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Preparation and physicochemical characterization of silibinin nanoparticles

水飞蓟宾纳米粒的制备及其理化性质研究



全 文 :·制剂与质量·
水飞蓟宾纳米粒的制备及其理化性质研究
胡霓霓1 ,谭群友2 ,魏农农3 ,杨  帆2 ,张景勍1 3
(11 重庆医科大学 生物化学与分子药理学重点实验室、药物高校工程研究中心 ,重庆  400016 ; 21 第三军医大学大坪医院
野战外科研究所 ,重庆  400042 ; 31 国家食品药品监督管理局 国家新药评审中心 ,北京  400010)
摘  要 :目的  制备水飞蓟宾纳米粒并对其进行质量评价。方法  采用乳化2蒸发2固化法制备水飞蓟宾纳米粒 ,以
包封率、多分散指数、载药量等为评价指标优化制备工艺。考察体外释药规律 ,考察 3~5 ℃、15~25 ℃、37 ℃(相
对湿度为 75 %)条件下纳米粒的稳定性。结果  以硬脂酸和表面活性剂为载体材料 ,优化工艺制备的水飞蓟宾纳
米粒包封率为 96188 % ,多分散指数为 01168 ,载药量为 7155 %。差示量热分析确证形成了纳米粒 ,水飞蓟宾以无
定形态分散在纳米粒内。纳米粒体外释放缓慢 ,可用 Higuchi 方程拟合。纳米粒静置观察具有良好的稳定性。结
论  采用乳化2蒸发2固化法可制备得到水飞蓟宾纳米粒 ,工艺简便 ,粒径和分散度小 ,包封率和载药量高 ,体外释药
缓慢 ,稳定性好。
关键词 :水飞蓟宾纳米粒 ;差示量热扫描仪 ;稳定性
中图分类号 :R286102    文献标识码 :A    文章编号 :025322670 (2009) 0921384204
Preparation and physicochemical characterization of sil ibinin nanoparticles
HU Ni2ni1 , TAN Qun2you2 , WEI Nong2nong3 , YAN G Fan2 , ZHAN G Jing2qing1
(11 Chongqing Key Laboratory of Biochemical & Molecular Pharmacology , Medicine Engineering Research Center
in University , Chongqing Medical University , Chongqing 400016 , China ; 21 Institute of Surgical Field ,
Daping Hospital , Third Military Medical University , Chongqing 400042 , China ; 31 Center for Drug
Evaluation , State Food and Drug Administ ration , Beijing 100810 , China)
Abstract : Objective  To prepare silibinin nanoparticles and investigate their properties1 Methods  Silibinin
nanoparticles were p repared by t he emulsion evaporation2solidification method at low temperat ure1 The en2
t rap ment efficiency , polydispersity index , drug loading were set as evaluation indexes to optimize t he prep2
aration p rocessing1 Drug release f rom nanoparticles and t he stability of nanoparticles were investigated at
t he different temperatures of 3 - 5 ℃, 15 - 25 ℃, and 37 ℃, respectively , and wit h t he relative humidity
of 75 %1 Results  Taking stearic acid and surfactant Brij 78 as carrier , t he ent rap ment efficiency of silibinin
nanoparticles p repared by optimized technology was up to 96188 % , t he dispersion index of t he smallest
was 01168 , and durg loading was 7155 %1 Analysis by using differential scanning calorimet ry showed t hat
silibinin was dispersed in the nanoparticles at an amorp hous state1 The i n vi t ro silibinin released slowly
f rom nanoparticles and the release p rofile fit ted well into Higuchi equation1 Nanoaparticles were stable un2
der storage conditions1 Conclusion  Silibinin nanoparticles could be p repared by t he emulsion evaporation2
solidification met hod , wit h t he advantages of techniques simple , diameter and dispersion small , ent rap2
ment efficiency and drug loading high , i n v i t ro release slow , and stability good1
Key words : silibinin nanosp heres ; differential scanning calorimet ry (DSC) ; stability
  水飞蓟宾是由菊科植物水飞蓟 S i l ybum m ari2
anum (Linn1 ) Gaert n1 种皮中提取精制而得的天
然黄酮木质素类化合物 ,抗氧化性强 ,可促进细胞蛋
白再生和修复 ,在保肝、调血脂、保护心肌、保护脑缺
血、抗血小板聚集、防治动脉粥样硬化等方面显示出
良好的治疗效果。由于水飞蓟宾难溶于水 ,口服吸
·4831· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs  第 40 卷第 9 期 2009 年 9 月
3 收稿日期 :2008212206                      
基金项目 :重庆市首批高等学校优秀人才资助计划项目 ;重庆医科大学创新基金项目
作者简介 :胡霓霓 (1986 —) ,女 ,重庆人 ,硕士研究生 ,研究方向为药物新型递药系统与新技术。3 通讯作者 张景勍 Tel : (023) 68485816  E2mail : zjqrae01 @1631com
收差 ,生物利用度低 ,影响了其临床疗效[1 ,2 ] 。纳米
粒载药系统具有增加药物的吸收和生物利用度 ,控
制药物的释放 ,提高药物的稳定性等优点。由于通
常的药物纳米粒容易被网状内皮系统识别而从体内
迅速清除 ,本研究选用内源性的脂质硬脂酸和非离
子性表面活性剂苄泽制备纳米粒[3 ,4 ] ,苄泽 78 是硬
脂酸与聚乙二醇 1000 的缩合物[5 ] ,亲脂端为硬脂
基 ,与载体材料硬脂酸一致 ,亲水端为聚乙二醇
1000 长链 ,亲水性的聚乙二醇长链有效地结合在纳
米粒的表面 ,保护纳米粒不与血液中的调理素结合 ,
血药浓度长时间保持较高水平。本实验优化了水飞
蓟宾纳米粒的制备工艺 ,考察了其体外释药特性及
初步稳定性 ,为开发临床可供选择的水飞蓟宾新型
给药系统提供参考。
1  仪器与材料
  Hitachis —2600N 扫描电镜、DSC —50 型差示
量热扫描仪 (日本日立公司) ; 3000 HS 激光粒度电
位仪 (英国马尔文公司) ; UV5130 型紫外分光光度
计 (日本岛津公司) 。
  水飞蓟宾 (质量分数 ≥98 %) 、硬脂酸 (质量分
数≥9815 %) 、苄泽 (美国 Sigma 公司) ,丙酮 ( HPL C
级 ,美国 Spect rum 公司) ,其余试剂均为分析纯。
2  方法与结果
211  水飞蓟宾的测定
21111 检测波长的选择 :称取适量的水飞蓟宾对照
品 ,用乙醇配成澄清溶液 ,在 200~400 nm 扫描 ,结
果表明水飞蓟宾在 289 nm 处有最大吸收 ,而辅料
和空白制剂在此处无吸收 ,不干扰测定 ,故选择 289
nm 作为水飞蓟宾的紫外检测波长[6 ] 。
21112  线性回归方程的制备 :精密称取水飞蓟宾对
照品适量 ,加乙醇溶解并稀释 ,定容 ,作为储备液。
精密量取储备液 210、215、310、315、410、415、510
mL 于 100 mL 量瓶中 ,加乙醇定容 ,在 289 nm 处测
定吸光度。以质量浓度 ( C) 对吸光度 ( A ) 进行线性
回归 ,得 A = 01048 03 C + 0100 735 , r = 01999 9。
结果表明 ,水飞蓟宾在 416~ 1710μg/ mL 呈良好
的线性关系。
212  单因素法考察水飞蓟宾纳米粒处方 :经过大量
预试验确定了制备容器的形状、丙酮的用量、乳剂的
浓缩时间、有机相的挥发时间、水浴温度及时间、磁力
搅拌子的形状和大小、磁力搅拌的强度和时间、固化
温度和时间等。以球形粒径范围、多分散指数
(polydispersity index ,PI) 、ζ电位值、包封率、载药量、
结构完整性和缓释特性为评价指标。其中主要考虑
包封率和作为一致性指标的 PI的大小。能够得到最
大包封率和最小 PI的处方将用于进一步的研究。
21211  脂质用量对纳米粒的影响 :固定苄泽用量为
100 mg ,水飞蓟宾用量为 10 mg ,考察脂质用量对纳米
粒的影响 ,结果见表 1。硬脂酸用量为 210 mg 时 ,包封
率最高 ,PI值最小 ,此时粒径较小 ,ζ电位较低 ,宽度最
小 ,纳米粒较稳定 ,故选择硬脂酸用量为 210 mg。
21212  表面活性剂和空间稳定剂用量对纳米粒的
影响 :固定硬脂酸用量为 210 mg ,水飞蓟宾用量为
10 mg ,考察表面活性剂和空间稳定剂苄泽用量对
纳米粒的影响 ,结果见表 2。在试验范围内 ,苄泽用
量越低 ,包封率越高 ,PI 值最小 ,而且苄泽的用量较
低时 ,载药量最高 ,粒径较小 ,ζ电位较低 ,宽度较
小 ,纳米粒较稳定 ,故选择苄泽用量为 80 mg。
表 1  硬脂酸用量对水飞蓟宾纳米粒参数的影响( x ±s , n = 3)
Table 1  Effect of varying concentration of stearic acid on parameters of silibinin nanoparticles ( x ±s , n = 3)
硬脂酸/ mg 包封率/ % PI 载药量/ % 粒径/ nm    ζ电位/ mV ζ电位宽度/ mV
150 971 53 ±01 09 01 186 ±01035 5192 ±01 59 20319 ± 616 - 2112 ±3136 21 1 ±11 4
180 951 95 ±01 34 01 238 ±01046 4121 ±01 36 22112 ± 610 - 2713 ±3190 51 2 ±41 0
210 971 56 ±01 10 01 164 ±01060 4103 ±01 22 23818 ± 615 - 3117 ±3190 11 8 ±01 8
240 961 69 ±01 14 01 313 ±01039 3117 ±01 11 36717 ±1111 - 2112 ±2100 71 7 ±41 7
表 2  苄泽用量对水飞蓟宾纳米粒参数的影响( x ±s , n = 3)
Table 2  Effect of varying concentration of Brij 78 on parameters of silibinin nanoparticles ( x ±s , n = 3)
苄泽/ mg 包封率/ % PI 载药量/ % 粒径/ nm ζ电位/ mV ζ电位宽度/ mV
80    981 94 ±01 05 01 118 ±01096 3192 ±01 03 2151 9 ±2311 - 2517 ± 512 211 ±018
110    981 09 ±01 36 01 191 ±01085 3169 ±01 18 2041 7 ±1715 - 2015 ± 819 116 ±012
140    941 84 ±11 23 01 199 ±01074 3170 ±01 26 2591 1 ±2311 - 2213 ±1112 1018 ±915
170    951 27 ±01 31 01 313 ±01049 3140 ±01 04 2691 3 ±6617 - 2011 ± 219 416 ±412
21213  投药量对纳米粒的影响 :固定硬脂酸用量为
210 mg ,苄泽用量为 80 mg ,考察投药量对纳米粒的
影响 ,结果见表 3。在考察范围内 ,水飞蓟宾投药量
为 20 mg 时 ,包封率最高 , PI 值最小 ,此时粒径最
小 ,ζ电位较低 ,宽度最小 ,纳米粒较稳定 ,故选择水
飞蓟宾用量为 20 mg。
·5831·中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs  第 40 卷第 9 期 2009 年 9 月
表 3  水飞蓟宾用量对水飞蓟宾纳米粒参数的影响( x ±s , n = 3)
Table 3  Effect of varying concentration of silibinin on parameters of silibinin nanoparticles ( x ±s , n = 3)
水飞蓟宾/ mg 包封率/ % PI 载药量/ % 粒径/ nm    ζ电位/ mV    ζ电位宽度/ mV
10 951 25 ±01 39 01 192 ±01012 3191 ±01 12 20211 ± 181 4 - 3410 ± 614 116 ±0
20 961 88 ±01 85 01 168 ±01050 7155 ±01 22 17819 ± 51 5 - 2510 ± 117 116 ±0
30 961 63 ±01 24 01 225 ±01018 9151 ±11 76 27314 ± 641 2 - 2613 ± 113 214 ±11 7
40 951 24 ±01 36 01 467 ±01020 12143 ±11 36 38710 ±1311 4 - 1817 ±1118 514 ±31 9
213  优化的水飞蓟宾纳米粒的制备工艺 :将 210
mg 硬脂酸和 20 mg 水飞蓟宾在磁力搅拌下加入 5
mL 丙酮 ,于 (40 ±2) ℃恒温水浴中使完全溶解 ,得
到有机相 Ⅰ,将 80 mg 苄泽溶于 30 mg 水中 ,得到
水相 Ⅱ,加热水相至 (75 ±2) ℃。在高速磁力搅拌
下 ,将有机相Ⅰ加入至水相 Ⅱ中 ,得到脂质乳剂 ,保
持恒温约 315 h ,使有机溶剂挥发 ,乳剂浓缩至 7
mL ,将此浓缩乳剂在中高速磁力搅拌下迅速加入至
7 mL 冰水中 ,固化的纳米粒再用冷水加至 15 mL ,
即得到水飞蓟宾纳米粒。
214  水飞蓟宾纳米粒的理化性质
21411  水飞蓟宾纳米粒的形态学研究 :取少量水飞
蓟宾纳米粒 ,以 1 ∶10 的比例稀释 ,固化和脱水 ,喷
于金粒薄层上 ,用扫描电镜放大适宜倍数观察和拍
照 ,结果见图 1。可见水飞蓟宾纳米粒比较圆整 ,粒
度分布较窄 ,分散性较好。
图 1  水飞蓟宾纳米粒的扫描电镜图
Fig1 1  Scanning microphotograph of silibinin nanoparticles
21412  水飞蓟宾纳米粒的粒径和粒度分布研究 :取
少量水飞蓟宾纳米粒 ,以 1 ∶15 的比例稀释后 ,在
25 ℃下用激光粒度电位仪测定平均粒径和 PI ,见图
2。结果显示优化处方得到的水飞蓟宾纳米粒平均
粒径为 (17819 ±515) nm , PI 为 01168 ±0105。ζ电
位为 ( - 2510 ±117) mV ,宽度为 (116 ±0) mV。
21413  水飞蓟宾纳米粒的包封率和载药量的测定 :
精密量取水飞蓟宾纳米粒适量 ,加入 5 %乙醇适量 ,
10 000 ×g 超速离心 30 min 分离游离药物 ,转移上
清液 ,挥干溶剂并用乙醇定量至 4 mL ,在 289 nm 处
用紫外分光光度法进行测定 ,计算包封率[包封率 =
(投入药量 - 游离药量) / 投入药量 ×100 %]和载药
量[载药量 = 测得的药量/ 固体脂质总量 ×100 %]。
图 2  水飞蓟宾纳米粒的粒度分布( A)和ζ电位图( B)
Fig12  Particle size ( A) and zeta potential ( B)
of silibinin nanoparticles
结果优化配方所得的水飞蓟宾纳米粒的包封率和载
药量分别为 96188 % ±0185 %、7155 % ±0122 %。
21414  水飞蓟宾纳米粒的热分析 :将水飞蓟宾、硬
脂酸、苄泽、水飞蓟宾与各辅料的混合物、水飞蓟宾
纳米粒用 DSC 分析仪进行差示扫描热 (differential
scanning calorimet ry , DSC) 分析。测定条件为升
温速率 10 ℃/ min ,测定气氛为 N2 ,扫描范围 25~
300 ℃。测定结果见图 3。水飞蓟宾在 164 ℃有熔
点峰 ,而药物与辅料的机械混合物保留了药物和各
辅料的特征峰 ,基本上是水飞蓟宾和各辅料的叠加 ,
而在纳米粒的图谱上 ,在 164 ℃(水飞蓟宾的熔点峰
值)处无峰 ,说明药物以无定形态包封于纳米粒中。
12水飞蓟宾 22硬脂酸 32苄泽
42水飞蓟宾与各辅料的混合物 52水飞蓟宾纳米粒
12silibinin  22stearic acid  32Brij 78  42physical mixture
52silibinin nanoparticles
图 3  水飞蓟宾及其制剂的差示扫描量热图谱
Fig13  DSC Curves of silibinin and its preparations
21415  水飞蓟宾纳米粒的体外释放 :取含有 20 mg
水飞蓟宾的纳米粒置于透析袋中 ,置于释放介质乙
·6831· 中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs  第 40 卷第 9 期 2009 年 9 月
醇2水 (10 ∶90) 200 mL 中 , (37 ±015) ℃水浴振荡
(50 r/ min) 。不同时间点取样 5 mL (同时补加 5
mL 释放介质) ,采用紫外分光光度法测定释放介质
中的药物质量浓度 ,计算累积释放率。同法测定水
飞蓟宾原药的体外释放。结果见图 4 ,水飞蓟宾为
水不溶性药物 , 在体外环境中可缓慢释放 ,约 1 d
后基本释放完全。制成纳米粒后 ,释放时间可长达
5 d ,且释放较平缓。体外释药时 ,自由度为 n - 2 ,
当α= 0101 时 ,相关系数临界值 r = 01917 , Higuchi
方程拟合释药情况时 r = 01989 3 > r(4 ,0101) ,相关
性非常显著 ,说明体外释药规律可以用 Higuchi 方
程 Q = 01332 3 t1/ 2 - 01283 4 拟合。
215  水飞蓟宾纳米粒的稳定性考察 :将水飞蓟宾纳
米粒密封 ,分别置冰箱内 3~5 ℃、室温 (15~25 ℃)
t/ d
图 4  水飞蓟宾及其制剂的体外释放曲线
Fig14  I n vit ro release curves of silibinin
and its preparations
与 37 ℃(相对湿度为 75 %)放置 3 个月 ,定期进行各
项指标的考察 ,结果见表 4。水飞蓟宾纳米粒放置 3
个月 ,外观、色泽、粒径及分布、ζ电位及电位宽度、包
封率、载药量、PI、体外释放情况基本没有改变 ,初步
稳定性试验说明水飞蓟宾纳米粒的稳定性较好。
表 4  水飞蓟宾纳米粒的 3 个月稳定性考察结果( x ±s , n = 3)
Table 4  Parameter changes of silibinin nanoparticles stored under different conditions for three monthes ( x ±s , n = 3)
考察条件 包封率/ % PI 载药量/ % 粒径/ nm ζ电位/ mV ζ电位宽度/ mV
考察前 961 88 ±01 85 01 168 ±01050 7155 ±01 22 17819 ±51 5 - 251 0 ±11 7 11 6 ±01 0
3~5 ℃ 961 03 ±01 77 01 172 ±01039 7136 ±01 41 17612 ±71 3 - 291 6 ±21 0 11 5 ±11 2
15~25 ℃ 951 43 ±01 34 01 169 ±01072 7150 ±01 19 18113 ±41 6 - 271 2 ±31 8 11 6 ±01 4
37 ℃ 951 37 ±01 96 01 178 ±01091 7149 ±01 32 18516 ±31 2 - 241 8 ±41 5 11 6 ±01 9
3  讨论
  曾选用各种形状的搅拌子进行了水飞蓟宾纳米
粒的制备 ,最终选用了多边梭形的搅拌子 (直径为
418 mm ,长度为 2212 mm) 。制备 O/ W 型乳剂时
需高速搅拌 ,而在冷却过程中需用中速搅拌。有机
相加入至水相的速度对制备 O/ W 型乳剂影响很
大。开始的 5 mL 丙酮液需滴加至水相 ,前一滴需
完全混合均匀后才能滴加下一滴。另一方面 ,乳剂
固化时 ,需将温热的水飞蓟宾纳米粒迅速倾倒入冷
却的蒸馏水中。脂质、表面活性剂和稳定剂、药物用
量都会影响水飞蓟宾纳米粒的包封率和多分散指
数。苄泽的用量在一定范围内对药物的包封率产生
负影响 ,可能是因为苄泽的增加相应地减少了形成
纳米粒的脂质用量。当水飞蓟宾用量为 20 mg 时 ,
包封率最高为 96188 % ,表明脂质的用量较大 (20 %
以上) ,得到的是富含药纳米核模型的纳米粒 ,纳米
粒的载药空间有限 ,实验结果同相关文献报道[7 ] 一
致。通过改变处方和制备工艺条件 ,可以使水飞蓟
宾很好地包封于纳米粒中 ,得到的水飞蓟宾纳米粒
具有适宜的粒径、形状、包封率和稳定性。
  曾采用磷酸缓冲液 (p H71 4) 为释放介质 ,紫外 分光光度法测定药物体外释放情况 ,结果表明实验条件下所有样品的吸光度都在检测限下 (数据未报道) ,几乎无药物在 5 d 内释放出来。此结果证实了水飞蓟宾纳米粒的释放极慢 ,在纳米粒度范围的水飞蓟宾纳米粒缓释效果明显。参考文献 :[ 1 ]  Comelli M C , Mengs U , Schneider C , et al1 Toward t he defi2nition of t he mechanism of action of silymarin : activities relat2ed to cellular protection f rom toxic damage induced by chemo2t herapy [J ]1 I ntegr Cancer Ther , 2007 , 6 (2) : 12021291[2 ]  An R B , Sohn D H , Jeong G S , et al1 I n vit ro hepatoprotec2tive compounds f rom S uaeda glauca [ J ]1 A rch Pharm Res ,2008 , 31 (5) : 59425971[3 ]  刘红梅 ,褚惠媛 ,崔金霞 ,等 1 薄膜2超声分散法制备β2榄香烯固体脂质纳米粒[J ]1 中草药 ,2008 , 39 (2) :19321951[ 4 ]  Shidhaye S S , Vaidya R , Sutar S , et al1 Solid lipid nanoparti2cles and nanost ructured lipid carriers —innovative generationsof solid lipid carriers [J ]1 Curr D rug Deliv , 2008 , 5 (4) : 32423311[ 5 ]  Wu M , Dellacherie E , Durand A , et al1 Poly (n2butyl cyanoac2rylate ) nanoparticles via miniemulsion polymerization1 21PEG2based surfactant s [ J ]1 Colloi ds S ur f B B iointer f aces ,2009 ,69 (1) :14721511[ 6 ]  Song Y , Zhuang J , Guo J , et al1 Preparation and properties ofa silybin2phospholipid complex [J ]1 Pharmaz ie , 2008 , 63 (1) :3523421[ 7 ]  Souto E B , Müller R H1 Cosmetic features and applications oflipid nanoparticles (SL N , NLC) [J ]1 I nt J Cosmet Sci , 2008 ,30 (3) : 15721651
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