張華，張鳳，張雯，張喜悅（1.天津工業大學 天津市先進纖維與儲能技術重點實驗室，天津 300387；2.天津工業大學 材料科學與工程學院，天津 300387）

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相反轉法制備聚乳酸載青藤堿微膠囊及其性能表征

張華1，2，張鳳1，2，張雯1，2，張喜悅1，2
（1.天津工業大學 天津市先進纖維與儲能技術重點實驗室，天津 300387；2.天津工業大學 材料科學與工程學院，天津 300387）

采用相反轉法，以二氯甲烷為溶劑，以Span 80、Tween 80為復合乳化劑，以明膠為穩定劑，成功制備了聚乳酸載青藤堿微膠囊，并利用掃描電子顯微鏡、傅里葉變換紅外光譜儀、粒度分析儀等對微膠囊進行了表征；對微膠囊的載藥量、包封率、緩釋性能及靶向吸收功效進行了測定.結果表明：制備的微膠囊表面光滑，粒徑隨著乳化劑比例的增大而減小，載藥量及包封率在乳化劑比例為5%的條件下達到了最大值，分別為8.9% 和89.2%，且具有緩釋功效和腸道靶向吸收功能.

相反轉法；微膠囊；青藤堿；聚乳酸；緩釋

青藤堿（sinomenine）是從中藥防己科植物青風藤中提取的一種生物堿單體，具有鎮痛鎮靜、鎮咳局麻、降血壓、抗炎等藥理作用，臨床上主要用于對類風濕性關節炎等各種風濕病以及心律失常的治療［1］.但其半衰期短，對光熱不穩定，易分解，且對胃粘膜具有刺激性［2-4］，微膠囊化技術可以有效地克服以上缺陷.

聚乳酸以其優良的生物相容性、生物降解性及低免疫原性、低毒性和較好的機械強度［5－7］成為藥物微膠囊壁材首選.以其為壁材、青藤堿為芯材制備的微膠囊，能有效地克服青藤堿的光熱不穩定性及刺激性，并且具備低毒、緩釋的功效.

傳統制備微膠囊的方法多為高能乳化法，為得到較小粒徑的膠囊，需要對體系輸入較高的機械能，或是增加乳化劑的比例來減少界面的拉普拉斯壓力［8］，這種方法需要很高的剪切速率，過多的乳化劑會造成乳液體系粘度過大，具有一定的缺陷.相反轉法作為一種低能乳化法［9-12］，在相對較低的乳化劑比例及剪切速率下，能夠得到分散性較好、粒徑較均一的乳液.在相反轉法制備水包油的乳液過程中，隨著水相的滴加出現雙連續相，在該處體系的表面張力最小，容易形成粒徑相對較小的乳滴，從而得到較小粒徑的微膠囊.利用相反轉法制備聚乳酸載藥膠囊的研究鮮有報道.

本文利用相反轉法，以聚乳酸為壁材、青藤堿為芯材，以Span 80、Tween 80為復合乳化劑，以二氯甲烷為溶劑制備聚乳酸載青藤堿微膠囊，并進一步對其藥物釋放性能進行研究.

1　實驗部分

1.1試劑與儀器

試劑：聚乳酸，外消旋，分子質量為20 ku，濟南岱罡生物工程有限公司產品；鹽酸青藤堿，質量分數為98.00%，西安飛達生物技術有限公司產品；氯甲烷，分析純，天津市光復精細化工研究所產品；Span 80、Tween 80、明膠，化學純，天津市光復精細化工研究所產品；胃蛋白酶、脂肪酶、胰蛋白酶，北京索萊寶科技有限公司產品.

儀器：HitachiS-4800型掃描電子顯微鏡（SEM），日本日立公司產品；UECIOR-22型傅里葉變換紅外光譜儀，德國布魯克公司產品，波長范圍為500～4 000 cm-1；LA-300型粒度分析儀，日本掘揚公司產品；TU-1901型雙光束紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司產品.

1.2青藤堿的提純

稱取1 g鹽酸青藤堿溶于200 mL水中，向該水溶液中緩慢滴加0.1 mol/L的氨水，待沉淀不再產生后，過濾得到沉淀下來的青藤堿，加20 mL二氯甲烷溶解，加水反復萃取洗滌至上層水清液為中性，取下層二氯甲烷青藤堿溶液，蒸發掉二氯甲烷，得到純化后的青藤堿.

1.3微膠囊的制備

準確稱取1.0 g聚乳酸、0.1 g青藤堿溶于20 mL二氯甲烷，于三口燒瓶中攪拌至完全溶解后，加入1 mL Span 80，繼續攪拌，得到均一的油相.稱取2 g明膠溶于100 mL蒸餾水，加入5 mL Tween 80，攪拌至溶解完全，得到水相，備用.

將水相于恒壓滴液漏斗中以0.5 mL/min的速率滴加到油相中.室溫下攪拌蒸發掉有機溶劑二氯甲烷，離心，干燥，得到聚乳酸載青藤堿微膠囊.

1.4載藥量和包封率的測定

1.4.1青藤堿標準溶液線性回歸方程的建立

精確稱取一系列不同質量的青藤堿溶于1 mL二氯甲烷，與49 mL無水乙醇混合，得到不同濃度的青藤堿標準溶液.按照中國藥典［13］，在265 nm波長處對標準濃度樣品液中青藤堿的含量進行測定.以青藤堿濃度C對吸光度值進行線性回歸，在青藤堿質量濃度為10～100 μg/mL范圍內，所得線性回歸方程為：

A=0.016 89 C-0.006 36，相關系數r=0.998.

1.4.2包封率與載藥量的測定

精確稱取載藥微膠囊10 mg，溶于1 mL二氯甲烷，與49 mL無水乙醇混合.取上清液在265 nm波長處進行吸光度值的測定，將吸光度值代入1.4.1中青藤堿標準溶液線性回歸方程，計算出載藥微膠囊中藥物青藤堿的總含量，根據公式（1）和公式（2）分別計算載藥量和包封率.

載藥量=（微膠囊中青藤堿的總量/微球總量）×100%（1）

包封率=（微球中青藤堿的總量/投藥量）×100%（2）

1.5體外模擬人體胃、腸液藥物釋放實驗

1.5.1標準溶液方程的建立

體外模擬胃液的制備：將3.1 g NaCl、1.1 g KCl、0.15 g CaCl·2H2O、0.6 g NaHCO3溶于1 L去離子水，用0.1 mol/L的HCl調至pH=1.5，加入250 mg胃脂肪酶、236 mg胃蛋白酶、1 mol/L的醋酸鈉溶液10 mL，溶解后用0.1 mol/L的HCl調至pH=1.5，于4℃下保存備用［14］.

體外模擬腸液的制備：將5.4 g NaCl、0.65 g KCl、0.33 g CaCl·2H2O溶于1 L去離子水，用0.1 mol/L的NaOH調至pH為6.8，加入130 mg胰蛋白酶，溶解后用0.1 mol/L的NaOH調至pH為6.8，于4℃下保存備用［14］.

按1.4.1中方法，以青藤堿濃度C對吸光度值進行線性回歸，在青藤堿質量濃度為10～100 μg/mL時，模擬胃液中的線性回歸方程為：A=0.01536C+0.001789，相關系數r=0.997；模擬腸液中的線性回歸方程為：A=0.015 18C-0.010 09，相關系數r=0.999.

1.5.2體外模擬人體胃、腸液藥物釋放

（1）精確稱取2份載藥微膠囊各200 mg，分別放入透析袋中.

（2）將透析袋分別置于100 mL模擬胃、腸液中，37℃搖床上進行藥物釋放實驗，分別在0.5 h、1 h、2 h、3 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h、24 h、48 h、72 h、96 h時移取4 mL溶液于4℃下保存，每次取完后分別各補加4 mL新鮮的模擬胃、腸液.

（3）將各個時間段移取的溶液在265 nm波長下分別測其相應的吸光度值，根據1.5.1中的兩線性回歸方程分別計算出相應的青藤堿含量，計算累積釋放量，并做藥物釋放曲線.

2　結果與討論

2.1微膠囊的表面形貌分析

圖1為乳化劑質量分數分別為3%、4%、5%、6%、7%條件下制備的微膠囊掃描電鏡照片.從圖1中可以看出，微膠囊表面相對光滑，未出現破裂現象，這說明微膠囊化效率較高，完整的殼層對芯材具有較好的保護作用［15］，有效地避免了青藤堿與外界環境的接觸，提高了其穩定性；微膠囊表面未出現粘連現象，分散性較好，粒徑相對較均一，且隨著乳化劑比例的增加，微膠囊粒徑更趨變于小且均一，這說明乳化劑對微膠囊的表面形態及粒徑具有重要作用.

圖1　制備的載藥微膠囊的掃描電鏡照片Fig.1　 SEM of microcapsules with different proportions of emulsifier

2.2微膠囊的紅外譜圖（FT-IR）分析

圖2為聚乳酸、青藤堿、聚乳酸載青藤堿微膠囊的紅外吸收譜圖.由圖2可見，波數3 414 cm-1處是芯材青藤堿中酚羥基的伸縮振動吸收峰，1 755 cm-1處是壁材聚乳酸中羰基的伸縮振動峰，1 637 cm-1處是青藤堿中苯環的吸收峰，1 401 cm-1處是青藤堿中氰基的吸收峰，1 181 cm-1處是聚乳酸中醚鍵的對稱伸縮振動峰.從以上數據分析可以看出，芯材藥物青藤堿已被成功包覆于壁材聚乳酸內.

2.3乳化劑比例對微膠囊粒徑分布的影響

圖2　聚乳酸、青藤堿、聚乳酸載青藤堿微膠囊的紅外吸收譜圖Fig.2　FT-IR spectra of microcapsules of PLA，sinomenine，PLA micocapsules loaded with sinomenine

圖3所示為乳化劑質量分數為3%、4%、5%、6%、 7%時對應的微膠囊粒徑分布圖.由圖3可見，對應的微膠囊粒徑分別大約為13 μm、9 μm、9 μm、7 μm、5 μm，從以上數據可以看出微膠囊的粒徑總體上隨著乳化劑比例的增大而減小.乳化劑比例為4%、5%時，兩者粒徑均在9 μm左右，但是乳化劑比例為5%條件下的微膠囊粒徑分布明顯比4%時窄，且峰值處粒徑所占的比例也明顯高.當乳化劑比例為7%時，粒徑分布最窄，峰值處粒徑所占比例最大.這說明在一定乳化劑比例范圍內，乳化劑比例的增大有助于形成更小粒徑的微膠囊.

圖3　不同乳化劑比例條件下微膠囊的粒徑分布圖Fig.3　Particle size distribution of microcapsules with different proportions of emulsifier

2.4乳化劑比例對載藥量和包封率的影響

不同乳化劑比例對微膠囊載藥量和包封率的影響如表1所示.

從表1中可以看出，當乳化劑質量分數從3%增加到5%時，微膠囊的載藥量和包封率呈現逐步增大的趨勢，載藥量從6.8%逐漸增大到了8.9%，包封率從67.5%增加到了89.2%；當乳化劑質量分數為6%和7%時，載藥量和包封率有所減小，載藥量分別為8.7%、7.5%，包封率分別為86.7%、74.5%，造成這種現象的原因可能是隨著乳化劑含量的增大，所得到的乳液體系粘度上升，芯材分子不易擴散，部分青藤堿不能被包裹，造成了載藥量和包封率的下降，這說明乳化劑含量不能無限制的增大，過多的乳化劑反而對微膠囊的載藥量和包封率有負面影響.

表1　不同乳化劑比例對微膠囊載藥量和包封率的影響Tab.1　Drug content and encapsulation efficiency of microcapsules with different proportions of emulsifier

2.5體外模擬人體胃腸液藥物釋放

圖4為載藥微膠囊在體外模擬人體腸液、胃液藥物釋放曲線.圖4中：A曲線是載藥微膠囊在模擬腸液中的藥物釋放曲線；B曲線是載藥微膠囊在模擬胃液中的藥物釋放曲線.

圖4　載藥微膠囊在體外模擬人體腸液、胃液藥物釋放曲線Fig.4　Drug release characteristics of drug-loaded microcapsules

由圖4可見，在藥物釋放0.5 h時，載藥微膠囊在2種模擬體液中的藥物釋放量沒有太大的差異，均在7%左右，這應該是微膠囊表面藥物的釋放.釋放1 h時模擬腸液環境中的藥物釋放達到了17%左右，釋放3 h時達到了30%左右，該時間段內產生了藥物突釋現象，釋放的藥物來源于微膠囊表面和淺層結構的青藤堿［1］；而在模擬胃液中，釋放3 h時僅達到了13%左右.此后隨著時間的延長，在釋放12 h時，模擬腸液中的藥物釋放達到了60%左右，模擬胃液中的藥物釋放僅為20%左右.釋放12 h后，曲線上升趨于平緩，微膠囊進入了藥物緩釋階段.當藥物釋放到96 h時，模擬腸液中的釋放量達到了85%左右，而在胃液中的藥物釋放量僅為50%左右.從以上數據可以推斷，制備的微膠囊具有緩釋功效，并且微膠囊內部藥物在pH= 1.5的模擬胃液環境中不易釋放，而在pH=6.8的模擬腸液中可以有效地釋放，說明聚乳酸載青藤堿微膠囊具有腸道靶向吸收的功效，減少了青藤堿對胃粘膜的刺激，在制備口服藥物制劑方面具有良好的前景.

3　結論

采用相反轉法，在Span 80和Tween 80作為復合乳化劑、二氯甲烷為溶劑、明膠為穩定劑條件下，成功制備了聚乳酸載青藤堿微膠囊.微膠囊表面光滑，幾乎沒有團聚現象，粒徑相對均一，且粒徑隨著乳化劑的增多而減少；載藥量和包封率相對較高，當乳化劑質量分數為5%時達到了最大，分別為8.9%和89.2%；制備的微膠囊具有緩釋功效，可以有效地控制藥物的釋放速度，并且在模擬人體胃、腸液的環境下，在模擬胃液條件下的釋放量要明顯小于在模擬腸液條件下的釋放量，這說明聚乳酸載青藤堿微膠囊有pH敏感性，具有腸道靶向吸收的功效，能夠有效地減少內部青藤堿釋放對人體胃粘膜的刺激，在口服藥制劑方面具有良好的前景.

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Fabrication and characterization of PLA microcapsules loaded with sinomenine prepared by phase inversion method

ZHANG Hua1，2，ZHANG Feng1，2，ZHANG Wen1，2，ZHANG Xi-yue1，2
（1.Tianjin Municipal Key Laboratory of Advanced Fiber and Energy Storage，Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300387，China；2.School of Materials Science and Engineering，Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300387，China）

The PLA microcapsules loaded with sinomenine were successfully prepared by phase inversion method using methylene chloride as solvent，Span 80 and Tween 80 as emulsifier，gelatin as stabilizer.The properties of the microcapsules were characterized by scanning electron microscope，Fourier transform infrared spectrometer and particle size analyzer.Drug loading，encapsulation efficiency as well as drug release properties and targeted absorption effect were also determined.The results show that the microcapsules have smooth surface and the particle size is reduced with the increase of the emulsifier ratio.Drug loading and encapsulation efficiency reach the maximum when the emulsifier ratio is at 5%，and the maximum are 8.9%and 89.2%，respectively.Also，the microcapsules have obviously sustained efficacy and targeting intestinal absorption features.

phase inversion method；microcapsules；sinomenine；polylacetic acid；sustained release

TS102.6

A

1671－024X（2016）03－0006－04

10.3969/j.issn.1671-024x.2016.03.002

2016-01-07

國家自然科學基金資助項目（51573135、51203113）；天津市高等學校科技發展基金計劃項目（20140305）；國家級大學生創新創業訓練計劃項目（201410058012）

張華（1961—），女，博士，教授，主要研究方向為生物醫學材料.E-mail：hua1210@126.com