祖洪碧,李小華(重慶市長壽區(qū)人民醫(yī)院藥學(xué)部,重慶 401220)
燈盞乙素(Scutellarin)即5,6,4′-三羥基黃酮-7-葡萄糖醛酸苷,是燈盞花素(Breviscapus)的主要有效成分,為菊科植物燈盞細(xì)辛(Erigeron breviscapus)的提取物。研究顯示,燈盞乙素在降低血液黏度、降低外周阻力、擴(kuò)張血管、增加動脈流量、減少血小板計(jì)數(shù)和抑制血小板凝集等方面都有很好的臨床療效[1-2]。目前,臨床上其主要用于治療腦供血不足、腦出血所致后遺癥、腦血栓、冠心病、心絞痛等疾病[3]。但是,由于燈盞乙素水溶性很低、口服生物利用度差、半衰期短[4],使其臨床使用受到了限制。聚乙二醇-聚乳酸/羥基乙酸共聚物(PEG-PLGA)為兩親性嵌段聚合物,具有較好的生物降解特征和生物相容性,幾乎無細(xì)胞毒性,有利于提高藥物的穩(wěn)定性和透膜能力,達(dá)到緩釋和長效的結(jié)果。基于此,本研究制備了燈盞乙素-PEG-PLGA載藥納米粒,以期改善燈盞乙素的體內(nèi)特征,增加其藥效。
Agilent 1100型高效液相色譜儀(美國Agilent公司);Tecnai G2型透射電子顯微鏡(廈門億辰科技有限公司);Zetasizer Nano ZS型納米粒度及Zeta電位分析儀(英國Malvern儀器公司);RE-5250型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海亞榮生化儀器廠);GL-21M型高速冷凍離心機(jī)(湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司);MS300型恒溫磁力攪拌器(上海般特儀器有限公司);BS 210s型電子天平(德國Sartorius公司)。
燈盞乙素對照品(批號:120914,純度:99.58%)、燈盞乙素原料藥(批號:120915,純度:99.20%)均購自昆明龍津藥業(yè)有限公司;PEG-PLGA(上海麗昂化學(xué)有限公司);泊洛沙姆188(P188,湖北武漢健源化工有限公司);聚山梨酯80和聚山梨酯20(天津市博迪化工有限公司);丙酮(東莞市喬科化學(xué)有限公司);乙酸乙酯、二氯甲烷購自深圳市科天化玻儀器有限公司,甲醇、乙腈為色譜純,水為室驗(yàn)室自制的超純水。
2.1.1 色譜條件 色譜柱:WelchromTMC18(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相:乙腈-0.2%磷酸溶液(20∶80,V/V),流速:1 ml/min;檢測波長:335 nm;柱溫:30 ℃;進(jìn)樣量:20 μl。該色譜條件下,燈盞乙素的出峰時(shí)間為9.7 min,其他輔料不干擾燈盞乙素的測定。
2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線制備 精密稱取燈盞乙素對照品15.06 mg,用甲醇溶解并稀釋成質(zhì)量濃度分別為7.53、15.06、30.12、60.24、90.36、120.48 μg/ml的系列對照品溶液,按“2.1.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測定,記錄峰面積。以峰面積(y)為縱坐標(biāo)、質(zhì)量濃度(c)為橫坐標(biāo),進(jìn)行回歸分析,得回歸方程為y=19 764.52c+583.74(r=0.999 7)。結(jié)果表明,燈盞乙素檢測質(zhì)量濃度的線性范圍為7.53~120.48 μg/ml。
2.1.3 回收率試驗(yàn) 取質(zhì)量濃度為15.06、30.12、90.36 μg/ml的燈盞乙素對照品溶液,按“2.1.1”項(xiàng)下色譜條件進(jìn)樣測定,記錄峰面積,代入回歸方程計(jì)算質(zhì)量濃度,以實(shí)測值與真實(shí)值之比計(jì)算回收率。結(jié)果,低、中、高質(zhì)量濃度燈盞乙素對照品溶液的回收率分別為(99.05±4.84)%、(99.58±3.70)%、(100.31±2.27)%,RSD均小于12%(n=5)。
2.1.4 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取質(zhì)量濃度為15.06、30.12、90.36 μg/ml的燈盞乙素對照品溶液,于室溫放置4 h后,進(jìn)樣測定。結(jié)果測定值與0 h的偏差分別為1.79%、1.27%、1.08%(n=5),表明該對照品溶液在室溫條件下放置4 h穩(wěn)定。
采用復(fù)乳-溶劑蒸發(fā)法制備燈盞乙素-PEG-PLGA。首先將適量的燈盞乙素溶于水中,取適量體積的燈盞乙素水溶液加入一定體積的有機(jī)相中,水浴超聲制得初乳,然后將初乳注入到一定體積的乳化劑水溶液中,超聲20 min得到復(fù)乳。將復(fù)乳旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),除去全部的有機(jī)溶劑,于4 ℃、離心半徑10 cm、16 000 r/min低溫高速離心40 min后,除去上清液,得到燈盞乙素-PEG-PLGA載藥納米粒。
采用Zetasizer Nano ZS型納米粒度及Zeta電位分析儀測定所制燈盞乙素-PEG-PLGA載藥納米粒的粒徑和粒徑分布指數(shù)(PDI)。采用高速離心法分離燈盞乙素-PEG-PLGA載藥納米粒,以甲醇破乳,以納米粒的質(zhì)量與游離藥物質(zhì)量進(jìn)行包封率(ER)的考察[5],包封率計(jì)算公式為ER=(1-m游/m總)×100%。
2.4.1 不同有機(jī)相對納米粒的影響 以粒徑、PDI、包封率為指標(biāo),分別以丙酮、乙酸乙酯和二氯甲烷為有機(jī)相,按“2.2”項(xiàng)下方法制備納米粒,考察不同有機(jī)相對納米粒的影響。結(jié)果顯示,3種有機(jī)相所制納米粒的粒徑依次為(73.4±1.2)、(79.6±1.7)、(85.3±3.1)nm,PDI依次為0.102、0.137、0.294,包封率依次為(33.68±1.11)%、(29.12±1.36)%、(21.44±1.75)%,n=3。這表明采用丙酮制得的納米粒具有較小的粒徑和PDI值,且包封率較高,因此選擇丙酮作為有機(jī)相。
2.4.2 內(nèi)水相與有機(jī)相不同比例對納米粒的影響 以粒徑、PDI、包封率為指標(biāo),以內(nèi)水相與有機(jī)相比例分別為1∶5、1∶10、1∶15,按“2.2”項(xiàng)下方法制備納米粒,考察不同內(nèi)水相與有機(jī)相比例對納米粒的影響。結(jié)果顯示,內(nèi)水相與有機(jī)相3種比例所制納米粒的粒徑依次為(71.1±1.3)、(73.5±1.6)、(75.2±1.9)nm,PDI依次為0.104、0.102、0.199,包封率依次為(33.59±1.21)%、(30.22±1.19)%、(25.36±1.69)%,n=3。這表明內(nèi)水相和有機(jī)相的比例為1∶5時(shí)所制納米粒粒徑較小,包封率較高。雖然比例為1∶10時(shí)所制納米粒PDI略低于比例為1∶5時(shí),但綜合考慮,選擇內(nèi)水相和有機(jī)相的比例為1∶5。
2.4.3 不同乳化劑對納米粒的影響 以粒徑、PDI、包封率為指標(biāo),以泊洛沙姆、聚山梨酯80和聚山梨酯20為乳化劑,按“2.2”項(xiàng)下方法制備納米粒,考察不同乳化劑對納米粒的影響。結(jié)果顯示,3種乳化劑所制納米粒的粒徑依次為(76.4±1.6)、(72.6±1.5)、(78.9±1.8)nm,PDI依次為0.103、0.105、0.176,包封率依次為(34.63±1.25)%、(35.82±1.33)%、(27.25±1.57)%,n=3。這表明采用聚山梨酯80為乳化劑時(shí)所制納米粒具有較小的粒徑和較高的包封率,綜合考慮,選擇聚山梨酯80為乳化劑。
2.4.4 聚山梨酯80不同體積分?jǐn)?shù)對納米粒的影響 以粒徑、PDI、包封率為指標(biāo),以聚山梨酯80體積分?jǐn)?shù)分別為0.2%、0.5%、1%,按“2.2”項(xiàng)下方法制備納米粒,考察聚山梨酯80不同體積分?jǐn)?shù)對納米粒的影響。結(jié)果顯示,3種體積分?jǐn)?shù)的聚山梨酯80所制納米粒的粒徑依次為(74.5±1.6)、(73.8±1.5)、(75.3±1.9)nm,PDI依次為0.107、0.105、0.110,包封率依次為(32.35±1.28)%、(36.27±1.25)%、(35.96±1.38)%,n=3。這表明聚山梨酯80體積分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)所制納米粒包封率較高,且3種體積分?jǐn)?shù)的聚山梨酯80對納米粒的粒徑和PDI值影響不大,因此聚山梨酯80的體積分?jǐn)?shù)確定為0.5%。
2.4.5 初乳與外水相不同比例對納米粒的影響 以粒徑、PDI、包封率為指標(biāo),以初乳與外水相比例分別為1 ∶5、1 ∶10、1 ∶15,按“2.2”項(xiàng)下方法制備納米粒,考察初乳與外水相不同比例對納米粒的影響。結(jié)果顯示,初乳與外水相3種比例所制納米粒的粒徑依次為(76.3±2.1)、(79.4±2.5)、(69.5±2.2)nm,PDI依 次 為0.101、0.126、0.103,包封率依次為(21.36±2.25)%、(33.57±2.67)%、(49.33±2.31)%,n=3。這表明初乳與外水相的比例為1 ∶15時(shí)所制納米粒包封率較高、粒徑較小,因此選擇初乳與外水相的比例為1∶15。
2.4.6 不同質(zhì)量濃度燈盞乙素對納米粒的影響 以粒徑、PDI、包封率為指標(biāo),以燈盞乙素質(zhì)量濃度分別為5、10、20 mg/ml,按“2.2”項(xiàng)下方法制備納米粒,考察不同質(zhì)量濃度燈盞乙素對納米粒的影響。結(jié)果顯示,3種質(zhì)量濃度燈盞乙素所制納米粒的粒徑依次為(81.2±2.3)、(76.6±1.8)、(79.2±2.1)nm,PDI依次為0.093、0.095、0.120,包封率依次為(31.59±1.05)%、(47.33±1.17)%、(34.86±2.01)%,n=3。這表明燈盞乙素質(zhì)量濃度為10 mg/ml時(shí)所制納米粒具有較高的包封率、較小的粒徑。
2.4.7 不同質(zhì)量濃度PEG-PLGA對納米粒的影響 以粒徑、PDI、包封率為指標(biāo),以PEG-PLGA質(zhì)量濃度分別為5、15、25 mg/ml,按“2.2”項(xiàng)下方法制備納米粒,考察不同質(zhì)量濃度PEG-PLGA對納米粒的影響。結(jié)果顯示,3種質(zhì)量濃度PEGPLGA所制納米粒的粒徑依次為(81.7±2.9)、(77.5±2.2)、(79.4±2.7)nm,PDI依次為0.131、0.117、0.119,包封率依次為(40.22±1.37)%、(45.76±1.25)%、(42.33±1.28)%,n=3。這表明PEG-PLGA質(zhì)量濃度為15 mg/ml時(shí)所制納米粒粒徑較小、包封率較高,因此選擇PEG-PLGA質(zhì)量濃度為15 mg/ml。
選取對包封率影響較大的初乳與外水相的比例(A)、燈盞乙素質(zhì)量濃度(B)、PEG-PLGA質(zhì)量濃度(C)為因素,以包封率為指標(biāo),進(jìn)行正交試驗(yàn)優(yōu)化處方。因素與水平見表1,正交試驗(yàn)結(jié)果見表2,方差分析結(jié)果見表3。
表1 因素與水平Tab 1 Factors and levels
表2 正交試驗(yàn)結(jié)果Tab 2 Result of orthogonal test results and range
表3 方差分析結(jié)果Tab 3 Results of variance analysis
由表2和表3結(jié)果可知,影響包封率的因素依次為A>B>C,但相關(guān)因素對微乳的影響差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,選擇最優(yōu)處方為A2B2C2,即初乳與外水相的比例為1 ∶15,燈盞乙素質(zhì)量濃度為10 mg/ml,PEG-PLGA質(zhì)量濃度為15 mg/ml。
2.6.1 表觀形態(tài) 采用透射電鏡觀察納米粒的形貌,結(jié)果顯示,燈盞乙素-PEG-PLGA載藥納米粒為圓形或者橢圓形,粒徑為70~80 nm。燈盞乙素-PEG-PLGA載藥納米粒的透射電鏡圖見圖1。
2.6.2 粒徑與Zeta電位 試驗(yàn)結(jié)果顯示,燈盞乙素-PEGPLGA載藥納米粒的平均粒徑為(78.54±2.21)nm,Zeta電位為(-23.07±1.39)mV。燈盞乙素-PEG-PLGA納米粒的粒徑分布圖見圖2。
2.6.3 包封率和載藥量測定 試驗(yàn)結(jié)果顯示,燈盞乙素-PEGPLGA載藥納米粒的載藥量為(1.67±0.12)%,包封率為(45.32±1.29)%。
圖1 燈盞乙素-PEG-PLGA載藥納米粒的透射電鏡圖Fig 1 Transmission electron microscopy figure of scutellarin-PEG-PLGA nanoparticles
圖2 燈盞乙素-PEG-PLGA納米粒的粒徑分布圖Fig 2 Particle size distributions of scutellarin-PEG-PLGA nanoparticles
2.6.4 穩(wěn)定性考察 將燈盞乙素-PEG-PLGA載藥納米粒分裝于安瓿瓶中,于4 ℃條件下保存。分別在保存1、2、3個(gè)月時(shí)取出樣品測定其粒徑和包封率,評價(jià)其4 ℃條件下保存的穩(wěn)定性。結(jié)果顯示,在不同時(shí)間測定樣品,其粒徑和包封率都無明顯變化,表明燈盞乙素-PEG-PLGA載藥納米粒在4 ℃條件下,3個(gè)月內(nèi)能保持穩(wěn)定。
目前,臨床上用到的燈盞花素劑型主要為片劑、顆粒劑、注射劑、注射用無菌粉末等[6-7],此外,也有多種速釋制劑以及緩控釋制劑處于研發(fā)階段。由于其理化性質(zhì)制約著其療效的發(fā)揮,各種新型制劑的研發(fā)、改善其體內(nèi)過程以增加其療效,成為燈盞花素藥物研究當(dāng)中的一個(gè)趨勢[8-9]。
PEG-PLGA是以聚乙醇酸和聚乳酸聚合而成,其核心成分為PLGA,聚乳酸親水性較差、降解較慢,而聚乙醇酸則親水性較好、降解較快,兩者結(jié)合在一起有利于完善其化學(xué)性質(zhì),可對藥物產(chǎn)生較強(qiáng)的保護(hù)作用,且具有較強(qiáng)的靶向性[10-11]。將燈盞乙素制備成燈盞乙素-PEG-PLGA載藥納米粒有利于其被巨噬細(xì)胞吞噬到達(dá)網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng),延緩藥物的釋放,且可以使藥物在腸道停留時(shí)間延長,增加其吸收;此外,有利于保護(hù)藥物,減少胃酸對其破壞,提高藥物的體內(nèi)穩(wěn)定性,有利于提高藥物的透膜能力。目前,PEG-PLGA被公認(rèn)為一種良好的生物可降解材料,廣泛應(yīng)用于藥物新劑型的設(shè)計(jì)。
本試驗(yàn)制備燈盞乙素-PEG-PLGA載藥納米粒的工藝簡單、制劑穩(wěn)定性好,有利于實(shí)現(xiàn)燈盞乙素體內(nèi)的長效循環(huán)以及增加其透過血腦屏障的量。后續(xù)將進(jìn)一步對其體內(nèi)外特征進(jìn)行研究,為燈盞乙素新劑型的開發(fā)和臨床使用提供參考。
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