重芪结肠靶向微丸是针对结肠癌患者便血、腹泻、局部疼痛、肠道菌群失衡常见症状[1],选用重楼、黄芪精制而成的中药新制剂,方小力专、疗效确切、服用方便。方中重楼Paridis Rhizoma具有较强的止血、镇痛作用,并可诱导肿瘤细胞凋亡[2-4]及抑菌作用[5];黄芪Astragali Radix可显著提高机体免疫力,发挥抗肿瘤作用,同时可平衡结肠癌肠道微生态菌群结构[6-7]。结肠靶向给药可有效避免肝、胃肠道的首关效应,提高结肠局部药物浓度,提高药效,同时微丸剂型体积较小,药物在肠道内表面分布面积大,转运时间长,有利于药物吸收,发挥长效作用,本研究制备重芪结肠靶向微丸,为临床结肠癌的防治提供新思路和新选择。
1 仪器与材料HJ-400-P挤出-滚圆制丸机,重庆荣凯机械制造有限公司;WBF-1型多功能流化床,重庆英格制药机械有限公司;Aglient 1260型高效液相色谱仪,安捷Agilent有限公司;AB135-S型电子天平,Mettler Toledo公司;ZB-1C智能溶出试验仪,天津大学精密仪器厂。
对照品重楼皂苷Ⅰ(批号111590-200402,质量分数92.1%)、重楼皂苷Ⅱ(批号111591-200402,质量分数93.4%),均购自中国食品药品检定研究院;微晶纤维素(MCC),台湾名台公司;糊精,海盐六合药业有限公司;重楼总皂苷-羟丙基环糊精包合物,总皂苷45.5%,重楼皂苷Ⅰ 15.6%,重楼皂苷Ⅱ 14.6%,自制;黄芪总多糖,总多糖61.3%,自制;Eudrugit S100、Eudrugit L100、Eudrugit L100-55,德国Rohm公司;滑石粉,上海昌为医药辅料技术有限公司;单硬脂酸甘油酯,北京华威锐科化工有限公司;柠檬酸三乙酯(TEC),上海迈瑞尔化学技术有限公司;十二烷基硫酸钠(SDS),湖南尔康制药有限公司;乙腈和磷酸溶液为色谱纯;水为纯净水;其他试剂均为分析纯。
2 方法与结果 2.1 载药微丸的制备 2.1.1 软材的制备取50% MCC、20%糊精、30%重楼和黄芪有效部位(1:2)混合物,以85%乙醇为黏合剂,制备软材。
2.1.2 正交试验优选微丸制备工艺结果可知,B、C因素为显著因素(B>C),A为不显著性因素,从提高效率角度考虑,A因素可选择水平3,C因素可选择水平2,综合直观分析和方差分析结果,拟定A3B2C2为最佳提取工艺,即挤出速率为60 r/min,滚圆速度为1 200 r/min,滚圆时间为5 min。
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表 1 正交试验设计及结果 Table 1 Design and results of orthogonal test |
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表 2 方差分析 Table 2 Analysis of variance |
2.2 包衣微丸的制备[8]
取载药微丸适量,置于流化床底喷包衣锅中,风机频率25 Hz,进风温度40 ℃,喷液速度2 m/min,喷枪压力0.7 MPa。包衣结束后40 ℃继续干燥5 min,微丸相互间不黏连,将微丸从流化床内取出,即得。
2.3 重楼皂苷Ⅰ和重楼皂苷Ⅱ的定量测定方法[9] 2.3.1 色谱条件采用Kromasil C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),以乙腈-水(48:52)为流动相;检测波长为203 nm,体积流量1.0 mL/min;柱温40 ℃。理论板数按重楼皂苷Ⅰ峰计算应不低于4 000。
2.3.2 对照品溶液的制备取重楼皂苷Ⅰ和重楼皂苷Ⅱ对照品适量,精密称定,加甲醇制成质量浓度均为0.4 mg/mL的混合对照品溶液,即得。
2.3.3 供试品溶液的制备取微丸适量,研细,取约2.0 g,精密称定,置具塞锥形瓶中,精密加入甲醇25 mL,称定质量,超声处理(功率250 W,频率50 kHz)30 min,放冷,再称定质量,以甲醇补足减失的质量,摇匀,滤过,取续滤液,即得。
2.3.4 空白样品溶液的制备按微丸制备工艺、处方比例,不加重楼总皂苷有效部位,制得模拟制剂,按供试品溶液的制备方法制备样品,即得。
2.3.5 专属性考察精密吸取对照品溶液、供试品溶液及空白样品溶液各10 μL,注入高效液相色谱仪,供试品中重楼皂苷Ⅰ和重楼皂苷Ⅱ色谱峰能达到分离,且保留时间与对照品一致;空白样品溶液无干扰,见图 1。
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图 1 混合对照品(A)、样品(B)及空白样品(C) HPLC图 Fig.1 HPLC of mixed reference solution (A), sample solution (B), and black samples (C) |
2.4 体外释放度的测定
按《中国药典》2015年版四部通则0931第一法进行试验,取适量微丸装于普通胶囊壳中,分别依次测定其在人工胃液(pH 1.2的稀盐酸)2 h、人工肠液(pH 6.8的磷酸缓冲液)4 h、人工结肠液(pH 7.6的磷酸缓冲液)2 h中的释放情况。转速为100 r/min,介质温度为(37.0±0.5)℃,于规定时间(在人工胃液中分别于10、30、60、90、120 min取样,人工肠液中分别于30、60、120、240 min取样,人工结肠液中分别于10、20、30、60、90、120 min取样)取释放液5 mL,并迅速补充等体积等温度的溶出介质,滤过,测定重楼皂苷Ⅰ、重楼皂苷Ⅱ的量,计算药物的累积释放度(RR)[10]。
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Cn为第n次取样时释放介质中重楼皂苷Ⅰ、Ⅱ的质量浓度之和,V为释放介质的体积,V′为第n次取样前的取样体积,W为微丸中所能释放的重楼皂苷Ⅰ、Ⅱ质量总和
2.5 包衣处方的优选 2.5.1 包衣材料的选择参考相关文献方法[11],分别配制3种常用的包衣液:称取Eudragit S100、Eudragit L100、Eudragit L100-55各10 g,分别缓慢加至100 mL 95%乙醇溶液中,搅拌溶解,将5% TEC、1.5%单硬脂酸甘油酯加至上述95%乙醇溶液中,继续搅拌分散均匀,过50目筛,即得。分别用以上3种包衣液进行包衣,包衣增重20%,测定RR,结果见表 3,绘制释药曲线,结果见图 2。结果表明,Eudragit S100、Eudragit L100、Eudragit L100-55 3种包衣材料在2 h内(人工胃液中)几乎不释放,在人工肠液4 h的RR分别为6.12%、78.56%、85.47%,在人工结肠液2 h的RR分别为96.31%、95.86%、96.52%。因此选用Eudragit S100为结肠包衣材料。
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表 3 不同包衣材料的RR测定结果(x±s, n=3) Table 3 Cumulative release rate of coated pellets with different coating materials (x±s, n=3) |
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图 2 不同包衣材料的释药曲线(n=3) Fig.2 Release curves of coated pellets with different coating materials (n=3) |
2.5.2 包衣增重的选择
分别选取10%、15%、20% 3种包衣增重量对微丸进行包衣,测定RR,结果见表 4,绘制释药曲线,结果见图 3。结果表明,包衣增重15%和20%释药曲线符合结肠靶向释药的要求,为提高效率,节省物料,选择包衣增重为15%。
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表 4 不同包衣增重的RR测定结果(x±s, n=3) Table 4 Cumulative release rate of coated pellets with different weight gains in coating levels (x±s, n=3) |
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图 3 不同包衣增重的释药曲线 Fig.3 Release curves of coated pellets with different weight gains in coating levels |
2.5.3 增塑剂用量的选择
分别以含3%、5%、7% TEC的包衣液对微丸进行包衣,观察形成的衣膜是否光滑完整,并测定RR,结果见表 5,绘制释药曲线,结果见图 4。观察不同TEC用量包衣所得微丸,5%、7%用量所得微丸衣膜光滑完整,由释药曲线可知,5%、7% TEC用量符合结肠靶向释药的要求,为节省物料,选择TEC用量为5%。
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表 5 不同TEC用量的RR测定结果(x±s, n=3) Table 5 Cumulative release rate of coated pellets with different amounts of TEC (x±s, n=3) |
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图 4 不同TEC用量的释药曲线 Fig.4 Release curves of coated pellets with different amounts of TEC |
2.5.4 抗黏剂用量的选择
分别以含0.5%、1.0%、1.5%单硬脂酸甘油酯的包衣液对微丸进行包衣,观察包衣过程中微丸是否发生粘连。结果在包衣过程中,0.5%、1.0%单硬脂酸甘油酯用量包衣微丸有粘连现象,1.5%的单硬脂酸甘油酯用量微丸包衣无粘连现象,因此选用抗黏剂单硬脂酸甘油酯的用量为1.5%。
2.6 验证试验按确定的制备工艺及包衣处方制备3批样品,测定微丸收率及重楼皂苷Ⅰ、重楼皂苷Ⅱ的量,结果见表 6。测定RR,绘制释药曲线,结果见图 5。由图可知,结果3批微丸释药曲线均符合结肠靶向释药要求,表明3批微丸制备工艺稳定可行,具有良好的体外结肠释药特征。
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表 6 3批结肠靶向微丸收率及定量测定结果(x±s, n=3) Table 6 Yield and contents of PRS I and II of colon-specificpellets with same membrane coating (x±s, n=3) |
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图 5 3批结肠靶向微丸的释药曲线(n=3) Fig.5 Release curves of three batches of colon-specific pellets with same membrane coating (n=3) |
3 讨论
本实验采用挤出-滚圆-流化床法包衣制备重芪结肠靶向微丸。实验结果表明,以Eudrugit S100为包衣材料,以1.5%单硬脂酸甘油酯为抗黏剂,5%柠檬酸三乙酯为增塑剂,包衣增重15%,制备的微丸在人工胃液中2 h几乎无药物释放,在人工肠液中4 h RR<10%,在人工结肠液中2 h RR>90%,显示出所制备的重芪结肠靶向微丸具有良好的结肠靶向性,本研究后期还将进一步考察其在体内的结肠释药特性。
重楼总皂苷水溶性较差,直接制成微丸后药物难以释放,影响释放度的测定,因此本研究前期对重楼总皂苷进行了聚乙二醇分散、羟丙基环糊精包合等研究,最终选择重楼总皂苷-羟丙基环糊精作为原料进行微丸的制备。微丸制备常用MCC、粉状纤维素、玉米芯粉、糊精、淀粉、乳糖等辅料,由于本微丸含有黏性较大的黄芪多糖成分,经预试验选用MCC和糊精作为制剂辅料,同时结合给药剂量和成型工艺,当药物-MCC-糊精质量比例为3:5:2时,制备的软材能被顺利挤出,微丸收率高。
滑石粉为微丸包衣常用的抗黏剂,但其容易导致微丸包衣膜不均匀,且容易阻塞流化床喷液枪头,本实验前期对抗黏剂滑石粉、单硬脂酸甘油酯、微粉硅胶的等进行了筛选,最终选定用量较少、抗黏效果较好的单硬脂酸甘油酯为抗黏剂。
针对结肠癌患者灌肠、栓剂给药方式不易接受,给药不方便的弊端,本研究精选临床常用抗肿瘤中药重楼、黄芪,经精制制备结肠靶向口服制剂,方小力专、服用方便、便于患者长期用药。
常见的结肠靶向给药类型主要有时间控制型、pH依赖型、细菌降解型(酶型)等,由于时间依赖型易受食物影响,本研究未涉及。由于本制剂的定位为轻中度结肠癌的辅助治疗,考虑到癌症病理状态下,结肠内肠道菌群处于失衡状态,对细菌降解型(酶型)制剂药物的释放可能会产生一定的影响,因此,本研究制备适应性较好的pH依赖型结肠靶向制剂,以发挥更好的结肠癌治疗作用。
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