順鉑殼聚糖微球制備工藝的研究

1、順鉑殼聚糖微球制備工藝的研究王亞敏軍事醫(yī)學科學院毒物藥物研究所北京 100850【摘要】 選擇殼聚糖為材料 , 用乳化化學交聯技術制備順鉑殼聚糖微球 。 研究了影響微球制備的因 素 , 在此基礎上選擇殼聚糖濃度 (因素 A 、 水 油相體積比 (因素 B 、 攪拌速度 (因素 C 、 藥物與載體 材料用量比 (因素 D 、 油相類型 (因素 E 、 殼聚糖種類 (因素 F 及固化時間 (因素 G 七個因素 , 每個 因素選擇三水平 , 用正交實驗設計安排實驗 , 并以微球載藥量 、 藥物包封率 、 粒子分布百分數為指標 優(yōu)化微球的制備工藝 。關鍵詞 正交實驗設計 ; 甲殼質 ; 藥物載體 ;

2、乳化化學交聯技術中國圖書資料分類法分類號 R 318. 08Stud ies on the prepara tion procedure of c chm icrospheresW ang Y am in ,m , A of M ilitary M edical Sciences , Beijing 100850Abstract C latin ch ito san m icro sp heres (CDD P 2DA C 2M S w ere p repared by em u lsi on 2chem ical cro sslink techn ique . V ari ou s fact

3、o rs affecting the p rep arati on of CDD P 2DA C 2M S w ere studied . 7 facto rs and 3levels of each facto r w ere cho sen and the o rthogonal exp eri m en tal design w as app lied to op ti m ize the p reparati on p rocedu re of CDD P 2DA C 2M S w ith respect to em bedding rate , drug con 2 ten t (w

4、 w , % , and percen tage of p articles in 50-120m of CDD P 2DA C 2M S . T he rep roducib ility of op ti m ized p rep arati on p rocedu re w as good .Key words o rthogonal experi m en tal design ; ch itin ; em u lsi on 2chem ical cro sslink techn ique ; drug carriers微球是近年來發(fā)展起來的新型靶向給藥系統 , 在肝癌 、 腎癌及頭頸部

5、癌的化療中療效顯著 。 目前制 備微球所用的載體材料中 , 合成 、 半合成高分子價格 較貴 , 且來源有限 , 制備困難 。 因此 , 藥學工作者一直 在尋找安全無毒 、 價格低廉的載體材料 。 甲殼素是自 然界生物 (水產甲殼類的蝦 、 蟹及昆蟲外殼 所含的 一種氨基多糖 , 經脫乙?；玫降臍ぞ厶?(ch ito san 是一種具有多種生物活性及抗癌作用的天然可生物 降解高分子材料 , 已被廣泛用于控釋 、 緩釋制劑的研 究 1, 2 。本研究選擇殼聚糖為載體材料 , 用乳化化學交 聯技術制備順鉑殼聚糖微球 , 研究了影響微球成形 的各種因素 , 在此基礎上選擇七因素 、 三水平 , 引

6、入 正交實驗設計優(yōu)化微球的制備工藝 。1材料和方法1. 1材料與儀器殼聚糖 A (脫乙酰度 74. 31% 、 殼聚糖 B (脫乙 酰度 76. 70% 均由本院衛(wèi)生學環(huán)境醫(yī)學研究所提 供 ; 殼聚糖 C (脫乙酰度 85% 購自青島海洋研究 院 ; 藥用順鉑細粉購自山東齊魯制藥廠 ; 25%戊二醛 為 M erck 公司產品 ; Span 85、 Tw een 20、 橄欖油 、 液 體石蠟均為化學純 ; 食用棉籽油購自石家莊油籽公 司 。591軍事醫(yī)學科學院院刊 1996年 8月 第 20卷 第 3期 Bull A cad M il M ed Sci, A ug 1996; V o l 2

7、0 N o 37725型恒溫磁力攪拌器為本院儀器廠產品 ;R heo tes 2 型旋轉式粘度計為德國產品 ; O lym p u s 光學顯微鏡為日本產品 ; TA 2 型庫爾特計數器為 英國產品 ; V arian Spectra A 240型原子吸收分光光 度計為美國瓦里安公司產品 。1. 2順鉑殼聚糖微球制備的影響因素用 5%醋酸配制不同濃度殼聚糖溶液 , 取 3m l 逐滴加入含 5%Sp an 85 Tw een 20(質量體積 為 10 1 的棉籽油 60m l 中 , 以 1200r m in 攪拌 乳化 15m in , 滴加 25%戊二醛 1. 5m l , 固化 2h ,

8、 洗 滌 、 干燥即得空白微球 。 含藥微球的制備是先將順鉑 微粉與殼聚糖溶液混勻 , 隨后制備方法同空白微球 。 在帶標尺的光學顯微鏡下觀察微球的球形及分 散性 , 選擇具有代表性的區(qū)域 , 測定 100個粒子 , 計 算平均粒徑 。 微球加稀硝酸水浴消化后 , 去離子后稀 釋定容 , 以峰高為測量指標 , 用原子吸收分光光度法 測定鉑的含量 , 折算為順鉑含量 , 按下式計算藥物包 封率 :藥物包封率 (% =(W 微球干燥后量 ×100%1. 31. 3. 1 3, 4 , 、 大小及分布 、 載藥量等 有影響的七個因素 , 每個因素選擇三水平 , 見表 1。 將 因素 A G

9、 按正交實驗設計表 L 27(313 隨機安 排 , A 與 B 、 A 與 C 、 B 與 C 的交互作用分別安排在 3和 4列 、 6和 7列 、 8和 11列 , 每個因素水平進行二 次實驗 。每個微球樣品用 TA 2 庫爾特計數器測定 3000個粒子 , 計算平均粒徑及 50120m 范圍內 粒子百分數 ; 用原子吸收分光光度法測定順鉑含量 , 計算藥物包封率 。表 1正交實驗因素及水平表因素 水平 1水平 2水平 3A 殼聚糖濃度 (質量體積 1 1002 1003 100B W O 體積比 1 11 201 40C 乳化速度 (r m in 7009001200D 順鉑 殼聚糖 (

10、質量質量 1 91 41 1. 5E 油相類型 棉籽油 橄欖油 液體石蠟F 殼聚糖種類 A B CG 固化時間 1h 2h 3h表 2 L 27(313 正交實驗設計安排列號 12345678因素 A B A ×B C A ×C列號 910111213因素 D E F G1. 3. 2實驗數據的處理與每次單因素最優(yōu)化方 法不同 , 本研究參考文獻 5 的統計方法 , 選擇 50 120m 粒子分布百分數 、 微球的含藥量 、 藥物包封 率為指標 , 對微球制備工藝進行綜合考察 , 其統計學 處理公式如下 :D i = d i ×d 2×d 3 1 3 0

11、Y i Y m in d i =m -Y m inm in Y i Y m ax Y i Y m ax i, Y i 為每個非獨立因素的實驗值 , Y m ax 、 Y m in 為實驗條件下 Y i 可接受的最大值 、 最小 值 , 根據專業(yè)知識及初步實驗的結果 , 給出 Y m in 、 Y m ax 數值見表 3。 由每一次正交實驗得到的實驗值 Y i 與相對應的 Y m ax 、 Y m in 可以得到每一個非獨立因 素的 d i 值 , 進而計算出 D i 值 , 結果見表 7。 用 SA S 軟 件包對諸次實驗得到的 D i 值進行處理 , 將得到產生 最大 D i 的諸因素的水平

12、組合 , 即得到微球粒徑 、 含 藥量 、 藥物包封率都較為理想的微球的最佳制備工 藝 。表 3實驗條件下非獨立因素可接受的最大 、 最小值 因素 Y m ax Y m in50120m 粒子分布百分數 (% 6010微球含藥量 (%, 質量質量 301. 0藥物包封率 (% 95302結果2. 1順鉑殼聚糖微球制備的影響因素由表 4可見 , 隨殼聚糖脫乙酰度增高 , 溶液粘度 迅速減小 , 微球粒徑及形態(tài)有明顯改變 。691軍事醫(yī)學科學院院刊 1996年 8月 第 20卷 第 3期表 4殼聚糖種類對微球制備的影響殼聚糖種類 濃度 (%, 質量體積 脫乙酰度 (% 粘度 (cP 平均粒徑 (m

13、 微球性狀A 3. 074. 31166. 171. 84球形圓整 , 分散性良好B 3. 076. 70120. 664. 16球形圓整 , 分散性良好C 3. 085 3. 89715. 28小球部分聚集 , 粘連表 5載體材料用量對微球制備的影響殼聚糖 A 濃度 (% 粘度 (cP 平均粒徑 (m 微球性狀1. 010. 9310. 24±1. 78小球較多 , 粘連成團2. 085. 2357. 12±15. 68球形圓整 , 分散性良好3. 0166. 171. 84±14. 27球形圓整 , 分散性良好由表 5可見 , 隨殼聚糖濃度增加 , 水相的粘度

14、急 劇增大 , 微球粒徑有顯著變化 。表 6藥物與殼聚糖用量比對微球制備的影響順鉑 殼聚糖 A (質量質量 微球含藥量 (%, 質量質量 包封率 (% (00 071.1 92. 21. 36, 球形良好 1 45. 54. 82. 98表面粗糙 , 球形良好 11475. 1585. 62表面有藥物細晶 , 球形良好 (2. 2殼聚糖微球的制備工藝的優(yōu)化 見表 7。表 7正交實驗結果實驗號粒子分布百分數 (% 12 包封率 (%12含藥量 (%, 質量質量 12D i 12111. 1010. 8754. 2558. 632. 482. 680. 074810. 07629 211. 731

15、1. 5844. 2750. 274. 153. 770. 09380. 0981 312. 7813. 0169. 1668. 9421. 2822. 980. 28610. 3012 411. 3211. 4236. 5630. 274. 573. 490. 068960. 02164 514. 5014. 5072. 1072. 1020. 6020. 600. 34030. 3403 629. 1526. 3360. 0553. 631. 831. 560. 17180. 1319 717. 1917. 1955. 0857. 8012. 9614. 450. 28390. 3055

16、814. 5014. 5031. 2824. 581. 431. 430. 029730. 001 912. 9913. 8743. 8039. 843. 653. 980. 10510. 1064 1035. 7031. 5737. 9737. 544. 434. 380. 19530. 1800 1117. 7230. 6087. 7687. 0524. 6229. 000. 48170. 5643 1222. 0518. 2653. 7649. 692. 882. 570. 17870. 1394 1347. 1643. 5491. 8986. 2724. 4924. 200. 8307

17、0. 7745 1428. 3635. 8141. 4436. 961. 481. 540. 10230. 1010 1518. 7515. 4374. 2475. 739. 288. 550. 32410. 2709 1613. 0411. 8443. 5640. 322. 422. 520. 085320. 06741 1721. 2933. 7250. 2943. 446. 775. 430. 24110. 2466 1861. 2466. 9178. 3379. 4714. 9213. 820. 70930. 6955 1916. 4717. 2296. 6791. 3727. 622

18、4. 950. 49160. 4792 791軍事醫(yī)學科學院院刊 1996年 8月 第 20卷 第 3期續(xù)表 7實驗號粒子分布百分數 (% 12 包封率 (%12含藥量 (%, 質量質量 12D i 122038. 3134. 7861. 5063. 253. 283. 220. 27840. 2687 2132. 8031. 2645. 3051. 006. 806. 750. 27790. 3009 2231. 6031. 6068. 9577. 685. 804. 680. 34990. 3426 2316. 0414. 5465. 6669. 288. 698. 660. 26010.

19、 2438 2439. 4441. 2578. 2574. 3018. 7822. 290. 64470. 6787 2565. 7360. 1849. 3150. 528. 638. 290. 42760. 4297 2613. 5712. 3298. 3996. 2125. 5122. 450. 39220. 3250 2714. 0612. 2161. 1457. 864. 283. 600. 16290. 1193將以上實驗數據用 SA S 軟件包處理 , 得到順鉑 殼 聚 糖 微 球 制 備 工 藝 的 最 佳 水 平 組 合 為 : A 3B 2C 1D 3E 1F 1G 3。具體

20、方法是 :取 60m g 順鉑微粉 , 精密稱定后混懸于 3m l 3. 0%(質量體積 的殼 聚糖 A 溶液中 , 振蕩混合均勻 , 滴入 60m l 含 5% Sp an 85及 0. 5%Tw een 20的棉籽油中 , 以 1200r m in 乳化 15m in , 滴加 25%戊二醛 1. 5m l , 固化 3 h 。 加入 40m l 石油醚除去油相 , 微球用石油醚 , 醇分別洗 35次 , 減壓真空干燥 。6含量 、 、 , 微球 , 。3討論N ish i m u ra 曾報道使用噴霧干燥法制得直徑為 15m 的殼聚糖微粒 6 , Gallo 等用溶劑蒸發(fā)技術 制備了空白

21、殼聚糖微球 7 , 但這種方法制備的微球 骨架密度太低 , 藥物主要分布在微球的表面 , 包封率 很低 , 由于殼聚糖的水溶性有限 , 很難通過增加聚合 物濃度來提高骨架密度 。 殼聚糖分子 2位有游離氨 基 , 可通過醛氨縮合反應形成鍵橋使微球固化 , 將藥 物固定在骨架中 。 本研究用乳化化學交聯技術得到 微球的致密性 , 球形及載藥量均較為理想 。 實驗中發(fā) 現 , 殼聚糖質量好壞及產品粘度高低與脫乙酰度有 關 , 脫乙酰度太高 , 溶液粘度極大 , 乳滴的分散性很 差 ; 脫乙酰度太低又無法得到滿意的藥物包封率 , 實 驗中脫乙酰度在 70%80%, 用量控制在 2% 4%, 其溶液粘

22、度較為理想 , 在投藥量較大時仍可形 成均勻 、 分散性良好的微球 。用序貫實驗設計安排實驗忽視了諸因素間的相 互作用及相互影響 , 正交實驗設計在這方面顯示其 獨有的特點 。 通常正交實驗設計以單一指標進行優(yōu) 化 , 這樣得到的各因素水平組合并不能代表最佳制 備工藝條件 , 由于微球載藥量 、 粒徑分布及藥物包封 率是評價靶向給藥系統的重要指標 , 我們依據這三 ,。參考文獻1譚天瑞 . 甲殼素 、 殼聚糖及其衍生物在制劑上的應用 . 中 國藥學雜志 , 1990; 25 4532 N ish i oka Y , Kyo tani S , O kam uraM et al . R elease char 2 acteristics of cisp latin ch ito san m icro spheres and effect of containing ch itin . Chem Phar m Bull , 1990; 38 2871 3 H assan EE , Parish RC ,