全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 5 期 2013 年 3 月 ·541·
• 药剂与工艺 •
壳聚糖修饰雷公藤多苷纳米粒的制备及其体外释药研究
魏颖慧 1,赵燕敏 1,李 静 1, 2,徐小玉 1,郭曼曼 1,李范珠 1
1. 浙江中医药大学,浙江 杭州 310053
2. 贵州大学,贵州 贵阳 550025
摘 要:目的 制备壳聚糖修饰雷公藤多苷纳米粒(LMWC-TG-NPs),并研究其体外释药行为。方法 采用改良的自乳化
溶剂扩散法制备 LMWC-TG-NPs;正交试验设计优化雷公藤多苷纳米粒(TG-NPs)处方,单因素试验考察壳聚糖(LMWC)
修饰方式;以含 20%乙醇的 PBS(pH 7.4)为释放介质考察 LMWC-TG-NPs 的体外释药行为。结果 优化的处方工艺:以
1.0% Poloxamer 188、80 mg PLA、12 mL 有机相、丙酮-乙醇(2∶3)制备 TG-NPs 混悬液,以与 TG-NPs 混悬液等体积的
10% LMWC 溶液修饰 TG-NPs 制备 LMWC-TG-NPs;根据优化条件制备的 LMWC-TG-NPs,外观呈圆形或类圆形,平均粒
径为(207.6±3.4)nm,多分散指数(PDI)为 0.078±0.009(n=3),包封率和载药量分别为(61.83±2.43)%、(10.70±
0.37)%(n=3);体外释药符合 Higuchi 方程。结论 所制备的 LMWC-TG-NPs 包封率较高,粒径小,体外释药具有明显
的缓释特征,为后期研究其肾脏靶向和毒性奠定了基础。
关键词:雷公藤多苷;壳聚糖修饰;纳米粒;正交试验设计;体外释药;自乳化溶剂扩散法
中图分类号:R283.6 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2013)05 - 0541 - 06
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.05.008
Preparation and in vitro release of tripterygium glycosides-loaded nanoparticles
modified by chitosan
WEI Ying-hui1, ZHAO Yan-min1, LI Jing1, 2, XU Xiao-yu1, GUO Man-man1, LI Fan-zhu1
1. Zhejiang Chinese Medical University, Hangzhou 310053, China
2. Guizhou University, Guiyang 550025, China
Abstract: Objective To prepare tripterygium glycosides-loaded nanoparticles modified by 50% N-acetylated low molecular weight
chitosan (LMWC-TG-NPs) and to investigate their in vitro release behavior. Methods The LMWC-TG-NPs were prepared by
modified self-emulsifying solvent diffusion method; The formulation of TG-NPs was optimized by orthogonal design and the modified
condition of LMWC was determined based on the single factor analysis. The in vitro drug release of LMWC-TG-NPs was
characterized with PBS (pH 7.4) containing 20% ethanol. Results The optimized formulation of TG-NPs was as follows: Poloxamer
188 (1.0%), PLA (80 mg), organic phase (12 mL), and acetone-ethanol (2∶3) were used to prepare TG-NPs suspension. The
LMWC-TG-NPs were prepared by incubating TG-NPs suspension with 10% LMWC solution at the ratio of 1∶1. The shape of the
prepared LMWC-TG-NPs was spherical. The mean particle size, polydispersity index, entrapment efficiency, and drug loading were
(207.6 ± 3.4) nm, 0.078 ± 0.009, (61.83 ± 2.43)%, and (10.70 ± 0.37)% (n=3), respectively. The in vitro release characteristics of
LMWC-TG-NPs conform to Higuchi equation in PBS buffer composed of 20% ethanol at pH 7.4. Conclusion The prepared
LMWC-TG-NPs show a sustained-release characteristics with well-distributed particle size as well as high entrapment efficiency and
drug loading, which could lay the foundation for the research on kidney targeting and toxicity.
Key words: tripterygium glycosides; chitosan-modified; nanoparticles; orthogonal design; in vitro release; self-emulsifying solvent
diffusion method
收稿日期:2012-08-31
基金项目:国家自然科学基金资助项目(30902007);浙江省重点科技创新团队资助项目(2012R10044-05)
作者简介:魏颖慧(1976—),女,河北省石家庄人,副教授,研究方向为药物新剂型与新技术。
Tel: 13335711581 (0571)86633173 Fax: (0571)86633030 E-mail: weiyinghui@163.com
网络出版时间:2013-01-09 网络出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/12.1108.R.20130109.1528.007.html
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 5 期 2013 年 3 月 ·542·
雷公藤多苷(tripterygium glycosides,TG)系
由卫矛科(Celastraceae)雷公藤属 Tripterygium
Hook. f. 植物雷公藤 Tripterygium wilfordii Hook. f.
根中提取的总苷,由二萜内酯、生物碱、三萜等多
种活性成分组成[1],具有抗炎、镇痛、抗肿瘤及免
疫调节等作用,临床常用于免疫调节、皮肤炎症、
肾脏疾病及呼吸系统疾病的治疗[2]。特别值得关注
的是近年来凭借多组分协同作用的优势,TG 已成
为临床治疗肾病综合症的有效药物[3]。但长期应用
TG 亦可引起广泛、多系统器官的损害[4],如消化系
统、造血系统、生殖系统、皮肤、心血管系统、神
经系统,甚至产生一定程度的肾脏毒性,从而影响
了用于肾脏疾病的治疗。
纳米粒作为药物输送载体具有诸多优势,如可
缓慢释放药物、靶向输送药物[5-6]、减轻和避免毒副
作用等。壳聚糖(chitosan)是纳米粒系统常用的一
种载体材料[7-9],具有良好的生物相容性、生物可降
解性、低免疫原性及无毒副作用等优点,且有研究
发现 50%乙酰度的低相对分子质量壳聚糖(LMWC)
具有较高的肾脏蓄积率和滞留性[10-12]。但研究亦发
现随着壳聚糖脱乙酰度及相对分子质量的降低,将
会导致纳米粒粒径增大,包封率及载药量下降,体
外释药速率加快[13]。因此,考虑到肾脏靶向性和良
好的药物释放控制两个方面,本实验以聚乳酸
(polylactic acid,PLA)为载体材料,LMWC 为修
饰剂制备了 LMWC 修饰的 TG 纳米粒(LMWC-TG-
NPs);通过正交试验及单因素试验设计对处方工艺
进行了优化,并对所制备 LMWC-TG-NPs 的体外释
药行为进行了考察,以期为 TG 肾脏靶向给药系统
的研究奠定基础。
1 仪器与材料
HJ—6B 多头磁力加热搅拌机(江苏金坛市金
伟实验仪器厂);RE52CS 旋转蒸发器(上海亚荣生
化仪器厂);Labconco 冷冻干燥机(美国 Labconco
公司);马尔文粒度测定仪(英国马尔文公司);
Optima 超速低温离心机(美国 Beckman 公司);
Agilent1200 高效液相色谱仪(美国 Agilent 公司);
CP225D 电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公
司);JEM—1200EX 透射电子显微镜(日本 Jeol 公
司);HZ—9212S 水浴恒温振荡器(江苏太仓华利
达实验设备公司);透析袋(上海绿鸟科技发展有限
公司,截留相对分子质量为 3 000)。
TG(上海诺特生物科技有限公司,含雷公藤酯
甲为 0.56%,批号 090320);雷公藤酯甲对照品(中
国药品生物制品检定所,批号 111597-200503);PLA
(批号 09111917,Mw=10 000,山东岱罡生物科技
有限公司);50%脱乙酰度低相对分子质量壳聚糖
(批号 09071013,Mr=19 000,南通绿神生物工程
有限公司);Poloxamer 188(批号 WPWA544C,德
国 BASF 公司);乙腈(HPLC 级,美国 Honeywell
Burdick& Jackson 公司);其他试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 LMWC-TG-NPs 的制备
2.1.1 雷公藤多苷纳米粒(TG-NPs)的制备 取处
方量的TG和PLA溶于适当比例的丙酮-乙醇混合溶
剂中,构成有机相;另取处方量的Poloxamer 188溶
于适量水中,构成水相;在一定转速(500 r/min)
搅拌下将有机相缓慢滴加至水相中,滴毕,继续搅
拌10 min,40 ℃减压蒸去有机溶剂,得到带有淡黄
色乳光的TG-NPs混悬液。
2.1.2 LMWC-TG-NPs 的制备 取一定量 LMWC,
溶于 0.5%醋酸水溶液中,制得 10% LMWC 溶液。
取与 TG-NPs 混悬液等体积的 10% LMWC 溶液,
持续搅拌下滴加至 TG-NPs 混悬液中,充分搅拌,
37 ℃孵育 1 h,得 LMWC-TG-NPs 混悬液。将纳米
粒混悬液冷冻超速离心(30 000 r/min)30 min,沉
淀用蒸馏水洗涤 3次,经水分散并冻干后得LMWC-
TG-NPs 冻干粉。
2.2 LMWC-TG-NPs 中雷公藤酯甲的测定[14]
2.2.1 色谱条件 色谱柱为 Agilent Extend-C18 柱
(250 mm×4.6 mm,5 μm);流动相为乙腈-水(85∶
15);体积流量 1.0 mL/min;柱温 25 ℃;检测波长
210 nm;进样量 20 μL。
2.2.2 线性关系考察 精密称取减压干燥至恒定质
量的雷公藤酯甲对照品适量,置 5 mL 量瓶中,用
甲醇溶解并稀释至刻度,得质量浓度为 0.32 mg/mL
的雷公藤酯甲对照品储备液。分别精密量取储备液
适量,加流动相稀释为 0.32、1.60、3.20、6.40、12.80、
25.60 μg/mL 的系列对照品溶液,按“2.2.1”项下色
谱条件测定,以峰面积积分值(Y)对质量浓度(X)
进行线性回归,得回归方程 Y=7.339 4 X+4.764 6,
r=0.999 8,表明雷公藤酯甲在 0.32~25.60 μg/mL
与峰面积呈良好的线性关系。
2.2.3 供试品溶液的制备 精密吸取制备好的
LMWC-TG-NPs 混悬液 1 mL 置 10 mL 量瓶中,加
甲醇适量,超声,并用甲醇稀释至刻度,得破乳
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LMWC-TG-NPs,将其加至已处理好的含水分 3%的
中性氧化铝柱(100~200 目,5.0 g,内径 1 cm,湿
法装柱)上,用丙酮 10 mL 洗脱,收集洗脱液,蒸
干,残渣用甲醇溶解,转移至 1 mL 量瓶中,加甲
醇至刻度,摇匀,即得供试品溶液。
2.2.4 精密度试验 取低、中、高(1.60、6.40、25.60
μg/mL)质量浓度的雷公藤酯甲对照品溶液,分别
于 1 d 内测定 5 次,连续测定 5 d,得日内 RSD 分
别为 1.41%、1.36%、1.34%;日间RSD分别为 1.29%、
1.65%、1.62%。
2.2.5 回收率试验 按“2.1”项下方法操作,不加
TG,制备空白纳米粒混悬液,吸取适量,加入雷公
藤酯甲储备液适量,加甲醇稀释为低、中、高(1.60、
6.40、25.60 μg/mL)3 个质量浓度的供试品溶液(各
质量浓度供试品溶液平行制备 3 份),按“2.2.3”项
下方法处理,进样测定,计算得雷公藤酯甲的平均
回收率分别为(99.25±1.70)%、(97.95±2.21)%、
(95.59±1.29)%。
2.2.6 重复性试验 取同一批次制备的 LMWC-
TG-NPs 混悬液 6 份,精密吸取 1 mL 置 10 mL 量瓶
中,加甲醇稀释至刻度,按“2.2.3”项下方法处理,
进样测定峰面积,计算得雷公藤酯甲质量浓度的
RSD 为 1.90%。
2.2.7 稳定性试验 取同一供试品溶液于室温下放
置,分别于制备后 0、2、4、8、12 h 进样测定,测
得雷公藤酯甲峰面积的 RSD 为 1.57%。
2.3 包封率和载药量测定
精密量取 LMWC-TG-NPs 混悬液 1 mL,加入
具塞离心管中,4 ℃ 10 000 r/min 离心 30 min,取
上清液按“2.2.3”项下方法处理,进样测定雷公藤
酯甲的量,记作 m1;另精密量取 LMWC-TG-NPs
混悬液 1 mL,置于 10 mL 量瓶中,加入甲醇适量
超声,并稀释至刻度,同上处理,测定纳米粒中总
的雷公藤酯甲的量,记作 m0;分别计算包封率和载
药量。
包封率=(m0-m1) / m0
载药量=(m0-m1) / mt
m0 为纳米粒混悬液中总药物量,m1 为纳米粒混悬液中游离
药物量,mt 为载药纳米粒的总质量
2.4 LMWC-TG-NPS的处方工艺优化
预试验考察中发现壳聚糖的修饰会使纳米粒的
粒径增大,但对包封率和载药量几乎无影响,因此
为了用较少的试验得到最佳的试验结果,本研究拟
首先采用正交试验设计对 TG-NPS 的处方进行优
化,再结合单因素考察试验结果,确定壳聚糖的修
饰条件,进而确定LMWC-TG-NPS的最优处方工艺。
2.4.1 正交试验设计优化 TG-NPs 处方 本实验选
择 Poloxamer 188 用量(A)、PLA 用量(B)、有机
相体积(C)、丙酮与乙醇的体积比(D)为考察因
素,每个因素选取 3 个水平(因素水平表见表 1),
按 L9(34) 正交设计表进行试验,以粒径(y1)、包封
率(y2)和载药量(y3)为指标筛选最佳处方组成。
采用综合加权评分法对正交试验结果进行综合分
析,y1、y2、y3 分别按 40%、30%、30%的系数积分,
综合评分(y)=40×(1-y1/y1max)+30×y2/y2max+
30×y3/y3max。正交试验设计与结果见表 1。
采用直观分析法,由表 1 中极差值可知在以粒
径、包封率和载药量为考察指标的各因素中,影响
程度大小依次为 A>C>D>B,即 Poloxamer 188
用量>有机相体积>丙酮与乙醇的体积比>PLA
用量,各因素最佳水平为 A2B1C1D2。由方差分析结
果(表 2)可知,因素 A、C 对粒径、包封率和载
药量影响显著(P<0.05),而因素 D 对其影响不显
著。通过综合分析,本试验选择最佳处方组成为
A2B1C1D2,即 Poloxamer 188 用量为 1.0%,PLA 用
量为 80 mg,有机相体积为 12 mL,丙酮与乙醇的
体积比为 2∶3。
2.4.2 单因素试验确定壳聚糖的修饰条件 以未修
饰壳聚糖的 TP-NPs 为参照,考察两种壳聚糖修饰
方式(同时修饰和后修饰)对纳米粒粒径、Zeta 电
位、包封率及载药量的影响。其中未修饰壳聚糖的
TP-NPs 的制备按“2.1.1”项下方法进行;同时修饰
即在“2.1.1”项下所述的水相中加入壳聚糖;后修
饰即按“2.1.2”项下方法。结果(表 3)发现,未
修饰壳聚糖的 TP-NPs 的 Zeta 电位为负值,修饰后
均转为正值,且经壳聚糖修饰后粒径明显变大;壳
聚糖修饰对包封率及载药量几无影响。考虑到同时
修饰方式可能会使纳米粒具有较高的突释效应[15],
本实验采用后修饰的方式制备 LMWC-TP-NPs。
2.4.3 LMWC-TG-NPs 最佳处方工艺 按正交试验
优化所得的 TG-NPS 最佳处方组成,根据单因素试
验所确定的壳聚糖修饰条件,以 10%壳聚糖为修饰
剂,确定 LWMC-TG-NPs 的最佳处方工艺,即:称
取 10.0 mg TG 和 80 mg PLA 溶于 12 mL 混合溶剂
(丙酮与乙醇体积比为 2∶3)中,构成有机相;以
1.0% Poloxamer 188 为水相(30 mL);在一定转速
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表 1 L9(34) 正交试验设计方案和结果 (n=3)
Table 1 Results of L9(34) orthogonal design (n=3)
试验号 A / % B / mg C / mL D y1 / nm y2 / % y3 / % y
1 0.5 (1) 80 (1) 12 (1) 1∶1 (1) 184.7 74.07 12.16 52.86
2 0.5 (1) 100 (2) 15 (2) 2∶3 (2) 164.1 78.53 9.14 52.93
3 0.5 (1) 120 (3) 18 (3) 3∶2 (3) 134.7 56.93 5.94 44.58
4 1.0 (2) 80 (1) 15 (2) 3∶2 (3) 158.6 66.89 13.48 58.43
5 1.0 (2) 100 (2) 18 (3) 1∶1 (1) 128.0 59.54 7.12 49.41
6 1.0 (2) 120 (3) 12 (1) 2∶3 (2) 156.1 60.00 14.85 59.12
7 1.5 (3) 80 (1) 18 (3) 2∶3 (2) 149.0 52.52 7.64 43.22
8 1.5 (3) 100 (2) 12 (1) 3∶2 (3) 165.3 67.86 9.42 49.15
9 1.5 (3) 120 (3) 15 (2) 1∶1 (1) 124.5 52.74 7.29 47.91
K1 150.37 154.51 161.13 150.18
K2 166.96 151.49 159.27 155.27
K3 140.28 151.61 137.21 152.16
R 26.68 3.02 23.92 5.09
表 2 方差分析
Table 2 Analysis of variance
方差来源 离差平方和 自由度 F 值 显著性
A 120.984 2 62.075 P<0.05
C 118.030 2 60.559 P<0.05
D 4.389 2 2.252
B (误差) 1.949 2
F0.05(2, 2)=19.00 F0.01(2, 2)=99.00
表 3 壳聚糖修饰方式对纳米粒的影响 (n=3)
Table 3 Influence of chitosan-modified methods
on nanopaticles (n=3)
修饰方式 粒径 / nm
Zeta 电位 /
mV
包封率 /
%
载药量 /
%
未修饰壳
聚糖
127.4±1.7 −22.6±0.29 63.08 10.60
同时修饰 183.9±1.2 9.65±0.34 66.20 9.90
后修饰 204.5±1.9 9.90±0.87 60.81 10.25
(500 r/min)搅拌下将有机相缓慢滴加至水相中,滴
毕,继续搅拌 10 min,40 ℃减压蒸出有机溶剂,得
到带有淡黄色乳光的 TG-NPs 混悬液。取与上述混
悬液等体积的 10% LMWC-0.5%醋酸水溶液,持续
搅拌下滴加至 TG-NPs 混悬液中,充分搅拌,37 ℃
孵育 1 h,得 LMWC-TG-NPs 混悬液。将纳米粒混
悬液冷冻超速离心(30 000 r/min)30 min,沉淀用
蒸馏水洗涤 3 次,经水分散并冻干后得 LMWC-TG-
NPs 冻干粉。
2.5 LMWC-TG-NPs 外观形态、粒径及其分布
吸取少量 LMWC-TG-NPs 胶态混悬液滴至铜
网上,静置 10 min 后用滤纸片吸干,再滴加 2.0%
磷钨酸溶液于铜网上负染 3 min,自然挥干,用透
射电子显微镜观察并摄制照片,见图 1。由透射电
镜照片可知,LMWC-TG-NPs 呈圆形或类圆形,大
小及分布较均匀,粒子之间未见粘连和聚集现象。
取 LMWC-TG-NPs 混悬液用适量蒸馏水稀释
后,采用激光粒径测定仪测定平均粒径及粒径分布,
结果分别见表 4 和图 2。
2.6 验证试验
按“2.4.3”项下 LMWC-TG-NPs 最佳处方工艺,
制备了 3 批 LMWC-TG-NPs 混悬液,分别测定其粒
径、多分散指数(polydispersity index,PDI)、包封
率和载药量,结果粒径、PDI、包封率和载药量分别
图 1 LMWC-TG-NPs 透射电镜照片
Fig. 1 TEM photograph of LMWC-TG-NPs
0.1 μm
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表 4 验证试验结果
Table 4 Results of verification test
批次 粒径 / nm PDI 包封率 / % 载药量 / %
1 208.3 0.077 61.32 10.75
2 203.9 0.069 64.47 11.04
3 210.6 0.088 59.69 10.31
图 2 LMWC-TG-NPs 的粒径分布
Fig. 2 Particle size distribution of LMWC-TG-NPs
为(207.6±3.4)nm、0.078±0.009、(61.83±2.43)%、
(10.70±0.37)%(n=3)。
2.7 体外释药研究
分别精密称取 TG 原药粉末、LMWC-TG-NPs
干粉适量,分散于 2 mL 含 20%乙醇的 pH 7.4 PBS
中,装入预先处理好的透析袋中,密封后置于 50 mL
含 20%乙醇的 pH 7.4 PBS 中,于(37±0.5)℃恒
温水浴振荡(75 r/min),定时取样 1 mL,并立即补
加等量同温释放介质,样品用 0.22 μm 微孔滤膜滤
过,取续滤液按“2.2.1”项下色谱条件测定,计算
累积释药率(Q),绘制释药曲线,结果见图 3。
Q=(V0×ρt+V×∑−
=
1
1
t
n
ρn) / w
ρt 为 t 时间点测得释放介质中的药物质量浓度(μg/mL),V
为每次取样体积(mL),V0 为释放介质的总体积(mL),w
为纳米粒的载药量(μg),ρn 为各取样时间点的药物质量浓
度(μg/mL)
由图 3 可知,TG 原药在释放介质中释放很快,
1.5 h 累积释药率达到 60.0%,至 6 h 时药物已基本
释放完全,累积释药率达 96.1%;由释药曲线直接
提取参数得 t0.5 为 1.14 h。LMWC-TG-NPs 在 6 h 时
累积释药率为 57.8%,24 h 时累积释药率为 68.0%,
t0.5为 4.43 h,显示出明显的缓释特征。分别用零级
动力学模型、一级动力学模型和 Higuchi 模型对
LMWC-TG-NPs 体外释药行为进行了拟合,结果表
明 LMWC-TG-NPs 在 pH 7.4 PBS(含 20%乙醇)中
的释药行为符合 Higuchi 方程:Q=0.195 1 t1/2-
0.039 2,r=0.824 7。
图 3 LMWC-TG-NPs 体外释药曲线 (n=3)
Fig. 3 In vitro release curves of LMWC-TG-NPs (n=3)
3 讨论
本实验制备的纳米粒系采用改良的自乳化溶剂
扩散法(M-SESD)制备。根据 M-SESD 法制备 NPs
的形成机制,有机溶剂只有充分自发扩散至水相自
乳化成较小的乳滴,才能形成大小均匀、圆整光滑
的 NPs。实验结果表明,处方因素中有机相体积和
Poloxamer 188 用量对纳米粒形成过程影响显著。本
实验中固定水相,发现随着有机相体积从 5 mL 增
加至 15 mL(即有机相/水相的相体积比由 1∶6 增
加至 1∶2),NPs 的粒径和 PDI 逐渐减小,包封率
也略有下降;但随着有机相体积进一步增大为 20~
25 mL(相体积比增至 2∶3~5∶6),NPs 粒径和
PDI 反而趋向增大,同时包封率显著降低。其原因
可能为随着有机相体积的增大,使得载体材料
(PLA)的浓度减小,有机相的黏度降低。当有机相
向水相中扩散时,有机相在乳化剂的作用下,分散
为均匀细小的乳滴,形成了相对稳定的分散体系,
乳滴间团聚的机会减少,形成的 NPs 粒径越小且相
对稳定。但是随着有机相体积进一步增加,则会使
得有机相不易充分分散至水相,乳滴发生聚集,造
成 NPs 的粒径和 PDI 增大;同时有机相体积过大,
使得有机相的黏度显著降低,对药物分子扩散的阻
力减小,增加了其向水相扩散的速率,从而使包封
率降低。
本实验中采用的乳化剂 Poloxamer 188 兼具乳
化和稳定的双重功能,在一定用量范围内(0.25%~
1.0%),随着其用量增加,使体系的表面张力逐渐
降低,有利于有机相在水相中的分散,且在有机相
和水相界面形成了较厚的亲水性膜,可阻止粒子间
的团聚,增强体系的稳定性,使 NPs 粒径减小;但
若其用量过大,常会造成外水相过于黏稠,此时表
面活性剂并不完全具有降低表面张力的特性,NPs
20 50 100 200 500 1 000
粒径 / nm
0 5 10 15 20 25
t / h
Q
/
%
TG
LMWC-TG-NPs
100
80
60
40
20
0
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 5 期 2013 年 3 月 ·546·
反而趋向于聚集,致使 NPs 粒径增大。
本实验采用直接吸附法制备了壳聚糖修饰的
TG-NPs,考察了壳聚糖质量分数对纳米粒 Zeta 电
位的影响。结果表明,随着壳聚糖质量分数的增大
(0~10%),纳米粒 Zeta 电位明显增大,但随着壳
聚糖质量分数进一步增大(10%~40%),Zeta 电位
几乎不再变化,表明壳聚糖在纳米粒表面的修饰已
达到饱和,因此本实验选择 10%壳聚糖为修饰剂。
实验亦考察了壳聚糖溶液与 TG-NPs 混悬液体积
比,发现二者体积比为 1∶1 时可制得性质稳定的纳
米粒,大于 1∶1 时即出现浑浊,因此本实验选择二
者的体积比为 1∶1。
制备 LMWC-TG-NPs 的过程实质上是壳聚糖与
TG-NPs 通过静电作用而结合的过程,最终壳聚糖
以环状和尾状物的方式吸附到纳米粒表面[16]。与未
修饰的 TG-NPs 相比,壳聚糖修饰的纳米粒粒径明
显增大,粒径分布变宽 [TG-NPs 平均粒径及 PDI
分别为(133.9±3.6)nm 和 0.064±0.006;LMWC-
TG-NPs 平均粒径及 PDI 分别为(207.6±3.4)nm
和 0.078±0.009]。Zeta 电位由负值转为正值(电位
的转变亦证实了壳聚糖的确包裹在纳米粒表面),而
包封率和载药量几无变化。壳聚糖修饰使得纳米粒
粒径增大的原因主要是壳聚糖表面修饰增加了纳米
粒的黏性,从而使其更容易发生聚集的缘故[17]。壳
聚糖修饰后纳米粒的 Zeta 电位的转变是由于
TG-NPs 表面带负电荷,壳聚糖带正电荷,水合作
用时由于静电吸附作用,壳聚糖可以紧密吸附在纳
米粒外表面所致。
文献报道 TG 在水、生理盐水及 PBS(pH 6.4、
7.4)中的溶解度均较低,但在含有一定体积分数乙
醇的 pH 7.4 PBS 中溶解性能较好[14]。因此结合预试
验结果,本实验选用含有体积分数 20%乙醇的 pH
7.4 PBS 为释放介质进行了 LMWC-TG-NPs 的体外
释药研究。结果表明,TG 原药 6 h 时已基本释放完
全,透析袋对 TG 几乎无吸附;LMWC-TG-NPs 中
TG 释放呈现明显的缓释特征。这可能是由于载体
材料 PLA 的降解速度较慢,同时在释放过程中 NPs
内部结构逐渐变得紧密而使释放介质渗入受阻导致
药物释放缓慢。LMWC-TG-NPs 的缓释特征可能会
与其体内毒性的降低有关[18],对本实验所制备的纳
米粒的肾脏靶向性和毒性还有待于进一步深入研究。
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