中草药  2014, Vol. 45 Issue (10): 1393-1397
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辛夷挥发油鼻腔醇质体喷雾剂的制备及其质量评价
吴艳丽, 危红华, 张朵朵, 李莎莎, 宋艳丽, 郝保华     
西北大学生命科学学院, 陕西 西安 710069
摘要目的 研究剔除a-松油醇后的辛夷挥发油(VOMF)醇质体喷雾剂的最佳制备处方,并考察其性质和鼻黏膜纤毛毒性。方法 采用注入法制备5% VOMF醇质体,以包封率和载药量为考察指标,采用正交设计法对VOMF醇质体的制备处方进行优化,并对醇质体形态、粒径大小分布、Zeta电位、稳定性等进行评价;以在体蟾蜍口腔上腭纤毛在药物溶液作用下持续摆动时间(PVD)和持续运动率(PPV)评价不同组给药后的鼻黏膜纤毛毒性。结果 最优处方组合为大豆磷脂用量1.5%,胆固醇用量0.15%,乙醇用量36%。质量评价结果表明醇质体圆整均匀,Zeta电位为(-55.9±2.1)mV,喷雾后醇质体平均粒径下降,包封率基本无变化。鼻黏膜纤毛毒性研究表明该制剂基本无鼻黏膜纤毛毒性。结论 注入法制备的剔除a-松油醇后的VOMF醇质体工艺简单、可靠,产品稳定性好,基本无鼻黏膜纤毛毒性,表明该制剂可用于鼻腔给药。
关键词辛夷     辛夷挥发油     醇质体喷雾剂     正交试验     注入法     纤毛毒性    
Preparation of nasal ethosome sprays of volatile oil in Magnoliae Flos and evaluation of its quality
WU Yan-li, WEI Hong-hua, ZHANG Duo-duo, LI Sha-sha, SONG Yan-li, HAO Bao-hua    
College of Life Science, Northwest University, Xi'an 710069, China
Abstract: Objective To study the optimal preparation process of nasal ethosome sprays of volatile oil in Magnoliae Flos after removing a-terpineol alcohol (VOMF) and to investigate its characteristics and mucociliotoxicity. Methods The 5% VOMF ethosome was prepared with ultrasonic injection method, and the orthogonal test was used to design the formulations of VOMF ethosome which was evaluated by entrapment efficiency and drug loading as indexes. Quality evaluation included appearance, particle diameter distribution, Zeta potential, entrapment efficiency (EE), and stability. The persistent vibration duration (PVD) and percentage of persistent vibration (PPV) in situ toad oral palate cilia were observed to evaluate the mucociliotoxicity administered by various constituents. Results The optimal preparation was 1.5% of phospholipid, 0.15% of cholesterol, and 36% of ethyl alcohol. The quality evaluation showed that the ethosome was round and uniform, while the mean Zeta potential was (-55.9 ± 2.1) mV. The average particle diameter was getting smaller, the EE had no change, and no mucociliotoxicity was found after spraying. Conclusion Ultrasonic injection method used to prepare VOMF ethosome is rational and stable and it can be used for nasal administration.
Key words: Magnoliae Flos     volatile oil in Magnoliae Flos     ethosome sprays     orthogonal test     injection method     mucociliotoxicity    

辛夷Magnoliae Flos为木兰科(Magnoliaceae)木兰属Magnolia L. 植物望春花Magnolia biondii Pamp.、玉兰Magnolia denudata Desr. 或武当玉兰Magnolia sprengeri Pamp. 的干燥花蕾,有祛风发散、通鼻窍之功效[1]。现代药理研究表明,辛夷挥发油(volatile oil of MagnoliaeFlos,VOMF)具有收敛和改善微循环作用,以及对过敏性慢反应物、组胺和乙酰胆碱引起的收缩均有对抗作用[2]。但VOMF中所含的a-松油醇为毒性成分,对黏膜和纤毛有较大的剌激性[3]。本课题组前期采用硅胶柱色谱法对VOMF进行分离处理,剔除其中的a-松油醇[3],得到无a-松油醇VOMF。本实验所用制剂用药均为无a-松油醇VOMF。

近年来,已研究开发了许多治疗变异性鼻炎的VOMF新型经鼻给药剂型,如β-环糊精包合物、纳米脂质体等[4,5,6],但查阅文献,尚未见其醇质体制剂的相关研究报道,而醇质体作为包封药物的一种新型载体,与普通脂质体相比其粒径较小、结构稳定、包封率高、变形性高、透过量多,有更好的柔性,易于携带药物穿过黏膜,是良好的鼻腔给药载体[7]。因此,本实验先将剔除a-松油醇的VOMF制备成醇质体,再结合传统鼻用喷雾剂药物定量准确、鼻腔内分布均匀、吸收快、使用方便等特点[8],将其制备成醇质体喷雾剂,并对其质量进行考察,为进一步研究相关制剂提供参考,具有重要的意义。

1 仪器和材料

RE—52AA旋转蒸发仪,上海亚荣生化仪器厂;GCMS-QP2010气-质联用色谱仪,日本岛津;78—1型磁力加热搅拌器,江苏省金坛市正基仪器有限公司;FJ—200高速分散匀质机,上海标本模型仪器厂;LG16—W高速离心机,北京医用离心机厂;Zeta sizer ZEN 3600型激光粒度仪,英国Malvern公司;JEM—2000EX透射电子显微镜,日本电子公司;喷雾瓶,西安化玻仪器有限公司。

β-蒎烯(分析对照品,质量分数98%,阿拉丁试剂有限公司);VOMF(水蒸气蒸馏法提取,辛夷药材购自西安市万寿路药材市场,经西北大学胡正海教授鉴定为望春花Magnolia biondii Pamp. 的干燥花蕾,出油率为2.1%);大豆卵磷脂,天津市博迪化工有限公司;聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100),陕西森佛生物科技有限公司;盐酸麻黄碱(批号050914-1),沈阳第一制药厂;去氧胆酸钠(批号060814,北京华美生物工程公司);无水乙醇(色谱醇);0.22 μm微孔滤膜,上海新亚药业有限公司;其余试剂均为分析纯。

中华大蟾蜍Bufo bufo gargarizans Cantor,普通级,体质量50~60 g,雌雄不限,由西安交通大学实验动物中心提供,许可证号:医动字第08-016。

2 方法和结果 2.1 VOMF醇质体喷雾剂的制备

采用注入法[9]制备无a-松油醇VOMF醇质体,将处方量的大豆卵磷脂、挥发油、胆固醇溶于一定量的无水乙醇中,置于600 r/min磁力搅拌器上,维持乳化温度30 ℃,在密闭容器中用注射器以细流状缓慢注入定量的蒸馏水,注射完后继续搅拌30 min,再高速匀质(10 000 r/min)10 min,用0.22 μm微孔滤膜滤过即得,4 ℃保存。取所制得的醇质体分装于10 mL鼻腔给药喷雾瓶中,即得。

2.2 空白醇质体的制备

按“2.1”项下方法,不加挥发油,制备空白醇质体。

2.3 包封率和载药量的测定 2.3.1 包封率测定方法建立

用GC法测定VOMF醇质体的包封率和载药量[7]

2.3.2 线性关系考察

选取β-蒎烯作为内参物,利用气相色谱仪测定纯β-蒎烯溶液的GC图谱。GC的条件为炉温150 ℃;检测器温度200 ℃;进样器温度240 ℃。精密称取β-蒎烯对照品10 mg,置于10 mL量瓶中,用无水乙醇溶解并稀释至刻度,摇匀,即得质量浓度为1 mg/mL的对照品溶液。分别精密吸取0.2、0.4、0.8、1.2、1.6 mL置于10 mL量瓶中,用无水乙醇稀释至刻度,摇匀。分别精密吸取1 μL,进行GC检测,以色谱峰面积为纵坐标(Y),进样量为横坐标(X)进行线性回归,得回归方程为Y=15 909 679 X+4 709,r=0.999 8,线性范围为20~160 μg/mL。

2.3.3 供试品溶液的制备

精密吸取VOMF醇质体0.5 mL于10 mL量瓶中,加入适量Triton X-100超声后定容至刻度,即得供试品溶液。

2.3.4 精密度试验

取“2.3.3”项下质量浓度为2.5 mg/mL的供试品溶液,按“2.3.2”中的色谱条件测定,重复进样6次,以β-蒎烯的峰面积计算,其RSD值为1.57%,表明仪器精密度良好。

2.3.5 稳定性试验

取“2.3.3”项下质量浓度为2.5 mg/mL的供试品溶液,照上述色谱条件分别在0、2、4、6、8、10、12 h进样,其RSD值为1.36%,结果表明溶液至少在12 h内稳定。

2.3.6 重复性试验

取同批样品6份,分别制备供试品溶液并按色谱条件进行测定,记录峰面积,β-蒎烯峰面积的RSD值为1.50%,说明该方法重复性良好。

2.3.7 回收率试验

取空白醇质体溶液,分别加入不同量的β-蒎烯对照品溶液于量瓶中,Triton X-100破乳并稀释定容成20、80、160 μg/mL的溶液,每一质量浓度测定3次。测得平均回收率分别为99.02%、98.24%、98.56%,RSD值分别为0.96%、1.34%、1.26%,符合要求。

2.3.8 包封率和载药量测定

制备一组相同的VOMF醇质体,把醇质体平均分成2份,其中1份通过高速离心和滤膜滤过法分离,测定溶液中所含的VOMF中β-蒎烯的量(W1)。另1份通过加入一定量的Triton X-100使醇质体充分破坏,释放出包封的VOMF,然后测定总的VOMF中β-蒎烯的量(W2);以W3表示醇质体的总质量,再根据下式计算包封率和载药量。

包封率=(W2W1) / W2

载药量=(W2W1) / W3

2.4 正交试验优选处方 2.4.1 试验设计及结果

根据预试验结果,以磷脂用量(A)、乙醇用量(B)和胆固醇用量(C)为考察因素,各取3个水平进行L9(34) 正交设计,以包封率和载药量的综合评分为考察指标。评分标准为满分100分,载药量和包封率各占50%;包封率得分以各试验号包封率除最高包封率,再乘100得到,载药量得分按同法计算,综合评分将包封率和载药量2项得分相加即得。采用直观分析方法筛选醇质体的最佳处方。试验设计及结果见表 1,方差分析见表 2

表 1 L9(34)正交试验设计与结果 Table 1 Design and results of L9(34) orthogonal test

表 2 方差分析 Table 2 Analysis of variance

由试验结果可知,各考察因素对该醇质体的包封率和载药量双项综合指标中因素A对综合指标的影响最大,具有极显著性;因素B的影响次之,也具有显著性;因素C的影响不具有显著性差异。因此,确定最优处方为A1B3C2,即大豆磷脂用量为1.5%,乙醇用量为36%,胆固醇用量为0.15%,按此处方制得的该醇质体载药量为2.96%。

2.4.2 最优处方验证

按正交试验设计得到的优化处方,制备3批无a-松油醇VOMF醇质体,按“2.3.8”项下方法测得包封率分别为58.45%、57.72%、59.48%,平均包封率为(58.55±1.88)%,平均载药量为(2.96±0.04)%。故所制得该醇质体包封率和载药量稳定,所确定的优化工艺合理可行,稳定可靠,具有可操作性和重现性。

2.5 VOMF醇质体的性质考察 2.5.1 形态观察

将制备得到的VOMF醇质体样品稀释至35倍,吸取混悬液少许滴于有支持膜的铜网上,稍干后用磷钼酸负染色法染色,滤纸吸铜网边缘多余液体后置于透射电镜下观察样品的大小及形态。由透射电镜(TEM)照片(图 1)可见,VOMF醇质体为近球状小囊泡,外形圆整光滑,形态分布均一。

图 1 VOMF醇质体电镜照片 Fig. 1 Transmission electron microscope of VOMF ethosome
2.5.2 Zeta电位及粒径大小与分布

取制备得到的适量醇质体,滴入盛样器,采用电位测定仪测定醇质体的Zeta电位(图 2),结果显示Zeta电位为(-55.9±2.1)mV;采用激光粒度仪测定醇质体的平均粒径为(186.7±1.9)nm,粒径分布如图 3-A所示。

图 2 醇质体Zeta电位分布图 Fig. 2 Zeta potentialdistribution of ethosome

图 3 喷雾前 (A) 和喷雾后 (B) 粒径分布图 Fig. 3 Particle size distribution before (A) and after (B) spraying
2.5.3 醇质体的稳定性实验[3]

(1pH值测定:取制得的醇质体用精密pH计测定。

(2过氧化值的测定:采用丙二醛检测法,通过测定磷脂氧化产物丙二醛的量及其与放置时间的关系,间接地考察醇质体膜材的氧化程度,利用丙二醛在酸性条件下与硫代巴比妥酸(TBA)反应生成红色产物,在534 nm处有特异吸收的特点,测定其吸光度(A)值可得出丙二醛的量。具体方法:称取三氯乙酸(TCA)30 g,TBA 0.75 g,加0.25 mol/L盐酸200 mL,温热溶解,滤过后得到TCA-TBA-HCl溶液。精密量取醇质体混悬液0.8 mL,混匀,100 ℃水浴加热30 min,放冷,加入TCA-TBA-HCl溶解,转移至10 mL量瓶中,定容至刻度,混匀后以4 000 r/min的速度离心5 min,以TCA-TBA-HCl试液为空白,测定其534 nm处A值,即为过氧化值。

将4℃保存的醇质体分别在0、1、2、4、6个月定时取样,检测药物包封率、pH值、过氧化值,结果见表 3。由表 3可知,随着放置时间的延长,其包封率及pH值有下降的趋势,过氧化值则有所增加。但各项指标变化不大,说明该醇质体在4 ℃条件下稳定性良好。

表 3 醇质体的稳定性 (n=3) Table 3 Stability of ethosomes (n=3)
2.6 喷雾过程对醇质体的影响 2.6.1 喷雾过程对粒径的影响

用激光散射法测定VOMF醇质体喷雾前、后的粒径及粒度分布情况,其结果见图 3。醇质体粒径较小且均匀,喷雾后粒径分布范围明显变窄,160 nm左右的粒子所占的比例明显增加,平均粒径由原来的186.7 nm减少到172.8 nm,多分散指数也由原来的0.207降低到0.195。由结果可知,该醇质体喷雾后粒子更加细小而均匀。

2.6.2 喷雾过程对包封率的影响

取“2.4.2”项下制备的3批醇质体用同一喷雾瓶进行雾化,收集喷雾液,测定醇质体喷雾后的平均包封率为(58.59±0.63)%,由结果可知经喷雾器雾化后其醇质体包封率基本不变。

2.7 鼻黏膜纤毛毒性研究

中华大蟾蜍35只,随机分为7组,每组5只。以生理盐水为空白对照,选用公认无纤毛毒性的1%盐酸麻黄碱作为阴性对照品,有严重纤毛毒性的1%去氧胆酸钠作为阳性对照品[10,11]。以纤毛运动持续时间(persistent vibration duration,PVD)和纤毛持续运动率(percentage of persistent vibration,PPV)作为指标,综合评价VOMF原油、无a-松油醇VOMF及其醇质体喷雾剂和空白醇质体的鼻黏膜纤毛毒性。将蟾蜍仰卧固定在蛙板上,以止血钳牵拉使其口腔张开,于上腭黏膜处分别滴加上述7组溶液各0.5 mL,使完全浸没上腭,接触0.5 h后用生理盐水冲洗干净,剪取上颚黏膜3 mm×3 mm,用25 ℃生理盐水冲洗干净药物后,小心分离上腭黏膜,随即用生理盐水洗净杂物。然后使纤毛面向上平铺于载玻片上,于黏膜表面滴加生理盐水,盖上盖玻片,光学显微镜下观察纤毛运动情况。将黏膜置于预先用少量蒸馏水饱和的层析缸中,密闭,环境温度25 ℃,此后每隔适当时间取出上颚标本于光学显微镜下观察,记录从给药开始至纤毛运动停止所持续的时间,即PVD。以各给药组的PVD除以生理盐水组的PVD即得PPV,PPV越高,则表示药物对纤毛的毒性越小。由表 4可知,与生理盐水组比较,VOMF原油组的PVD为432 min,具有显著性差异;与VOMF原油组比较,无a-松油醇VOMF组的PVD增加了185 min,PPV也由原来的57.4%增加到82.0%;将无a-松油醇VOMF制备成醇质体喷雾剂后其PPV达到92.2%,与空白醇质体比较无显著性差异。这些结果表明,空白醇质体鼻腔给药无纤毛毒性,VOMF原油组具有显著的纤毛毒性,而无a-松油醇VOMF醇质体喷雾剂组从给药开始至纤毛运动停止所持续的时间明显延长。

表 4 各组纤毛PVD和PPV (±s,n=5) Table 4 PVDand PPV in each group (±s,n=5)
3 讨论

醇质体的平均粒径与药物包封率是评价药物传递系统的重要参数,实验发现乙醇和磷脂量可直接影响醇质体的包封率,且乙醇量过低不利于醇质体对药物的包封,胆固醇在制备过程中可增强醇质体的稳定性,这与相关研究的结论基本一致[12]。本实验制得的醇质体通过电镜观察,其形状规则近似球形,粒径理想。Zeta电位为(-55.9±2.1)mV,表明醇质体粒子表面带负电荷,这在一定程度上阻止了醇质体粒子的聚集,保证了混悬液的稳定性,显示处方工艺可行,但由于是首次将VOMF中的毒性成分a-松油醇剔除后制备成醇质体,其包封率和载药量相对较低,因此,其制备工艺有待进一步提高。

纤毛毒性试验显示,VOMF原油直接鼻腔给药后具有显著的纤毛毒性,而经分离处理后的挥发油成分与VOMF原油相比,纤毛毒性明显下降,纤毛持续运动百分率达到82.0%,这可能与剔除挥发油中的毒性成分密切相关。本实验将其制备成醇质体后基本无纤毛毒性,也表明醇质体可以安全用于鼻腔给药,这与相关研究结论基本一致[13]

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