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微球是指将药物溶解或分散在辅料中形成的粒径在1-250μm的微小球状实体,属于基质型骨架微粒。体内可以起到控释、缓释、靶向的作用,同时具有提高药物稳定性,减少药物毒副作用,提高药物疗效等优点,在肺靶向制剂的研究中占有重要地位。
本课题用乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)作为载体材料,以液中干燥法制备石吊兰素PLGA微球肺靶向制剂。对微球的质量标准和初步稳定性进行初步研究,并探讨其体外释药特性及在小鼠组织器官中的分布,为肺靶向制剂的研究积累理论和实践经验。
石吊兰素PLGA微球的处方前研究,包括石吊兰素的提取、分离和鉴定,并以石吊兰素含量为指标,通过正交试验设计优化石吊兰素提取工艺,即药材加4倍量95%乙醇提取3次,每次回流1.5小时,并在验证试验中得到验证;比较了不同分离方法对石吊兰素得率的影响,①95%乙醇提取液直接上硅胶柱,氯仿洗脱②95%乙醇提取液先用聚酰胺柱洗脱,收集50%乙醇洗脱液,浓缩后硅胶柱层析,氯仿洗脱分离。方法2石吊兰素得率比方法1高30%,杂质少,纯度高;采用1H NMR、13C NMR和ESI-MS质谱证实其为黄酮类化合物-石吊兰素,分子量为344,分子式为C18H16O7;HPLC法确定其纯度>99%;测定了石吊兰素在不同溶剂中的溶解度;用摇瓶法测定石吊兰素在正辛醇-水系统中的油水分配系数,根据P=(C-CW)/Cw计算石吊兰素的油水分配系数为895.98,说明其具有较强的脂溶性;噬菌体裂解法确定石吊兰素最小抑菌浓度,菌株H37Rv,记数噬菌斑数,统计分析,抑制率99%以上视为有效,结果显示石吊兰素最小抑菌浓度为200μg·mL-1。
考虑多种影响因素对微球制备的影响,选择了不同制备方法、亲水性乳化剂、油相溶剂、不同特性PLGA作为载体材料、不同的搅拌速度、石吊兰素与PLGA投药比、PLGA在二氯甲烷中浓度、油/水相比例、水相预先饱和与未饱和、不同干燥方法等各种因素,用单因素试验选择出对制备工艺影响较大的四个因素,以微球粒径分布范围、载药量、包封率为考察指标,分别测得各指标,以三者之和用多指标综合评分方法进行评分,用正交试验优选最佳制备工艺,即优选工艺为搅拌子转速600r·min-1、PLGA:CH2Cl2(mg·mL-1)=100:6,石吊兰素:PLGA(w:w)=1:7,油/水相比例为1:1。按照正交试验优选工艺,制备3批微球,微球粒径平均值为9.6μm,符合肺靶向微粒的粒径要求,平均有75%的粒径分布在5-15μm范围内,平均载药量为13.8%,平均包封率为67.53%,多指标评分总值均值为156.33,高于正交试验的不同因素和水平的最高值,证明正交设计优选工艺的合理性和可靠性。微球的质量标准研究用400倍光学显微镜和2000倍、4000倍扫描电子显微镜显微观察石吊兰素PLGA微球形态和微球表面特征;采用差示扫描量热法(DSC法)确定微球中药物分散状态,结果显示石吊兰素被较好的分散在微球内;以微球粒径分布范围、载药量、包封率为考察指标评价微球质量,平均粒径符合肺靶向粒径要求,载药量、包封率稳定。
对石吊兰素PLGA微球进行初步稳定性研究,建立了高效液相色谱法测定微球中石吊兰素的方法,以微球平均粒径、粒径分布范围、载药量、包封率变化为考察指标,按照中国药典2005版二部附录原料药与药物制剂稳定性试验指导原则的有关规定,考察微球制剂在高温(40℃、60℃)、高湿(RH=75%、93%)条件下的稳定性,并进行长期试验,结果显示高温条件下微球易软化粘连、高湿条件下微球易吸潮,载药量、包封率有所降低,提示微球应保存在低温下燥密闭的环境中。
微球体外释药特性考察,测定石吊兰素在不同释放介质中的溶解度,在满足漏槽条件和最低检测限的要求下,确定以含30%乙醇的pH7.4的PBS溶液作为释放介质;考察透析袋在释放介质中对游离药物释放的影响,证实透析袋对药物释放影响小。石吊兰素溶液6h时药物释放达91%,其体外释药情况可以用一级动力学方程描述;石吊兰素微球24h时累积释药量达78.9%,释药情况符合Higuchi方程,即符合水不溶性骨架型药物的释放特性。
微球在小鼠组织器官中的分布通过研究小鼠尾静脉注射石吊兰素PLGA微球,测定各个时间点心、肝、脾、肺、肾中石吊兰素含量,考察石吊兰素微球在各组织器官中的分布,结果表明微球具有明显的肺靶向性,提高药物肺部浓度;石吊兰素微球具有明显的缓释效应,可在肺部较长时间释放药物,可减少给药次数,符合抗结核药物长期给药特点,增加患者顺应性。
本课题通过药剂学研究,制备了符合肺靶向制剂要求的石吊兰素PLGA微球,实现药物在体内吸收分布靶向目的,减少药物在血液或其他非靶向器官的分布、吸收而实现减轻药物毒副作用,提高生物利用度,同时对中药抗结核有效成分在临床上的应用提供新的思路。