全 文 ：青风藤提取物聚乳酸缓释微球的制备
及体外释药性能的研究
张雯 , 张兴祥＊
(天津工业大学 功能纤维研究所 改性与功能纤维天津市重点实验室 , 天津 300160)
[摘要 ] 目的:制备含青风藤总生物碱提取物的聚乳酸(PLA)微球 , 并考察其体外释药性能。方法:采用乳化-溶剂挥发
法制备青风藤总碱 PLA微球 ,对其形态 、包封率 、粒径分布进行研究 , 并探讨了制备条件对 PLA微球释药性能的影响 。结果:
青风藤总碱 PLA微球外观圆整 ,粒径分布均匀 , 平均包封率和载药量分别为(83.4±5.63)% , (8.7±0.35)%, 平均粒径为
(21.5±1.22)μm, 32h体外累积释药量为 80%。结论:本研究成功制备了青风藤总碱 PLA微球;通过控制不同因素 , 可得到
具有良好缓释性能的青风藤总碱 PLA微球。
[关键词 ] 青风藤总碱;PLA;微球;缓释
[稿件编号 ] 20100422005
[通信作者 ] ＊张兴祥 ,研究员 ,博士生导师 ,主要从事功能材料及
高性能材料研究与应用开发研究 , Tel:(022)24528144, E-mail:zhan-
gpolyu@yahoo.com.cn
在中药现代化的进程中 ,新型给药系统 (drug
deliverysystem, DDS)应用已成为中药药剂学研究的
热点。随之出现了很多种新的药物传递体系 ,如脂
质体[ 1] 、胶束 [ 2] 、乳剂 [ 3] 、聚合物微米或纳米颗粒 [ 4]
等 ,这些新的 DDS,使得新型给药系统更容易实现 。
近年来 ,由于聚乳酸(polylacticacid, PLA)及其共聚
物具有良好的生物相溶性和生物降解性 [ 5-6] ,在人体
内无积聚问题 , 使得 PLA微胶囊 /微球作为 DDS的
载体成为国内外学者竞相研究的热点 。
中药青风藤 Caulissinomeni为防己科防己属植
物青藤和毛青藤的干燥藤茎 [ 7] ,具有祛风湿 、通经络 、
利水止痛等功效。临床主要用于治疗风湿性关节炎 、
骨质增生 、心律失常等。化学成分研究表明其主要含
生物碱类成分 ,还含有脂类和甾醇类等 ,现代药理研
究发现青藤碱为青风藤的主要有效成分 [ 8] 。
本实验选用 PLA为载体 ,以青风藤总生物碱为
芯材 ,采用乳化-溶剂挥发法 [ 9-10] 制备青风藤总碱
PLA微球 ,并考察微球制备工艺条件对释药性能的
影响。
1 材料
青藤碱对照品(含量 >98%,天津一方科技有
限公司 ,批号 200911133391);青风藤饮片 (天津东
北大药房),经天津医科大学药学院生药教研室鉴
定;聚乳酸 (M=40 000, 深圳易新生材料有限公
司);乳化剂 SMA(固含量为 19%的苯乙烯-马来酸
酐共聚树脂乳液 ,上海皮革化工厂);二氯甲烷 、氯
仿 、丙酮 、氨水 、盐酸 、熟石灰 、95%乙醇均为分析纯
(天津市化学试剂三厂)。
Quanta200型扫描电子显微镜 (荷兰 FEI公
司);岛津 2000型紫外-可见分光光度计(日本岛津
公司);LA-300激光散射粒度分布仪(日本掘扬公
司);MBE-10L-E型高速剪切混合乳化机(上海环保
设备总厂新瑞机电有限公司);TG-328-A型分析天
平(上海天平仪器厂);78-1A型磁力加热搅拌器(杭
州仪表电机有限公司);R201L型旋转蒸发仪 、W2-
100S型恒温水浴锅 (上海申生科技有限公司);
SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵(上海豫康科教仪器
设备有限公司);101-2型电热鼓风干燥箱(上海沪
南利学仪器联营厂)。
2 方法
2.1 青风藤总碱的提取工艺流程
青风藤根 50 ℃烘干 , 粉碎过 50目筛后 , 以
10%熟石灰碱化 24h, 95%乙醇回流提取 3次 ,过滤
合并滤液 , 真空浓缩 ,所得浸膏以 1%盐酸提取 3
次 ,合并滤液后氨水碱化 ,调节至 pH10,氯仿萃取 3
次 ,合并滤液 ,真空浓缩 ,干燥 ,所得提取物经测定其
中总生物碱达 56%。
2.2 青风藤总碱 PLA微球的制备
采用乳化 -溶剂挥发法 , 将青风藤总生物碱提
取物分散于 5%的聚乳酸二氯甲烷 20 mL混合溶液
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中 ,将混悬液超声分散均匀作为油相 , 2 500 r·
min-1高速搅拌下将油相缓慢滴加到含有乳化剂的
200mL水相中 ,磁力搅拌器于 500 r· min-1持续搅
拌 4 h,水浴温度为 40 ℃,使其乳化 ,蒸发二氯甲烷
使微球固化 ,冷却 ,收集微球 ,蒸馏水冲洗去乳化剂 ,
干燥得粉末状固体微球。
2.3 微球形态及粒径分布测定
取少量微球 ,用 75%乙醇溶液分散均匀 ,用扫
描电子显微镜观察微球的外观形态 ,采用粒径测定
仪测定粒径及其分布 。
2.4 药物含量 、包封率和载药量的测定
2.4.1 青藤碱标准曲线的测定 青风藤提取物总
生物碱含量的测定 ,以青藤碱为标准。精密称取青
藤碱 10 mg溶于二氯甲烷中 ,摇匀 ,定容 50 mL(质
量浓度为 200 mg· L-1),在 200 ～ 600 nm扫描 ,在
265nm波长处有最大吸收 ,而聚乳酸空白微球在此
波长范围内无吸收 ,确定最佳测定波长为 265nm。
配制青藤碱系列标准溶液 ,按上述方法测定吸
收度 ,将相应数据回归计算标准曲线方程 。
2.4.2 包封率和载药量的测定 精密称取青风藤
总生物碱 PLA微球 ,加定量二氯甲烷溶解微球 ,然
后按 2.4.1项下方法测定吸收度 ,代入标准曲线方
程求出微球中青风藤总生物碱含量。根据下式计算
包封率和载药量 。包封率 =(微球中药物含量 /投
药量)×100%;载药量 =(微球中药物含量 /微球总
质量)×100%。
2.5 药物体外释放试验
本试验采用动态膜透析法 ,测定青风藤总生物
碱微球体外释药性 。精密称取微球置于透析袋中 ,
将含药透析袋置于 200 mLpH7.4的 PBS中 ,温度
为(37±0.5)℃,转速为 100r· min-1 ,在特定时间
取样 ,每次取样 5 mL,并补充 5 mL新鲜介质。取样
后按 2.4.1项下方法测定吸收度 ,计算累计释放百
分率。
2.6 不同制备条件对青风藤总碱 PLA微球释药性
能的影响
主要考察了乳化剂浓度 、芯壁比和搅拌速度对
微球药物释放性能的影响 ,按 2.5项进行药物释放
测试。
3 结果
3.1 青藤碱对照品溶液的回归方程
青藤碱对照品溶液的 A值与其质量浓度 C回
归方程为 A=0.000 4C-0.004 4, r=0.996 6,
在 20 ～ 600 mg·L-1为线性关系良好的直线方程 。
3.2 微球形态及粒径分布
青风藤总碱 PLA微球呈白色粉末状 ,流动性
好 ,微球外观圆整 ,大小均匀 ,微球的扫描电镜照片
见图 1。平均粒径为(21.5±1.22)μm。
图 1 青风藤总碱 PLA微球的 SEM照片
3.3 乳化剂浓度对青风藤总碱 PLA微球释药性能
的影响
不同乳化剂浓度制备的青风藤总碱 PLA微球
的释放曲线 ,见图 2。从图 2中可以看到 ,微球中的
药物释放明显呈两相释放模式 。即第一阶段 ,在释
放过程初期 ,药物出现 “突释 ”现象 ,在 2 h内有将近
30%的药物释放出来 ,这是微球表面和浅层结构内
药物的释放。第二阶段 ,药物释放进入了缓释阶段。
PLA作为一种亲油性高分子材料 ,分子链较长的
PLA降解速率较慢 ,对药物的束缚较大 ,降解时在微
球表面产生了一些微孔道。随着 PLA弯曲链逐渐
伸展 ,将里层的药物通过这些微孔道释放出来 ,药物
的释放可能就是这样一个由 “表 ”及 “里 ”的扩散
机制 。
a.1.0%SMA;b.1.5%SMA;c.2.0%SMA。
图 2 不同乳化剂用量制备的青风藤总碱 PLA
微球的释放曲线
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乳化剂用量增大 ,药物释放的速率也随之增大 。
这可能是由于乳化剂的用量的增大 ,制备微球的平
均粒径逐渐减小 ,微球的释放比表面积增大 ,则释放
速率大 。
3.4 芯壁比对青风藤总碱 PLA微球释药性能的
影响
不同芯壁比制备的青风藤总碱 PLA微球的释
放曲线 ,见图 3。随着芯壁比的增大 ,曲线的弧度逐
渐增大 ,即制备的载药 PLA微球的释放速率逐渐增
大 。这是因为在其他制备条件一定时 ,芯壁比越大 ,
微球所含的芯材越多 ,微球的壁厚也就越小 ,芯材从
微球内穿过壁材的距离越小 ,则释放速率也就越快;
另一方面 ,随着芯壁比的增大 ,粒径越小 ,微球的比
表面积越大 ,则释放速率越大。
a.芯 /壁 =1/15;b.芯 /壁=1/10;c.芯 /壁 =1/5。
图 3 不同芯壁比制备的青风藤总碱 PLA
微球的释放曲线
3.5 搅拌速度对青风藤总碱 PLA微球释药性能的
影响
不同搅拌速度制备的青风藤总碱 PLA微球的
释放曲线 ,见图 4。随着搅拌速度的提高 ,载药 PLA
微球的释放速率逐渐提高。因为对于一定量的芯
材 ,提高乳化速度 ,粒径变小 ,囊壁变薄 ,形成的微球
数目多 ,释放表面积加大 ,释放速率提高。
3.6 重复性试验
通过考察乳化剂浓度 、芯壁比和搅拌速度对微
球药物释放性能的影响 ,按照优选的工艺条件 ,即
1.5%SMA、芯壁比为 1/10、搅拌速度为 2 500 r·
min-1条件下制备的 3批青风藤总碱 PLA微球 ,平
均包封率为(83.4±5.63)%,平均载药量为(8.7±
0.35)%。微球制备工艺重复性好 。
4 讨论
药物微球的释放机制包括:药物从载体的表面
a.2 000r· min-1;b.2 500r· min-1;
c.3 500r· min-1。
图 4 不同搅拌速度制备的青风藤总碱 PLA
微球的释放曲线
释放;药物从高分子载体的空洞中扩散释放;高分子
材料的降解融蚀而释放出药物 ,通常这 3种机制同
时存在。影响药物释放速度的因素有很多 ,如壁材
厚度 、孔隙率 、交联度 、药物本身的性质 、药物与壁材
的含量之比 、微球表面带电情况 [ 11]等都会影响药物
的释放行为。
药物微球的制备工艺条件对微球粒径影响很
大 ,而粒径又会对药物的释放速度产生影响。微球
的粒径越小 、总表面积越大 ,药物释放的速率越快。
本研究选择了对微球释药性能影响较大的因素进行
体外释药的研究 ,包括乳化剂的用量 、芯壁比和搅拌
速度 。其中乳化剂用量和搅拌速度均与微球的粒径
成正比 ,即乳化剂浓度越大 、搅拌速度越快 ,微球的
粒径越小 ,释药速率越快。芯壁比的增大使得微球
的壁厚减小 ,药物释放所需的时间越短 ,释药速率
越快 。
本研究选用药效作用明确的青风藤为模型药
物 ,以具有缓释性和生物可降解性高分子材料 PLA
为壁材 ,成功制备出青风藤总碱 PLA微球 。通过对
制备工艺条件的控制 ,获得的微球具有明显的缓释
性能 ,为开发传统中药青风藤的新型制剂奠定基础。
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Preparationofsustainedreleasemicrospherescontainingextractsfrom
Caulissinomeniwithpolylacticacidandtheirreleasepropertyinvitro
ZHANWen, ZHANGXingxiang＊
(InstituteofFunctionalFibers, TianjinMunicipalKeyLaboratoryofFiberModificationandFunctional
Fibers, TianjinPolytechnicUniversity, Tianjin300160, China)
[ Abstract] Objective:TopreparepolylacticacidmicrospherescontainingtotalalkaloidextractsofCaulissinomeniiandstudy
theirreleasecharacteristicsinvitro.Method:PolylacticacidmicrospherescontainingtotalalkaloidextractsofC.sinomeniwerepre-
paredbyO/Wemulsificationsolvent-evaporationprocess.Themicrosphereswerecharacterizedintermsofmorphology, encapsulation
efficiency, andparticlesizedistribution.Theefectofdifferentconditionsonreleasepropertyofmicrosphereswasstudied.Result:
Theformedmicrospheresweresphericalwithsmoothsurfaces.Theencapsulationefficiencyandrateofdrugloadingwere(83.4 ±
5.63)% and(8.7±0.35)%, respectively.Thedistributionofparticlesizewasuniformandtheaveragesizewas(21.5±1.22)μm.
Invitroreleasestudyrevealedthatthe32-houraccumulativereleasepercentagereached80%.Conclusion:Polylacticacidmicro-
spherescontainingtotalalkaloidextractsofC.sinomeniwerepreparedsuccessfuly.Microsphereswithgoodsustained-releasecharac-
teristicscanbeproducedbycontrollingdiferentprocessparameters.
[ Keywords] totalalkaloidextractsofCaulissinomeni;PLA;microspheres;sustained-release
doi:10.4268 /cjcmm20101624
[责任编辑 周驰 ]
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