徐 琪,王瑩瑩,王艷宏,李偉男
(黑龍江中醫(yī)藥大學藥學院,哈爾濱150040)
將藥物-樹脂復合物包衣,制備成微囊形式的緩釋制劑是近幾年發(fā)展起來的一項新的緩控釋技術(shù).利用離子交換樹脂與藥物結(jié)合,形成的復合物具有一定的緩釋效果.再利用高分子材料對復合物進行包衣,從而使藥物在體內(nèi)具有較好的緩釋效果[1-3].藥物 - 樹脂微囊化技術(shù)很多,目前常用的有乳化溶劑揮發(fā)法、噴霧干燥法、界面縮聚法和空氣懸浮法等方法[4].陳飛[5]、周紅祖[6]分別對對鹽酸小檗堿樹脂復合物緩釋微囊的制備采用了乳化溶劑揮發(fā)法.乳化溶劑揮發(fā)法方法簡單,易操作,因此本實驗采用乳化溶劑揮發(fā)法制備馬錢子總生物堿樹脂復合物微囊.
馬錢子為馬錢科常綠喬木植物馬錢的成熟種子,冬季采收成熟果實,具有通絡止痛,散結(jié)消腫,用于跌打損傷,骨折腫痛,麻木癱瘓,癰疽瘡毒,咽喉腫痛等.馬錢子的主要有效成分為士的寧和馬錢子堿.本實驗使用正交和星點效應聯(lián)合實驗設計,采用乳化溶劑揮發(fā)法對馬錢子總生物堿與離子交換樹脂復合物,進行微囊包衣的最優(yōu)處方研究.
乙基纖維素 ,鄰苯二甲酸二乙酯,PEG-400(天津市博迪化工有限公司);石蠟,司盤-80(天津市博迪化工有限公司);石油醚(天津市百世化工有限公司);無水乙醇,丙酮(天津市恒興化學試劑制造有限公司)
分析天平(上海良單儀器儀表有限公司),磁力攪拌器(上海良單儀器儀表有限公司),Waters2695-2996高效液相色譜儀.
根據(jù)《中國藥典》2010版第二部附錄XC溶出度方法下的第二法漿法儀器裝置進行測定.釋放介質(zhì)選用900 mL的0.15 mol/L的 NaCl溶液,轉(zhuǎn)速100 r/min,37℃分別于設定時間點取樣1 mL,過微孔濾膜后進高效液相測定馬錢子堿和士的寧的累積釋放度.
2.2.1 色譜條件
色譜柱為 Diamonsil C18(250×4.6 mm,5 μm);流動相為甲醇∶水∶乙酸∶三乙胺(76∶230∶2.4∶0.3);流速1.0 mL/min;檢測波長 254 nm;柱溫30℃.
2.2.2 標準曲線的繪制
精密稱取士的寧對照品6 mg,馬錢子堿對照品5 mg定容至同一25 mL容量瓶中,用甲醇稀釋至刻度.分別精密移取 1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL至10 mL容量瓶中,用甲醇定容,搖勻.精密吸取10 μL,注入高效液相色譜儀.馬錢子堿和士的寧的標準曲線如下:
士的寧
A= - 71 053+22 861C,r=0.999 8
馬錢子堿
A= - 77 682+12 307C,r=0.999 7
精密稱取粒徑在160~200目的陽離子交換樹脂1 g,加入至質(zhì)量濃度為2 mg/mL的0.1 mol/L HCl的馬錢子總生物堿溶液,攪拌1.5 h,過濾,用去離子水沖洗藥物-樹脂復合物表面的未吸附的馬錢子總生物堿溶液,烘干,備用.
2.4.1 藥物 -樹脂的浸泡
取適量的藥物 -樹脂復合物,加入到20%(W/V)的PEG-4000的水溶液中,室溫下浸泡3 h,干燥過篩得到浸漬的藥物-樹脂復合物.
2.4.2 三元相圖的確定
采用乳化溶劑揮發(fā)法進行包衣,制備一系列的石蠟和司盤-80的混合溶液,在攪拌條件下分別向其滴加無水乙醇,觀察澄清-渾濁-分層現(xiàn)象,分別記錄下渾濁點和分層點時無水乙醇的體積,計算各組分的體積百分比,繪制三元相圖.
根據(jù)三相圖所示,選用石蠟∶司盤-80∶無水乙醇=30∶3∶4為乳化體系,石蠟為連續(xù)相,無水乙醇為分散相,司盤-80為乳化劑.
2.4.3 星點效應優(yōu)化包衣處方
考察因素有乙基纖維素(EC)、聚乙醇-400(PEG-400)、領苯二甲酸二乙酯(DEP)、轉(zhuǎn)速和溫度.因轉(zhuǎn)速和溫度為非連續(xù)變量,回歸處理較難,通過預實驗轉(zhuǎn)速定為500 r/min,反應溫度為35℃.根據(jù)星點效應原理,采用三因素五水平的星點設計進行優(yōu)化,范圍分別是EC(A)為5% ~20%,PEG-400(B)為0~15%,DEP(C)為0~15%,以藥物-樹脂在12 h的累計釋放度作為考察指標,利用Design Expert安排實驗,實際操作物理量按表1,實驗安排和結(jié)果按表2.
表1 優(yōu)化星點設計試驗因素水平
表2 實驗安排和實驗結(jié)果
2.4.4 建立模型方程與顯著性檢驗
應用Design-Expert 8.0.0軟件對表2中的數(shù)據(jù)進行二次多元回歸擬合,得到EC(X1),PEG-400(X2),DEP(X3)與馬錢子總生物堿樹脂微囊釋放度之間的二元多項式方程:
多元二項式擬合方程相關系數(shù)較高,擬合效果較好.其中 A,B,C,A2,B2及 C2項為 3 因素對指標的單獨作用,而AB、AC和BC項為因素的交互作用,方程從整體上反映了各因素及其相互作用對指標值的影響.對上述回歸模型進行顯著性檢驗,結(jié)果見表3.
由表3回歸方差顯著性檢驗表明,EC對馬錢子總生物堿微囊釋放度影響顯著,PEG-400對馬錢子總生物堿微囊釋放度影響顯著,DEP對馬錢子總生物堿微囊釋放度影響不顯著.
表3 回歸模型方差分析
在本實驗設計范圍內(nèi),回歸方程顯著性檢測,差異高度顯著說明模型與實際實驗擬合良好,試驗誤差小,證明應用響應面法確定馬錢子總生物堿樹脂復合物微囊的制備是可行的.
2.4.5 響應面分析及最優(yōu)包衣處方的確定
應用Design-Expert 8.0.0軟件依據(jù)回歸方程來繪制響應面立體分析圖和等高線,考察所擬合的響應面曲線的形狀,響應面立體圖和等高線如圖1~3所示.利用該圖可以對影響馬錢子總生物堿樹脂復合物微囊釋放度的任何兩種因素的交互效應進行分析和評價,并確定最佳工藝.等高線的形狀可反映交互效應的強弱.從圖中可以看出,各因素間的交互作用不顯著.從等高線圖可以看出極值條件應在圓心處,三因素中除DEP外均對馬錢子總生物堿樹脂復合物微囊釋放有顯著的影響.因此確定最佳包衣處方為EC為11.68%、PEG-400為3.17%、DEP 為11.83%.
圖1 EC和PEG-400對馬錢子總生物堿樹脂復合物緩釋微囊的立體分析圖和等高線
圖2 PEG-400和DEP對馬錢子總生物堿樹脂復合物緩釋微囊的立體分析圖和等高線
圖3 EC和DEP對馬錢子總生物堿樹脂復合物緩釋微囊立體分析圖及等高線
按照30∶3∶4比例量取石蠟、司盤-80和無水乙醇,稱取 EC11.68%、PEG -400 3.17%、DEP11.83%加入無水乙醇中,充分攪拌并加入馬錢子總生物堿樹脂復合物,將無水乙醇在攪拌下加入石蠟和司盤-80中,在35℃,500 r/min的水浴條件下攪拌至無醇味,過濾,石油醚沖洗至無殘留物,烘干.按2.1方法測量馬錢子總生物堿樹脂復合物緩釋微囊的釋放度,計算偏差率分別為 1.12%、1.02%、0.98%.
在藥劑學中常常采用均勻設計法或正交實驗法對處方篩選和制劑工藝的確定進行優(yōu)化,但是其實驗精密度不高,且不能靈敏的考察各種因素之間的交互作用[7].鑒于以上問題近年來國內(nèi)外采用了數(shù)學與統(tǒng)計學方法于一體的星點設計.星點設計[8]是一種新型的試驗設計方法,它具有試驗次數(shù)少,試驗精度高等特點,在藥學應用上成效顯著.CCD效應面優(yōu)化法目前主要應用于劑型的處方篩選和提取工藝的優(yōu)化方面.如白艷杰[9]對β-環(huán)糊精包合物制備工藝的確定、黃元紅[10]對丹參的提取工藝的確定等均采用了星點設計方法[11].CCD效應面法可以彌補正交實驗和均與設計實驗的不足,既可以找到精密的實驗點又可以考察實驗中各個因素之間的交互作用.因此其在藥學領域具有較高的應用價值.
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