溫夢，張斯杰，馬俊媛，徐暉

1.沈陽藥科大學 藥學院，遼寧 沈陽 110016；2.錦州醫(yī)科大學 藥學院，遼寧 錦州 121001；3.中國中藥有限公司，北京 100195；4.沈陽藥科大學 制藥工程學院，遼寧 沈陽 110016

姜黃素(Curcumin)是從姜黃、郁金或莪術等姜科植物的根莖中提取的一種疏水性多酚類成分[1-2]，其具有抗氧化、抗微生物、抗炎和抗新生血管形成等廣泛的藥理作用[3-6]，姜黃素眼部給藥可用于硒性白內障、青光眼、視網膜病變、過敏性結膜炎等[7-8]。姜黃素水溶性低、穩(wěn)定性差、吸收差，有很強的光敏感性，限制了姜黃素制劑的開發(fā)與臨床應用[9]。

為了解決姜黃素溶解性和穩(wěn)定性差的缺點，延長藥物眼部作用的時間，研究者進行了大量探索。將難溶性藥物制成微粒給藥形式是增加藥物溶解度和溶出速率[10-11]、改善藥物吸收和生物利用度的有效方法，但微粒給藥形式應用于眼部在提高局部生物利用度的同時可能引起異物感，降低患者的順應性。

本文考察了多種因素對姜黃素穩(wěn)定性的影響，以泊洛沙姆407和黏膜黏附材料聚卡波菲為基質制備姜黃素眼用凝膠，選擇合適pH、滲透壓調節(jié)劑等處方組成，測定了凝膠的動態(tài)黏度和藥物釋放特征等，探討聚卡波菲和泊洛沙姆407為基質用于制備姜黃素眼用凝膠的可行性。

1 材料

1.1 儀器

UV-2550紫外-可見分光光度計(日本島津有限公司)；NDJ-8S型旋轉黏度計(上海昌吉地質儀器有限公司)；SC-3610低速離心機(安徽中科中佳科學儀器有限公司)；FE20實驗室pH計[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司]；Vapor 5520滲透壓儀(美國Wescor)；KQ-300V超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；Franz擴散池(沈陽興亞玻璃儀器廠)。

1.2 試劑

泊洛沙姆407?(P407，Kolliphor?P407，德國BASF公司)；聚卡波菲AA-1(AA-1，Polycarbophil，美國Noveon公司)；姜黃素(Sigma-adrich公司)；水為無菌注射用水；其他化學試劑均為市售分析純試劑。

2 方法

2.1 姜黃素溶解度的測定

照《中華人民共和國藥典》2015版附錄配制磷酸緩沖鹽溶液(PBS)pH5.0、pH6.0、pH7.0和pH8.0。取過量姜黃素，分別置于純水，pH分別為5.0、6.0、7.0和8.0的PBS，或P407水溶液(質量分數為1.0%、2.0%、3.0%、5.0%和10.0%)中，恒溫渦旋震蕩，樣品于3500 r·min-1離心10 min，取上清液，用紫外分光光度計測定各樣品最大吸收波長處吸光度，計算姜黃素的溶解度。

2.2 姜黃素的穩(wěn)定性考察

精密稱取姜黃素10 mg，置50 mL容量瓶中，加入4 mL二甲基亞砜使溶解，加無水乙醇稀釋至刻度，作為姜黃素儲備液(200 μg·mL-1)。精密移取一定量姜黃素儲備液，置容量瓶中，分別以質量分數為1.0%、2.0%、3.0%、5.0%和10.0%的P407溶液，pH分別為5.0、6.0、7.0和8.0的PBS(含2.0% P407)，2.0% P407-3.0%甘露醇水溶液或2.0% P407-0.2%氯化鈉水溶液稀釋，制成質量濃度為10 μg·mL-1的姜黃素溶液。室溫恒溫震蕩，于不同時間間隔(0、1、2、4、8、20、35 d)取樣，紫外分光光度法測定樣品吸光度，波長428 nm，計算姜黃素的濃度。

2.3 姜黃素眼用凝膠的制備

按表1中處方組成制備姜黃素眼用凝膠。精密稱取AA-1適量，攪拌下緩慢加入適量水，冷藏放置24 h，至聚合物完全溶脹，冷藏備用；精密稱取P407適量，攪拌下緩慢加入適量水，冷藏放置24 h，至P407完全溶解得到澄清溶液，冷藏備用；精密稱取姜黃素適量，溶解于適量P407水溶液中，然后加入適量AA-1溶液、抑菌劑和氯化鈉，用0.5 mol·L-1的氫氧化鈉溶液調節(jié)pH至5.0，甘露醇調節(jié)滲透壓至285～310 mOsmol·kg-1。

表1 姜黃素眼用凝膠劑或滴眼液的處方組成* %

注：空白表示不含此種成分；*各處方中均含姜黃素0.01%，羥苯乙酯0.03%。

2.4 姜黃素眼用凝膠的動態(tài)黏度

用NDJ-8S型旋轉黏度計，按黏度需要選擇轉子，測定溫度34 ℃，轉速0.6～60 r·min-1測定表1中各處方凝膠的動態(tài)黏度，每樣品測定3次。

2.5 姜黃素眼用凝膠的體外藥物釋放

為模擬眼部生理環(huán)境，實驗用含有2.0% Tween-80的人工淚液作為釋放介質。每升人工淚液含氯化鈉6.78 g、碳酸氫鈉2.18 g、氯化鉀1.38 g和二水氯化鈣0.084 g。體外藥物釋放度測定采用Franz臥式擴散池裝置[12-13]，供給池和接受池間用300目無紡布為釋放屏障，擴散池有效擴散面積為1.0 cm2。稱取0.5 g樣品，置供給池內；接受池內加入4 mL含有2.0% Tween-80的人工淚液作為接受介質，(34±0.5)℃恒溫磁力攪拌。分別于1、2、4、6、8、10 h取接受液3.0 mL，同時補加等量釋放介質。紫外分光光度法在426 nm下測定各溶液吸光度，計算姜黃素累積釋放度。

3 結果與討論

3.1 姜黃素溶解度

不同溶劑中姜黃素的溶解度測定結果見圖1。

圖1 姜黃素在不同溶液及pH緩沖液中的溶解度(n=3)

在不同pH值的PBS中，pH5.0姜黃素的溶解度最低，pH8.0姜黃素的溶解度最高，在pH5.0～8.0姜黃素的溶解度隨pH值的升高而增加。

P407的加入可以顯著提高姜黃素的溶解度，且在一定范圍內，姜黃素的溶解度隨P407質量分數的增大而提高，姜黃素的溶解度與溶液中P407的含量呈正相關。泊洛沙姆是一類由聚氧乙烯(PEO)、聚氧丙烯(PPO)鏈構成的PEO-PPO-PEO非離子型三嵌段共聚物[14]，其具有表面活性，在水溶液中組裝成疏水內核-親水外殼的納米膠束結構，疏水性藥物(如姜黃素)可包裹并增溶于PPO疏水內核，而增溶能力與溶液中泊洛沙姆的濃度有關，一定范圍內泊洛沙姆的濃度越大則增溶疏水性藥物的能力越強。膠束對藥物的包裹作用也是增加藥物穩(wěn)定性的重要原因。

3.2 姜黃素的穩(wěn)定性考察

不同因素對姜黃素的穩(wěn)定性影響見圖2。

圖2A中P407質量分數為1.0%～10.0%，姜黃素的穩(wěn)定性隨P407增加而提高，P407含量較低時姜黃素穩(wěn)定性隨P407質量分數變化尤為顯著；P407由5.0%增加至10.0%時，姜黃素穩(wěn)定性僅有少量提高。為提高制劑中姜黃素的穩(wěn)定性，同時避免高濃度P407引起眼部刺激性，選擇5.0%的P407制備姜黃素眼用凝膠。圖2B顯示，姜黃素穩(wěn)定性受溶液pH影響顯著，pH 5.0時姜黃素的穩(wěn)定性最好，pH值在5.0～8.0，穩(wěn)定性隨pH的升高而降低。

注：A.P407質量分數(pH6.0～6.2)；B.pH值；C.抑菌劑及滲透壓調節(jié)劑。圖2 不同條件對姜黃素穩(wěn)定性的影響(n=3)

考慮到眼用制劑的可耐受pH一般在5.0～9.0，姜黃素眼用凝膠的pH選擇為5.0。圖2C顯示含0.2%氯化鈉、3.0%甘露醇的2.0% P407溶液中，姜黃素穩(wěn)定性未發(fā)現顯著變化，氯化鈉、甘露醇可用于調節(jié)姜黃素眼用凝膠滲透壓。

2.0% P407溶液中0.03%羥苯乙酯的加入對藥物穩(wěn)定性未產生明顯影響，所以0.03%羥苯乙酯可作為抑菌劑用于姜黃素眼用凝膠；姜黃素穩(wěn)定性差，在眼部制劑的工業(yè)生產中可通過無菌操作，加入抑菌劑等方式達到無菌效果。

姜黃素的溶解性差，為避免穩(wěn)定性考察過程受其低溶解度的限制，本文選擇可增加姜黃素溶解性的2.0% P407溶液作為穩(wěn)定性實驗的溶劑。

3.3 姜黃素眼用凝膠的動態(tài)黏度

動態(tài)黏度是評價眼用凝膠劑性能的重要手段。一般認為，對于半固體制劑，黏度低，流動性強，藥物釋放速度快，制劑和藥物的眼部滯留時間短；而黏度過高，可能造成視力模糊，加工困難，不利于生產和使用[15]。

動態(tài)黏度實驗結果見圖3。

圖3 各處方動態(tài)黏度與轉速之間的關系(34 ℃)

No.5中P407含量較低且不含AA-1，未形成凝膠，其動態(tài)黏度較低，且不隨轉速增加而改變。與No.5相比，No.1、No.2、No.3、No.4中，AA-1的加入顯著提高了處方的動態(tài)黏度，No.4(0.4%AA-1)的動態(tài)黏度高于No.3(0.3%AA-1)，AA-1的含量越高，凝膠的動態(tài)黏度越大，凝膠的動態(tài)黏度與AA-1的加入量呈正相關。與No.4相比，加入氯化鈉的處方No.1，盡管AA-1含量相同，但黏度明顯下降，氯化鈉的加入顯著降低了含有AA-1凝膠的黏度；在含有0.2%氯化鈉的處方No.2(0.9%AA-1)黏度與No.3(0.4%AA-1)相同，可以通過升高AA-1的含量，提高含有氯化鈉的凝膠黏度。No.6和No.7中加入17%的P407，具有溫度響應的膠凝特征，在室溫下為液態(tài)，在34 ℃形成動態(tài)黏度較高的凝膠，且No.7(含0.3%AA-1)的動態(tài)黏度高于No.6(不含AA-1)。除含低濃度P407的處方(No.5)外，其他凝膠的動態(tài)黏度均隨轉速增加而下降，表現出剪切變稀特征。

實驗表明，AA-1/P407為基質的姜黃素眼用凝膠的動態(tài)黏度與處方組成密切相關：少量P407的加入無法達到膠凝濃度，不能形成高黏度的凝膠；少量AA-1加入能顯著提高動態(tài)黏度，形成凝膠，且凝膠的動態(tài)黏度與加入的AA-1量呈正相關；氯化鈉的加入顯著影響含AA-1凝膠的黏度。

3.4 姜黃素眼用凝膠體外藥物釋放

姜黃素眼用凝膠的體外釋放結果見圖4，10 h累積釋放率(%)結果見表1。

圖4 姜黃素的體外累計釋放率與時間關系(n=3)

單獨使用P407為基質的No.5和No.6處方藥物釋放最快，10 h累積釋放率最高。含AA-1的處方，姜黃素的累積釋放率及釋放速率均有所下降；含有0.3% AA-1的No.3姜黃素累積釋放率高于含有0.4% AA-1的No.4，在加入氯化鈉的處方中，含有0.4%AA-1的No.1累積釋放率高于含0.9% AA-1的No.2，說明姜黃素的累計釋放與AA-1的含量有關，AA-1的含量越高，藥物釋放越慢；No.1與No.4具有相同含量AA-1，但是加入氯化鈉的No.1藥物累積釋放率更低，氯化鈉的加入能明顯減緩姜黃素眼用凝膠的藥物釋放，表現出更理想的緩釋效果。

聚卡波菲是二乙烯基乙二醇的輕微交聯(lián)的丙烯酸聚合物[16]，用于眼部藥物傳遞系統(tǒng)具有刺激性小、角膜表面滯留時間長、提高藥物的生物利用度等優(yōu)勢[17]。與不含聚卡波菲的凝膠劑相比，P407與聚卡波菲聯(lián)合使用的凝膠劑中姜黃素釋放變慢，而藥物釋放率隨著凝膠中丙烯酸成分含量的增加而降低。相關研究[17-19]用聚合物間的跨交聯(lián)作用解釋這一現象，即水分子作為跨交聯(lián)劑能夠在丙烯酸聚合物的羧基與泊洛沙姆的醚鍵之間形成氫鍵，生理條件下，荷負電羧基間的靜電排斥使丙烯酸聚合物分子鏈伸展，增加了與暴露的PEO嵌段生成氫鍵的可能，從而導致凝膠強度顯著增強，藥物滯留時間能明顯延長。

含AA-1的處方中氯化鈉的加入能明顯減緩姜黃素眼用凝膠的釋放，表現出更理想的緩釋效果。丁明和等[19]以泊洛沙姆407/188為基質，添加卡波姆、氯化鈉等制備硫酸嗎啡緩釋液體栓，加入氯化鈉的處方顯示出良好的緩控釋特征，其解釋為卡波姆與氯化鈉作用形成的剛性網狀結構不易溶蝕，起了穩(wěn)定的緩釋作用。聚卡波菲是與卡波姆結構類似的丙烯酸聚合物，基于同樣的原因，含AA-1的眼用凝膠基質中氯化鈉的加入導致姜黃素釋放速率下降，產生更好的緩釋效果。

通常認為，藥物累計釋放率與凝膠黏度有關，凝膠黏度越高，藥物釋放越慢，累積釋放率越低。綜合黏度與釋放實驗結果認為，在聚卡波菲/泊洛沙姆為基質的姜黃素眼用凝膠，藥物累計釋放率與凝膠中AA-1的含量及處方中加入氯化鈉有關，不完全取決于凝膠黏度。

4 結論

泊洛沙姆407可顯著提高姜黃素的溶解性與穩(wěn)定性，5.0%泊洛沙姆407和0.9%聚卡波菲為基質制備的姜黃素眼用凝膠劑外觀良好、具有一定的黏度，動態(tài)黏度呈剪切變稀的特征，體外具有適宜的緩釋性質。泊洛沙姆407和聚卡波菲為基質應用于姜黃素或其他難溶性藥物眼部凝膠的制備具有良好的研究與應用前景。