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Preparation of naringenin-loaded solid lipid nanoparticles lyophilized powder and its pharmacokinetics after pulmonary delivery to rats

柚皮素固体脂质纳米粒冻干粉的制备及其大鼠肺部给药药动学研究



全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 4期 2016年 2月 ·591·
柚皮素固体脂质纳米粒冻干粉的制备及其大鼠肺部给药药动学研究
姚艳胜 1,季 鹏 2,刘 畅 1*,赵文明 2*
1. 辽宁医学院附属第一医院,辽宁 锦州 121000
2. 辽宁医学院药学院,辽宁 锦州 121000
摘 要:目的 制备柚皮素(NRG)固体脂质纳米粒冻干粉,考察其理化性质及经大鼠肺部给药后的体内药动学行为。方法
采用乳化蒸发-低温固化法,以包封率、粒径为考察指标,正交试验优化其处方并考察其粒径、形态、电位及体外释放。以
外观、色泽、再分散性为考察指标筛选最佳冻干保护剂,采用差式扫描量热(DSC)分析药物在纳米粒中的存在状态。通过
肺部给药考察 NRG固体脂质纳米粒和 NRG原料药溶液在大鼠体内的药动学行为。结果 NRG固体脂质纳米粒外观呈球
形,分布均匀,平均粒径为(97.69±2.84)nm,多分散系数(PDI)为 0.207±0.010,Zeta电位为(−26.20±0.45)mV,包
封率为(81.09±1.37)%,载药量为(8.30±0.04)%(n=3),5%甘露醇为冻干保护剂最好,药物以无定形状态分散在脂
质载体中,体外溶出实验表明 NRG 固体脂质纳米粒与原料药相比具有明显的缓释作用。NRG 原料药和纳米粒的 Cmax分别
为(163.00±23.05)、(269.00±35.34)ng/mL,t1/2分别为(5.13±0.23)、(18.93±7.90)h,AUC0-t分别为(929.32±190.28)、
(3 390.23±533.68)ng·h/mL,MRT分别为(7.19±0.44)、(23.29±9.27)h。结论 乳化蒸发-低温固化法制得的 NRG固体
脂质纳米粒,粒径小,包封率高,稳定性好,工艺简单。NRG 固体脂质纳米粒肺部给药后有明显的缓释作用,能提高药物
的生物利用度。
关键词:柚皮素;固体脂质纳米粒;乳化蒸发-低温固化法;体外释放;冷冻干燥;药动学
中图分类号:R944.1 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2016)04 - 0591 - 08
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.04.011
Preparation of naringenin-loaded solid lipid nanoparticles lyophilized powder
and its pharmacokinetics after pulmonary delivery to rats
YAO Yan-sheng1, JI Peng2, LIU Chang1, ZHAO Wen-ming2
1. The First Affiliated Hospital of Liaoning Medical University, Jinzhou 121000, China
2. College of Pharmacy, Liaoning Medical University, Jinzhou 121000, China
Abstract: Objective To prepare naringenin-loaded solid lipid nanoparticles (NRG-SLN) lyophilized powder, and investigate its
physicochemical properties and release characteristics, then to investigate the pharmacokinetic characteristics in rats after pulmonary
delivery. Methods NRG-SLN were prepared by solvent emulsification-evaporation method, the formulation was optimized by
orthogonal design, with encapsulation efficiency as reference, and the measurements of particle size, morphology, Zeta potential, the
polydispersity index (PDI) and in vitro drug release behavior were performed. To screen the best lyoprotectants in appearance, color,
and redispersibility as indexes the differential scanning calorimetry (DSC) was used to analyze its material phase of the drug in
nanoparticles. The study on pulmonary pharmacokinetics in rats was carried out by pulmonary instillation. Results The NRG-SLN
assumed a spherical shape with an even distribution of diameter and particle size of (97.69 ± 2.84) nm, the PDI was 0.207 ± 0.010, Zeta
potential was (−26.20 ± 0.45) mV, entrapment efficiency was (81.09 ± 1.37)%, and drug loading was (8.30 ± 0.04)% (n = 3). Mannitol
(5%) was the best protective agent for lyophilized powder of NRG-SLNs. The characterization indicated that the drug to amorphous
state dispersed in a lipid. In vitro dissolution experiments showed NRG-SLN compared with pure drugs had obviously sustained
release. After pulmonary administration to rats, the pharmacokinetic parameters of NRG-SLN and solution were as follows: Cmax

收稿日期:2015-10-27
基金项目:辽宁医学院校长基金-奥鸿博泽基金-医药创新专项(XZJJ20130104-02)
作者简介:姚艳胜(1989—),女,硕士,主要从事临床内分泌药物研究。E-mail: yaoyansheng.yc@163.com
*通信作者 刘 畅,女,教授,主要从事临床内分泌药物方向研究。E-mail: jipeng0213@163.com
赵文明,男,教授,研究方向为药物新剂型。E-mail: zhaowenming1957@163.com

中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 4期 2016年 2月 ·592·
(163.00 ± 23.05) and (269.00 ± 35.34) ng/mL, AUC0-t (929.32 ± 190.28) and (3 390.23 ± 533.68) ng·h/mL, t1/2 (5.13 ± 0.23) and
(18.93 ± 7.90) h, MRT (7.19 ± 0.44) and (23.29 ± 9.27) h. Conclusion The technique of preparing NRG-SLN by solvent
emulsification-evaporation has small particle size, high entrapment efficiency, and good stability, and the process is simple. Compared
with the naringenin solution, the SLN show the sustained-release characteristics and can significantly improve the bioavailability after
pulmonary administration.
Key words: naringenin; solid lipid nanoparticles; solvent emulsification-evaporation method; in vitro release; freeze drying;
pharmacokinetics

柚皮素(naringenin,NRG)是一类天然二氢黄
酮类化合物,该类物质广泛存在于葡萄和柑橘类水
果中,现代药理学研究表明,其具有抗炎、抗氧化、
抗纤维化、降低血糖等作用[1]。NRG是一种疏水性
化合物,口服生物利用度低(约 5.8%),因而制约
了柚皮素的进一步推广使用[2]。为了改善其口服生
物利用度,有研究者进行了 NRG自微乳给药系统[3]
和新型纳米结构脂质载体[4]等剂型的探索。
固体脂质纳米粒(SLN)以天然或合成的脂质
作为骨架材料制成的纳米给药系统,具有较好的生
理相容性,将药物包裹于脂质中或分散在纳米粒表
面形成的新型纳米给药体系,最大限度地避免药物
与外界环境及水溶液接触。既增加了药物的稳定性,
延长了药物的半衰期,也解决了药物水溶性差的难
题,进而提高了药物的生物利用度。同时 SLN又具
有纳米粒药物的泄露少、毒性低、操作简单等优点,
可广泛应用于大规模生产的纳米给药系统[5]。本实
验通过乳化蒸发-低温固化法制备柚皮素固体脂质
纳米粒(NRG-SLN)冻干粉,筛选冻干保护剂并进
行质量评价。为了进一步探索 NRG 新剂型治疗急
性肺损伤(ALI)的效果,本实验结合疾病治疗的
特点,选择肺部给药系统进行研究,采用气管注入
方式肺部给药,比较 NRG-SLN和 NRG原料药溶液
在大鼠体内的药动学行为,以探讨其肺部给药的可
行性[6]。
1 仪器与材料
JEM-1010透射电镜,日本电子株式会社;2500
PC X射线衍射仪,Rigaku Corporation;AL204电子
天平,梅特勒-托利多仪器有限公司;DSC-60 差示
扫描量热仪,日本岛津公司。
NRG,质量分数≥98%,批号 20140129,西安
瑞迪生物科技有限公司;聚山梨酯-80(Tween-80,
以下简称 T80,批号 201320604),天津市永晟精细
化工有限公司;泊洛沙姆 188(Pluronic F68,以下
简称 F68,批号 20140219),天津市博迪化工股份
有限公司;无水乙醇(分析纯);透析袋,截留相对
分子质量 8 000~14 000,批号 20141108,美国联合
碳化公司;葡聚糖凝胶 50(Sephadex G-50),批号
20141220,上海蓝季科技发展有限公司。
2 方法和结果
2.1 NRG-SLN的制备方法
采用乳化蒸发-低温固化法制备 NRG-SLN[7]。
精密量取适量 NRG、单硬脂酸甘油酯和卵磷脂溶于
6 mL的无水乙醇中,于 80 ℃恒温水浴锅加热使其
充分溶解,构成有机相。另取适量 F68和 T80溶于
18 mL水中构成水相,在 80 ℃条件下将有机相在
1 000 r/min搅拌下缓慢注入水相中,之后将得到的
NRG-SLN 混悬液于 80 ℃下持续搅拌 1~2 h除去
残留的有机溶剂并浓缩至 10 mL,将所得乳液在
1 000 r/min搅拌下迅速倒入 0~2 ℃的 10 mL水中,
冷冻固化 2 h,得到半透明带淡蓝色乳光的 NRG-
SLN混悬液,过 0.45 μm微孔滤膜,即得样品,4 ℃
下保存,备用。
空白 SLN除不加药物外,其他方法同上。
2.2 NRG-SLN中 NRG的测定
2.2.1 检测波长的选择[8] 参考相关文献,NRG-
SLN 经无水乙醇适当稀释后的最大吸收波长为 288
nm,而此波长下空白 SLN 无干扰,因此确定检测
波长 288 nm。
2.2.2 线性关系及方法学考察 精密称取 NRG 1
mg,置 10 mL量瓶中,用无水乙醇稀释得 0.1 mg/mL
储备液。取该储备液适量,用无水乙醇分别稀释成
NRG质量浓度为 1、3、5、7、9、11 μg/mL的对照
品溶液,并在 288 nm处测定各溶液的吸光度(A)
值,以 A 值对质量浓度(C)进行线性回归,得回
归方程:A=0.162 3 C+1.150 4,r=0.999 7,溶液
在 1~11 μg/mL内线性关系良好。
低、中、高质量浓度(1、7、11 μg/mL)NRG
对照品溶液日内、日间精密度 RSD的平均值分别为
0.36%、0.47%(n=3);低、中、高样品的平均回
收率分别为 100.58%、101.06%、99.48%(n=3);
取 NRG 质量浓度为 7 μg/mL同一供试品溶液,分

中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 4期 2016年 2月 ·593·
别于 1 d内每隔 2 h测定 1次,记录 A值,计算 NRG
质量浓度的 RSD为 0.78%,表明供试品溶液在 24 h
内稳定;取 NRG-SLNs样品 6份,平行配制供试品
溶液进行测定,连续测样 6 次,记录 A 值,计算
NRG 质量浓度的 RSD 为 0.61%,表明该方法的重
复性好。
2.3 包封率和载药量测定方法的建立
2.3.1 色谱柱的制备 选择 Sephadex G-50色谱柱
(20 cm×1.5 cm)分离 NRG-SLN和游离 NRG,取
Sephadex G-50适量,置于烧杯中 100 ℃煮 3 h,在
蒸馏水中放置冷却,将其缓慢倒入色谱柱中,适量
蒸馏水冲洗,放置备用[9]。
2.3.2 洗脱曲线的建立 精密吸取 NRG-SLN 混悬
液 0.5 mL上样,以蒸馏水为洗脱液,洗脱体积流量
为 1 mL/min,收集洗脱液 1 mL/管,总共 20管,分
别用无水乙醇稀释至 5 mL,涡旋 1 min并于 288 nm
测定其 A值,得到洗脱曲线(图 1)。其中 3~8管
为有淡蓝色乳光的溶液,A 值较大,是 NRG-SLN
混悬液,9~12管为蒸馏水,13~17管应为洗脱下
来的游离药物 NRG,NRG-SLN 和游离 NRG 分离
较好。


图 1 NRG-SLN洗脱曲线
Fig. 1 Elution curve of NRG-SLN

2.3.3 包封率和载药量的测定 精密吸取 0.5 mL
NRG-SLN 混悬液上样,以蒸馏水为洗脱液,收集
带乳光的部分,无水乙醇定容至 10 mL,再精密吸
取 1 mL,无水乙醇定容至 5 mL;另精密吸取 NRG-
SLN混悬液 0.5 mL,无水乙醇直接定容至 10 mL,
精密吸取 1 mL,无水乙醇定容至 5 mL,使用紫外
分光光度仪测定 2种样品,利用外标一点法测定。
利用公式计算包封率及载药量:包封率=W 包/W 总,
载药量=W 包/W 脂质(W 包为 NRG-SLN通过 Sephadex
G-50色谱柱的 NRG量,W 总为 NRG-SLN乙醇破乳
后 NRG 的总量,W 脂质为单硬脂酸甘油酯的量,忽
视其他成分的干扰)。
2.4 单因素考察初选制备条件
在预试验的基础上按照“2.1”项下制备方法进
行单因素考察。单因素考察时固定因素的具体参数
为 10 mg NRG、100 mg单硬脂酸甘油酯、200 mg
卵磷脂、6 mL无水乙醇,100 mg F68、200 mg T80、
18 mL水、80 ℃乳化温度,冷冻固化 2 h,搅拌速
率为 1 000 r/min。
2.4.1 搅拌速率的选择 分别选择搅拌速率为
500、1 000、1 500、2 000、2 500 r/min制备 NRG-
SLN,以其包封率为指标进行考察,结果 1 000 r/min
时效果最好。
2.4.2 乳化温度的选择 分别选择乳化温度 65、
70、75、80、85 ℃制备 NRG-SLN,以其包封率为
指标进行考察,结果 70、75、80 ℃包封率结果均
较好,需要进一步优化。
2.4.3 冷冻固化时间的考察 分别选择冷冻固化时
间 15、30、50、70、90、120 min制备 NRG-SLN,
以包封率为指标进行考察,在(0±2)℃的冰浴条
件下,结果包封率随着冷冻固化时间延长而增大,
90 min以后包封率几乎不再增加。
2.4.4 有机相(O)与水相(W)的体积比考察 分
别选择有机相和水相的体积比为 1∶2、1∶3、1∶6、
1∶9、1∶12制备 NRG-SLN,以包封率为指标考察,
结果 1∶3时包封率最高。
2.4.5 药脂比(NRG与单硬脂酸甘油酯质量比)的
选择 分别选择药脂比为 1∶5、1∶7、1∶10、1∶
14、1∶25制备 NRG-SLN,以包封率为指标考察,
结果差异不规则,需要进一步考察优化。
2.4.6 脂质比(单硬脂酸甘油酯与卵磷脂投料比)
的选择 分别选择脂质比为 1∶2、3∶4、1∶1、5∶
4、2∶1制备 NRG-SLN,以包封率为指标考察,结
果脂质比为 1∶2时,包封率最高。
2.4.7 F68 与 T80 质量比的选择 分别选择 F68
(100 mg)与 T80质量比为 1∶1、1∶3、1∶4、1∶
6、1∶9制备 NRG-SLN,以包封率为指标考察,结
果 1∶1、1∶3、1∶4时包封率差异不明显,需要进
一步考察优化。
2.4.8 混合表面活性剂(F68 和 T80)用量的选择
固定 F68与 T80质量比 1∶1,分别选择混合表面活
性剂用量为 0.5%、0.875%、1.25%、1.75%、2.5%
制备 NRG-SLN,以包封率为指标考察,结果 1.25%
和 1.75%时包封率差异不大,需要进一步优化。
1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2
A
0 5 10 15 20
管数

中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 4期 2016年 2月 ·594·
2.5 NRG-SLN的处方优化设计
根据预试验和单因素考察,筛选出乳化温度
(A,℃),药脂比即药物和单硬脂酸甘油酯的质量
比(B),混合表面活性剂(T80和 F68)用量(C,%)
及混合表面活性剂 F68与 T80质量比(D)为 4个
主要影响因素,每个因素又选取 3个水平,以包封
率、粒径为评价指标,L9(34) 正交试验法(表 1)
优化 NRG-SLN 的制备工艺,筛选最佳处方。应用
加权分析法对正交试验结果进行综合分析[7,10],平
均粒径(y1)和包封率(y2)分别按 55%和 45%的
系数积分,综合评分(y)=55(1-y1/103.9)+45×
y2/81.5。试验设计结果见表 1,方差分析见表 2。根
据 R值大小 D>C>B>A,参考各因素的结果,得
出最佳处方为 A3B2C2D2,即药脂比 1∶10,温度
80 ℃,F68-T80(1∶2),混合表面活性剂用量为
1.5%。
2.6 验证试验
以最佳处方制备 3 批 NRG-SLN,测定包封率

表 1 L9(34) 正交试验设计与结果
Table 1 Design and results of L9(34) orthogonal test
试验号 A/℃ B C/% D y1/nm y2/% y
1 70 (1) 1∶5 (1) 1.0 (1) 1∶1 (1) 85.55 52.5 37.93
2 70 (1) 1∶10 (2) 1.5 (2) 1∶2 (2) 63.03 62.5 56.67
3 70 (1) 1∶15 (3) 2.0 (3) 1∶4 (3) 87.58 41.3 31.66
4 75 (2) 1∶5 (1) 1.5 (2) 1∶4 (3) 103.8 81.2 44.87
5 75 (2) 1∶10 (2) 2.0 (3) 1∶1 (1) 64.33 67.4 56.01
6 75 (2) 1∶15 (3) 1.0 (1) 1∶2 (2) 102.9 72.5 40.18
7 80 (3) 1∶5 (1) 2.0 (3) 1∶2 (2) 77.78 81.8 59.02
8 80 (3) 1∶10 (2) 1.0 (1) 1∶4 (3) 106.4 69.3 36.12
9 80 (3) 1∶15 (3) 1.5 (2) 1∶1 (1) 89.65 82.9 54.09
K1 126.26 141.82 114.23 148.03
K2 141.06 148.80 155.63 155.87
K3 149.23 125.93 146.69 112.65
R 22.97 22.87 41.40 43.22

表 2 方差分析
Table 2 Analysis of variance
方差来源 离均差平方和 自由度 F值 显著性
B 91.583 2 1.013 无
C 316.393 2 3.501 无
D 353.464 2 3.911 无
A (误差) 90.379 2
F0.05(2, 2) = 19.00
及载药量。样品的包封率分别为 82.22%、81.89%、
79.16%,其平均值为(81.09±1.37)%,载药量分
别为 8.31%、8.27%、8.32%,其平均值为(8.30±
0.04)%,表明本实验方法制备的 NRG-SLN包封率
较高,载药量较大。用蒸馏水适当稀释 NEG-SLN
混悬液,滴于铜网上,2%磷钨酸染色,空气中自然
晾干,在透射电镜下观测纳米粒的形态(图 2),呈
球形及类球形实心粒子。另取 NEG-SLN 混悬液,
蒸馏水稀释 20倍,激光粒度仪测定粒径(图 3-A)
及 Zeta 电位(图 3-B)。本方法制备的纳米粒大小
分布比较均匀,3批样品的粒径分别为 94.81、96.71、
101.55 nm,其平均值为(97.69±2.84)nm;PDI
分别为 0.218、0.207、0.198,其平均值为 0.207±
0.010;Zeta电位分别为−25.6、−26.7、−26.3 mV,
其平均值为(−26.20±0.45)mV。

图 2 NRG-SLN的透射电镜图
Fig. 2 Transmission electron microscope of NRG-SLN



图 3 NRG-SLN的粒径分布 (A) 和 Zeta电位图 (B)
Fig. 3 Particle size distribution (A) and Zeta potential (B)
of NRG-SLN

2.7 体外释药实验[11]
分别取 2 mL NRG-SLN混悬液(含 2 mg NRG)
和 2 mL NRG溶液(1 mg/mL的乙醇溶液)置透析
袋中,扎紧两端,置锥形瓶,释放介质为含 0.5% T80
的磷酸盐缓冲液(pH 7.4),释放体积为 50 mL,转
速为 150 r/min,温度为(37.0±0.5)℃进行试验。
在预定的时间点 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、
10 100 1 000
粒径/nm
−100 0 100
Zeta电位/mV
A B

中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 4期 2016年 2月 ·595·
6.0、8.0、12.0、24.0、36.0 h取样 0.5 mL,同时补
充等体积同温的释放介质。根据“2.2”项下方法采
用外标一点法测量并计算各时间点NRG的释放量,
以累积释放率为纵坐标,取样时间为横坐标绘制释
放曲线(图 4)。NRG溶液在 6 h的累积释放率达到
了 90%以上,而 NRG-SLN混悬液约 50%,24 h达
到了 80%。从结果中分析得出,固体脂质纳米粒载
药系统可以延长药物的释放,达到缓释效果。



图 4 NRG 溶液与 NRG-SLN 混悬液的体外药物释放曲线
(n = 3)
Fig. 4 In vitro release of NRG solution and NRG-SLN (n = 3)

2.8 NRG-SLN冻干粉的优化制备[10,12]
分别加入 2%、5%、10%的冻干保护剂(乳糖、
甘露醇、蔗糖)于 NRG-SLN混悬液中,涡旋混匀,
分别移取 2 mL于西林瓶中,−80 ℃冰箱预冻 24 h
后,冷冻干燥即可,得到淡白色疏松冻干粉,以外
观、色泽、再分散性为考察指标,评分标准见表 3。
实验结果(表 4)表明,以 5%甘露醇为冻干保护剂
效果最好,得到的冻干粉外形饱满,色泽均匀,再
分散性好。
2.9 NRG-SLN冻干粉的质量考察[12]
5%甘露醇为冻干保护剂制得的冻干粉,测得休
止角为 35°,流动性较好,量筒法测得冻干粉堆密
度为 0.3 g/mL。将冻干粉置于 4 ℃,30 d后取样观
察,冻干粉外观仍为淡白色,表面光滑平整,未见

表 3 指标评分标准
Table 3 Score standard of indexes
评分 外观 色泽 再分散性
0~2 皱缩多孔 分层,上下色差明显 >90 s
3~5 皱缩多孔 分层,上下色差不明显 60~90 s
6~8 皱缩多孔 上下色差不明显 30~60 s
9~10 致密饱满 均匀无色差 <30 s
表 4 冻干保护剂的筛选
Table 4 Screening of lyophilized protective agents
试验号
冻干保护剂用量/% 得分
总得分
乳糖 甘露醇 蔗糖 外观 色泽 再分散性
1 2 — — 5 6 7 18
2 5 — — 7 7 7 21
3 10 — — 8 8 6 22
4 — 2 — 9 7 7 23
5 — 5 — 9 10 9 28
6 — 10 — 8 8 7 23
7 — — 2 3 5 6 14
8 — — 5 4 6 7 17
9 — — 10 5 7 7 19

明显变化,加入适量蒸馏水复溶后,混悬液为淡蓝
色带有乳光,再分散性好,测得平均粒径、Zeta电
位、包封率分别为(111.5±14.5)nm,(−20.5±1.2)
mV,(79.2±3.1)%。可见,5%甘露醇为冻干保护
剂,冻干粉的稳定性较好,4 ℃下可长期贮存,有
利于大规模生产应用。
2.10 NRG-SLN冻干粉的理化性质研究
将 NRG、空白 SLN冻干粉、NRG与空白 SLN
物理混合物、NRG-SLN冻干粉进行 DSC分析,氧
化铝(Al2O3)为参比物,升温范围 18~285 ℃,
以 10 ℃/min的速率升温扫描,以 NRG、空白 SLN
冻干粉,处方比例的物理混合物,NRG-SLN 冻干
粉为样品,分析结果见图 5。NRG原料药和物理混
合物在 168 ℃都有吸收峰,而 NRG-SLN冻干粉在
168 ℃的吸收峰消失,说明 NRG 以无定形状态存
在 SLN载体中。



图 5 NRG-SLN (a)、blank-SLN (b)、NRG与空白 SLN物
理混合物 (c) 和 NRG (d) 的 DSC图
Fig. 5 DSC analysis on NRG-SLN (a), blank-SLN (b),
physical mixture of NRG and blank-SLN (c) and NRG (d)
100


80


60


40


20


0





/%

0 5 10 15 20
t/h
NRG溶液
NRG-SLN混悬液
40 80 120 160 200 240 280
温度/℃
a
b
c
d

中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 4期 2016年 2月 ·596·
2.11 大鼠肺部给药药动学研究
2.11.1 给药方法及样品采集[13] 取健康的 SD 大
鼠 12只,随机分成 2组,实验过程中严格遵守动物
伦理委员会的规定。实验前禁食至少 12 h,自由饮
水,按照 4 mg/mL NRG质量浓度配置 NRG-SLN混
悬液(冻干粉用双蒸水复溶,临用现配)和 NRG
原料药(分散在 0.5%羧甲基纤维素溶液中,临用现
配)进行肺部给药。肺部给药方法为注射器气管注
入,给药前用 0.3%戊巴比妥钠(10 mL/kg)腹腔注
射麻醉。然后将大鼠固定在一倾斜约 80°的木板上,
大鼠自主呼吸,用喉镜使大鼠开口,镊子轻轻拉出
舌头,慢慢将通气导管一端插入大鼠气管,预先装
好样品的注射器(含 NRG 4 mg,1 mL溶液)连接
导管另一端并注入肺部,给药后维持鼠板倾斜 80° 1
min,再呈水平放置。按剂量 20 mg/kg给药后,分
别于 0.5、1.0、2.0、4.0、6.0、8.0、12.0、24.0 h眼
眶取血 0.5 mL,置于加有肝素钠的离心管中,8 000
r/min 离心 15 min,分离血浆,置−20 ℃冰箱中储
存待分析。
2.11.2 大鼠血浆中NRG定量测定方法及血浆样品
处理[2] 通过高效液相测定大鼠血浆中 NRG 的质
量浓度,测定条件:色谱柱为 Hypersil BDS-C18柱
(200 mm×4.6 mm,5 μm);流动相为甲醇-水(7∶
3);体积流量为 1 mL/min;检测波长为 289 nm;进
样量为 20 μL;柱温 30 ℃。
取 200 μL血样,加入 2%甲酸 50 μL,涡旋 2
min,再加入 1.2 mL醋酸乙酯萃取血样,涡旋 5 min。
12 000 r/min离心 10 min,上清液转移至离心管中,
置真空离心浓缩干燥机挥干,残留物用 50 μL流动
相复溶,涡旋 5 min,上层有机层被转移到新的 EP
管,40 ℃、34.475 kPa(5 psi)氮气压下浓缩。150
μL流动相(甲醇-水 7∶3)复溶,取 20 μL,进样。
在该色谱条件下,最低检测限为 1 ng/mL(信噪比
为 3∶1),NRG的保留时间为(4.500±0.105)min,
峰形良好,血浆对柚皮素的测定无干扰,NRG 在
125~50 000 ng/mL线性关系良好,以待测物质量浓
度为横坐标(C),峰面积为纵坐标(A),得到标准
曲线方程 A=63.69 C+26 803.05,r=0.999 67。
分别配制低、中、高质量浓度(500、10 000、
50 000 ng/mL)的 NRG空白血浆标准溶液,按血浆
样品的处理方法操作,计算回收率,测定日内与日
间(3 d内)精密度。结果低、中、高 3个质量浓度
样品的平均回收率分别为 103.25%、99.40%、
101.25%,日内精密度 RSD值分别为 3.11%、2.63%、
2.53%(n=3),日间精密度的 RSD值分别为 3.30%、
3.92%、4.12%(n=3)。该方法符合体内生物样品
测定要求。
2.11.3 血浆样品测定结果 按照“2.11.2”项方法
进样,计算血浆样品中的药物浓度,绘制药物浓度-
时间曲线(图 6)。药动学参数的求算以及处理大鼠
血浆药物浓度数据均采用 PK Solver 2.0软件进行处
理[14],求得各药动学参数并对各给药组的主要药动
学参数用 SPSS 18.0软件进行独立样本 t检验,P<
0.05有统计学意义(表 5)。NRG-SLN 肺部给药的
相对生物利用度(AUC0-∞)远远高于 NRG原料药,
提高了约 2.47倍(P<0.05)。



图 6 NRG 原料药和 NRG-SLN 冻干粉肺部注入后药物在
大鼠体内的平均药时曲线 ( ±x s , n = 6)
Fig. 6 Concentration-time curve for NRG suspension and
NRG-SLN ( ±x s , n = 6)

表 5 NRG 原料药和 NRG-SLN 冻干粉的主要药动学参数
(n = 6)
Table 5 Pharmacokinetic parameters of NRG suspension
and NRG-SLN (n = 6)
参数 单位 NRG NRG-SLN
t1/2 h 5.13±0.23 18.93±7.90b
Cmax ng·mL−1 163.00±23.05 269.00±35.34
AUC0→24h ng·h·mL−1 854.65±170.37 2 114.40±301.48
AUC0→∞ ng·h·mL−1 929.32±190.28 3 390.23±533.68b
MRT h 7.19±0.44 23.29±9.27b
CL mL·h−1 4 306.92±930.31 1 284.94±179.83b
tmax h 1 1
相对利用率 a % — 2.47±1.77
a以 NRG溶液为参考,基于 AUC0→∞的数值计算;b表明 P<0.05,
两组间有统计学意义
a calculated based on AUC0→∞ with the NRG as reference; b P < 0.05,
statistically significant difference in comparison with NRG
300

250

200

150

100

50

0




/(n

m
L−
1 )
NRG原料药
NRG-SLN冻干粉
0 6 12 18 24
t/h

中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 4期 2016年 2月 ·597·
3 讨论
本实验在预试验的基础上,以包封率、平均粒
径大小为考察指标,正交试验法优化处方制备优化,
结果发现以单种表面活性剂制备的 NRG-SLN 分散
性不好,粒径较大,有絮状物的出现,呈乳白色,
而以 T80和 F68组成的混合表面活性剂成型性好,
稳定性高。
SLN 有很多的制备方法,高压均质法是工业
化、大规模生产的主要方法,制得的纳米粒粒径均
匀性较好,但对设备的要求较高;薄膜-超声分散法
制备过程容易控制,但制备过程中可产生微米级粒
子,易产生金属污染,且成膜不均匀;溶剂注入法
操作简单,不需要加热,但是制备中通常需要使用
有机溶剂,导致残留的溶剂不易除去,潜在毒性较
大。本研究采用乳化蒸发-低温固化法[4]制备 NRG-
SLN,具有制备设备简单,成本较低,制备出的纳
米粒粒度分散较均匀,尤其适合实验室小规模研究
使用。本实验考虑到单硬脂酸甘油酯的熔点为 70~
80 ℃,乙醇的沸点为 78.3 ℃,乳化温度应有利于
乳化,且有机溶剂易挥发完全,最终确定乳化温度
为 80 ℃。表面活性剂的使用不但降低了乳液的表
面张力,而且增加了药物在脂质中的溶解度,单一
表面活性剂时,在乳化过程中乳化不彻底,包封率
较低且稳定性不高;而混合表面活性剂的使用,可
显著提高包封有效降低了粒径,减少纳米粒的聚集,
大大增加了药物的溶解度和稳定性[15]。
载药纳米粒和游离药物的分离是测定包封率和
载药量的关键,本实验曾考虑采用超速离心法,以
18 000 r/min离心 30 min后仍未见分层,其原因可
能是 SLN 粒径比较小,脂质材料相对密度比较接
近。透析法单个样品在室温条件下的处理时间约 24
h,比较耗时;超滤法和葡聚糖凝胶柱法成本较高;
而葡聚糖凝胶色谱柱法能将不易进入凝胶内部的固
体脂质纳米粒大分子先洗脱下来,易进入凝胶内部
的小分子游离药物后洗脱下来而达到分离,且该法
重现性好、快速有效、成本低,故本实验选择葡聚
糖凝胶色谱柱法测定包封率[14]。
低温冷冻固化时,必须降温迅速,否则易导致
纳米粒具有一定的软黏性,易粘连,粒径增大且易
沉降,稳定性不好。搅拌速率也是影响粒径的重要
因素,过低时粒径具有增大的趋势,稳定性较差;
过快则易产生较多泡沫,易外溅,影响了表面活性
剂的乳化效果,本实验采取 1 000 r/min较为适宜[16]。
根据双分子层理论,Zeta电位的大小与纳米粒体系
的稳定性密切相关,Zeta电位在−20~−35 mV内,
纳米粒相对较为稳定。本实验所制 NRG-SLN 的平
均 Zeta电位为(−26.20±0.45)mV,负电荷,斥力
较强,稳定性较好。加入冻干保护剂后,冷冻干燥,
可以阻止与纳米粒的直接接触,纳米粒不容易破裂,
药物及脂质的氧化、水解速度降低,外层的表面活
性剂与冷冻保护剂分子间发生氢键缔合,起到了“伪
水化层”的作用,与水形成了低共融物或玻璃状物
质,抑制了晶型的生长,使冰晶以微晶或无定型形
态存在,降低其对纳米粒的挤压和机械损伤作用,
可防止冻干过程中粒子的聚集,有效地抑制了药物
的泄漏[17]。
与 NRG 原料药相比,NRG-SLN 的 t1/2延长,
其原因可能是药物被包封在脂质载体中,有效地减
缓了药物释放;Cmax 和 AUC0-t 值分别为原料药的
1.65 倍和 3.648 倍,表明 NRG-SLN 能够显著提高
肺部给药药物的生物利用度,其原因可能是 NRG
是含有酚羟基的黄酮类化合物,水溶性差,不易透
过组织生物膜屏障,肺部的吸收率较低,而 NRG-
SLN将药物包埋在脂质载体材料中,一方面提高了
体内的稳定性,增强其脂溶性,与肺泡表面更好融
合,有助于 SLN通过肺泡壁进入毛细血管,使其有
效的血药浓度时间延长;另一方面可使 NRG 在体
内具有缓释性能,从而延长药物在系统循环中的滞
留时间,有利于提高肺部给药药物的生物利用度。
此外,制剂中的表面活性剂,如 T80和卵磷脂,有
助于增加肺泡壁的渗透性或改进的脂质颗粒和肺泡
壁之间的亲和性,表现出较好的生物黏附性;NRG
嵌入固体脂质矩阵,可以减少了与细菌接触以及吸
收过程中的酶降解,减少药物的降解和清除。
由图 4可知,游离的 NRG溶液在 6 h内累积释
放率大于 90%,而 NRG-SLN释放了约 50%,之后
持续缓慢释放至 24 h达到了 80%。SLN起始时释放
较快的原因可能是 SLN 外表面的有一定量的药物
快速释放和较小的颗粒具有较大的比表面积而增加
初始药物的释放速率。SLN通常有 3种包封药物模
型:(1)固溶体模型;(2)核-壳模型,药物丰富的
壳中;(3)核-壳模型,药物丰富的核心。本实验制
备的 NRG-SLN最符合核-壳模型。
至今国内外仍无 NRG 制剂用于临床,而纳米
载药系统具有很好的应用前景,SLN具有良好的肺
部耐受性,但不稳定、药物易泄漏,如果将其制备

中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 4期 2016年 2月 ·598·
成冻干粉吸入剂,不仅可以提高其稳定性,而且使
用方便。本实验为 NRG-SLN 肺部给药系统的进一
步研究提供了理论依据和实验基础。
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