嵇晶,潘旻,程建明(南京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,南京 210023)
丹參總酚酸(total salvianolic acids,TSA)是從唇形科植物丹參Salvia miltiorrhizaBge的干燥根及根莖中提取的水溶性成分,是丹參的主要有效成分,其中丹酚酸B(Sal B)是含量最高的活性成分。研究表明,TSA具有抗氧化[1]、抗血栓[2-3]、保護各臟器[4-5]和抗腫瘤[6]等作用。臨床用于治療心腦血管疾病,主要劑型為起效迅速、生物利用度高的注射劑。水溶性的TSA吸收消除較快,無法長時間維持較高的血藥濃度,本文擬以脂質(zhì)體為載體提高其生物利用度[7-9]。
脂質(zhì)體由磷脂材料組成,是一種具有類生物膜的磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)的閉合囊泡,自1974年英國Gregoriadis等[10]首先將脂質(zhì)體用于藥物載體后得到廣泛應(yīng)用。脂質(zhì)體也存在如載藥量偏低、儲存過程中藥物易泄露等限制其發(fā)展的問題。復(fù)合磷脂制備技術(shù)由美國科學(xué)家報道[11],通過同時使用低相變溫度和高相變溫度的不同磷脂為膜材,制得具有高藥物包封率、高穩(wěn)定性、藥物不易泄漏的復(fù)合磷脂脂質(zhì)體,有效解決傳統(tǒng)脂質(zhì)體易泄漏等問題。丹酚酸類成分存在口服吸收差、消除快、生物利用度低的問題,本試驗研究TSA口服脂質(zhì)體的制備工藝,以提高其生物利用度。
關(guān)于TSA的脂質(zhì)體制備工藝已有報道,如馬金國等[12]以逆向蒸發(fā)法結(jié)合超濾離心制備了Sal B脂質(zhì)體,包封率達到71.0%;張麗紅等[13]以逆向蒸發(fā)法制備的脂質(zhì)體TSA包封率為72.0%,Sal B包封率為68.6%。但目前的制備工藝均以單一不飽和卵磷脂制備,存在穩(wěn)定性不夠、藥物易泄漏的問題。傳統(tǒng)的脂質(zhì)體制備僅優(yōu)選出一種磷脂材料,只有一個相變溫度(Tm),而復(fù)合磷脂脂質(zhì)體可通過對磷脂種類和比例的篩選,靈活地調(diào)節(jié)Tm。本試驗分別選用Tm高于40℃和低于30℃的兩種磷脂酰膽堿作為膜材料,以制備Tm在31~37℃內(nèi)的復(fù)合磷脂脂質(zhì)體,提高脂質(zhì)體的穩(wěn)定性。
TSA中間體(自制,丹酚酸B和迷迭香酸含量分別是83.08%、3.22%,批號:20170925);大豆磷脂(SPC,純度>90%,批號:SYSI-170501)、氫化大豆磷脂(HSPC,純度>98%,批號:B50541)、膽固醇(CHO-HP,純度>99.0%,批號:B61251)(藥用注射級,艾韋拓醫(yī)藥科技有限公司;葡聚糖凝膠G50(100~300 nm,上海源葉科技有限公司,批號:S31673);Sal B對照品(上海源葉科技有限公司,純度:98%,批號:Y26O7H23683);其余試劑均為分析純。
Waters e2695高效液相色譜儀、Waters 2489 UV檢測器(美國Waters公司);BT 125D型電子分析天平(德國塞多利斯公司);JY92-Ⅱ超聲波細胞粉碎機(寧波新芝生物科技股份有限公司);1100D-WD旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海愛朗儀器有限公司);STP FA2004型電子分析天平(上海上平儀器有限公司);Zetasizer Nano Zs 90納米粒徑測定儀(英國馬爾文公司);Diamond DSC功率補償型高靈敏度差示掃描量熱儀(美國Perkin Elmer公司);DZF-6050型真空干燥箱(上海精宏試驗設(shè)備有限公司);UV-7504紫外分光光度計(上海精密儀器儀表有限公司)。
根據(jù)文獻報道[13],脂質(zhì)體的制備以逆向蒸發(fā)法為宜,即稱取處方量的磷脂與膽固醇溶于適宜的有機溶劑中,然后加入溶有藥物的緩沖液,探頭超聲直至形成均勻乳劑,轉(zhuǎn)移至茄形瓶中,減壓旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機溶劑,再加緩沖液水合,繼續(xù)減壓蒸發(fā),即得復(fù)合磷脂脂質(zhì)體的水性混懸液。
2.2.1 空白復(fù)合磷脂脂質(zhì)體制備 采用逆向蒸發(fā)法制備空白復(fù)合磷脂脂質(zhì)體。固定處方磷脂總量為100 mg,精密稱定不同比例的HSPC(Tm約50℃)與SPC(Tm約20℃),比例分別為9∶1、3∶1、1∶1、1∶3、1∶9(W/W),以6 mL氯仿溶解于15 mL離心管中,緩慢加入2 mL pH值為7.4的磷酸鹽緩沖液(PBS),探頭超聲成均勻乳劑,50℃旋蒸除去有機溶劑成膜,減壓干燥除盡有機溶劑,加入PBS緩沖液3 mL水合,500 W探頭超聲40次,超聲5 s停3 s,過0.22 μm濾膜,即得空白復(fù)合磷脂脂質(zhì)體。
2.2.2 高靈敏度差示掃描量熱法(HSDSC)研究 精密吸取15 μL的空白復(fù)合磷脂脂質(zhì)體,置于標準鋁堝中,加蓋密封,以PBS為對照,測定復(fù)合磷脂脂質(zhì)體的Tm和相變峰半峰寬。以Tm范圍窄、Tm在31~37℃為優(yōu)。
2.2.3 粒徑測定 精密吸取100 μL脂質(zhì)體,以PBS稀釋10倍,搖勻,置于比色皿中,利用測定其平均粒徑,結(jié)果見表1。由表1可見,復(fù)合脂質(zhì)體粒徑隨著SPC比例的增大而增大,最大粒徑都在200 nm以內(nèi)。從Tm來看(在31~37℃最優(yōu))僅HSPC/SPC比例為3∶1時才能達到。由以上結(jié)果固定兩種磷脂比例為3∶1,對TSA脂質(zhì)體的制備工藝做進一步研究。
表1 TSA復(fù)合磷脂脂質(zhì)體的磷脂比例篩選結(jié)果Tab 1 Screen of HSPC/SPC ratio for total salvianolic acid composite phospholipid liposome
根據(jù)張麗紅等[13]的研究,Sal B在酸性條件下表觀油水分配系數(shù)較大,降低水合介質(zhì)的pH值可減少水合時脂質(zhì)體中藥物的泄漏,提高藥物包封率,選擇pH值為4.00的甘氨酸-鹽酸溶液為水合液包封率較高。
脂質(zhì)體制備工藝中通常選用揮發(fā)性較好的有機溶劑作為有機相,如氯仿、甲醇、乙醇、乙醚等。固定處方中HSPC∶SPC=1∶3,磷脂∶膽固醇=4∶1,有機相與水相體積比為3∶1,藥脂比1∶20,按逆向蒸發(fā)法制備,超聲5 min,觀察乳劑穩(wěn)定性,旋蒸除去有機溶劑,加入pH值為4.00的甘氨酸-鹽酸溶液水合,結(jié)果見表2。處方中HSPC、SPC兩種磷脂與膽固醇在乙醇中溶解性比較差,未進一步考察成膜與水合情況,綜合考慮成乳情況和成膜、水合情況,選用氯仿為有機溶劑成膜效果比較好。
表2 TSA復(fù)合磷脂脂質(zhì)體的有機溶劑考察Tab 2 Organic solvents for total salvianolic acid composite phospholipid liposome
脂質(zhì)體包封率(EE%)的測定方法,包括高速離心法、透析法、凝膠柱層析法、離子交換樹脂法等,在實驗室現(xiàn)有條件下,選擇以葡聚糖凝膠G50分離TSA脂質(zhì)體與游離藥物,參考文獻[8],以乙醇溶解脂質(zhì)體,通過紫外分光光度法測定TSA含量;以5%的Triton X-100溶解脂質(zhì)體,通過HPLC法測定Sal B含量。色譜圖如圖1所示,Triton X-100對測定無影響。
圖1 輔料干擾性測定 HPLC色譜圖Fig 1 HPLC chromatogram of liposome accessories interference
以HSPC與SPC比例為1∶3、膽固醇與復(fù)合磷脂比例為1∶4、丹酚酸凍干粉中間體與磷脂的比例為1∶20制備脂質(zhì)體,精密吸取1 mL的脂質(zhì)體過Sephadex G-50柱(1 cm×20 cm),以水合液為洗脫劑,分份收集,每2 mL為一流份,測定紫外吸光度,繪制洗脫曲線如圖2所示。
圖2 葡聚糖凝膠柱層析洗脫曲線Fig 2 Elution curve of glucosamine gel column layer
由洗脫曲線可以看出,脂質(zhì)體部分集中在前6個流份,游離藥物在脂質(zhì)體部位之后出來,根據(jù)洗脫曲線收集2~6流份為脂質(zhì)體部位,收集7~15流份為游離部位??紤]到葡聚糖凝膠柱層析分離的過程使脂質(zhì)體稀釋,分離的游離藥物中指標成分含量較低無法測定,另取未處理的脂質(zhì)體以無水乙醇溶解,并以空白脂質(zhì)體稀釋相同倍數(shù)為對照,測定脂質(zhì)體中TSA總濃度和未分離的脂質(zhì)體混懸液中TSA的濃度,計算TSA的包封率。另取未處理的脂質(zhì)體,以5%的Triton X-100破乳,稀釋后測定脂質(zhì)體中Sal B的總濃度和混懸液中Sal B的濃度。
TSA包封率EE(%)=脂質(zhì)體中TSA濃度/脂質(zhì)體混懸液中TSA濃度×100%
SalB包封率EE(%)=脂質(zhì)體中SalB濃度/脂質(zhì)體混懸液中SalB濃度×100%
固定處方中復(fù)合磷脂的用量,膽固醇和復(fù)合磷脂的比為1∶4,HSPC/SPC為1∶3,水合介質(zhì)為pH值為4.00的甘氨酸-鹽酸溶液,水化時間30 min,按丹酚酸凍干粉中間體與磷脂的比例分別為1∶10、1∶20、1∶30和1∶40制備脂質(zhì)體,分別測定脂質(zhì)體中Sal B與TSA的包封率。結(jié)果見表3。由表3可知,藥脂比對復(fù)合磷脂脂質(zhì)體的包封率有較大影響,藥脂比越大包封率越小,即加入的藥量過多時,超過處方中復(fù)合磷脂的藥物負荷量,包封率降低,綜合考慮復(fù)合磷脂脂質(zhì)體的藥物包封率與載藥量,選擇藥脂比為1∶20。
表3 丹參總酚酸復(fù)合磷脂脂質(zhì)體的藥脂比考察Tab 3 Drug lipid ratio of total salvianolic acid composite phospholipid liposome
固定處方中復(fù)合磷脂的用量,膽固醇和復(fù)合磷脂的比為1∶4,HSPC/SPC為1∶3,藥脂比為1∶20,分別加入不同體積的氯仿,使磷脂質(zhì)量濃度分別為5、10、15和20 mg·mL-1,制備脂質(zhì)體并測定包封率。結(jié)果見表4。由表4可知,磷脂質(zhì)量濃度處于較低水平時,所得的復(fù)合磷脂脂質(zhì)體性質(zhì)比較穩(wěn)定,并且澄清度好,但藥物的包封率比較低、載藥量較??;磷脂質(zhì)量濃度較高時,復(fù)合磷脂脂質(zhì)體穩(wěn)定性較差,易產(chǎn)生白色絮狀沉淀,但包封率和載藥量較高??梢钥闯?,磷脂質(zhì)量濃度在10~15 mg·mL-1時TSA包封率較高。
表4 丹參總酚酸復(fù)合磷脂脂質(zhì)體的磷脂濃度考察Tab 4 Phospholipid concentration of total salvianolic acid composite phospholipid
在丹參總酚酸復(fù)合磷脂脂質(zhì)體制備工藝單因素試驗的基礎(chǔ)上,以復(fù)合磷脂脂質(zhì)體中Sal B與TSA的包封率與載藥量綜合評分(0.25∶0.25∶0.25∶0.25)為考察指標,選取對包封率影響較大的磷脂與膽固醇比例、有機相與水相體積比、藥脂比、磷脂濃度4個因素為正交考察對象,各因素取3個水平進行正交試驗設(shè)計。試驗設(shè)計及結(jié)果見表5~7。
表5 正交試驗因素與水平Tab 5 Factor and level for orthogonal test
載藥量%=脂質(zhì)體中藥物含量/載藥脂質(zhì)體的總重量×100%
由表6直觀分析表可知,4種因素對丹參總酚酸復(fù)合磷脂脂質(zhì)體包封率與載藥量的影響程度為D>C>B>A,因此藥脂比是對包封率影響最大的因素,其次是磷脂濃度、有機相/水相比例、磷脂/膽固醇。根據(jù)正交試驗結(jié)果,丹參總酚酸復(fù)合磷脂脂質(zhì)體最佳制備工藝為A1B2C1D2,即磷脂與膽固醇質(zhì)量比為3∶1、有機相與水相體積比為4∶1、藥脂比為1∶15、磷脂濃度為12.5 mg·mL-1。表7方差分析結(jié)果表明,TSA凍干粉中間體與磷脂的比例對復(fù)合磷脂脂質(zhì)體的包封率與載藥量有顯著影響。
表6 正交試驗設(shè)計與結(jié)果Tab 6 Orthogonal test design and results
表7 方差分析結(jié)果Tab 7 Variance analysis
依據(jù)單因素和正交試驗優(yōu)選的最佳工藝條件,即采用逆向蒸發(fā)法制備,處方中 HSPC/SPC為1∶3,磷脂/膽固醇為3∶1,以氯仿溶解,脂類質(zhì)量濃度為12.5 mg·mL-1,緩慢加入溶有TSA凍干粉的pH值為7.4的磷酸鹽緩沖液,藥脂比為1∶15,有機相與水相體積比為4∶1,探頭超聲成均勻乳劑,50℃旋蒸除去有機溶劑成膜,減壓干燥除盡有機溶劑,加入pH值為4.0的甘氨酸緩沖液水合,500 W探頭超聲40次,過0.22 μm微孔濾膜,即得TSA復(fù)合磷脂脂質(zhì)體。制備3批TSA復(fù)合磷脂脂質(zhì)體,分別測定其包封率與載藥量,并測定其粒徑。結(jié)果如表8所示。最佳制備工藝得到的TSA復(fù)合磷脂脂質(zhì)體粒徑分布均勻,Sal B與TSA的平均包封率分別可達60.08%和69.45%,其中載藥量以TSA計達2.92%,3批樣品批間差異較小,工藝合理穩(wěn)定。
表8 TSA復(fù)合磷脂脂質(zhì)體工藝驗證Tab 8 Verification of composite phospholipid liposome preparation technology
以磷鉬酸復(fù)染法,在投射電鏡下觀察空白復(fù)合磷脂脂質(zhì)體與總酚酸復(fù)合磷脂脂質(zhì)體的形態(tài),結(jié)果如圖3所示。
圖3 丹參總酚酸復(fù)合磷脂脂質(zhì)體的透射電鏡圖Fig 3 TEM of total salvianolic acid composite phospholipid liposome
水溶性藥物的油水分配系數(shù)受pH值的影響較大,制備脂質(zhì)體一般存在包封率較低、易泄漏的問題,本文采用逆向蒸發(fā)法,選擇高Tm磷脂HSPC和低Tm磷脂 SPC制備復(fù)合磷脂脂質(zhì)體,以酸性甘氨酸緩沖液水合,可制得包封率更高、更穩(wěn)定的丹參總酚酸脂質(zhì)體。
本研究設(shè)計初期參考“雙丹脂質(zhì)體”的水化溫度選擇最適宜工業(yè)生產(chǎn)的常溫制備脂質(zhì)體[14]。有學(xué)者研究了水化溫度及水化pH值對于包封率的影響,結(jié)果顯示水化溫度及水化pH對于包封率的影響居后[15]。張小靈等[15]運用3種計算方式分析不同因素對雙丹脂質(zhì)體包封率的影響,3種計算結(jié)果均證實了水化溫度對包封率的影響居次位。優(yōu)化試驗結(jié)果顯示最佳水化溫度為35℃,是試驗設(shè)計的最低水化溫度,如增加常溫組為對照則更有可對比性。考慮大生產(chǎn)的成本問題,本文沒有考察不同水化溫度對于包封率及載藥量的影響,是本文的不足之處。從包封率結(jié)果來看,與文獻[13]報道包封率結(jié)果相近,載藥量結(jié)果下降明顯。單從原料藥材方面比較,本課題組通過優(yōu)化提取濃縮及柱分離方法得到純度分別達到82.48%、91.64%的Sal B與TSA,優(yōu)于文獻報道結(jié)果,但是文獻對于載藥量的具體計算過程沒有給出,單從結(jié)果無法定義優(yōu)劣。藥典規(guī)定常溫保存的溫度為10~30℃,而人體內(nèi)溫度通常為 37℃,目前還沒有Tm在30~40℃內(nèi)的磷脂材料,通過復(fù)合磷脂脂質(zhì)體技術(shù)可以制備Tm在30~37℃內(nèi)的脂質(zhì)體,則常溫保存時溫度低于Tm,脂質(zhì)體膜處于膠晶相,藥物不易泄漏,保證了藥物的穩(wěn)定性;給藥后溫度高于Tm,則脂質(zhì)體膜轉(zhuǎn)變?yōu)橐壕啵环忾]的標識物的漏出量增加。脂質(zhì)體的相變行為決定了其在生物體內(nèi)的行為,在體內(nèi)漏出藥物保證了藥物的生物利用度,丹參總酚酸復(fù)合磷脂脂質(zhì)體可以兼顧藥物的有效性與穩(wěn)定性。