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姜黄素纳米脂质体制备工艺优化研究

2023-05-07 16:00:13

陈祎,杨太旺,吴剑兰,陈莉 (.江西省九江市第一人民医院,江西 九江 33000;.广东云浮中医药职业学院,广东 云浮 57499;3.江西省九江市中医医院,江西 九江 33900)

姜黄素(curcumin,Cur)是一种多酚类天然活性物质,主要存在于姜黄根状茎中[1]。现代药理研究表明,姜黄素具有抗炎[2]、抗氧化[3]、抗肿瘤[4-5]及治疗神经性疾病等多种功效,具有良好的临床应用前景。但因其水溶性极差、容易发生降解等因素,降低了其在人体中的生物利用度,使其使用范围受限,无法广泛应用于临床[6],本研究对姜黄素纳米脂质体(curcumin nanoliposomes,Cur-np)的制备工艺进行优化,采用薄膜分散法制备Cur-np,以载药量(Drug loading efficiency,DL)及包封率(Entrapment Efficiency,EE)为主要指标对其进行质量评价,利用单因素考察和星点设计-效应面法对制备工艺进行优化,以期改善姜黄素的水溶性,提高生物利用度,有效扩大其临床应用范围。

1.1 材料与仪器 姜黄素(上海阿拉丁,纯度>98%)、卵磷脂(Avanti Polar Lipids公司,纯度95%)、胆固醇、乙醚、无水乙醇、磷酸缓冲盐溶液(上海博升)、微孔滤膜(德国CNW公司)、旋转蒸发仪(上海亚荣,RE-2000A)、pH计(上海仪电,PHS-3C)。

1.2 实验方法

1.2.1 HPLC法测定样品中姜黄素的含量 色谱条件为:Kromasii C18柱,MDI检测器;
流动相:甲醇∶水(含4%冰乙酸)=(68∶32);
流速1.0mL/min;
检测波长为 428nm;
柱温T-30℃;
进样量20μL。

1.2.2 薄膜分散法制备Cur-np 精密称取卵磷脂0.3002g和胆固醇0.1007g于梨形瓶中,加入20mL乙醚,振摇,再加入姜黄素无水乙醇溶液5mL,于旋转蒸发仪上30℃蒸干成膜,然后加入磷酸缓冲盐溶液40mL,旋转20min使膜溶解,放置3h使其充分水合,超声3min,过0.45μm滤膜,即得Cur-np。

1.2.3 Cur-np包封率(EE)及载药量(DL)的测定 精密量取Cur-np样品2mL置于离心管中,于4500r·min-1条件下离心15min,吸取上清液超声破乳后,用无水乙醇定容,摇匀测定吸光度定为A包封,计算包封Cur的质量记为m包封;
从同一样品中另取Cur-np样品2mL超声破乳后,用无水乙醇定容,摇匀测定吸光度定为A总,计算加入Cur的总质量记为m总。按如下公式计算:EE(%)=m包封/m总×100%,DL(%)=m包封/mCur-np×100%。mCur-np是Cur-np的总质量。

2.1 单因素考察 在单因素试验的基础上,选择对包封率、载药量影响较大的3个因素:PBS浓度、PBS的pH值和姜黄素的用量。进行3因素5水平正交试验以优化处方,结果显示各因素对包封率、载药量的影响:A>C>B;
当PBS浓度为30mmol·L-1时,包封率、载药量较大;
当PBS的pH值为5.5时,包封率、载药量较大;
当姜黄素用量为1mg时,包封率、载药量较大。见表1、表2。

表1 正交设计的因素和水平

表2 正交设计试验的结果

2.2 星点设计试验 根据单因素考察结果,以PBS浓度(A)、PBS的pH值(B)和姜黄素的用量(C)为考察因素,采用星点设计优化显微常数测定条件,对其处方作进一步优化(水平取值为0、±1、±λ)。各因素水平见表3,结果见表4。

表3 星点设计因素水平表

表4 星点设计试验安排及结果

2.3 回归系数的显著性检验 对星点设计结果进行拟合分析,显示:模型Y1中A、B、AB、AC、A2、B2极显著(P<0.001),C、BC显著(P<0.05),其他项不显著;
模型Y2中A、C、BC、B2极显著(P<0.001),B、AB、AC、C2显著(P<0.05),其他项不显著,见表5。

表5 回归系数的显著性检验

2.4 最优处方验证试验 依据选定的最优处方制备3批Cur-np样本,测定其EE、DL,结果显示EE平均在93%以上、DL达7%以上,均较高;
3批Cur-np样本EE、DL的实测值与预测值之间的偏差均<2%,表明本研究设计预测良好,工艺可复制性较好,制备工艺稳定性高,见表6。

表6 最优处方的验证试验

由于Cur在水中的溶解性较差,使药物的生物利用度受到限制,其次,肝脏的第一关卡效应使其发挥作用的药量减少,导致Cur的片剂和胶囊等常用制剂的生物利用度进一步降低[7];
本研究采用薄膜分散法制备姜黄素纳米脂质体,通过单因素实验筛选出影响较大的3个因素:姜黄素用量、PBS的pH值、PBS浓度,并进一步以Cur载药量及包封率为指标,通过3因素5水平的星点设计-效应面法优化得到最终处方。星点设计所得到的最佳制备处方为:姜黄素用量为1mg、PBS的pH值为5.5、PBS浓度为30mmol·L-1,处方验证试验证实,包封率在93%以上、载药量达7%,均较高,且3批Cur-np样本EE、DL的实测值与预测值之间的偏差均<2%。表明本研究制备的Cur-np可改善Cur水溶性和化学稳定性,延缓Cur在生物体内的释放速度,提高生物利用度,可为有效扩大其临床应用范围提供参考依据。同时多项研究显示,Cur纳米制剂可大幅度改善Cur的溶解性、提升Cur的生物利用度[8],与本研究结果具有一定的一致性。

综上所述,Cur-np的最优处方是姜黄素用量为1mg、PBS的pH值为5.5、PBS浓度为30mmol·L-1,根据优化处方工艺制备的Cur-np包封率和载药量均较高。

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