全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 4期 2016年 2月 ·585·
天麻素淀粉微球的制备及其鼻黏膜黏附性与体外释药特性考察
石森林,李晓琦,施笑晖,张光霁*
浙江中医药大学,浙江 杭州 310053
摘 要:目的 确定天麻素淀粉微球的处方工艺,并考察其鼻黏膜黏附特性与体外释药特性。方法 采用复乳化交联法制备
天麻素淀粉微球,以粒径、载药量和包封率为评价指标,通过单因素考察和均匀设计法优化天麻素淀粉微球的处方工艺;选
择蟾蜍上颚黏膜为评价模型,黏膜平均滞留时间为指标,评价天麻素淀粉微球的黏膜黏附力;以天麻素原料药为对照,采用
浆法,进行天麻素淀粉微球体外释药实验,计算累积释药率,并用不同释放模型拟合体外释药曲线,综合考察天麻素淀粉微
球的释药特性。结果 优化后的处方及制备工艺条件:天麻素 2.0 g,淀粉 4.5 g,液体石蜡 100.0 mL,Span 80用量 3.5 g,
ECH 5.1 mL,制备温度 40 ℃,搅拌速率 1 000 r/min。天麻素淀粉微球的平均粒径为(47.69±1.92)μm,载药量和包封率
分别为(9.78±0.70)%和(35.72±3.28)%;无黏附性粉末的平均滞留时间为(176.92±23.25)s,折算为人体鼻黏膜滞留
时间仅为 20~30 min,而天麻素淀粉微球的平均滞留时间延长至(944.33±68.29)s,折算为人体鼻黏膜滞留时间约为 3 h;
天麻素淀粉微球 3 h累积释药达 90%以上,释药过程符合Weibull模型,t50为 40.08 min,t90为 245.73 min。结论 采用复乳
化交联法,按所选处方工艺制备可得粒径均匀、载药量和包封率较高的天麻素淀粉微球;所得微球具有良好的黏膜黏附与缓
释性能,可保证天麻素在微球鼻腔滞留期间平缓释放,并基本释药完全。
关键词:天麻素;淀粉微球;制备;复乳化交联法;均匀设计;缓释;黏膜黏附力;体外释药特性
中图分类号:R283.6 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2016)04 - 0585 - 06
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2016.04.010
Preparation of gastrodin starch microsphere and its nasal mucoadhesion and in
vitro release characteristics
SHI Sen-lin, LI Xiao-qi, SHI Xiao-hui, ZHANG Guang-ji
Zhejiang Chinese Medical University, Hangzhou 310053, China
Abstract: Objective To determine the prescription technology of gastrodin starch microsphere and investigate its nasal
mucoadhesion and in vitro release characteristics. Methods Gastrodin starch microspheres were prepared by compound emulsion
crosslinking method. According to the particle diameter, drug loading efficiency (DLE), and entrapment efficiency (EE), the best
prescription technology was selected by using single-factor investigation and uniform design. Using toad palate mucosa as model and
average residence time as indicator, mucoadhesion of gastrodin starch microsphere was evaluated. Using gastrodin API as a control,
paddle method was applied to in vitro release test of gastrodin starch microspheres. The content of gastrodin was determined to
calculate the cumulative release percentage. In addition, the curve of drug release in vitro was fitted with different release model to
analyze the in vitro release characteristics of gastrodin starch microsphere in nasal cavity, synthetically. Results The optimum
prescription and preparation technology of gastrodin starch microsphere were as follows: gastrodin 2.0 g, starch 4.5 g, liquid paraffin
100.0 mL, Span80 3.5 g, ECH 5.1 mL, preparation temperature 40 ℃, and rotational speed 1000 r/min. The particle diameter of
gastrodin starch microsphere was (47.69 ± 1.92) μm, the DLE and EE of microsphere were (9.78 ± 0.70)% and (35.72 ± 3.28)%,
respectively. It was about (176.92 ± 23.25) s that in adhesive powder resided in nasal cavity, which translated into human nasal
residence time was just 20—30 min, while the average residence time of gastrodin starch microspheres was extended to (944.33 ±
68.29) s, translated into human nasal residence time was about 3 h. The cumulated release percent of gastrodin starch microspheres was
more than 90% in 3 h. Compared with other in vitro release models, Weibull model was the fittest model to gastrodin starch microspheres,
收稿日期:2015-09-01
基金项目:2012年卫生部项目(WKJ2012-2-035)
作者简介:石森林,男,教授,主要从事中药制剂新技术研究。Tel: 13157106148 E-mail: pjstone@163.com
*通信作者 张光霁,男,教授,博士生导师。Tel: (0571)86613168 E-mail: zgj@zcmu.edu.cn
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the t50 of gastrodin starch microspheres was 40.08 min, and t90 was 245.73 min. Conclusion Gastrodin starch microspheres prepared
with optimum prescription technology have uniform particle diameter, high DLE and EE. Microspheres have good mucoadhesion and
sustained release, ensure that gastrodin release gently and completely during the nasal retention period.
Key words: gastrodin; starch microspheres; preparation; complex emulsion crosslinking method; uniform design; sustained release;
mucoadhesion; in vitro drug release characteristics
天麻素是兰科天麻属植物天麻 Gastrodia elata
Bl. 的主要有效成分,具有镇静、镇痛、抗癫痫等
多种药理作用,广泛应用于偏头痛、晕眩等脑部疾
病的治疗[1-5]。天麻素为水溶性药物,由于血脑屏障
(BBB)的存在,常规途径给药后脑内药物浓度低,
严重影响天麻素在脑部神经中枢的作用。相关文献
报道[6-7],天麻素可经鼻吸收,且在脑组织中分布高
于静脉给药。天麻素在鼻腔内的释药量与鼻黏膜黏
附性相关,可因其黏附性显著增加[8]。天然高分子
聚合物淀粉具有良好的生物黏附特性,遇到鼻黏液
时可高度膨胀,形成凝胶体系,黏附在鼻黏膜表面,
可以延长药物的滞留时间[9-10]。此外,淀粉的生物
相容性与生物降解性非常优良,对鼻黏膜无毒性。
为解决普通剂型释药快、药物鼻黏膜滞留时间
短、给药频繁及给药剂量大等问题,本实验以淀粉
为黏附材料,采用复乳化交联法研制了天麻素淀粉
微球。通过对比天麻素及天麻素淀粉微球对鼻黏膜
的黏附力及其在鼻腔内的释药特性来评价天麻素淀
粉微球处方与工艺的科学性、可行性,为天麻素鼻
用淀粉微球的后续开发提供理论依据。
1 仪器与材料
安捷伦 1200高效液相色谱仪,美国 Agilent公
司;XS105 Dual Range型分析天平,瑞士Mettler-
Toledo仪器有限公司;JA2003N型电子天平,上海
精密科学仪器科技有限公司;RCZ-6C2型药物溶出
度仪,上海黄海药检仪器有限公司;DZF6050型真
空干燥箱,上海精宏实验设备有限公司;85-2A 数
显恒温测速磁力搅拌器,金坛市城东新瑞仪器厂;
SHZ-82恒温振荡器,常州国华电器有限公司;Motic
B2 Series System Microscope,中国MOTIC公司;
USB工业相机 B-300,像素:3.0 Megapixel;光学
尺寸:1/2;S-3000N扫描电子显微镜,日本 HITACHI
公司;Milli-Q Biocel纯水机,美国Millipore公司。
天麻素对照品,批号 110807-200205,质量分
数 96.8%,中国食品药品检定研究院;天麻素原料
药,批号 0601-2012-05009,质量分数 98.7%,浙江
诚意有限公司;可溶性淀粉,批号 23445,阿拉丁
试剂有限公司;液体石蜡(批号 20120227)、Span 80
(批号 20121023)、NaOH(批号 20130627)、环氧
氯丙烷(批号 20111018)、无水乙醇(批号
20120922)、醋酸乙酯(批号 20120702),成都市科
龙化工试剂厂;丙酮,批号 20120315,杭州化学试
剂有限公司;活性炭,批号 F20041027,国药集团
化学试剂有限公司;水为超纯水。
中华大蟾蜍 Bufo bufo gargarizans Cantor,体质
量 30~40 g,由浙江中医药大学实验动物中心提供。
2 方法与结果
2.1 淀粉微球制备方法
2.1.1 天麻素淀粉微球 称取淀粉适量,溶于 0.1
g/mL的 NaOH溶液配成淀粉溶液,静置 30 min除
去气泡,作为初乳的“外相”。将天麻素分散于醋酸
乙酯中作初乳的“内相”。将内相滴入外相中得水包
油型(O/W)初乳。将初乳加入含乳化剂的油相中,
乳化 20 min,再加入交联剂,交联一定时间后,离
心,倾去上层油相,下层微球分别以醋酸乙酯、无
水乙醇、丙酮各洗涤数次,减压干燥,得天麻素淀
粉微球。
2.1.2 空白淀粉微球 称取 3.5 g乳化剂 Span 80于
150 mL烧杯中,加入液体石蜡 100 mL,40 ℃水浴
磁力搅拌,混合均匀,作为油相。称取 3.5 g可溶性
淀粉,溶于 10 mL 0.1 g/mL的 NaOH溶液静置 30
min至溶液澄清,作为水相。在 1 000 r/min搅拌速
率下,将水相均匀缓慢的加入油相,制成W/O型乳
液。乳化 20 min至乳滴分散均匀,加入环氧氯丙烷
4 mL,固化反应 3 h,倾去油相,下层微球分别以
醋酸乙酯、无水乙醇、丙酮各洗涤数次,减压干燥,
得空白淀粉微球。
2.2 天麻素淀粉微球中天麻素 HPLC 定量测定方
法的建立
2.2.1 天麻素对照品溶液的配制 取天麻素对照品
约 12 mg,精密称定,置 25 mL量瓶中,以适量甲
醇-水(1∶1)溶解,稀释至刻度,即得天麻素对照
品溶液,4 ℃保存备用。
2.2.2 天麻素淀粉微球溶液的制备 取天麻素淀粉
微球约 100 mg,精密称定,置于 10 mL量瓶中,用
pH 6.8的 PBS配制的淀粉酶溶液(mg/mL)溶解,
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稀释至刻度,60 ℃水浴加热,1 000 r/min搅拌 1 h。
天麻素淀粉微球水解完全,静置至室温,甲醇-水
(1∶1)稀释,过 0.45 μm微孔滤膜,取续滤液,即
得天麻素淀粉微球溶液。
2.2.3 空白淀粉微球溶液的制备 取空白淀粉微球
约 100 mg,精密称定,置于 10 mL量瓶中,用 pH 6.8
的 PBS配制的淀粉酶溶液(mg/mL)溶解,稀释至
刻度,60 ℃水浴加热,1 000 r/min搅拌 1 h。空白
淀粉微球水解完全,静置至室温,甲醇-水(1∶1)
稀释,过 0.45 μm微孔滤膜,取续滤液,即得空白
淀粉微球溶液。
2.2.4 色谱条件 色谱柱为 Kromasil C18 柱(250
mm×4.6 mm,5 μm);流动相为甲醇-水(3∶97);
体积流量 1.0 mL/min;检测波长 220 nm;柱温
30 ℃;进样量 10 μL。
2.2.5 专属性试验 按上述“2.2.1”“2.2.2”“2.2.3”
项方法分别配制天麻素对照品溶液、空白淀粉微球
溶液和天麻素淀粉微球溶液,在“2.2.4”项色谱条
件下进样测定。天麻素对照品溶液、空白淀粉微球
溶液和天麻素淀粉微球溶液的色谱图见图 1,天麻
素峰保留时间约 16.2 min,在所选择的色谱条件下,
空白淀粉微球不干扰天麻素微球的测定。
图 1 空白淀粉微球 (A)、天麻素对照品 (B) 和天麻素淀粉
微球 (C) 的 HPLC色谱图
Fig. 1 HPLC of blank starch microspheres (A), gastrodin
reference substance (B), and gastrodin starch microspheres (C)
2.2.6 线性关系考察 精密移取一定体积的天麻素
对照品储备液,用甲醇-水(1∶1)配制一系列天麻
素对照品溶液,质量浓度分别为 0.02、0.05、0.10、
0.15、0.20、0.25、0.30 mg/mL,过 0.45 μm微孔滤
膜,取续滤液,在上述“2.2.4”项色谱条件下进样
测定。以天麻素峰面积积分值(Y)对天麻素对照
品溶液的质量浓度(X)进行线性回归,得回归方
程 Y=18 097 X-31.358,r=0.999 7,结果表明,
天麻素质量浓度在0.02~0.30 mg/mL与峰面积呈良
好的线性相关性。
2.2.7 重复性试验 称取天麻素淀粉微球适量,6
份,精密称定,按上述“2.2.2”项方法配制天麻素
淀粉微球溶液,在“2.2.4”项色谱条件下进样测定,
计算微球中天麻素的量及RSD。结果RSD为1.00%,
重复性符合要求。
2.2.8 加样回收率试验 称取已测定天麻素量的天
麻素淀粉微球适量,共 9份,精密称定,置于 10 mL
量瓶中,于每份样品中分别加入一定量的精密称定
的天麻素对照品,按上述“2.2.2”项方法配制高、
中、低(样品中天麻素量的 120%、100%、80%)3
种质量浓度供试品溶液,在“2.2.4”项色谱条件下
进样测定,计算回收率及 RSD值。结果天麻素平均
回收率为 98.97%,RSD为 1.76%,天麻素淀粉微球
的回收率符合要求。
2.3 评价指标
2.3.1 外观形态 取适量干燥的天麻素淀粉微球,
于扫描电镜下观察其外观形态。
2.3.2 粒径及粒径分布 将天麻素淀粉微球均匀
分散于纯水中,滴于载玻片上,用带标尺的显微镜
测定粒径及粒径分布。
2.3.3 载药量和包封率 按“2.2.2”项方法制备天
麻素淀粉微球溶液,在“2.2.4”项色谱条件下进样
测定,求得微球中天麻素的量并计算其载药量和包
封率。
载药量=m/M1
包封率=m/M2
m为微球中天麻素质量,M1为天麻素淀粉微球质量,M2为
天麻素投药量
2.4 天麻素淀粉微球处方与制备工艺单因素考察
2.4.1 药辅比的选择 按“2.1.1”项下制备方法分
别制备天麻素与淀粉质量比为 0.2∶3.5、0.6∶3.5、
1.0∶3.5、1.5∶3.5、2.0∶3.5、3.0∶3.5的天麻素淀
粉微球,测定其载药量和包封率,结果载药量分别
为 1.62%、5.00%、7.00%、9.63%、11.4%、14.09%,
包封率分别为 39.65%、46.84%、38.18%、38.49%、
29.22%、33.31%。可知,随着药辅比的增大,微球
的载药量升高,但包封率整体呈下降趋势。
2.4.2 淀粉质量分数的选择 配制质量分数分别为
25%、35%、45%的淀粉溶液,按“2.1.1”项下制备
方法分别制备天麻素淀粉微球,测定其载药量和包
封率,结果载药量分别为 11.51%、11.07%、12.25%,
包封率分别为 32.62%、32.55%、44.54%。可知,淀
天麻素
C
A
B
0 4 8 12 16 20
t/min
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粉质量分数对载药量影响不大,包封率随淀粉质量
分数增加而升高。
2.4.3 油水比的选择 按“2.1.1”项下制备方法分
别制备油水比为 8∶1、10∶1、12∶1的天麻素淀粉
微球,测定其载药量和包封率,结果载药量分别为
11.72%、11.57%、10.03%,包封率分别为 37.29%、
38.74%、33.65%。可知,油水比对载药量和包封率
均无显著影响。
2.4.4 乳化剂Span 80用量的选择 在100 mL油相
中分别加入乳化剂 2.5、3.5、4.5 g,配制质量分数
为 2.5%、3.5%、4.5%的 Span 80溶液。按“2.1.1”
项下制备方法分别制备天麻素淀粉微球,测定其载
药量和包封率,结果载药量分别为 9.94%、11.32%、
8.48%,包封率为 26.59%、35.65%、28.09%。可知,
Span 80的用量为 3.5 g最好。
2.4.5 交联剂环氧氯丙烷(ECH)用量的选择 按
“2.1.1”项下制备方法,每 3.5 g淀粉中分别加入 4、
5、6 mL ECH制备天麻素淀粉微球,测定其载药量
和包封率,结果载药量分别为 11.32%、10.93%、
10.50%,包封率为 35.65%、32.36%、33.70%。可
知,淀粉为 3.5 g时,ECH用量选用 4 mL较好。
2.4.6 制备温度的选择 分别在 30、40、45、50 ℃
条件下制备天麻素淀粉微球,测定微球的载药量和
包封率,结果载药量分别为 10.68%、11.32%、
10.48%、12.08%,包封率分别为 32.59%、35.65%、
35.58%、37.08%。可知,温度对于载药量和包封率
的影响并不明显。但 50 ℃时制备的微球呈略焦黄
色,所以 40 ℃最适宜。
2.4.7 搅拌速率的选择 分别在 600、1 000、1 400
r/min搅拌速率下制备天麻素淀粉微球,测定微球的
载药量和包封率,结果载药量分别为 9.42%、
11.32%、8.72%,包封率分别为 28.76%、35.65%、
27.59%。可知,搅拌速率选用 1 000 r/min最适宜。
2.5 均匀设计法优化天麻素淀粉微球的处方工艺
2.5.1 试验设计及结果 在单因素考察的基础上,
选择对天麻素淀粉微球影响最显著的 3个因素药辅
比(X1)、淀粉质量分数(X2)、油水比(X3)为研
究对象,以微球平均粒径(Y1)、载药量(Y2)、包
封率(Y3)为评价指标。按均匀设计表 U8(85) 进行
实验设计,见表 1。
将表 1的实验结果用 SPSS 19.0软件处理,分
别以 3个指标进行 2次多项式逐步回归分析,得回
归方程:Y1=26.186+9.052 X1,r=0.820,P=0.015;
表 1 处方工艺优化均匀设计表
Table 1 Uniform design of prescription process optimization
水平 X1 X2/% X3 Y1/nm Y2/% Y3/%
1 1∶9 35 12∶1 33.601 2.31 33.01
2 2∶9 55 10∶1 34.089 5.27 38.22
3 1∶3 35 8∶1 36.249 8.46 33.59
4 4∶9 55 6∶1 43.463 9.74 39.30
5 5∶9 25 12∶1 41.760 12.82 26.94
6 2∶3 45 10∶1 60.770 14.21 35.31
7 7∶9 25 8∶1 71.743 17.08 24.45
8 8∶9 45 6∶1 50.754 21.61 44.44
Y2=−0.052+5.107 X1,r=0.993,P=0.000;Y3=
16.099+0.458 X2,r=0.865,P=0.009。回归方程
结合单因素考察结果,优化后的处方工艺如下:天
麻素 2.0 g,淀粉 4.5 g,液体石蜡 100.0 mL,Span 80
用量 3.5 g,ECH 5.1 mL,制备温度 40 ℃,搅拌速
率 1 000 r/min。
2.5.2 处方验证 根据优化后的处方工艺条件,按
“2.1.1”项下制备方法,制备 3批天麻素淀粉微球,
分别测定 3批微球的平均粒径、载药量和包封率进
行处方验证,结果见表 2。结果表明该处方工艺稳
定,制备的天麻素淀粉微球符合鼻腔给药的要求。
表 2 天麻素淀粉微球处方验证结果
Table 2 Prescription verification of gastrodin starch
microspheres
微球批号 平均粒径/μm 载药量/% 包封率/%
20140122-2 45.71 9.85 36.78
20140412-2 49.54 9.05 32.04
20140412-3 47.82 10.44 38.34
平均值 47.69±1.92 9.78±0.70 35.72±3.28
2.6 天麻素淀粉微球黏膜黏附力的测定
取蟾蜍 12只,用探针破坏脊髓后,用大头针将
其仰卧固定于蛙板上,止血钳牵拉使口腔张开,上
腭黏膜充分暴露。将适量活性炭炭粒(研磨后过 200
目筛)置于两眼窝前缘间的黏膜上,通过黏膜上纤
毛的摆动,观察到炭粒逐渐向食管口方向移动,用
秒表记录炭粒移动至食道口处(约 1 cm)所需的时
间,每只蟾蜍平行测定 6次,每次测定后,放下止
血钳,闭合蟾蜍口腔 10 min,使黏膜湿润恢复,测
定结果取均值作为该蟾蜍的黏膜滞留时间,计算基
础纤毛清除速率;测定完毕后,用生理盐水冲洗黏
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膜表面,吸干多余的生理盐水,闭合蟾蜍口腔,30
min 后,暴露口腔,在黏膜上放置载药微球,同法
记录黏膜滞留时间,计算纤毛的清除速率,以此来
评价微球的黏膜黏附力[11]。结果发现炭粒组与天麻
素淀粉微球组的黏膜滞留时间分别为(176.92±
23.25)、(944.33±68.29)s(n=12),纤毛清除速率
分别为(0.34±0.05)、(0.06±0.01)mm/min(n=
12)。经理论折算,天麻素淀粉微球在人体鼻腔内的
滞留时间约为 3 h,无黏附性粉末在人鼻黏膜的滞留
时间仅为 20~30 min。天麻素淀粉微球的黏膜滞留
时间明显延长,纤毛的清除速率减小,天麻素淀粉
微球具有良好的黏膜黏附性。
2.7 天麻素淀粉微球体外释药特性的考察
取天麻素原料药约 25 mg及天麻素淀粉微球约
250 mg,各 3份,精密称定,分别装于透析袋中,
用 2 mL生理盐水分散,透析袋两端扎紧,系于溶
出仪搅拌桨上。溶出杯中加入释放介质生理盐水
100 mL,(37.0±0.1)℃恒温水浴,100 r/min搅拌,
分别在 0.25、0.5、0.75、1.0、1.5、2.0、3.0、4.0、
6.0 h取样 1 mL,同时补充生理盐水 1 mL,甲醇-
水(1∶1)稀释后(天麻素原料药 5倍稀释,微球
10倍稀释),0.45 μm有机滤膜滤过,在“2.2.4”项
色谱条件下进样测定。根据随行标准曲线求得每个
取样时间点释放介质中天麻素的量,计算累积释药
率(Q)并绘制天麻素原料药及天麻素淀粉微球的
体外释药曲线,见图 2。结果显示,天麻素原料药
30 min Q达 60%以上,2 h时基本完全释放;天麻
素淀粉微球 2 h释放 80%,3 h释放 90%以上,具有
一定的缓释作用。
2.8 天麻素淀粉微球体外释药模型拟合
将天麻素淀粉微球的体外释药结果分别用零级
图 2 天麻素原料药及天麻素淀粉微球的体外释放曲线
Fig. 2 Release curves of gastrodin API and gastrodin starch
microspere in vitro
释放模型、一级释放模型、Higuchi 模型、Ritger-
pappas模型、Weibull模型等进行拟合。结果天麻素
淀粉微球的体外释放拟合均最接近 Weibull 模型,
见表 3。由 Weibull 方程求得天麻素淀粉微球的 t50
(释放 50%所需时间)为 40.08 min及 t90(释放 90%
所需时间)为 245.73 min。由表中结果可知,天麻
素淀粉微球具有一定的缓释作用,能满足鼻腔给药
要求。
表 3 天麻素淀粉微球体外溶出模型拟合结果
Table 3 In vitro dissolution model fitting results of gastrodin
starch microsphere
拟合方程 拟合结果 r
零级方程 Q=0.001 5 t+0.415 5 0.766 2
一级方程 ln(1-Q)=−0.005 9 t-0.553 1 0.921 8
Higuchi方程 Q=0.042 8 t1/2+0.196 9 0.914 9
Ritger-pappas方程 lnQ=0.354 7 lnt-2.050 5 0.941 2
Weibull方程 ln[−ln(1-Q)]=0.662 1 lnt-
2.810 3
0.984 2
3 讨论
以甲醇-水(3∶97)为流动相,分别用甲醇-水
(1∶1)与流动相作溶剂溶解天麻素,HPLC测定,
比较发现以甲醇-水(1∶1)为溶剂时,天麻素峰对
称因子好,且柱效高,因而确定用其作为天麻素的
溶剂。
目前常用的处方优化实验方法有正交设计、均
匀设计等,正交设计因其“整齐可比,均匀分散”
而被广泛应用,但正交设计仅对已有因素的已有水
平进行判断,只能确定主要因素,却不能定量地描
述因素对指标的影响程度。均匀设计舍弃了正交设
计的“整齐可比”的特性,而让试验点在实验范围
内均匀分散,大大减少了实验次数,且实验结果可
借助计算机处理,通过回归方程得出理论的最佳实
验条件[12]。所以本实验选用均匀设计法来优化天麻
素淀粉微球的处方工艺。
鼻黏膜给药微球的粒径对药物在鼻腔中分布影
响较大。当粒径小于 10 μm时,微球会随气流进入
支气管,而当粒径很大时,微球主要分布在外鼻腔
非纤毛区,药物吸收差。因此,鼻黏膜给药微球的
粒径最好在 40~60 μm,本实验制备的空白淀粉微
球平均粒径为 47.69 μm,符合要求。
鼻黏膜黏附性实验结果显示,天麻素淀粉微球
在蟾蜍黏膜的滞留时间为 944.33 s,约为无黏附性
原料药
微球 20140122-2
微球 20140412-2
微球 20140412-3
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Q
/%
0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0
t/h
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 47卷 第 4期 2016年 2月 ·590·
粉末滞留时间的 5倍,相当于人体鼻腔的滞留时间
约为 3 h,说明天麻素淀粉微球具有良好的黏膜黏附
力,能延长天麻素在鼻腔内的滞留时间。
体外释药特性试验中,由于释放介质体积较小,
整个释放过程介质的损失对天麻素定量测定造成了
较大的影响,因此在测定过程中进行体积校正以减
少实验误差。天麻素原料药 30 min累积释药达 60%
以上,2 h时基本完全释放,而天麻素淀粉微球 2 h
释放 80%,3 h释放 90%以上,说明其具有一定的
缓释作用。
结合体外释药曲线及体外释药模型拟合结果,
天麻素淀粉微球的释药过程可分为 3个阶段,突释
阶段:药物释放非常迅速,这一阶段释放的主要是
吸附在微球表面的药物;缓慢释放阶段:微球的分
子链被降解,其中吸附的药物缓慢而均匀地释放;
平衡缓释阶段:这一阶段,微球内的药物与微球附
近释放介质内的药物达到吸附-解吸平衡,随着微球
附近的药物向介质本体的扩散,以及微球在介质中
的溶胀、解体,有少量的药物从微球向外释放。
结合天麻素淀粉微球的黏膜黏附性与体外释药
实验结果可知,天麻素淀粉微球在鼻腔滞留 3 h期
间基本释药完全,有效解决鼻黏膜滞留时间短、释
药快等问题,有望提高天麻素的生物利用度。
参考文献
[1] 龚其海, 石京山, 杨丹莉, 等. 天麻素在中枢神经系统
的药理作用及其机制 [J]. 中国新药与临床杂志, 2011,
30(3): 176-179.
[2] 刘慧兰, 曹克刚, 高永红, 等. 天麻素预防大鼠偏头痛
发作的功效评价及其作用机制研究 [J]. 中国中医药信
息杂志, 2008, 15(2): 32-33.
[3] 乔爱敏, 栗俞程, 刘珍伶, 等. 天麻素对高糖诱导的人
脐静脉内皮细胞氧化应激的影响 [J]. 中草药, 2013,
44(15): 2118-2123.
[4] 杨 汀, 樊光辉. 天麻素治疗神经系统疾病机制研究
进展 [J]. 华南国防医学杂志, 2013, 27(2): 131-132.
[5] 张乐多, 龚晓健, 胡苗苗, 等. 天麻素抗血管性痴呆作
用及其机理 [J]. 中国天然药物, 2008, 6(2): 130-134.
[6] 蔡 铮, 侯世祥, 杨兆祥, 等. 天麻素鼻用原位凝胶脑
靶向性研究 [J]. 四川大学学报, 2008, 39(3): 438-440.
[7] Cai Z, Song S R, Sun F, et al. Formulation and evaluation
of in situ gelling system for intranasal administration of
gastrodin [J]. AAPS Pharm Sci Tech, 2011, 12(4):
1102-1109.
[8] 蔡 铮, 侯世祥, 宋相容, 等. 天麻素离子敏感鼻用原
位凝胶体外释药研究 [J]. 中国中药杂志, 2008, 33(7):
760-762.
[9] 唐 倩, 袁拥华, 谢庆娟. 生物黏附传递系统进展概况
[J]. 现代医药卫生, 2007, 23(23): 3531-3533.
[10] 罗洁琦, 沙先谊, 方晓玲. 三七总皂苷离子敏感型鼻用
原位凝胶的制备 [J]. 中草药, 2011, 42(7): 1299-1304.
[11] John W. Bioadhesion new possibilities for drug
administration [J]. J Clin Pharmacokinet, 2001, 40(2):
77-84.
[12] 马 路, 刘剑刚, 史大卓. 均匀设计在中医药研究中的
应用 [J]. 中国中西医结合杂志, 2005, 25(3): 278-281.