李强
(山东省东营市药品检验所,山东 东营 257091)
环糊精(cyclodextrin)是环糊精糖苷转移酶与淀粉作用生成的含有6~12个葡萄糖分子的环状多糖化合物[1],是良好的天然合成包合材料。已知环糊精有很多同系物,常见的是α-环糊精、β-环糊精和γ-环糊精3种。其中β-环糊精在胃中不易分解,在肠道中受消化酶及肠道微生物的作用开环形成低聚糖后,作为一种碳水化合物参与机体代谢,因此无蓄积作用,是一种理想载体。β-环糊精及其部分甲基化衍生物的急性和慢性毒性实验、致畸、致癌、致突变实验等均证明其安全无毒[2-3]。近年来β-环糊精包合技术在中药制剂领域备受关注。
1.1 饱和水溶液法
将β-环糊精制成饱和水溶液,加入药物(对于在水中不溶的药物,可加入适当溶剂助溶),搅拌混合30 min以上,使药物被包合,加入有机溶剂使析出沉淀,过滤,根据药物的性质用适当的溶剂洗涤、干燥,即得稳定的包合物。此法亦称为重结晶法或共沉淀法,是目前研究中采用最多的方法,也是较适合大生产的方法。李可强等[4]以饱和水溶液法,通过正交试验,以油利用率和成品率为指标,优选了β-环糊精包合止咳颗粒中挥发油的最佳工艺,挥发油:β-环糊精为1∶6,包合温度为35℃,包合时间为30min。李丰文等[5]也采用正交试验法,对急咳停颗粒中挥发油β-环糊精包合物的制备进行研究,考察挥发油利用率、包合物得率2个指标,采用差示扫描量热法(DSC)验证包合物,优选出最佳工艺,挥发油:β-环糊精为1∶10,β-环糊精:水为1∶12,包合温度为40℃,包合时间3h。
1.2 超声法
将药物加入β-环糊精饱和水溶液中,用超声波破碎仪或超声波清洗机,选择合适的超声强度和时间,析出的沉淀过滤,根据客分子药物的性质用适当的溶剂洗净、干燥,即得稳定的包合物。许梅[6]用正交试验法探讨了超声法制备β-环糊精包合香附挥发油的最佳工艺,油:β-环糊精为1∶6,包合温度30℃,包合时间为20min。此法操作方便,包合率高,便于工业化生产。
1.3 研磨法
将β-环糊精与定量的固体药物混合,在球磨机或研钵中研磨一定时间,即得成品。此方法多用手工操作,适合少量制备,不适于大生产。郭涛等[7]研究了蟾酥β-环糊精包合物的制备工艺,球磨法优于其他几种制备方法,其蟾毒配基类化合物的包合率达85.42%。
1.4 胶体磨法
在工业生产中,胶体磨法可以代替研磨法,且更加快速、简便,适合于工业化大生产。李希等[8]比较了胶体磨法、搅拌法、超声法包合羌活挥发油,结果胶体磨法包合效率最高,且具有工业化应用前景。
1.5 冷冻干燥法和喷雾干燥法
药物制成包合物后易溶于水,且在干燥过程中易分解、变色则适用冷冻干燥法,而后者适用于难溶性和疏水性药物。
2.1 缓释和靶向制剂载体
β-环糊精与药物结合形成包合物,可起到贮存药物的作用,控制药物释放,利用包合物的特殊理化性质还可以达到药物在靶向部位释放的目的[9]。赵榆林等[10]采用饱和溶液法制备包合物,采用分光光度法考察盐酸小檗碱包合物的体外溶出度和缓释作用,结果其溶出速率明显减缓,具有一定的缓释作用,同时具更高的生物利用度。
2.2 提高生物利用度
环糊精具有疏水的内腔和亲水的表面,低溶解度的药物在包合物中,失去了原有的结晶性而以分子状态存在,提高了药物溶解度和生物利用度。张海燕等[11]对灯盏花素的β-环糊精包合物进行药代动力学研究时发现,包合物溶解度比灯盏花素提高了148倍,包合物在整个肠段的吸收率随溶解度增加而提高,主要吸收峰达峰时间提前,最高血药浓度大大提高,生物利用度显著增加。高永荣等[12]用含0.2%十二烷基硫酸钠的人工胃液作溶出介质,测定β-环糊精包合蛇床子素的体外溶出度,表明包合物溶出明显快于原药,包合物90min累积溶出量为(92.53±0.14)%(n=3),蛇床子素为(35.01±0.09)%(n=3),包合物溶出量约原药的3倍。高永荣等[13]又进行了兔体内生物利用度测定,兔体内蛇床子素组药物达峰时间(Tmax)为(4.0±0.5)h,峰浓度(Cmax)为(4.8±0.5)mg/L,0~24h药时曲线下面积(AUC0-24)为(48.7±11.7)mg·h/L;包合物组 Tmax为(1.50±0.25)h,Cmax=(8.6±1.1)mg/L,AUC0-24=(76.9±15.7)mg·h/L,经配对 t检验,Tmax、Cmax、AUC0-24差异均有显著性(P<0.05),以蛇床子素的 AUC0-24为参照,包合物的生物利用度为(158.9±12.3)%。张典瑞等[14]将肠康颗粒挥发油制成β-环糊精包合物,并对其进行了分析验证,发现β-环糊精包合技术可以提高生物利用度。包合物还可制成注射剂,进一步提高药物的生物利用度,增强药效,减少给药剂量。
2.3 增加药物稳定性
易受光、热、空气等环境因素影响的药物,经β-环糊精包合后,药物分子处于β-环糊精的桶状内腔中,与外界接触减少,稳定性增加,疗效得到保证。张卫东等[15]经试验证明,挥发油β-环糊精包合物的抗光解性、热稳定性及湿稳定性明显提高,挥发性降低。宋洪涛等[16]报道,大蒜油的2-羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)包合物稳定性显著提高,但其水溶液大蒜素含量在30,45min时分别降低约18%,22%,仍无法满足注射剂的标准,应考虑制成粉针剂且避光冷藏。单静颖[17]研究了木犀草素β-环糊精包合物的稳定性,结果表明,经β-环糊精包合的木犀草素2年后含量为87%~97%,而未包合的木犀草素仅为49%~66%,稳定性大大增加。李桂兰等[18]采用经典恒温法考察了柴胡挥发油-β-环糊精包合物溶液在不同温度条件下的浓度变化,即反应速率常数,结果表明,β-环糊精包合物可以提高柴胡挥发油溶液的稳定性。
2.4 液体药物固体化
普通固体制剂工艺中,挥发性成分以乙醇溶解后,喷洒于干燥颗粒或粉末中,很容易挥发损失。β-环糊精包合可使挥发性成分粉末化,能制成散剂、颗粒剂、片剂、胶囊剂等剂型,剂量准确,便于保存和携带。刘书堂等[19]采用β-环糊精包合藿香油、紫苏叶油和厚朴油制备的藿香正气袋泡剂中,挥发油含量明显高于同剂量的汤剂、片剂、水丸和蜜丸,与软胶囊含油量接近。β-环糊精技术可以使肠康颗粒的挥发油固体化,从而减少挥发损失,便于制剂[14]。
2.5 掩盖不良气味,减少或消除药物的毒性
很多中药具有臭味、苦涩味、刺激性和毒性,儿童和老人的依从性差,将其制成β-环糊精包合物,可以有效掩盖不良气味,减轻不良反应。方晓玲[20]用β-环糊精包合大蒜精油,不但可以掩盖大蒜特异的臭味,还能减少对胃肠道的刺激性。采用β-环糊精包合蟾酥,也能掩盖其难闻的臭味[7]。
β-环糊精在中药制剂中已经有了较广泛的应用,但仍存在一些缺点。例如,β-环糊精分子中C2和C3位基之间可形成分子内氢键而导致其水溶性差,在100mL水中β-环糊精的溶解度仅为1.85 g[21]。因此,人们开始对β-环糊精进行结构修饰,制备各种衍生物,如引入甲基、乙基、羟丙基等基团,破坏其氢键,从而使其理化性质尤其是水溶性发生显著改变,弥补β-环糊精的不足,为其更广泛的应用奠定基础。
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