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冬凌草甲素固体脂质纳米粒冻干工艺的研究

时间:2017-12-04 点击次数:811

冬凌草甲素(oridonin,ORI)是从唇形科香茶菜属植物冬凌草Rabdosia rubescens(Hemsl.)Hara中提
取的一种具有明显抗癌活性的二萜类化合物,因其毒性低并且冬凌草资源丰富,近年来受到广大药
学工作者的关注[1]。冬凌草甲素或冬凌草制剂除用于食管癌等消化系统癌症外还用于肝癌和肺癌的
治疗,并取得较好的疗效。由于该药物的理化性质特殊,目前其注射用制剂研究较匮乏。固体脂质
纳米粒(solid lipid nanoparticles,SLN)是近年正在发展的一种新型毫微粒类给药系统,以固态的天
然或合成的类脂,如卵磷脂、三酰甘油等为载体,将药物包裹于类脂核中制成粒径约为50~1 000 nm
的固体胶粒给药体系,静脉注射后可迅速分布到肝脾肺等网状内皮细胞丰富的器官,然后持续释放
药物,可以提高药物的靶向性,即被动靶向性。
我们采用剪切超声法制备了冬凌草甲素固体脂质纳米粒(ORI-SLN)胶体溶液,与其他纳米粒给
药系统一样,SLN胶体溶液存在这物理化学稳定性问题,通过冷冻干燥技术将SLN胶体溶液制成干
燥固体粉末可以保持其物理化学稳定性,从而给临床使用、携带和贮藏带来方便。作者根据所制备
的ORI-SLN胶体溶液的特点,以冷冻干燥法制备了ORI-SLN粉末。
1 仪器与材料
MDF-192 低温冰箱(日本Sanyo 公司),FDU-1100 冷冻干燥仪(日本Eyela 公司),LS-230 型
粒度测定仪(美国Beckman Coulter 公司),Delsa 440SX Zeta 电位分析仪(美国Beckman Coulter 公
司)。
ORI-SLN 胶体溶液(自制),葡萄糖、乳糖、甘露醇、右旋糖苷、蔗糖和海藻糖(分析纯,天津市
博迪化工有限公司)。
242 中国药剂学杂志第 5 卷
2 方法与结果
2.1 ORI-SLN 冻干保护剂处方
2.1.1 保护剂的选择
以冻干粉针的外观、色泽、再分散性为指标,分别考察以葡萄糖、乳糖、甘露醇、右旋糖苷、
蔗糖、海藻糖为保护剂的用量和比例。
实验设计见表 1。按表中称取支撑剂,加入按优化处方的ORI-SLN 胶体溶液中,搅拌使其完全
溶解,按常规冷冻干燥方法冷冻干燥,得处方冻干产品。
评价指标:外观以可以维持原液体积、不塌陷、不皱缩、表面光洁为佳。色泽以均匀、无花斑、
质地细腻为佳。再分散性,取各冻干产品,加注射用水2 mL,振摇后能在30 s 内完全溶解均匀为佳。
评分标准见表2,结果见表1。
Table 1 Screening of supporting agent of ORI-SLN for lyophilization
w(supporting agent)/ %
No.
Glucose Lactose Mannitol Dextran Sucrose Trehalose
Shape Color Dispority Total
1 2 5 5 7 17
2 6 6 6 7 19
3 10 6 6 7 19
4 15 6 6 7 19
5 2 8 7 9 24
6 6 7 7 8 22
7 10 7 7 8 22
8 15 8 7 8 23
9 2 10 9 7 26
10 6 9 9 4 22
11 10 9 9 4 22
12 15 9 9 4 22
13 2 9 10 3 22
14 6 10 9 1 20
15 10 10 9 1 20
16 15 10 9 1 20
17 2 7 8 10 25
18 6 7 8 10 25
19 10 8 8 9 24
20 15 8 8 9 24
21 2 7 9 6 22
22 6 9 9 8 26
23 10 8 8 7 23
24 15 8 8 7 23
(to be continued)
第5 期 赵焰平等:冬凌草甲素固体脂质纳米粒冻干工艺的研究 243
Continued Table 1
25 1 1 8 7 6 21
26 3 3 9 8 26
27 5 5 9 9 8 26
28 1 1 7 8 10 25
29 3 3 9 9 10 28
30 5 5 9 9 10 28
31 1 1 6 7 7 20
32 3 3 7 7 6 20
33 5 5 7 7 6 20
34 1 1 5 4 8 17
35 3 3 5 5 7 17
36 5 5 6 5 8 19
37 1 1 8 8 6 22
38 3 3 8 9 6 23
39 5 5 8 8 6 22
Table 2 Standard of scoring
Score Shape Color Dispority
0~2 Shrinkage+++ Stratification+++ >90s
3~5 Shrinkage++ Stratification++ 60~90s
6~8 Shrinkage+ Stratification+ 30~60s
9~10 Full Uniform <30s
综合冻干品的外观、色泽和再分散性,可见处方9、22、26、27、29 和30 较好。
2.1.2 冻干对初步优选处方制备的制剂粒径的影响
取胶体溶液适量,用水稀释到适当质量浓度,进行粒径测定。结果见图 1。
M—Mannitol;D—Dextran;S—Sucrose;ORI-SLN—Dispersion before lyophilization
Fig. 1 Different supporting agents’ protective effect on mean diameter
由粒径测定结果可见,加入质量分数为3 %的甘露醇水溶液和质量分数为3 %的蔗糖水溶液作为
244 中国药剂学杂志第 5 卷
保护剂的处方较好,且ORI-SLN 溶液的粒子形态冻干前后均为类球形粒子,外观形态圆整。其透射
电镜照片见图2。
a b
Fig.2 TEM of ORI-SLN dispersion and lyophilization(a)dispersion (b)lyophilization
2.2 冻干工艺建立
2.2.1 冻干工艺
测定混合物的zui低共熔点,结果zui低共熔点为-9.68 ℃。然后,根据预冻温度和时间,干燥、再
干燥温度和持续时间绘制冻干曲线(见图2)。
Fig.3 Freeze-drying curve of ORI-SLN colloid solution
确定ORI-SLN 冻干工艺为-45 ℃预冻12 h,升温至-35 ℃维持1 h,再升温至-20 ℃维持12 h,
zui后升温至10 ℃维持3 h,即得ORI-SLN 冻干粉针。
2.2.2 冻干前后的质量变化
取冻干前的 ORI-SLN 胶体溶液和冻干后的冻干粉针,分别测定冻干粉针的水分散性、粒径ζ-电
位和包封率等。包封率测定采用凝胶柱色谱法(具体方法将另文发表),结果见表3。
第5 期 赵焰平等:冬凌草甲素固体脂质纳米粒冻干工艺的研究 245
Table.3 The quality of ORI-SLN before and after lyophilization
Sample Dispority Size/ nm ζ(potential)/ mV EE/ %
ORI-SLN dispersion 123±16 -25.60±3.73 84.3±2.7
ORI-SLN lyophilizaion Disperse in 10 min after adding water 169±45 -23.41±4.22 80.9±4.1a
a—P>0.05
3 讨论
a.固体脂质纳米粒作为液体制剂,长期放置可能会出现粒径增加、药物泄漏、胶凝等稳定性问
题[2],采用冷冻干燥技术,将固体脂质纳米粒水溶液进行冻干后,可长期保存。Schwarz 研究发现,
通过优化冻干工艺可以减少冻干过程对粒径的改变[3]。
冷冻干燥过程中,冻干不同物质需加入不同的冻干保护剂,且加入的质量浓度也不相同,至今
尚无普遍规律。脂质载体系统的冻干一般用糖类物质做保护剂[4],如蔗糖、葡萄糖、乳糖、海藻糖
等,保护作用体现在既能阻止粒子间的聚集,又能减少包封药物的泄漏(leakage)[5-6]。冻干时糖类
物质可在冻干品中形成坚固的网状结构并提供一个相对较高的玻璃化转变温度。
目前,SLN 冻干技术还远未成熟,对冻干保护剂的保护机理尚无定论,关于保护剂的保护机理
存在两种观点:“水替代”假说(water substitute hypothesis)和“玻璃化” 假说(vitrification hypothesis)[7]。
水替代机理广泛用于解释冷冻干燥中蛋白质的脱水变性保护作用。水分子和蛋白质之间的氢键被保
护剂和蛋白质之间的氢键所取代是干燥过程中稳定蛋白质的重要原因。氢键假说也可以用来解释
SLN 的保护作用,我们可以认为溶液状态下,水分子和纳米粒或者表面磷脂分子间可能存在氢键作
用,在干燥过程中,甘露醇、蔗糖和海藻糖分子替代水分子与纳米粒或者表面磷脂分子作用。纳米
粒嵌入保护剂基质内部,因此保持了纳米粒的粒径。右旋糖酐和葡萄糖分子难以和纳米粒分子形成
氢键,因此葡萄糖的加入起不到粒径保护作用,右旋糖酐分子可能与纳米粒分子还有排斥作用,导
致纳米粒聚集[7]。
b.冻干粉的外观与水再分散性是评价冻干粉的物理性状的主要指标,也是考察冻干处方合适与
否的主要依据[8-9]。本研究采用这2 个指标对拟定的39 个冻干处方进行了评价,初选出ORI-SLN 冻

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