L的標準溶液,搖勻。取上述標準溶液各1 ml,加入10 ml量瓶中,加6 ml阿利新藍染料染色,混合后用去離子水稀釋至刻度,作為顯色溶液。在510 nm波長處測定各溶液的吸光度值。以透明質酸鈉質量濃度(ρ)為橫坐標,標準溶液與顯色溶液的吸光度差值(A)為縱坐標繪制標準曲線,得回歸方程為:A=0.0017ρ+0.1848(r=0.9980,n=5)。結果表明,透明質酸鈉檢測質量濃度線性范圍為53.15~425.2 mg/L。低、中、高3個質量濃度(53.15、212.6、425.2 mg/L)的標準溶液的日內精密度RSD分別為1.88%、0.80%、0.63%(n=5);日間精密度RSD分別為2.57%、1.05%、0.84%(n=5);平均回收率為(97.9±1.80)%,RSD=1.84%(n=3)。
稱取適量透明質酸鈉,精密稱定,溶入蒸餾水中,超聲溶解后,將適量海藻酸鈉細粉溶于其中配成一定濃度的海藻酸鈉溶液,靜置除去氣泡,后用醫(yī)用9號注射器緩緩滴入攪拌的混合油相中。以一定的分散轉速磁力攪拌分散一定時間后,加入適量用氯化鈣飽和的交聯劑,固化[7]。將制得的微球分別用異丙醇洗滌2~3次,抽濾后,40℃干燥6 h,密封貯藏備用。
取制備的海藻酸鈉微球50 mg,置于蒸餾水5 ml中超聲10 min;37℃放置24 h,取上清液置于10 ml量瓶中,研磨微球至其破碎,離心15 min,將上清液吸取于量瓶中,用蒸餾水稀釋定容至10 ml;用0.45 μm微孔濾膜濾過。測定上清液中的藥物含量,計算微球中藥物的包封率及載藥量:包封率=微球中包裹的透明質酸鈉質量/透明質酸鈉加入量×100%;載藥量=微球中包裹的透明質酸鈉質量/微球的質量×100%。
經過多次預試驗,確定對包封率影響較大的幾個處方因素,考察結果如下。
2.4.1 海藻酸鈉質量分數。固定其他的因素,考察海藻酸鈉的質量分數。分別配成含有1%透明質酸鈉的1%、2%、3%海藻酸鈉溶液,滴入二氯甲烷與植物油等比例組成的混合油相中,以300 r/min轉速分散15 min,加入交聯劑90 min后制備海藻酸鈉微球,其水相與交聯劑體積比為1∶1,透明質酸鈉與海澡酸鈉質量比為1∶2。結果顯示,當海藻酸鈉質量分數為1%時,黏度較低,無法成球;當海藻酸鈉質量分數為2%時,可成球,且干燥后球之間無粘連,鏡下觀察微球形態(tài)較好,包封率為(45.17±6.12)%(n=3);當海藻酸鈉質量分數為3%時,雖然包封率較高(57.28±5.54)%(n=3),但由于黏度較大,微球形態(tài)不佳。因此,選擇海藻酸鈉質量分數為2%。
2.4.2 混合油相比例。固定海藻酸鈉質量分數為2%,制備方法同“2.4.1”項,選擇植物油與二氯甲烷的混合油相,體積比為3∶1、2∶2、1∶3,并加入2%油酸山梨坦作為油相的表面活性劑,制備海藻酸鈉微球。結果顯示,當體積比為3∶1和2∶2時,混合油相黏度大,干燥后微球粘連嚴重,微球形態(tài)不佳,包封率分別為(38.94±8.46)%(n=3)和(37.25±8.14)%(n=3)。因此,選擇體積比為1∶3,此時包封率為(45.17±6.12)%(n=3)。
2.4.3 交聯劑加入體積。以2%海藻酸鈉溶液作為內水相,植物油與二氯甲烷體積比為1∶3的混合油為油相,令水相與加入交聯劑的體積比為2∶1、1∶1、1∶2,按“2.4.1”項下方法制備海藻酸鈉微球。結果包封率依次為(38.97±4.43)%、(45.17±6.12)%和(43.86±7.35)%(n=3),表明當體積比超過1∶1后,再提高交聯劑的量,微球的包封率基本不再變化,粒徑減小不明顯。因此,選擇水相與交聯劑體積比為1∶1。
2.4.4 透明質酸鈉與海藻酸鈉質量比。分別配制透明質酸鈉與海藻酸鈉質量比為1∶4、1∶2、1∶1的溶液為水相,水相與交聯劑的體積比為1∶1,按“2.4.3”項下方法制備海藻酸鈉微球。結果包封率依次為(48.93±8.69)%、(45.17±6.12)%和(31.96±7.54)%(n=3),載藥量依次為(6.99±1.64)%、(11.29±2.16)%和(12.78±2.71)%(n=3),表明透明質酸鈉與海藻酸鈉比例增加,微球載藥量增加,包封率明顯降低。因此,綜合考慮,選擇質量比為1∶2。
經過多次預試驗,確定了對包封率影響較大的幾個工藝因素,考察結果如下。
2.5.1 分散時間。以2%海藻酸鈉溶液為水相,透明質酸鈉與海藻酸鈉質量比為1∶2,含2%油酸山梨坦、混合油相比例為1∶3的混合油為油相,水相與交聯劑體積比為1∶1,以300 r/min轉速分散5、15、30 min,加入交聯劑90 min后制備海藻酸鈉微球,制備方法同“2.2”項。結果包封率分別為(37.4±4.37)%、(45.17±6.12)%和(46.26±8.49)%(n=3),表明隨著時間增加,包封率增加,但時間過長會使微球粘連。因此,選擇分散時間為15 min。
2.5.2 分散轉速。固定分散時間為15 min,分別在100、300、500 r/min下按“2.4.1”項下方法制備海藻酸鈉微球。結果包封率分別為(56.48±8.96)%、(45.17±6.12)%和(34.32±7.34)%(n=3),表明隨轉速增加,包封率下降,但轉速過低微球粒徑大,分布不均。因此,選擇分散轉速為300 r/min。
2.5.3 交聯時間。固定分散轉速為300 r/min,交聯時間分別為30、90、150 min下按“2.2”項下方法制備海藻酸鈉微球。結果包封率分別為(31.76±3.62)%、(45.17±6.12)%和(47.03±5.73)%(n=3),表明隨著交聯時間延長,包封率增加,但增加到90 min后,再延長交聯時間,包封率提高不明顯,且微球有粘連現象。因此,交聯時間選擇90 min。
根據單因素考察結果,選取透明質酸鈉質量分數、透明質酸鈉與海藻酸鈉質量比、交聯時間和分散轉速為因素進行正交試驗,以包封率為指標對處方進行優(yōu)化,篩選出包封率高、形態(tài)好的微球最優(yōu)處方。影響因素及因素水平取值見表1,正交試驗設計及試驗結果見表2,極差分析見表3,方差分析見表4。
表1 影響因素及因素水平取值Tab 1 Factors and levels
表2 正交試驗設計及試驗結果Tab 2 Orthogonal design and results
表3 正交試驗結果極差分析Tab 3 Results of analysis of range
表4 正交試驗結果方差分析Tab 4 Results of analysis of variance
由表2可見,各因素對指標的影響程度順序為C>A>B>D,最佳水平為A2B1C2D1,即海藻酸鈉質量分數為2%,透明質酸鈉與海藻酸鈉質量比為1∶3,交聯時間為90 min,分散轉速為200 r/min。
由表3可見,交聯時間對微球的包封率有顯著影響,而海藻酸鈉質量分數、透明質酸鈉與海藻酸鈉質量比及分散轉速對包封率影響不明顯。
按最優(yōu)處方制備3批微球,其形態(tài)圓整、粒徑分布均勻,測得包封率為(58.92±3.06)%,載藥量為(10.96±1.12)%;將微球分散于水中,滴入激光粒度測定儀,測得微球平均粒徑為(107.8±5.51)μm。
氯化鈣的水溶液相當于水相,其在油相中也以液滴形式被分散,因此與海藻酸鈉液滴接觸幾率很小,且液滴各點交聯不均,交聯效果不佳。用氯化鈣飽和的二氯甲烷可與油互溶,加入后,可以在海藻酸鈉液滴周圍形成均勻的交聯劑濃度,即液滴各點交聯均勻。故本文選擇氯化鈣溶液飽和的二氯甲烷為交聯劑。
一次性加入交聯劑,只是在最初形成交聯劑的濃度梯度,隨著交聯劑的消耗,濃度梯度降低,交聯效果會變差,內層交聯不完全,所以包封率較低,粒徑稍大,但形態(tài)較好。分次加入交聯劑可以在不同時間點始終保持著濃度梯度,交聯效果好,交聯程度深,包封率高,粒徑小,形態(tài)好。
分散轉速顯著影響微球粒徑及形態(tài)。當分散轉速為100 r/min時,提供的外力不足以降低水相的粒徑,使得微球大小不一;但由于轉速低,水相中藥物滲漏量小,包封率較高。當轉速為500 r/min時,粒徑雖小,但包封率降低,體系黏度增加,出現粘連現象。
因本文中劑型為中間劑型,最終劑型為乳膏劑,故對粒徑考慮不多,僅是在驗證試驗時測量了粒徑,試驗時也只是在顯微鏡下觀察了微球的形態(tài),未照電鏡。
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