載藥蒙脫石/丙烯酸樹脂微球的制備與體外釋放性能的研究

桂茹藝，侯冬枝*，潘育方，劉 莉，賴意華，張蘭春，胡 晟，林永芳，平其能(.廣東藥學院藥科學院，廣州 50006；.中國藥科大學藥學院，南京 0009)

鹽酸倍他洛爾(betaxolol hydrochloride)是一種優異的心臟選擇性受體阻滯劑，臨床主要用于中度高血壓和心絞痛，其滴眼劑用于治療眼內壓增高和開角型青光眼。關于眼部疾病的治療仍然存在很大的挑戰，在眼部治療中主要存在的問題是很難在治療部位達到有效的藥物濃度并維持一定的治療時間以達到治療效果[1]。活性化合物的局部滴注是眼部疾病治療的首選途徑，然而由于眼睛固有的特殊的保護機制使其對外來物質有排斥作用，因此，所給藥物生物利用度很低[2]。由此可見，開發能夠克服眼部屏障的緩釋眼用制劑具有廣闊的前景。蒙脫石(montmorillonite，MMT)是一種層狀結構的硅酸鹽粘土礦，比表面積巨大，其層間具有陽離子可交換性， 單位晶胞中剩余的負電荷為0.66，因此，其層間域是一個良好的化學反應場所，不但可以吸附水分子，而且可以吸附有機物質，如藥物分子[3-5]。此外，蒙脫石毒性極低，無法測出LD50，小鼠每日最大耐受量可達36 g·kg-1。因此，蒙脫石可以作為一種新型藥物載體應用于離子交換給藥系統中。以丙烯酸樹脂為膜材制備的包裹載有藥物的蒙脫石緩控釋微球，能夠使鹽酸倍他洛爾在眼部疾病治療中達到緩控釋作用。至今，國內外相關方面的文獻報道較少，蒙脫石在緩控釋制劑領域的藥用價值還需大力開發，其前景十分廣闊。本實驗采用油包油溶劑揮發法制備丙烯酸樹脂包裹的蒙脫石載藥的緩控釋微球[6]，通過正交實驗設計優化最佳處方。

1 儀器與試藥

1.1儀器 UV754N紫外分光光度計(上海精密科學儀器廠)；數顯恒溫水浴鍋(江蘇金壇市宏華儀器廠)；E103G光學顯微鏡( Classica)；微型旋渦混合儀(XW-80A，上海瀘西分析儀器有限公司)；BL-220H電子天平(日本島津公司 )；KQ5200超聲波清洗器(東莞市科橋超聲波設備有限公司)；QUANTA400F掃描電鏡(FEI，USA)。

1.2試藥 鹽酸倍他洛爾(質量分數99.5%，批號20110615，濟南浩化實業有限公司)；滲透型丙烯酸樹脂(eudragit RS，eudragit RL，德國Degussa公司)；醫用蒙脫石(MMT，浙江三鼎科技有限公司)；其他試劑均為分析純。

2 方法與結果

2.1載藥蒙脫石微球的制備

2.1.1載藥蒙脫石微球的制備方法 采用O/O溶劑揮發法制備微球，精密稱取適量載藥蒙脫石、鹽酸倍他洛爾 、丙烯酸樹脂、檸檬酸三乙酯、甘油、吐溫80，加入到乙腈與二氯甲烷混合溶液中，此混合溶液為內油相。外油相為含司盤80的輕質液體石蠟。將內油相逐滴加入到外油相，在4 ℃下超聲乳化10 min，攪拌速度為800 r·min-1，乳化10 min，將轉速調至300 r·min-1，在25～30 ℃揮發有機溶劑，待溶液呈澄清狀態，離心，用正己烷清洗，備用。

2.1.2正交實驗的設計 通過單因素考察，選擇檸檬酸三乙酯及甘油用量、膜材用量及膜材比例、乳化劑用量及比例、內外相體積比等7個因素進行正交設計。蒙脫石載藥微球制備工藝L18(73)正交實驗的因素水平見表1。實驗中以載藥量、包封率和釋放度為考察指標。對載藥量、包封率和釋放度做綜合評分，三者的加權系數分別為0.3，0.3和0.4，即：

式中載藥量最高值、包封率最高值、釋放總評分最小值分別指正交實驗中最高的載藥量、最高的包封率和最小的釋放總評分，載藥量、包封率、釋放評分是指18次實驗中每次實驗所測到的相應數據(如表2所示)。F評分越高者，表明工藝越好。實驗設計及結果見表2，方差分析結果見表3。

表1 正交實驗因素水平

表2 正交實驗優化微球制備工藝與結果

表2(續) 正交實驗優化微球制備工藝與結果

表3 正交優化實驗組微球釋放方差分析

根據表2的均值K的分析，得到正交優化的最佳工藝為A2B1C3D2E1F2G2，即為TEC用量20%，甘油用量10%，膜材RS∶RL為1∶3，膜材用量為300 mg，乳化劑吐溫80∶司盤80(1∶2)共1.5%(質量比)，內外相體積比為1∶6。表3方差分析顯示，7個因素中乳化劑用量有較顯著性差異(P<0.1)，因素影響程度由大到小為E>C>G>D>A>B>F，即乳化劑用量>膜材比例>內外相體積比>藥物膜材比>TEC>甘油>乳化劑用量。

2.2微球粒徑分布與形態學的測定 按照《中國藥典》(2010年版附錄ⅨE)粒度和粒度分布測定法，取少量鹽酸倍他洛爾微球粉末，平鋪于載玻片上，采用光學顯微鏡法對粒徑分布與形態進行觀察。另取少量微球，經噴金后，掃描電鏡觀察其表面特征。以頻率(每一粒徑范圍的粒徑個數除以粒子總數所得的百分率)為縱坐標、粒徑為橫坐標，得粒徑分布直方圖[7]，如圖1所示，測得的包裹載藥蒙脫石的微球粒徑分布較均勻，平均粒徑為20.7 μm，微球粒徑分布的跨距為0.636，符合制備混懸滴眼液的要求。肉眼觀察，蒙脫石載藥微球為白色粉末，細膩均勻，光學顯微鏡下觀察，微球外形圓整，粒徑分布均勻，無粘連情況。掃描電鏡下觀察可見MMT-BH微球表面略有粗糙感并未見到孔洞，如圖2所示。

圖1 蒙脫石載藥微球的粒徑分布

圖2 最優處方MMT-BH微球掃描電鏡圖片

2.3包封率與載藥量的測定 精密稱取鹽酸倍他洛爾微球30 mg，用1 mL二氯甲烷超聲震蕩1 h使微球完全溶解，再向其中精密移取30 mL的蒸餾水渦旋2 min，震蕩2 h使二氯甲烷中藥物被水充分萃取，以3 000 r·min-1離心10 min，取上清液過濾，稀釋適當倍數，在274.5 nm波長處測定吸光度，計算其藥物含量，并按公式(1)和(2)計算載藥量與包封率：

(1)

(2)

按照上述載藥量測定條件對5批最優處方微球的載藥量進行測定，得微球的平均載藥量為14.31%±0.47%，平均包封率為94.35%±1.01%。

2.4體外釋放性能考察 精密稱取適量微球，置于含有5 mL的人工淚液透析袋中，扎緊透析袋兩端，將透析袋置于35 mL的人工淚液中，水浴溫度為34 ℃，在規定的時間取5 mL樣品并補充5 mL新鮮介質，274.5 nm處紫外分光光度法測定其吸光度。以釋放時間對藥物釋放率繪制釋放曲線并對微球釋放性能進行動力學擬合。結果微球的突釋量Q0.5 h為9.24%±2.5%，累積釋放量可達到96.88%±1.5%，可持續釋放時間為11 h。《中國藥典》2010年版附錄ⅪⅩ D“緩釋、控釋和遲釋制劑指導原則”對緩釋制劑的取樣點有明確規定，除另有規定外，從釋藥曲線圖中至少選出3個取樣點，一般情況下，第一點為開始0.5～2 h的取樣時間點(累積釋放率<30%)，用于考察藥物是否有突釋；第二點為中間取樣時間點(累積釋放率約50%)，用于確定釋藥特性；最后的取樣時間點(累積釋放率>80%)，用于考察釋藥量是否完全。結果表明該微球的釋放度符合規定。

對微球的釋放動力學進行研究，按照目前研究擬合的主要動力學方程模型進行擬合，擬合結果見表4。由表4可見，這5種模型做擬合后的線性相關性依次為一級動力學>Ritger-Pappas方程>Weibull方程>Higuchi方程>零級動力學。一級動力學方程的線性相關性最好，達到0.991 5，說明微球中的藥物的釋放方式主要是以擴散為主。

表4 MMT-BH微球的擬合方程

3 討論

由于眼器官具有特殊的保護機制，使其對外來物質產生排斥作用，通常所給藥劑量的大部分不能有效進入眼組織，從而導致滴眼液眼部生物利用度很低，對需要長期治療的眼部疾病(如青光眼)，即使反復使用也很難達到持效[8]。因此，設計能夠改善藥物生物利用度的新型眼部給藥系統是非常必要的。為了改善MMT-載藥的緩釋性能并增加其累積釋放率，本實驗以丙烯酸樹脂為膜材，對MMT-BH做進一步包裹，制備了包裹載藥蒙脫石的緩控釋微球。在單因素考察的基礎上，選擇了檸檬酸三乙酯及甘油用量、膜材比例及用量、乳化劑比例及用量、內外相體積比等7個因素，分別取其3水平設計正交實驗來優化微球制備工藝。以載藥量、包封率及釋放參數為指標，綜合加權評分法評價制備工藝，正交實驗優化的最佳工藝為A2B1C3D2E1F2G2，即為TEC用量20%，甘油用量10%，膜材RS∶RL為1∶3，膜材用量為300 mg，乳化劑為吐溫80∶司盤80(1∶2)共1.5%，內外相體積比為1∶6。所得微球外觀圓整，粒徑分布較均勻，平均載藥量為14.31%±0.47%，平均包封率為94.35%±1.01%，微球持續釋放11 h，釋放符合一級動力學方程，體外釋放研究表明，微球具有一定的緩釋作用。

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