吡喹酮聚乳酸乙醇酸微球的制備和表征

操冰冰+趙海燕+羅玲+何建丹+王少兵

摘要：采用O/W溶劑揮發(fā)法，以聚乳酸乙醇酸（PLGA）為基質(zhì)材料制備了吡喹酮（PZQ）微球，并用HPLC、SEM、XRD和FTIR對藥物進行了含量測定、形態(tài)觀測，以及對藥物在微球中的物理狀態(tài)和藥物與材料間是否存在相互間的作用力進行考察。結(jié)果表明：PZQ微球的包封率高達94.8%，微球外觀圓整，表面多孔，結(jié)晶型的PZQ以無定型或分子狀態(tài)分散于微球中，藥物與聚合物材料PLGA沒有相互間的作用力。載藥微球包封率高，改變工藝條件對微球包封率影響很小，說明PLGA是一種合適包裹PZQ的載體材料。

關(guān)鍵詞：吡喹酮；聚乳酸乙醇酸；O/W溶劑揮發(fā)法；包封率

中圖分類號：R965 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9944（2017）2-0127-03

1 引言

吡喹酮（praziquantel）為一高效廣譜抗寄生蟲藥物，是迄今為止治療血吸蟲病最有效的藥物和治療包蟲病的首選藥物之一[1]。該藥在口服時代謝較快，生物半衰期短（1～3 h），需頻繁給藥或加大給藥劑量才能維持有效的治療濃度[2]。針對此特點，將吡喹酮設(shè)計成緩控釋制劑采用非口服給藥，可以避免首過效應(yīng)，提高其生物利用度。

聚合物微球具有控制藥物釋放、減小毒副作用甚至可能起到靶向的功能[3]。溶劑揮發(fā)法是最常用的微球制備方法，通常將藥物溶解、分散或乳化于聚合物有機溶液，然后加到含有乳化劑的連續(xù)相中，持續(xù)攪拌不斷揮發(fā)有機溶劑，從而得到固化的微小球狀實體[4]。可用作微球的聚合物聚乳酸（PLA）[5]、聚乳酸乙醇酸（PLGA）[6]、聚己內(nèi)酯（PCL）[7]、殼聚糖[8]和聚丙烯酰胺[9]等。其中，PLGA具有良好的生物降解性和生物相容性，具有較好的成囊和成膜性能[10]，已被FDA批準為藥物輔料收錄于美國藥典。

本研究將PZQ制備成PLGA微球后非口服給藥，不僅可以有效避免肝的首過效應(yīng)，而且還可以極大程度地提高PZQ的生物利用度，減少給藥的次數(shù)，并且克服了PZQ口服用藥的肝臟首過效應(yīng)、生物半衰期短等不足。

2 實驗部分

2.1 實驗材料

PZQ（純度 99%，上海嘉辰化工有限公司）；PLGA（50∶50，分子量 5.5萬，濟南岱罡生物工程有限公司）；聚乙烯醇（88%水解度，上海威呈化工有限公司）；乙腈（色譜純，美國天地）；其它試劑均為市售分析純。

2.2 微球的制備

采用O/W溶劑揮發(fā)法制備PZQ-PLGA載藥微球：取50～250 mg PLGA分別溶于1 mL的二氯甲烷中，得到不同濃度的PLGA聚合物溶液，然后將一定量的微粉化藥物（使理論載藥量分別為10%、20%和40%）溶于聚合物溶液中。將所得溶液逐滴加入到200 mL 1% PVA水溶液中，在室溫下以400 r/min攪拌速度機械攪拌4 h。減壓過濾，以超純水洗滌3次，每次10 mL，冷凍干燥 24 h，得到微球。

2.3 色譜條件

戴安UltiMate3000高效液相色譜儀，色譜柱：DikmaPlatisil ODS（250 mm × 4.6 mm， 5 μm），流動相為甲醇-水（71∶29），柱溫30 ℃，紫外可變波長檢測器，檢測波長263 nm，流速1.0 mL/min，進樣量 20 μL。

2.4 載藥量測定

精密稱取 20.0 mg 載藥微球置于 10 mL容量瓶中，加 1.2 mL乙腈，超聲使微球溶解，后加甲醇沉淀 PLGA并定容至刻度，搖勻，吸取1 mL溶液轉(zhuǎn)移至離心管中以10000 r/min離心 15 min，得到樣品溶液。取上清液測定微球中吡喹酮的含量。

2.5 微球形態(tài)

取少許微球均勻平鋪于雙面導(dǎo)電膠上，用洗耳球吹掉未固定牢固的微球，采用掃描電鏡（SU-8010， Hitachi， Japan）觀察微球表面形態(tài)。

2.6 粒徑測定

將微球配制成混懸液，加入到激光粒度分布儀（HYL-1076型，山德瑞克儀器有限公司）樣品池中，檢測得出微球粒徑。

2.7 X射線衍射

將干燥的微球均勻地平鋪到樣品槽內(nèi)，X射線衍射儀（D8， Bruker， Germany）的工作電壓設(shè)定為40 kV，工作電流設(shè)定為20 mA，以0.2°/min的速度掃描，掃描角度范圍在5～70°，得到樣品的衍射圖譜。

2.8 紅外光譜分析

將藥物與微球分別均勻分散在KBr中，樣品和KBr的比例為300∶2，采用壓片法制成透明薄片，用傅立葉紅外光譜儀（NICOLET 6700， Thermo Scientific ， America）檢測，掃描范圍在400 ～4000 cm-1。

3 結(jié)果與討論

3.1 微球制備

以載藥量和包封率為評價指標，考察了藥物與聚合物質(zhì)量比、聚合物濃度、乳化速度等工藝參數(shù)的影響。

3.1.1 攪拌速度的影響

固定其它工藝參數(shù)，考察不同攪拌速度（200 r/min、400 r/min、600 r/min）對載藥量和包封率的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著攪拌速度的增加，粒徑明顯減小，但載藥量和包封率沒有顯著變化（表1 B1、B2、B3）。理論上而言，微球粒徑減小會促使更多藥物朝水相中泄露導(dǎo)致包封率降低，但吡喹酮的包封率沒有顯著降低，這可能因為兩方面原因：一是藥物的水溶性太低致使藥物朝水相泄露能力低；二是水相油相體積比較大導(dǎo)致乳滴快速固化，從而導(dǎo)致藥物朝水相泄露差異較小。

3.1.2 聚合物濃度的影響

固定為理論載藥量為20%、攪拌速度為400 r/min，考察了不同聚合物濃度5%、10%、15%、20%和25%（w/v）對載藥量包封率的影響。結(jié)果表明，聚合物濃度為5%時藥物包封率為81.2%，當(dāng)聚合物濃度為10%時藥物包封率提高為89.4%，但隨著聚合物濃度繼續(xù)提高，包封率沒有顯著變化（表1B2、B4-B7），于是優(yōu)選PLGA聚合物濃度為10%。

3.1.3 不同投藥量的影響

固定攪拌速度為400 r/min，PLGA聚合物濃度為 10%（w/v），考察了不同的投藥量對粒徑和包封率的影響，結(jié)果見表1（B8、B9、B10）。表中數(shù)據(jù)表明，隨著投藥量增加，平均粒徑也增加，但包封率逐漸降低，說明投藥量增加會導(dǎo)致更多藥物泄露到水相中。

3.2 微球形態(tài)

載藥微球和空白微球一樣，都是表面光滑（圖1 c和a），但在高放大倍數(shù)下可以觀察到表面有許多細小的凹陷或孔隙（d和b），這些孔隙可能是微球固化過程中有機溶揮發(fā)所形成[31]。

3.3 X射線衍射分析

PZQ、PLGA和不同載藥量微球的XRD結(jié)果如圖2。PZQ在6～28°具有明顯的特征衍射峰，與文獻[11]報道一致，但在各個載藥微球中都缺少藥物特征衍射峰，提示PZQ是以無定型或分子狀態(tài)分散于微球中。

4 紅外光譜分析

PZQ-PLGA微球的紅外圖譜如圖3所示，對于PZQ藥物，分子的特征官能團羰基—C=O的伸縮振動在1630 cm-1，—CH、—CH2、—CH3伸縮在2900～3000 cm-1，—C—N伸縮振動在1000～1350 cm-1。對于PLGA空白微球，—CH、—CH2、—CH3伸縮在2850～3000 cm-1，—C=O的伸縮振動在1700～1800 cm-1，C—O伸縮在1050～1250 cm-1，—OH伸縮振動在3200～3500 cm-1。物理混合物（17.9%）和載藥微球的紅外圖譜是各成分紅外圖譜的簡單疊加，這表明藥物和材料之間沒有相互間作用力。

4 結(jié)論

研究采用O / W 法制備了PZQ-PLGA微球，通過對乳化速度、聚合物濃度和投藥量的研究與優(yōu)化，篩選出較滿意的制備工藝，最佳制備條件下得到的微球包封率較高、表面圓整多孔。紅外光譜研究表明PZQ與PLGA沒有發(fā)生基團反應(yīng)， XRD證實表面藥物以無定型形態(tài)存在于微球中，并且藥物的加入沒有使PLGA的晶型發(fā)生變化。

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Preparation and Characterization of Praziquantel Loaded PLGA Microspheres

Cao Bingbing，Zhao Haiyan，Luo Ling，He Jiandan，Wang Shaobing

（School of Pharmaceutical Sciences， South-Central University for Nationalities， Wuhan，Hubei 430074，China）

Abstract： This paper aimedto prepare and characterize PZQ loaded PLGA microspheres. The PLGA microspheres were prepared by O/Wemulsion-solvent evaporation method.The drug content，drug release in vitro，the morphology of the microspheres，the physical state of the drug in the microspheres and the interaction between drugs and materials were determined respectivelyby HPLC，SEM， XRD and FTIR.The encapsulation efficiency of microspheres wasas high as 94.8%，the morphology of microspheres wereround and the surface of microspheres were porous.The crystalline PZQformed as amorphous or molecular state in the microspheres.There was no molecular interaction between PZQ and PCL， whichcould solve the problem of first pass effect and fast metabolism in vitro.The encapsulation efficiency of drug loaded microspheres was high and the influence of process conditions on the encapsulation efficiency was very small，which indicated that PLGA was a suitable carrier material for PZQ.

Key words： PZQ；PLGA；O/W emulsion-solvent evaporation method；encapsulation efficiency