李楠 李旭 程鵬 孔令鈺 馮仁蕊 譚淞文

摘 要 目的：制備一種新型的納米多孔花形乳糖（FL）裝載姜黃素（Cur）干粉吸入劑（DPI），為難溶性藥物治療慢性阻塞性肺疾病提供一種安全、高效的肺內(nèi)遞藥方式。方法：采用溶液吸附法制備FL微粒裝載Cur（Cur-FL）復(fù)合粉末。以載藥量和吸附率為指標(biāo)，通過單因素試驗優(yōu)選Cur投藥濃度、Cur與FL的投藥比例（m/m）和吸附時間，以確定Cur-FL復(fù)合粉末的最佳制備工藝。采用傅里葉變換紅外光譜、掃描電子顯微鏡、差示掃描量熱法等技術(shù)對以最優(yōu)工藝制備的Cur-FL復(fù)合粉末的理化性質(zhì)進(jìn)行表征;測定其含水量并考察其空氣動力學(xué)性質(zhì);通過體外模擬人工肺液環(huán)境，探討其體外釋藥行為。結(jié)果：Cur-FL復(fù)合粉末的最佳制備工藝為Cur投藥濃度5 mg/mL、Cur與FL的投藥比例1 ∶ 4、吸附時間1 h。所得復(fù)合粉末的載藥量為（23.37±0.43）%、包封率為（91.64±0.44）%、吸附率為（30.50±0.72）%。Cur-FL微粒呈花形外觀;Cur被物理吸附在FL微?？紫秲?nèi)，未發(fā)生化學(xué)變化。Cur-FL復(fù)合粉末的松密度為（0.21±0.02） g/cm3、振實密度為（0.33±0.01） g/cm3、休止角為（24.07±0.31） °、平均粒徑為（3.96±0.80） μm、空氣動力學(xué)粒徑為（3.33±0.99） μm、含水量為（5.63±0.24）%、排空率為（92.53±0.87）%、體外有效部位沉積率為（45.93±1.77）%;其在人工肺液中的24 h溶解度[（358.93±1.67） μg/mL]為Cur的3.28倍、48 h累積體外釋放率（90.21%）為Cur的1.63倍，而Cur+FL物理混合物不能提高Cur在人工肺液中的溶解度和釋放度。結(jié)論：所制Cur-FL復(fù)合粉末的體外釋藥性能較好，且其粉體學(xué)性質(zhì)、溶解性、水分、流動性及空氣動力學(xué)性能等均符合《中國藥典》對DPI的要求。

關(guān)鍵詞 姜黃素;花形乳糖;干粉吸入劑;制備;體外釋藥

中圖分類號 R943 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號 1001-0408（2021）07-0794-08

ABSTRACT? ?OBJECTIVE： To preparea novel Curcumin （Cur） dry powder inhalation （DPI） loaded by nanoporous flower-shaped lactose （FL）， and to provide a safe and effective intrapulmonary drug delivery method for the therapy of chronic obstructive pulmonary disease with insoluble drugs. METHODS： FL-loaded Cur （Cur-FL） compound powder was prepared by solution adsorption method. Using drug-loading amount and adsorption rate as indicators， single-factor experiment was used to optimize Cur concentration，Cur-FL ratio （m/m） and adsorption time so as to determine the optimal preparation technology for Cur-FL compound powder. Fourier transform infrared spectroscopy， scanning electron microscope and differential scanning calorimetry were used to characterize the physical and chemical properties of Cur-FL compound powder prepared with optimal technology. The water content and aerodynamic properties were determined; in vitro drug release behavior was investigated by simulating the environment of artificial lung fluid. RESULTS： The optimal preparation technology of Cur-FL compound powder was Cur concentration of 5? ? ? mg/mL， Cur-FL ratio of 1 ∶ 4， adsorption time of 1 h. The drug-loading amount of compound powder was （23.37±0.43）%， the encapsulation rate was （91.64±0.44）%， and the adsorption rate was （30.50±0.72）%. Cur-FL particles were flower shaped;Cur was physically adsorbed in the pores of FL without chemical changes. The bulk density of Cur-FL compound was （0.21±0.02）? ? ?g/cm3， tap density was （0.33±0.01） g/cm3， angle of repose was （24.07±0.31） °， average particle size was （3.96±0.80）? μm， aerodynamic particle size was （3.33±0.99） μm， water content was （5.63 ±0.24）%， emptying rate was （92.53±0.87）%， and deposition rate of effective parts in vitro was （45.93±1.77）%. Its 24 h solubility in artificial lung fluid [（358.93±1.67） μg/mL] were 3.28 times of Cur， 48 h cumulative release ratesin in vitro （90.21%） were 1.63 times of Cur， but Cur+FL physical mixture could not improve the solubility and release of Cur in artificial lung fluid. CONCLUSIONS： Cur-FL compound powder has good in vitro release property， and its powder properties， solubility， water content， fluidity and aerodynamic properties meet the requirements of DPI in Chinese Pharmacopoeia.

KEYWORDS? ?Curcumin; Flower-shaped lactose; Dry powder inhaler; Preparation; in vitro drug release

慢性阻塞性肺疾?。–hronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種以持續(xù)呼吸道癥狀和氣流受限為特征的炎性疾病[1]。據(jù)2018 年的文獻(xiàn)報道，我國COPD患者約9 990萬，40歲以上的患病率為13.4%[2]，其病死率僅次于惡性腫瘤和腦血管疾病[3]。部分COPD患者常反復(fù)發(fā)作，肺功能降低，嚴(yán)重影響了其生活質(zhì)量，加重了其經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[4]。目前，臨床COPD常用的對癥治療藥物包括抗菌藥物、糖皮質(zhì)激素藥物和支氣管擴(kuò)張藥等，但長期使用上述藥物的不良反應(yīng)較多，限制了其臨床應(yīng)用[5]。

姜黃素（Curcumin，以下簡稱“Cur”）是從姜黃屬植物姜黃Curcuma longa L.中提取得到的一種多酚類活性物質(zhì)，其能通過抗炎發(fā)揮對COPD的治療作用[4，6-7]。有研究發(fā)現(xiàn)，Cur可有效減輕COPD模型小鼠氣道炎癥和氣道重塑[8]。但Cur生物利用度極低（<1%）且難溶于水（溶解度為0.6 μg/mL），而其在中性和堿性環(huán)境中易被水解，在體內(nèi)容易被代謝，血藥濃度很低，很難在病灶部位維持有效的治療濃度[9]。小分子藥物的吸入給藥可將藥物直接輸送到治療部位，提高治療部位的藥物濃度，降低系統(tǒng)濃度，避開藥物的首過效應(yīng)[10]。因此，改變治療藥物的給藥途徑，直接進(jìn)行靶器官給藥是COPD等呼吸系統(tǒng)疾病治療的首選途徑。

本課題組前期研制了一種新型干粉吸入劑（DPI）載體——含納米孔結(jié)構(gòu)的花形乳糖（Flower-shaped lactose，以下簡稱“FL”）微粒（所用材料是美國FDA唯一批準(zhǔn)用于DPI的安全載體純?nèi)樘牵L微粒處于α/β復(fù)合結(jié)晶態(tài)，具有花形外觀，均一度高，內(nèi)部有明顯的多孔結(jié)構(gòu)，表面積非常大;其細(xì)粉粒徑可達(dá)2～4 μm，粗粉尺寸可調(diào)。吸附藥物后，F(xiàn)L微?？捎行岣咚幬锏娜艹鏊俣扰c溶出率，較現(xiàn)有的DPI載體具有更好的藥物遞釋能力[11-13]。在本研究中，本課題組擬以Cur為原料藥、FL微粒為載體制備一種新型的FL裝載Cur（Cur-FL）DPI，用于肺部吸入給藥，以期為COPD的治療提供一種安全、高效的肺內(nèi)遞藥方式。

1 材料

1.1 主要儀器

LC-20A型高效液相色譜（HPLC）儀、Iraffinity-1S型紅外光譜儀、SPD-M20A型紫外檢測器均購自日本Shimadzu公司;AB135型十萬分之一電子天平、AL204型萬分之一電子分析天平均購自瑞士Mettler Toledo公司;Büchi-290型噴霧干燥器購自瑞士Büchi公司;S-3400N型掃描電子顯微鏡購自日本Hitachi公司;HELOS-OASIS型激光粒度儀購自德國Sympatec公司;214型差示掃描量熱儀購自德國Netzsch公司;Sorvall Legend 17R型微量離心機(jī)購自美國Thermo Fisher Scientific公司;KQ-250B型超聲波清洗器購自昆山市超聲儀器有限公司;ZNCL-T型智能磁力攪拌器購自上?？婆d儀器有限公司;PHS-3C型pH計購自上海虹益儀器儀表有限公司;Aerolizer?吸入裝置購自澳大利亞Novartis Pharmaceutical公司。

1.2 主要藥品與試劑

Cur原料藥（批號TZSW200317-1，純度99.0%）購自西安通澤生物科技有限公司;Cur對照品（批號110823-201004，純度99.0%）購自中國食品藥品檢定研究院;乳糖（批號2008004，純度99.0%）購自江蘇道寧藥業(yè)有限公司;硼酸（批號20180523）購自天津市化學(xué)試劑批發(fā)公司;甲醇、乙腈為色譜純，其余試劑均為分析純或?qū)嶒炇页Ｓ靡?guī)格，水為娃哈哈純凈水。

2 方法與結(jié)果

2.1 Cur含量的測定

采用HPLC法測定Cur的含量。

2.1.1 色譜條件

色譜柱為Agilent C18（150 mm×4.6 μm，5 mm）;流動相為乙腈-5%冰乙酸水溶液（55 ∶ 45，V/V）;檢測器為紫外檢測器，檢測波長為426 nm;流速為1.0 mL/min;柱溫為35 ℃;進(jìn)樣量為10 μL。

2.1.2 溶液的制備

（1）Cur對照品溶液：精密稱取Cur對照品50 mg，置于10 mL棕色量瓶中，用無水乙醇溶解并定容，得質(zhì)量濃度為5 mg/mL的Cur對照品貯備液。取上述貯備液0.5 mL，置于50 mL棕色量瓶中，用無水乙醇稀釋并定容，即得質(zhì)量濃度為50 μg/mL的Cur對照品溶液。（2）Cur-FL供試品溶液：稱取“2.5”項下最優(yōu)工藝制備的Cur-FL復(fù)合粉末適量（約含Cur 5 mg），置于100 mL棕色量瓶中，加無水乙醇適量，超聲（頻率40 kHz，功率250 W）處理20 min使其充分溶解，然后以無水乙醇定容，搖勻，過0.45 μm濾膜，收集濾液，即得。（3）陰性對照溶液：取“2.2”項下FL微粒適量，置于10 mL量瓶中，同供試品溶液制備方法處理，即得。

2.1.3 方法學(xué)考察

按照2015年版《中國藥典》（四部）通則9101藥品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分析方法驗證指導(dǎo)原則相關(guān)操作進(jìn)行方法學(xué)考察[14]。專屬性試驗結(jié)果顯示，溶劑及輔料對Cur的測定無干擾，方法的專屬性較好，色譜圖見圖1;以系列Cur對照品溶液中Cur質(zhì)量濃度（X，mg/mL）為橫坐標(biāo)、峰面積（Y）為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得線性回歸方程為Y=110 745X-53 235（r=0.999 8），Cur檢測質(zhì)量濃度的線性范圍為0.013～6.39 mg/mL;精密度試驗中，Cur峰面積的RSD為0.87%（n=6）;穩(wěn)定性（24 h）試驗中，Cur峰面積的RSD為0.93%（n=6）;重復(fù)性試驗中，Cur含量的RSD為1.43%（n=6）;取Cur-FL供試品溶液9份，置于不同10 mL棕色量瓶中，分別精密加入“2.1.2（1）”項下Cur對照品貯備液0.05、0.5、2.5 mL，每個濃度各3份，用無水乙醇定容，即得低、中、高質(zhì)量濃度樣品溶液，其平均加樣回收率分別為98.06%、98.67%、98.15%，RSD分別為1.09%、0.61%、1.21%（n=3）。方法學(xué)考察結(jié)果均符合相關(guān)要求[14]。

2.2 FL微粒的制備

采用本課題組前期篩選的工藝制備FL微粒[12-13]。稱取水100 g，分別加入乳糖10 g和硼酸1 g，溶解后進(jìn)行噴霧干燥，再用乙醇洗滌30 min，然后以600 r/min離心1 min，去除上清液。將沉淀在50 ℃下恒溫干燥至質(zhì)量恒定，即得FL微粒，研磨，備用。

2.3 Cur-FL復(fù)合粉末的制備

采用溶液吸附法制備Cur-FL復(fù)合粉末[15]。將適量Cur原料藥溶于無水乙醇中，制成一定質(zhì)量濃度的溶液。待Cur完全溶解后，加入適量FL微粒，超聲（頻率40 kHz，功率250 W）處理30 min，在37 ℃下渦旋混合一定時間使其吸附，然后以12 000 r/min離心15 min，棄去上清液，沉淀揮干，即得。

2.4 包封率、載藥量和吸附率的測定

精密稱取Cur原料藥適量（m總），置于10 mL棕色量瓶中，按“2.3”項下制備方法進(jìn)行吸附等操作，然后以12 000 r/min離心15 min。吸取上清液0.5 mL于50 mL棕色量瓶中，用無水乙醇稀釋至刻度，搖勻，過0.45 μm濾膜，收集濾液，采用“2.1”項下HPLC法測定濾液中Cur的含量（m游離）;將沉淀揮干，稱定并記錄沉淀質(zhì)量（m沉淀）。按以下公式分別計算包封率和載藥量：包封率（%）=（m總-m游離）/m總×100%;載藥量（%）=（m總-m游離）/m沉淀[16]。并根據(jù)載藥量計算出FL的吸附率：吸附率（%）=載藥量/（1-載藥量）×100%[16]。

2.5 Cur-FL復(fù)合粉末制備工藝的優(yōu)選

因FL裝載Cur的過程系物理吸附過程，因此筆者將載藥量和吸附率作為考察指標(biāo)，對Cur的投藥濃度、Cur與FL的投藥比例（m/m，下同）和吸附時間這3個因素進(jìn)行單因素考察，以確定最佳制備工藝。

2.5.1 Cur投藥濃度的確定

分別在8個燒杯中加入無水乙醇各10 mL和適量的Cur原料藥，制備成質(zhì)量濃度分別為0.25、0.5、0.75、1、2.5、5、7.5、10 mg/mL的Cur系列溶液，再分別按Cur與FL投藥比例1 ∶ 4加入FL微粒，混勻，室溫下超聲（頻率40 kHz，功率250 W）處理30 min，然后在37 ℃下渦旋混合吸附1 h。每組試驗重復(fù)3次。吸附完成后，分別以12 000 r/min離心15 min，合并3次上清液。取上清液0.5 mL，置于25 mL棕色量瓶中，用無水乙醇定容，混勻，然后采用“2.1”項下HPLC法測定溶液中Cur的含量，并按“2.4”項下方法計算載藥量和吸附率。結(jié)果見圖2A。

由圖2A可見，剛開始時，載藥量和吸附率均隨著Cur投藥濃度的增加而升高;當(dāng)Cur投藥濃度為5 mg/mL時，載藥量[（23.24±0.21）%]和吸附率[（30.27±0.42）%]均達(dá)到最大值，且此時的包封率達(dá)（93.89±1.11）%;此后，載藥量和包封率均開始降低。因此，本研究將Cur的最佳投藥濃度確定為5 mg/mL。

2.5.2 Cur與FL投藥比例的確定

以無水乙醇為溶劑制備6份質(zhì)量濃度均為5 mg/mL的Cur溶液，分別按Cur與FL的投藥比例為1 ∶ 10、1 ∶ 8、 1 ∶ 6、1 ∶ 5、1 ∶ 4和1 ∶ 3的量加入相應(yīng)量的FL微粒，其余步驟同“2.5.1”項下。采用“2.1”項下HPLC法測定溶液中Cur的含量，并按“2.4”項下方法計算載藥量和吸附率。試驗重復(fù)3次，結(jié)果見圖2B。

由圖2B可見，剛開始時，載藥量和吸附率隨著FL微粒投藥比例的增加而升高;當(dāng)Cur與FL微粒的投藥比例為1 ∶ 4時，載藥量[（23.35±0.64）%]和吸附率[（30.46±0.41）%]均達(dá)到最大值，且此時的包封率達(dá)（92.21±0.59）%;此后，載藥量與吸附率均開始下降。因此，本研究最終確定Cur與FL的投藥比例為1 ∶ 4。

2.5.3 吸附時間的確定

以無水乙醇為溶劑制備4份質(zhì)量濃度均為5 mg/mL的Cur溶液，分別按Cur與FL投藥比例1 ∶ 4加入FL微粒，吸附時間分別為0.5、1、1.5、2 h，其余步驟同“2.5.1”項下。采用“2.1”項下HPLC法測定溶液中Cur的含量，并按“2.4”項下方法計算載藥量和吸附率。試驗重復(fù)3次，結(jié)果見圖2C。

由圖2C可見，當(dāng)吸附1 h后，載藥量[（23.10±0.79）%]和吸附率[（30.04±0.29）%]均達(dá)最大，且此時包封率達(dá)（91.68±0.59）%;此后，載藥量和吸附率均開始下降。因此，本研究最終確定FL微粒吸附Cur原料藥的最佳時間為1 h。

綜上，優(yōu)選出Cur-FL復(fù)合粉末的制備工藝為：精密稱取Cur原料藥0.050 g，溶于10 mL無水乙醇中制成質(zhì)量濃度為5 mg/mL的Cur溶液;待Cur完全溶解后，加入 FL微粒0.2 g，超聲（頻率40 kHz，功率250 W）處理30 min，37 ℃下渦旋吸附1 h，然后以12 000 r/min離心15 min，棄去上清液，沉淀揮干，研磨，即得淡黃色Cur-FL復(fù)合粉末。按“2.4”項下方法測得以最優(yōu)制備工藝制得的3批Cur-FL復(fù)合粉末的載藥量為（23.37±0.43）%、包封率為（91.64±0.44）%、吸附率為（30.50±0.72）%（n=3）。

2.6 Cur-FL復(fù)合粉末的表征

2.6.1 外貌形態(tài)觀察

將少量待測樣品（按篩選的最優(yōu)工藝條件制備，下同）涂布在雙面導(dǎo)電膠上，并將導(dǎo)電膠固定于金屬板上，噴金后在掃描電子顯微鏡下觀察Cur-FL復(fù)合粉末的微粒形態(tài)。結(jié)果顯示，Cur-FL復(fù)合粉末呈現(xiàn)花形外觀。Cur-FL復(fù)合粉末的掃描電鏡圖見圖3。

2.6.2 表面化學(xué)結(jié)構(gòu)檢測

采用傅里葉紅外光譜儀對樣品的表面化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測。分別稱取樣品[Cur、FL微粒、Cur-FL復(fù)合粉末和Cur+FL物理混合物（1 ∶ 4，m/m）]各2 mg，分別與溴化鉀300 mg一起研磨均勻、烘干、壓制后，在4 000～400 cm-1波數(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行掃描，得到對應(yīng)光譜圖，見圖4。

如圖4所示，本研究所得Cur的紅外圖譜符合系統(tǒng)紅外光譜庫中收錄的Cur紅外圖譜，其在1 506 cm-1處有1個明顯的特征峰[17];FL微粒在3 362、1 036 cm-1處有特征峰;Cur+FL物理混合物具有Cur和FL微粒的雙重特征峰，即在3 366、1 510、1 032 cm-1處各有1個特征吸收峰;而Cur-FL復(fù)合粉末則主要表現(xiàn)出FL微粒的特征峰，即在3 364、1 032 cm-1處各有1個吸收峰。由于FL微粒具有花形外觀且比表面積較大，因此在其花形的表面也會吸附少量的Cur，但在制備過程中筆者已棄去離心后的上清液，F(xiàn)L表面吸附的Cur溶于無水乙醇，而FL微粒不溶于無水乙醇，因此最后獲得的Cur-FL復(fù)合粉末表面少量吸附的Cur已被排除。結(jié)合圖3的掃描電鏡結(jié)果，筆者推測Cur被FL微粒主要是物理吸附于多孔淀粉的內(nèi)部孔隙之中，其化學(xué)結(jié)構(gòu)沒有變化。

2.6.3 熱轉(zhuǎn)變性質(zhì)測定

采用差示掃描量熱法測定樣品的熱轉(zhuǎn)變性質(zhì)。分別稱取Cur原料藥、FL微粒、Cur+FL物理混合物（1 ∶ 4，m/m）和Cur-FL復(fù)合粉末各約3.0 mg，置于鋁坩堝中，加蓋密封、打孔;另取一空坩堝，加蓋密封、打孔，作為參比。采用差示掃描量熱儀按測試條件（氮氣吹掃流量為60 mL/min，升溫速率為10 ℃/min，升溫范圍為20～350 ℃）進(jìn)行掃描，結(jié)果見圖5。

如圖5所示，Cur在87.35、183.35 ℃處具有特征吸收峰;FL微粒在215.82、232.14、241.41、295.98 ℃處具有特征吸收峰;Cur+FL物理混合物既有FL微粒的特征吸收峰，也具有Cur的特征吸收峰;而Cur-FL復(fù)合粉末的特征吸收峰出現(xiàn)在213.37、233.53、241.78 ℃處，已無Cur的特征吸收峰。以上結(jié)果提示，大部分的Cur已經(jīng)被FL微粒吸附在其內(nèi)部孔隙中，而少部分吸附在FL微粒表面的Cur已溶于無水乙醇上清液中被洗脫棄去。

2.6.4 Cur-FL復(fù)合粉末的粉體學(xué)性質(zhì)考察

（1）松密度。按文獻(xiàn)[18]方法進(jìn)行測定。將按最優(yōu)工藝制得的Cur-FL復(fù)合粉末研磨后過200目篩，備用。取一5 mL干燥量筒，精密稱定其質(zhì)量（m1）;然后將過篩后的Cur-FL復(fù)合粉末緩慢加入量筒中，精密稱定其質(zhì)量（m2），并讀取量筒內(nèi)粉末體積（V）。按以下公式計算Cur-FL復(fù)合干粉的松密度：松密度=（m2-m1）/V。試驗重復(fù)3次。結(jié)果顯示，Cur-FL復(fù)合干粉的松密度為（0.21±0.02） g/cm3（n=3）。

（2）振實密度。按文獻(xiàn)[19]方法進(jìn)行測定。取按最優(yōu)工藝制得的Cur-FL復(fù)合粉末適量（約1 g），緩緩加入一5 mL干燥量筒中（先稱定量筒質(zhì)量，記為m1），將量筒中粉末振實200次，記錄振實后粉末的質(zhì)量（m2，總質(zhì)量-m1），并讀取量筒內(nèi)粉末體積（V）。按以下公式計算Cur-FL復(fù)合干粉的振實密度：振實密度=m2/V。試驗重復(fù)3次。結(jié)果顯示，Cur-FL復(fù)合干粉的振實密度為（0.33±0.01） g/cm3（n=3）。

（3）休止角。采用固定漏斗法[19]進(jìn)行測定。將3只漏斗串聯(lián)并固定于距離水平放置的紙上約1 cm的高度（H）處，將樣品粉末沿漏斗壁倒入最上面的漏斗中，直到紙上形成的顆粒圓錐體尖端接觸到漏斗口為止，測量圓錐底部的直徑（2R），并計算休止角（H/R）。試驗重復(fù)3次。結(jié)果顯示，Cur-FL復(fù)合干粉的休止角為（24.07±0.31） °（n=3）。

2.6.5 平均粒徑和空氣動力學(xué)粒徑測定

使用激光粒度儀測定按最優(yōu)工藝制備的Cur-FL復(fù)合粉末的粒徑分布，試驗重復(fù)3次。結(jié)果，其平均粒徑為（3.96±0.80） μm，中位幾何粒徑為（5.52±1.20）? ? μm。然后按以下公式計算其空氣動力學(xué)粒徑（Da）：[ ρp[√][Da=De]。式中，De為中位幾何粒徑;ρp為有效顆粒密度，其數(shù)值為振實密度的1.26倍;ρ0為參照密度，為1 g/cm3;χ為動態(tài)形態(tài)因子（球形時χ=1，本文采用1）。通常認(rèn)為Da在1～5 μm的粒子可以到達(dá)肺深部[19-20]。

經(jīng)計算，本研究按最優(yōu)工藝制得的Cur-FL復(fù)合粉末的Da為（3.33±0.99） μm（n=3）。結(jié)合“2.6.4”“2.6.5”項下結(jié)果，所制Cur-FL復(fù)合粉末符合微粒的吸入要求。

2.6.6 溶解度測定

按文獻(xiàn)[21]方法配制人工肺液。在裝有人工肺液（5 mL）溶出介質(zhì)的錐形瓶中投入過量Cur原料藥（5 mg）、Cur-FL復(fù)合干粉（含Cur 5 mg）和Cur+FL物理混合物（Cur和FL的質(zhì)量比為1 ∶ 4，其中含Cur 5 mg），密封后置于37 ℃恒溫振蕩器內(nèi)反應(yīng)24 h（轉(zhuǎn)速為100 r/min），然后取樣1 mL，以12 000 r/min離心10 min，取上清液，經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后，收集濾液。采用“2.1”項下HPLC法測定濾液中Cur的含量，將測得的峰面積代入標(biāo)準(zhǔn)曲線中計算出樣品的質(zhì)量濃度，作為樣品的溶解度。試驗重復(fù)3次。

結(jié)果顯示，相較于Cur和Cur+FL物理混合物[溶解度分別為（109.34±1.52）、（93.13±1.75） μg/mL]，Cur-FL復(fù)合粉末在人工肺液中的溶解度最高[（358.93±1.67）? ?μg/mL]。Cur-FL復(fù)合粉末在人工肺液中的溶解度是Cur的3.28倍;而Cur+FL物理混合物不僅沒有提高Cur的溶解度，其溶解度反而低于Cur，可見將Cur與FL微粒單純通過物理混合的方法制成DPI不能達(dá)到提高Cur溶解度的目的。該結(jié)果提示，F(xiàn)L微?？蓪⑷芙庥跓o水乙醇的Cur吸附至其內(nèi)部孔隙中;相比于Cur和FL+Cur物理混合物，Cur在溶出介質(zhì)中可從Cur-FL復(fù)合粉末孔隙中釋放出來，顯著提高了Cur的水溶性，有望更好地改善Cur在體內(nèi)的吸收和釋放。

2.7 水分測定

按2015年版《中國藥典》（四部）通則“0832水分測定法”第二法烘干法測定樣品中水分[14]。取Cur-FL復(fù)合粉末2 g，平鋪于干燥至恒質(zhì)量的扁形稱量瓶中（厚度不超過10 mm），稱定其質(zhì)量（m1）。開啟瓶蓋，在100～105 ℃下干燥5 h，將瓶蓋蓋好，移置干燥器中，放冷30 min，稱定其質(zhì)量;重復(fù)上述干燥、冷卻操作，直至質(zhì)量恒定（連續(xù)2次稱定的質(zhì)量差異不超過5 mg），將質(zhì)量計為m2。根據(jù)減失的質(zhì)量，計算樣品含水量：含水量（%）=（m1-m2）/m1×100%。試驗重復(fù)3次。結(jié)果顯示，Cur-FL復(fù)合粉末的含水量為（5.63±0.24）%（n=3），符合DPI穩(wěn)定性要求（水分不得超過9.0%）[22]。

2.8 Cur-FL復(fù)合干粉的空氣動力學(xué)性質(zhì)考察

2.8.1 排空率測定

根據(jù)2010年版《中國藥典》（二部）附錄IL項下方法測定[23]。取10粒裝有Cur-FL復(fù)合粉末的4號明膠膠囊（直接將Cur-FL復(fù)合粉末填充于4號明膠膠囊中即得），精密稱定其質(zhì)量（m1）;然后將膠囊置于Aerolizer?吸入裝置內(nèi)，以（60±5） L/min的氣流抽吸4次，每次1.5 s，然后取出膠囊，稱定其質(zhì)量（m2）;用小刷拭凈膠囊內(nèi)的殘留內(nèi)容物，再稱定囊殼質(zhì)量（m3）。按以下公式計算每粒膠囊的排空率：排空率（%）=（m1-m2）/（m1-m3）×100%）。試驗重復(fù)3次。結(jié)果顯示，Cur-FL復(fù)合粉末的排空率為（92.53±0.87）%，均高于《中國藥典》規(guī)定的最低限度90%[23]，符合粉霧劑項下排空率的性能要求。

2.8.2 體外有效部位沉積率測定

根據(jù)2015年版《中國藥典》（四部）通則0951項下方法[14]，采用裝置1（雙級撞擊器）測定Cur-FL復(fù)合粉末的微細(xì)粒子劑量。取供試品膠囊（制備方法同“2.8.1”項下）1粒，置于Aerolizer?吸入裝置內(nèi)刺破，通過將適配器與模擬喉部連接，開啟真空泵，以氣流速度為（60±5）L/min進(jìn)行粉末的噴發(fā)，10 s后取下吸入器，重復(fù)上述操作，共測定10粒膠囊。以人工肺液作為雙級沉積瓶接收液，將收集液合并后轉(zhuǎn)入50 mL棕色量瓶中，用無水乙醇定容。按“2.1.1”項下色譜條件測定溶液中Cur含量，并計算沉積率（其值應(yīng)不小于標(biāo)示量的10%）：沉積率（%）=第2級分布瓶中Cur的藥量/樣品膠囊中Cur總藥量×100%。試驗重復(fù)3次。結(jié)果，測得Cur-FL復(fù)合粉末的體外有效部位沉積率為（45.93±1.77）%，表明其霧化性能較好，符合DPI的要求[19，21]。

2.9 Cur-FL復(fù)合粉末的體外釋藥特性考察

精密稱取Cur原料藥5 mg、Cur+FL物理混合物25 mg（Cur原料藥和FL微粒的質(zhì)量比1 ∶ 4，含Cur? 5 mg）和 Cur-FL復(fù)合粉末25 mg（含Cur 5 mg），各3份，分別置于100 mL錐形瓶中，分別加入新鮮配制的人工肺液（含0.5%聚山梨酯80）50 mL，將錐形瓶放于轉(zhuǎn)速為80 r/min、溫度為37 ℃的搖床中，于0.033、0.083、0.167、0.25、0.5、0.75、1、1.5、2、3、5、7、9、12、18、24 、36、48 h時分別取液1 mL（同時補(bǔ)液1 mL于釋放介質(zhì)中）。將取出的釋放液于12 000 r/min離心10 min，吸取上清液，備測。采用“2.1”項下HPLC法測定相應(yīng)時間點（t）溶液中Cur的含量，計算其質(zhì)量濃度（ct），并計算各時間點的累積釋放量和累積釋放率：累積釋放量（Mt）=ct×50+∑ct-1;累積釋放率（%）=Mt/M0，式中M0為Cur的含量。Cur、Cur-FL復(fù)合粉末和Cur+FL物理混合物在人工肺液中的溶出曲線見圖6。

在人工肺液中，Cur、Cur+FL物理混合物和Cur-FL復(fù)合粉末的1 h累積釋放率分別為37.99%、41.32%、49.55%;Cur-FL復(fù)合粉末的48 h累積釋放率達(dá)到90.21%，約為Cur和Cur+FL物理混合物的1.63、1.78倍。上述結(jié)果顯示，在同等條件下，Cur-FL復(fù)合粉末在人工肺液中的釋放性能最好。這提示，將Cur制備成復(fù)合物DPI用于肺部吸入給藥，更適于Cur在體內(nèi)的溶解、吸收和發(fā)揮藥效。同時由圖6可見，Cur在人工肺液中溶出釋放12 h即趨于穩(wěn)定，其累積溶出率為55.45%;而Cur-FL復(fù)合粉末在36 h時才達(dá)到平臺期，這提示被FL微粒吸附于孔隙內(nèi)的Cur可緩慢溶解于釋放介質(zhì)中，相較于Cur和Cur+FL復(fù)合粉末，Cur-FL復(fù)合粉末的釋藥更為平緩，具有一定的緩釋效果。

3 討論

COPD因肺組織增生重構(gòu)、血運差，極大地影響了藥物在患者體內(nèi)的分布，故藥物的治療效果較差[24]。有文獻(xiàn)指出，COPD早期的病變基礎(chǔ)多為小氣道阻塞，且COPD的氣道重構(gòu)亦始于小氣道的重塑[25]?？梢?，小氣道疾?。⊿AD）和肺實質(zhì)的破壞（肺氣腫）是COPD重要的發(fā)病機(jī)制，也是氣流受限的主要原因，重視并及早干預(yù)小氣道阻塞對COPD的治療具有重要的現(xiàn)實意義[26]。精準(zhǔn)、靶向的小氣道遞送給藥可能是COPD治療的關(guān)鍵。通常認(rèn)為，藥物能沉積至小氣道的粒徑應(yīng)小于3～4 μm，而在理想情況下質(zhì)量中值空氣動力學(xué)直徑應(yīng)為2 μm[27]。因此，制備一種吸入給藥后可均勻沉積在大、小氣道，并具有較高肺部沉積率、可更好地改善包括小氣道在內(nèi)的整個氣道功能、更好地控制COPD病情的吸入制劑是目前肺部吸入給藥研究的重點。本研究采用FL微粒對Cur進(jìn)行物理吸附，Cur-FL復(fù)合粉末在人工肺液中的24 h溶解度為Cur的3.28倍、48 h累積體外釋放率為Cur的1.63倍，有效提高了Cur的溶解性和體外模擬肺內(nèi)的釋藥能力，有望實現(xiàn)Cur在肺內(nèi)定位靶向治療COPD的同時減少不良反應(yīng)的發(fā)生。

制備Cur-FL復(fù)合粉末的過程中，在室溫下超聲和恒溫磁力攪拌器上攪拌吸附時均需將燒杯密封，且將轉(zhuǎn)速控制在300 r/min內(nèi)，以防止乙醇揮發(fā)而影響吸附效率。吸附完成后，棄去吸附體系的上清液可排除部分未被吸附至FL微粒內(nèi)部孔隙、黏附于FL微粒表面的Cur。此外，由于Cur對光敏感，故在試驗過程中應(yīng)注意避光操作。

藥物顆粒經(jīng)呼吸道沉積至肺內(nèi)后，首先與肺襯里液體接觸，然后藥物從沉積的顆粒中溶解并釋放出來，參與肺內(nèi)吸收轉(zhuǎn)運過程。而本研究采用人工肺液模擬FL復(fù)合粉末經(jīng)呼吸道肺內(nèi)沉積后與肺襯里液體接觸的過程。由于肺上皮表層體內(nèi)襯液約20～50 mL，且厚度差異較大（0.07～15 μm），加上肺表面積大（約100 m2）[10]，因此藥物顆粒吸入后若能迅速溶解并釋放出藥物，可顯著提高藥物在病灶區(qū)域的有效濃度。因FL呈α/β復(fù)合結(jié)晶態(tài)，30 s溶解試驗結(jié)果顯示FL極易溶于水[11]，這有利于Cur-FL復(fù)合粉末一旦沉積至肺襯液較薄的區(qū)域仍能較好地溶解FL骨架，從內(nèi)部孔隙中釋放出Cur。本研究體外人工肺液釋藥試驗結(jié)果顯示，相較Cur原料藥，Cur-FL復(fù)合粉末具有更好的釋放性能，這與上述推測一致，提示Cur-FL復(fù)合粉末適宜于肺部給藥。

綜上所述，本研究采用溶液吸附法制備了一種新型的納米多孔FL微粒裝載Cur的DPI。FL微粒可將Cur吸附于其內(nèi)部的孔隙內(nèi)，在顯著提高了Cur溶解性的同時，改善了Cur的穩(wěn)定性，從而增加藥物在肺內(nèi)的沉積。進(jìn)一步對Cur-FL復(fù)合粉末的粉體學(xué)性質(zhì)、溶解性、水分和流動性（休止角）及空氣動力學(xué)性能進(jìn)行考察后發(fā)現(xiàn)，上述指標(biāo)均符合《中國藥典》對DPI的要求。

參考文獻(xiàn)

[ 1 ] 陳亞紅. 2020年GOLD慢性阻塞性肺疾病診斷、治療及預(yù)防全球策略解讀[J/OL].[2020-10-18].中國醫(yī)學(xué)前沿雜志（電子版），2019，11（12）：32-50.https：//d.wanfanydata.com.cn.DOI：10.12037/YXQY.2019.12-08.

[ 2 ] WANG C，XU J Y，YANG L，et al. Prevalence and risk factors of chronic obstructive pulmonary disease in China（the China Pulmonary Health [CPH] study）：a national cross-sectional study[J]. Lancet，2018，391（10131）：1706- 1717.

[ 3 ] ZHANG M，XIE Y Y，YAN R，et al. Curcumin ameliorates alveolar epithelial injury in a rat model of chronic obstructive pulmonary disease[J]. Life Sci，2016，164（1）：1-8.

[ 4 ] 黃美健，朱成圣，姚航平，等.姜黃素對慢性阻塞性肺疾病患者外周血內(nèi)皮細(xì)胞數(shù)量及功能的影響[J].中國臨床藥學(xué)雜志，2015，24（3）：147-152.

[ 5 ] 劉娟，王軍，鄧慶華.慢性阻塞性肺疾病炎癥機(jī)制及中藥單體成分對其治療作用的研究進(jìn)展[J].中國藥房，2018，29（8）：1145-1149.

[ 6 ] 林先剛，譚麗，黃威，等.姜黃素對慢性阻塞性肺疾病大鼠輔助性T細(xì)胞17與調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用[J].北京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2017，40（1）：31-35.

[ 7 ] TZE P，MATHEW N，KENG B，et al. Curcumins-rich curry diet and pulmonary function in Asian older adults[J]. PLoS One，2012，7（12）：e51753.

[ 8 ] YUAN J，LIU R，MA Y，et al. Curcumin attenuates airway inflammation and airway remolding by inhibiting NF-κB signaling and COX-2 in cigarette smoke-induced COPD mice[J]. Inflammation，2018，41（5）：1804-1814.

[ 9 ] MEHTA P，BOTHIRAJA C，MAHADIK K，et al. Phyto- constituent based dry powder inhalers as biomedicine for the management of pulmonary diseases[J]. Biomed Pharmacother，2018，108：828-837.

[10] 陸亞媛，趙娣，李寧，等.緩釋型肺吸入制劑的研究進(jìn)展 [J].藥學(xué)研究，2018，37（8）：469-481.

[11] TAN S W，EBRAHIMI A，LANGRISH T. Template-direc- ted flower-like lactose with micro-meso-macroporous structure[J]. Mater Des，2017，117（5）：178-184.

[12] 譚淞文，譚旭.新型干粉吸入劑載體：含納米孔結(jié)構(gòu)的藥用花形載體乳糖微粒[J].藥學(xué)學(xué)報，2017，52（9）：1466- 1470.

[13] TAN S W，JIANG T T，EBRAHIMI A，et al. Effcet of spray-drying temperature on the formation of flower-like lactose for griseofulvin loading[J]. Eur J Pharm Sci，2018，111（1）：534-539.

[14] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典：四部[S]. 2015年版.北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2015：374-377、103-105、125-130.

[15] TAN S W，EBRAHIMI A，LANGRISH T. Preparation of core-shell microspheres of lactose with flower-like morphology and tailored porosity[J]. Powder Technol，2018，325（1）：309-315.

[16] 李雨宸，陳正浩，潘遠(yuǎn)風(fēng)，等.巰基改性纖維素的制備及其對亞甲基藍(lán)的吸附研究[J].纖維素科學(xué)與技術(shù)，2020，28（1）：34-41.

[17] 馮甜華.姜黃素的提純、穩(wěn)定性及抗氧化性研究[D].重慶：重慶大學(xué)，2016.

[18] 鄒佳輝，黃偲偲，邱娜，等.用于肺部給藥的磷酸奧司他韋微粉的制備及肺組織分布初步考察[J].中國醫(yī)藥工業(yè)雜志，2017，28（5）：692-698.

[19] 張國立，肖志美，于翔，等.治療急性損傷的莪術(shù)油和莪術(shù)醇粉霧劑的比較研究[J].藥學(xué)學(xué)報，2020，5（6）：1312-1319.

[20] 朱李飛，劉曉妍，陳紅君，等.白藜蘆醇二棕櫚卵磷脂脂質(zhì)粉霧劑的制備及其抗菌作用研究[J].中草藥，2018，49（24）：5803-5811.

[21] 胡玉貞.防治肺纖維化的肺吸入姜黃素大多孔微粒的研究[D].合肥：安徽醫(yī)科大學(xué)，2017.

[22] 李楠，劉佩莉，孔令鈺，等.姜黃素固體脂質(zhì)納米粒干粉吸入劑的質(zhì)量評價及初步穩(wěn)定性考察[J].中國藥房，2016，27（34）：4838-4841.

[23] 國家藥典委員會.中華人民共和國藥典：二部[S]. 2010年版.北京：中國醫(yī)藥科技出版社，2010：附錄12-附錄13.

[24] SILVA A L D，CRUZ F F，ROCCO P R M，et al. New perspectives in nanotherapeutics for chronic respiratory diseases[J]. Biophys Rev，2017，9（5）：793-803.

[25] FERNANDO J M，MEILAN K H，JAMES P A，et al. At the root：defining and halting progression of early chronic obstructive pulmonary disease[J]. Am J Respir Crit Care，2018，197（12）：1540-1551.

[26] 張攀.慢性阻塞性肺疾病穩(wěn)定期患者小氣道改變及其對吸入劑的治療反應(yīng)評價[D].廣州：南方醫(yī)科大學(xué)，2016.

[27] SANTUS P，RADOVANOVIC D，PECCHIARI M，et al. The relevance of targeting treatment to small airways in asthma and COPD[J]. Respir Care，2020，65（9）：1392-1412.

（收稿日期：2020-11-24 修回日期：2020-02-02）

（編輯：林 靜）