摘要: 以壳聚糖和海藻酸钠为载体原料,制备了载胰岛素的缓释剂,进行了缓释性能研究,利用正交实验方法,优化了制备工艺条件。结果表明,最佳制备工艺为:壳聚糖与海藻酸钠的质量配比为1: 2,加胰岛素量为28mL( 浓度为1. 0mg /mL) ,混合溶液( 担载胰岛素后) 反应时间为30min;采用最佳工艺条件制备的缓释剂在模拟人工胃液中溶出4h 时溶液中胰岛素浓度为26. 6μg /mL。
关键词: 壳聚糖;海藻酸钠;缓释剂;溶出度
药物使用的有效性与安全性是目前人们普遍关心的重要问题,每种药物都有一定的适用浓度范围,浓度过低达不到治疗效果,过高又会产生毒副作用。药物缓释剂是通过药物载体的载药系统将药物缓慢或可控释放的药物制剂,具有靶向性、控释性、安全性等特点。
壳聚糖具有无毒性、生物官能性和良好的生物相容性、安全性、生物活性、微生物降解性等优良性能,在医药、食品、化工、水处理、金属提取及回收、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展[1 - 4]。作为药物载体,壳聚糖能缓慢的释放药物,提高药物的利用度[5] 和化疗药物的靶向性[6],然而,壳聚糖分子中内外氢键的相互作用,形成了有序的大分子结构,溶解性能卉差,在药物释放过程中具有pH 依赖性,这限制了它在许多方面的应用。海藻酸钠具有药物制剂辅料所需要的稳定性、溶解性、粘性和安全性、良好的生物相容性,具有形成凝胶和成膜能力、降低人体内的胆固醇含量和软化血管的作用、可生物降解性、抗氧化、增强免疫力等生物活性,能提高药物的包封效果以及在模拟肠液中的释放作用[7]。
海藻酸钠与壳聚糖形成复合物[8]具有pH 敏感性,可以抑制溶菌酶对壳聚糖的降解,在胃酸条件下,形成致密稳定的网状结构,药物释放缓慢。到达小肠后,海藻酸离子化,复合物膨胀疏松,间隙增大,药物释放快[9 - 10]。因此,壳聚糖和海藻酸钠两种天然多糖是食品工业、制药业和牙科常用载体的原材料[11 - 12],也是多数药物制剂辅料的首选。
胰岛素是治疗胰岛素依赖型糖尿病的首选药物,注射几乎是胰岛素临床应用的唯一给药途径,但是胰岛素在血液中半衰期短,必须重复注射给药,给患者造成身体、精神、经济上的巨大负担。而胰岛素直接口服易被胃肠道消化酶降解,采用壳聚糖载体制备胰岛素缓释制剂的研究有望提高胰岛素口服生物利用度,近年来对其研究比较多[13 - 18]。本文利用壳聚糖和海藻酸钠的特性,制备了壳聚糖- 海藻酸钠- 胰岛素缓释剂,优化了制备工艺,并研究了缓释剂的释放性能。
1 材料与方法
1. 1 材料与试剂
海藻酸钠: 生化试剂,天津市福晨化学试剂厂;壳聚糖: 生化试剂( 脱乙酰度90. 0%,黏度< 100Pa. S,相对分子质量220000) ,国药集团化学试剂有限公司; 胰岛素标准品: 生化试剂( 27IU/mg,20mg /每支,批号504 - 8708) ,中国药品生物制品检定所;胃蛋白酶: 生化试剂( 酶活力1200U/g) ,国药集团化学试剂有限公司; 0. 9% 氯化钠注射液,山东结晶药业有限公司; 考马斯亮蓝G - 250,分析纯,国药集团化学试剂有限公司。
1. 2 主要仪器
精密电子天平: FA2204B,上海佑科仪器仪表有限公司; 循环式多用真空泵: SHB - IIIA,上海豫康科教仪器设备有限公司; PH 计: PHS - 3CW,上海精科有限公司; 真空冷冻干燥机: LGJ 双- 10C,北京四环科技仪器厂有限公司; 傅立叶红外分光光度仪: FTIR,天津港东科技发展股份有限公司; 片剂四用测试仪: PJ - 3,天津市国铭医药设备有限公司; 扫描电镜: Quanta200,Philips, Japan。
1. 3 实验方法
1. 3. 1 胰岛素溶液的配制
向50mL 容量瓶中加入精密称量的一定质量的胰岛素,用0. 01 mol /L 的盐酸溶液溶解后,用0. 01mol /L 的NaOH 溶液调节pH 至7. 0,加入蒸馏水稀释,定容至刻度,配制成一定浓度的胰岛素溶液原液,放置冰箱中低温保存,备用。
1. 3. 2 显色剂的配制
搅拌下将50mg 考马斯亮蓝G - 250 溶解在25mL95%乙醇溶液中,然后加入60mL85% 磷酸,用蒸馏水定容到500mL,滤去不溶物,即得到磷酸含量为120mL /L 的考马斯亮蓝G - 250 显色剂。
1. 3. 3 胰岛素缓释剂的制备
精确称量1g 海藻酸钠,加入99mL 去离子水,搅拌溶解配制成1%的海藻酸钠溶液。精确称量0.4g 壳聚糖,加入2% 乙酸,搅拌溶解后,用饱和氢氧化钠调解PH 至6. 0。量取80mL 1%的海藻酸钠溶液,超声分散下滴加一定浓度的胰岛素溶液,混合均匀后,滴加到20mL 0. 18mol /mL 氯化钙溶液中,恒温25℃,搅拌30 分钟。将混合液滴加到壳聚糖溶液中,充分搅拌。搅拌5 分钟后,滴加到80mL 无水乙醇中,恒温25℃,搅拌30 分钟。搅拌结束后,离心分离,得到担载胰岛素的壳聚糖- 海藻酸钠制剂。将制备的载胰岛素制剂样品放置冰箱中预冻24h,然后在真空冷冻干燥机中真空冷冻干燥6h,得到胰岛素缓释剂。
1. 3. 4 红外光谱的测定
为确定缓释剂的组成,采用傅立叶红外分光光度仪、用KBr 压片,对样品进行红外光谱测定和分析。将待测的固体样品与溴化钾一起研磨混合均匀后,压制成透明的薄片,进行红外扫描,扫描的波长范围为400cm - 1 ~ 4000cm - 1。
1. 3. 5 标准曲线的测定
分别取浓度为0. 025mg /mL 的胰岛素标准溶液0.0mL、0. 3mL、0. 6mL、0. 9mL、1. 2mL、1. 5mL、1. 8mL、2.1mL 加到8 支20mL 具塞试管中,再向每只试管中分别加入考马斯亮蓝G -250 显色剂5mL,用去离子水稀释至刻度,混匀,用TU -1901 双光束紫外- 可见分光光度计在400 - 800nm 范围内测定溶液的吸光度,并以吸光度对胰岛素质量浓度进行线性回归。
1. 3. 6 人工胃液的制备
称取2g 氯化钠和3. 2g 胃蛋白酶,加入7. 0mL 盐酸,溶解,加水稀释至1000mL, pH 调至1. 5,混匀,用0.2μm 的无菌滤头过滤,制得人工胃液,待用。
1. 3. 7 缓释剂体外释放性能测定
采用溶出度测定方法测定缓释剂的药物体外释放性能。称量0. 0928g 缓释剂样品,制备成胶囊。将胶囊放入溶出度仪的转篮中,操作容器为含
1000mL 人工胃液的圆底烧杯,恒温37℃,每隔一小时,量取少量溶出液,用0. 22μm 微孔滤膜过滤,向50mL 容量瓶中精确移取0. 4mL 滤液,加入5mL 考马斯亮蓝指示剂,用去离子水稀释至刻度,摇匀溶液,测定其吸光度[19],按标准曲线计算药品含量。