齐墩果酸纳米悬浮液的制备

陈亚军,杨祥良3,赵晓玲,徐辉碧(华中科技大学生命科学与技术学院,武汉430074)

摘要:目的　探讨运用高压匀质技术制备齐墩果酸纳米悬浮液的可行性。方法　以纳米粒粒径及多分散指数为指标,研究各影响因素如压力、循环次数、表面活性剂种类及用量对纳米悬浮液的影响。并研究纳米化齐墩果酸的溶解度及体外溶出行为。结果　匀质压力是决定纳米粒粒径的最主要因素,增加循环次数可以使纳米粒的单分散性增加,表面活性剂对维持体系稳定性起着不可忽视的作用。纳米化齐墩果酸的溶解度及药物溶出速率得到明显提高。结论　高压匀质技术可以成功用于制备齐墩果酸纳米悬浮液。

关键词:齐墩果酸;纳米悬浮液;高压匀质

中图分类号:R943　　　文献标识码:A　　　文章编号:1001-2494(2006)12-0924-04

PreparationofOleanolicAcidNanosuspension

CHENYa2jun,YANGXiang2liang3,ZHAOXiao2ling,XUHui2bi(CollegeofLifeScienceandTechnology,HuazhongUniversity

ofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)ABSTRACT:OBJECTIVE　Tostudythepreparationofoleanolicacidnanosuspensionbymeansofhigh2pressurehomogenizationtechnique.METHODS　Oleanolicacidnanosuspensionwaspreparedwithdifferentpressure,homogenizationcycles,andsurfactants.Averageparticlesizeandthepolydispensibleindex(PI)weremeasuredtoinvestigatetheinfluencesoftheseoperationparametersonthenanosuspensions.Thesolubilityanddissolutionofdrugnanoparticleswerealsoinvestigated.RESULTS　Homogenizationpressurewasthemajorfactorthatdeter2minedtheaverageparticlesize,increasedhomogenizationcyclesledtoadecreasedPI,andsurfactantshelpedtokeepthesystemstable.Com2paredtocrudedrugpowder,thesolubilityanddissolutionofdrugnanoparticleswereevidentlyimproved.CONCLUSION　High2pressureho2mogenizationtechniquecanbeusedsuccessfullytoprepareoleanolicacidnanosuspensions.KEYWORDS:oleanolicacid;nanosuspension;high2pressurehomogenization

　　齐墩果酸(oleanolicacid,OLA)是一种五环三萜类化合物,以游离或糖苷的形式广泛分布于青叶胆、女贞、夏枯草等近200种植物中,具有多种药理活性如护肝降酶、降血脂、降糖、抗炎、抗病毒、抗氧化等作用,是目前临床治疗急、慢性肝炎的常用药物之一。但是,由于OLA在水中的溶解度极差(20℃时0.00461g・L-1,37℃时0.01759g・L-1),溶出速度很慢,因而生物利用度低,严重限制了其药理作用的充分发挥[123]。

多年来,药物微粉化是应对难溶性药物生物利用度问题的常用措施之一[425]。但是,由于药物较低的溶解度,微粉化对药物生物利用度的提高作用有限,越来越多的研究者把目光投向了纳米技术。将药物加工到纳米尺度,可以在增加药物微粒表面积的同时,增加药物溶解度,能够更加显著地提高药物的生物利用度[628]。纳米尺度的药物粒子悬浮于分

散介质(通常为水)中,即为纳米悬浮液。可以通过纳米沉淀技术制备,也可以使用球磨机[728]或高压匀质机粉碎制得。其中,高压匀质技术,具有操作简便、用时较短、工艺可控性强、重现性高、粉碎完全等优点[729]。

本实验采用高压匀质技术制备OLA纳米悬浮液,研究了各相关因素对纳米悬浮液体系中纳米粒粒径的影响,并研究了纳米化对药物溶解度及药物溶出的影响。1　仪器与材料1.1　仪器

高压匀质机(APV-2000),高剪切混和乳化机(上海威宇机电设备有限公司),激光粒度仪(Nano-zs90,MalvernInstruments),透射电子显微镜(JEM-100CXⅡ,Japan)。1.2　材料

作者简介:陈亚军,男,在读研究生　　3通讯作者:杨祥良,男,教授,博士生导师　　Tel:(027)62257015　　Fax:(027)87794517　　E2mail:yxl

@nanomedicine.com.cn

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中国药学杂志2006年6月第41卷第12期

齐墩果酸(自制,>95%),聚山梨酯280(武汉市江北化学试剂厂),卵磷脂(杭州伟华香料化学有限公司),泊罗沙姆188(南京金陵石化公司表面活性剂研究所),蒸馏水。2　实验方法

2.1　纳米悬浮液的制备

称取6gOLA,表面活性剂适量,加入200mL蒸馏水中,高剪切混和乳化机上6000r・min-1分散1min,加入高压匀质机中,在设定条件下进行高压匀质操作。2.2　纳米悬浮液的形态学研究

取纳米悬浮液适量适当稀释,滴加于覆盖碳膜的铜网上,干燥后行TEM观察。2.3　纳米粒粒径及Zeta电位的测量

图1　齐墩果酸纳米悬浮液的透射电镜照片(×500×104)

Fig1　TEMimagingofoleanolicacidnanosuspension(×500×104)

蒸馏水中,6000r・min-1预分散。然后,分别于20,

50,80,100MPa,高压匀质10次,得到不同粒径的纳米悬浮液,结果见图2。

取纳米悬浮液适当稀释,于激光粒度仪上测量纳米粒粒径、多分散系数及Zeta电位。2.4　溶解度测定取齐墩果酸纳米悬浮液(291.6nm,聚山梨酯280),于FreezoneFreezeDrySystem(LABCONCO,USA)冻干机上行冷冻干燥,得疏松冻干粉末。将过量冻干齐墩果酸纳米悬浮液及齐墩果酸原粉悬浮于10mL双蒸水,25℃连续搅拌4d,取样以0.22μm微孔滤膜过滤,滤液进行HPLC测量(Hyper2

m,乙腈21%磷silODSC18柱,4.6mm×250mm,5μ

酸=9∶1,流速0.8mL・min-1,检测波长215nm)。为

考察聚山梨酯280对齐墩果酸的增溶作用,将过量齐墩果酸原粉悬浮于10mL聚山梨酯280水溶液中(2%),同法操作。2.5　溶出度实验

图2　匀质压力对纳米粒粒径的影响1n=5,󰁡x±s

Fig2　Influenceofhomogenizationpressureonparticlesize1n=5,x±s󰁡

可见,随着匀质压力的增大,纳米悬浮液中纳米

粒粒径减小。相邻批次之间,纳米粒粒径具有显著性差异(P<0.01)。

3.3　匀质次数对纳米粒粒径的影响

智能药物溶出仪(天津大学无线电厂,ZRS-8G

型)上,桨法考察冻干齐墩果酸纳米悬浮液(291.6nm,聚山梨酯280)、齐墩果酸原粉的体外溶出行为。转速100r・min-1,温度(37±0.5)℃,介质900mL双蒸水。称取上述样品适量(含20mg齐墩果酸)投入杯中,自样品与溶出介质接触时开始计时,分别于5,15,30,45,60,120min取样3mL,0.22μm微孔滤膜过滤,得溶出液样品;立即补充等量同温新鲜介质,每个取样操作在30s内完成。3　结　果

3.1纳米悬浮液中纳米粒的形貌

透射电子显微镜下,齐墩果酸纳米粒呈短棒状晶体(291.6nm,PCS结果),见图1。3.2　匀质压力对纳米粒粒径的影响

取6gOLA及1g聚山梨酯280,悬浮于200mL

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取6gOLA及1g聚山梨酯280,悬浮于200mL蒸馏水中,6000r・min-1预分散。20,50MPa分别匀质2次,于80MPa压力下,制备OLA纳米悬浮液,分别于循环1,4,8,12,16,20,24次时取样测量粒径及多分散指数(PI值)。纳米粒粒径及PI随匀质次数的变化情况,见图3,4。

图3　匀质次数对纳米粒粒径的影响1n=5,󰁡x±s

Fig3　Influenceofhomogenizationcyclesontheparticlesize1n=5,󰁡x±s

由上图可知,匀质压力相同时,纳米粒粒径随匀

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取6gOLA,分散于分别溶有1g(高)、0.6g(中)及0.3g(低)聚山梨酯280的200mL水中,20MPa匀质2次,60MPa压力匀质8次,制备OLA纳米悬浮液,测定纳米粒粒径及多分散指数,结果见表3。

表3　表面活性剂浓度对纳米粒粒径的影响

Tab3　Influenceofdifferentsurfactantconcentrationontheparticlesizeandpolydispersityofnanoparticulatesystem

图4　匀质次数对纳米粒多分散指数的影响1n=5,󰁡x±s

Fig4　Influenceofhomogenizationcyclesonthepolydispersityofnanoparticles1n=5,󰁡x±s

ParametersParticlesize/nmPolydispersity

Nanoparticlesizeatdifferentsurfactantconcentration/nm

High325.70.122

Moderate

322.30.155

Low345.30.121

质次数的增加逐渐减小;8～10次之后,纳米粒粒径

基本维持不变。随匀质次数的增加,体系PI值逐渐减小直至0.080左右(16,24次),说明体系单分散性增加。3.4　表面活性剂种类对纳米粒粒径及Zeta电位的影响

取6gOLA,分散于分别溶解有1g聚山梨酯280、卵磷脂、泊罗沙姆188的200mL蒸馏水中,80MPa匀质10次,得OLA纳米悬浮液,分别测定纳米

　　以上结果显示,在本实验所应用聚山梨酯280浓度范围内,其他工艺参数相同时,体系中纳米粒粒径及分布并未随着表面活性剂浓度的变化而变化。

3.7　重现性研究取6gOLA,分散于溶有1g聚山梨酯280的200mL水中,50MPa压力下制备纳米悬浮液,匀质5,10

次后分别取样测量。维持相同条件,进行3个批次实验,结果见表4。

表4　高压匀质技术的重现性

Tab4　Reproducibilityofthehomogenizationtechnique

BatchBatch1

5cycles

Particlesize/nm

624.8619.4635.8626.7±8.38

Polydispersity0.3390.2230.2740.279±0.06

10cycles

Particlesize/nm

512.2522.8509.6514.8±6.99

Polydispersity0.1910.2140.1760.194±0.02

粒粒径、多分散指数及Zeta电位值。结果见表1。

表1　不同表面活性剂对纳米粒的影响

Tab1　Influenceofdifferentsurfactantsontheparticlesize,poly2dispersityaswellastheZetapotentialofthenanoparticulatesystem

SurfactantTween280Poloxmer188Lectin

Particlesize/nm

284.9268.2293.4

Polydispersity0.2160.1760.218

Zetapotential/mV

-32.7-28.8-49.5

Batch2Batch3Average

　　以上结果显示,不同表面活性剂用量相同时,相同匀质压力及循环次数下,得到的纳米粒粒径差异

不大,但是Zeta电位的变化较为明显。3.5　表面活性剂对体系稳定性的作用

取“3.4”所制备纳米悬浮液,室温放置,分别于0,1,2,4周取样,测量纳米粒粒径,考察表面活性剂对体系稳定性的影响,结果见表2。

表2　表面活性剂对纳米粒粒径的作用

Tab2　Influenceofsurfactantsonthestabilityofnanoparticulatesystem

SurfactantNoneTween280Poloxmer188LectinNanoparticlesizeatdifferenttimesafterthepreparat/nm0294.6284.9268.2293.41626.4291.6269.3303.421335.8294.7275.0298.641615.7278.2283.1313.5　　由以上结果可见,相同的操作条件可以制得具有相同粒度及粒径分布的纳米悬浮液体系,本工艺路线的重现性良好。3.8　溶解度及溶出度

25℃时,齐墩果酸原药在水中溶解度为4.47mg・L-1;纳米化齐墩果酸的溶解度为26.43mg・L-1;而齐墩果酸原药在2%聚山梨酯280溶液中的

溶解度则为5.87mg・L-1。纳米化齐墩果酸的溶出速率明显高于齐墩果酸原药,5min时,药物溶出量

分别为50%(纳米)和8%(非纳米);120min时,纳米化齐墩果酸之累积溶出量接近90%,而原药只有不到30%,见图5。4　讨　论

4.1　对于难溶性药物而言,将药物加工到纳米尺度

范围内,由于粒子表面积的增大,药物的溶出速率会得到增加;更重要的是,在纳米尺度范围内,根据Ostwald2Freundlich方程,药物的溶解度也会得到增加[7]。本研究中,药物溶出速率及溶解度的增加应该归因于纳米级药物微粒的出现;同时,由于药物溶

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　　结果表明,表面活性剂的存在,对于维持纳米粒体系的稳定,具有不可替代的作用。3.6　表面活性剂用量对纳米粒粒径及Zeta电位的影响

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体系的稳定存在,本研究的结果也证实了这一点。当其他条件相同时,不同的表面活性剂会得到粒度及粒度分布基本相同的纳米悬浮液,仅仅导致了纳米粒Zeta电位的不同,亦证实决定纳米粒粒径的最重要因素是匀质压力。

高压匀质过程中,所得纳米粒的形状与药物本身的理化性质有着密切联系[9]。不同的化合物往往会得到不同形状的纳米粒如立方体、棒状、针状等。可能由于OLA较长的针状结晶被粉碎打断,所以本研究所得纳米粒为棒状。4.4　由于高压匀质技术的各工艺参数均可以量化,所以该技术的可控性及重现性良好。本实验的结果也证明了这一点。5　结　论运用高压匀质技术,可以成功地制备OLA纳米悬浮液,具有高度重现性。通过对匀质压力及匀质次数的控制,可以制得符合粒径要求的纳米载药系统。由于药物纳米粒的溶解度及药物溶出得到明显的改善,针对难溶性药物的制剂研发前景会得到极大地增强。

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(收稿日期:2005202218)1998,160:2292237.

图5　齐墩果酸原粉及纳米化齐墩果酸的体外溶出1n=6,

x±s󰁡

1-齐墩果酸原粉;2-纳米化齐墩果酸

Fig5　Cumulativeoleanolicaciddissolvedfromcoarsepowderandlyophilizednanosuspensionindistilledwaterat37℃1n=6,󰁡x±s

1-crudeoleanolicacidpowder;2-lyophilizedoleanolicacidnanosuspensions

解度的增加,带来累积药物溶出量的增加。这两个

指标的改善,与纳米级药物粒子的生物黏附作用一起,会大大增加口服药物的生物利用度[629]。并且,相对于需要大量使用载体材料的高分子纳米载药系统,纳米悬浮液具有载药量高、便于同传统制剂技术相结合等优点。4.2　高压匀质过程中,获得纳米悬浮液的粉碎作用主要来源于高压匀质机产生的空化作用力。活塞2间隙匀质机中,当药物悬浮液通过匀质机中细小的狭缝时,体系的动态流体压力急剧增加;同时,作用于体系的静态压力减小,因此导致水在室温下即开始沸腾,由此形成的气泡在体系离开狭缝时“内爆”,即为空化作用。该过程产生的空化作用力,和粒子流经狭峰时产生的高剪切作用力一起,将微米级的药物粒子粉碎至纳米尺度范围内。4.3　高压匀质过程中,决定纳米粒粒径的最主要是匀质压力。作用于体系的压力愈大,狭缝愈窄,空化作用也愈强,获得的纳米粒粒径也愈小。在20,50,80,100MPa压力下,所得纳米粒粒径依次减小,具有显著性差异(P<0.01)。相同压力下,匀质次数的增加会导致纳米粒粒径的减小,但是该趋势存在一个限度,该限度决定于压力及药物的自身性质,如硬度等。循环次数的增加会导致体系单分散性的增加(PI值不断减小)。

对纳米悬浮液来说,表面活性剂的作用在于提供立体位阻(非离子表面活性剂),或者电荷排斥作用(离子性表面活性剂),从而防止纳米粒团聚,维持　　关于收取稿件处理费的通知

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