改性藥用蒙脫石載體的制備及表征

毛文英，張朔生，李巧玲

(1.山西中醫(yī)學(xué)院，山西 太原 030024;2.中北大學(xué) 化學(xué)系，山西 太原 030051)

蒙脫石是一種天然的吸附性粘土礦物，其藥用價(jià)值始載于唐代《本草綱目拾遺》［1］。近年來隨著納米技術(shù)的發(fā)展，蒙脫石作為載藥釋藥介質(zhì)而倍受重視［2］。根據(jù)所含可交換陽離子的種類和含量，蒙脫石可分為鈣基蒙脫石和鈉基蒙脫石［3］，后者較前者有更好的可塑性、膨潤性、懸浮性、吸附性及離子交換性，而我國天然粘土90%是鈣基蒙脫石。因此，開發(fā)利用蒙脫石作為藥物釋放載體，需要先將其提純轉(zhuǎn)型為鈉基蒙脫石，再根據(jù)載藥需要選用無毒可藥用的陽離子大分子改善蒙脫石表面微環(huán)境。

本實(shí)驗(yàn)以分子中含有許多活性基團(tuán)如羥基和氨基，具有良好的生物相容性、降解性及抗菌性等優(yōu)點(diǎn)的殼聚糖季銨鹽為蒙脫石表面改性劑，以期增大蒙脫石與藥物接觸面積，從而有利于提高對(duì)敏感藥物大分子的運(yùn)載能力。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 材料與儀器

蒙脫石(MMT)，DK 系列;Na2CO3，分析純;殼聚糖季銨鹽(HACC)，醫(yī)藥級(jí)。

JB300-D-I 型機(jī)械攪拌器;SHB-III 型水循環(huán)真空抽濾機(jī);202-00 型臺(tái)式干燥箱;D/max-rA 型X 衍射儀;IR-8400S 紅外光譜儀。

1.2 改性蒙脫土的實(shí)驗(yàn)原理

鈉基蒙脫石具有較好的可塑性、膨潤性、懸浮性、吸附性及離子交換性，但若是作為一種藥物的緩/控釋載體，鈉基蒙脫石較高的層間庫侖力都不利于其對(duì)藥物分子的載入［4］。因此，為了改善蒙脫石與原料藥的界面結(jié)合情況，需要對(duì)純化、鈉化后的蒙脫石進(jìn)行有機(jī)化修飾改性。從有機(jī)物的反應(yīng)特性看，能在水中電離或反映生成有機(jī)陽離子的均可作為蒙脫石的有機(jī)插層劑。殼聚糖季銨鹽作為一種陽離子型高分子電解質(zhì)，季銨根離子帶正電荷而顯示強(qiáng)陽離子性，不僅可以進(jìn)入蒙脫石層間，使層間距增大，表面微環(huán)境發(fā)生變化，而且可能增加蒙脫石的抑菌、抗感染效果［5］。反應(yīng)式如下:

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 鈉基化處理 稱取一定量的鈉基化試劑Na2CO3，加入到提純過的懸浮液中，在80 ℃攪拌1 h，靜置。抽濾，用去離子水洗滌沉淀至濾液中無鈉化試劑所含陰離子，100 ℃烘干，研磨過篩。

1.3.2 有機(jī)化處理 分別稱取鈉基化前后的蒙脫土各10 g，加入到500 mL 的四口燒瓶中，加入300 mL 蒸餾水，緩慢攪拌，并加熱。將一定量的殼聚糖季銨鹽(HACC)加入到燒杯中，加入100 mL 蒸餾水，加熱使之溶解，待水溫升至40 ℃時(shí)，將此溶液加入到裝有蒙脫土的四口燒瓶?jī)?nèi)，攪拌恒溫一定時(shí)間，靜置分層。除去澄清液體，得到白色絮狀沉淀，再加水洗滌，抽濾數(shù)次，所得絮狀白色沉淀，轉(zhuǎn)移到燒杯中，真空烘干，研磨為粉末，過200 目篩，標(biāo)記分裝。

2 結(jié)果與討論

2.1 蒙脫石和改性蒙脫石性能比較

鈉化后的蒙脫石的吸藍(lán)量和離子交換量都明顯提高，蒙脫石的含量在90%以上，達(dá)到了藥用級(jí)別。改性鈉基蒙脫石陽離子交換容量明顯優(yōu)于改性鈣基蒙脫石，說明鈉基化有利于進(jìn)一步增大蒙脫石層間距，見表1。

表1 蒙脫石和改性蒙脫石的性能比較Table 1 The performance comparison of montmorillonite and modified montmorillonite

2.2 XRD

由于藥物和蒙脫石之間一般是通過插層作用、物理化學(xué)吸附作用和離子交換過程相互作用的，蒙脫石作為藥物載體的過程本質(zhì)上是一個(gè)離子交換的過程［6］。蒙脫石的XRD 譜圖在2.5 ～10°范圍內(nèi)出現(xiàn)的衍射峰為d(001)晶面峰，能反映蒙脫石的層間距變化，因此，主要檢測(cè)蒙脫石在2.5 ～10°衍射峰的變化情況，見圖1。根據(jù)布拉格方程λ =2dsin θ，可知d(001)=λ/2sin θ(λ =1.790 2)，θ 角與d(001)成反比。

由圖1 可知，鈣基蒙脫石出現(xiàn)較強(qiáng)衍射峰的2θ值最大，鈉基化處理后2θ 值變化不大，而鈉基化后的蒙脫石用HACC 改性處理后的蒙脫石2θ 明顯變小至4.650°。說明有一定的HACC 聚合物離子進(jìn)入蒙脫石層間，致使層間距增大，實(shí)驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期效果。

圖1 蒙脫石的XRD 衍射圖譜Fig.1 XRD Of montmorillonite

3 結(jié)論

蒙脫石作為藥物載體具有一定的優(yōu)勢(shì)，但載藥能力有待進(jìn)一步提高。實(shí)驗(yàn)通過提純鈉基化處理，并選用安全無毒藥用材料殼聚糖季銨鹽改性劑制得改性蒙脫石。經(jīng)吸藍(lán)量、膠質(zhì)價(jià)及陽離子交換容量測(cè)試表明，改性蒙脫石層間微環(huán)境明顯改善;XRD衍射圖譜表明，蒙脫石層間距由1.613 nm 增大至2.206 nm，實(shí)驗(yàn)達(dá)到了預(yù)期目的，證明殼聚糖季銨鹽適合作為蒙脫石載藥改性材料提高其載藥能力。

［1］ 江蘇新醫(yī)學(xué)院.中藥大辭典［M］.上海:科學(xué)技術(shù)出版社，1991.

［2］ Lin F H，Lee Y H，Jian C H，et al. A study of purified montmorillonite intercalated with 5-fluorouracil as drug carrier［J］.Biomaterials，2002，23:1981-1987.

［3］ 姜桂蘭，張培萍. 膨潤土加工與應(yīng)用［M］. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

［4］ Begu S，Aubert-Pouessel A，Polexe R，et al. New layered double hydroxides/phospholipid bilayer hybrid material with strong potential for sustained drug delivery system［J］.Chem Mater，2009，21(13):2679-2687.

［5］ 陳忻，陳純馨，袁毅樺，等.2-羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖的制備及其性能研究［J］. 合成化學(xué)，2007，15(3):368-371.

［6］ Aguzzi C，Cerezo P，Viseras C，et al.Use of clays as drug delivery systems:Possibilities and limitations［J］.Applied Clay Science，2007，36(1/2/3):22-36.