氟苯尼考微球的制备及缓释性能的研究

李仲谨，田晓静，杨 威

（陕西科技大学化学与化工学院，教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，陕西西安710021）

氟苯尼考微球的制备及缓释性能的研究

李仲谨，田晓静，杨 威*

（陕西科技大学化学与化工学院，教育部轻化工助剂化学与技术重点实验室，陕西西安710021）

以可溶性淀粉作为原料，N，N′－亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，采用包埋法制备了氟苯尼考淀粉微球，通过响应曲面实验设计，以载药量和包封率的综合得分为指标，优化了氟苯尼考淀粉微球的制备工艺；并进一步采用体外动态释药法评价其释药特征；分别用激光粒度分布仪和扫描电镜对载药微球进行了表征。结果表明最佳工艺条件为：淀粉4g、氟苯尼考0.18g，交联剂0.94g，反应时间1.46h；影响因素的大小依次为：氟苯尼考质量＞交联剂用量＞反应时间；按优化工艺参数制得的载药微球载药量28.1%，包封率为64.2%；氟苯尼考淀粉微球体外释药规律符合一级释放方程和Korsmeyer－Peppas模型方程；氟苯尼考载药微球具有一定缓释效果，其制备方法合理可行。

淀粉微球，氟苯尼考，包埋载药，响应曲面法，体外释药

淀粉微球（starch microspheres）因具有无毒性、生物相容性、可生物降解性、价格低廉等优点，已作为靶向制剂的药物载体在医药卫生领域得到广泛研究和应用［1－2］。氟苯尼考（Florfenico1）是一种优良的动物专用广谱抗生素［3］，为氯霉素第三代产品，兽医临床上广泛应用于治疗敏感菌所致的畜禽细菌性疾病，且效果显著。有抗吸收好、菌谱广、体内分布广泛等优点［4－5］，但因本品水溶性极差，造成药物在动物体内的吸收及生物利用度很低，故提高该药的水溶性对于提高生物利用度具有重要意义［6］。作者采用响应曲面法研究了氟苯尼考淀粉微球的制备工艺，并考察了其缓释性能，旨在为氟苯尼考淀粉微球缓释药物的实际应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

氟苯尼考 湖北武穴市龙翔药业有限公司，2007060015；可溶性淀粉 药用，惠安集团；环己烷

西安三浦精细化工厂；NaOH 天津市博迪化工有限公司；Span－60，Tween－60 天津市科密欧科技有限公司；K228、NaHSO3天津市河东区红岩试剂厂；无水乙醇 天津市津东天正化学试剂厂；乙酸乙脂、磷酸 天津市化学试剂六厂；N，N′－亚甲基双丙烯酰胺 生化试剂，天津市化学试剂三厂；以上试剂均为分析纯，实验用水为蒸馏水。

水浴锅、离心机 上海安亭科学仪器厂；恒温干燥箱 101A－I，上海亚明热处理设备有限公司；超声波清洗器 KQ－50E，昆山市超声仪器有限公司；紫外可见分光光度计 UV75－18，天津市拓普仪器有限公司；激光粒度分布仪 BT－9300Z，丹东百特科技有限公司；扫描电子显微镜 KYKY1000B，上海精密科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 氟苯尼考载药淀粉微球的制备 将80mL环己烷加入装有冷凝器和搅拌装置的250mL三口烧瓶中升温至50℃，Span60与Tween60按质量比为2∶1的比例加入适量。在30mL水中加入4g可溶性淀粉在80℃左右使其溶解，再加入一定量的氟苯尼考和N，N′－亚甲基双丙烯酰胺、0.6g过硫酸钾，溶解后加入油相中搅拌乳化。30min后，加入0.6g亚硫酸氢钠，升温至60℃反应约2h后停止，分别用乙酸乙酯、无水乙醇、丙酮洗涤，离心，真空干燥，即得。

1.2.2 因素水平确定 根据单因素考察结果，选定氟苯尼考和淀粉的投料质量比（A）、交联剂的质量（B）、反应时间（C）为影响因素，每因素3水平，见表1。1.2.3 评价指标 取0.5g氟苯尼考载药淀粉微球，加入10mL的10g/L!－淀粉酶，在60℃下充分降解，然后取滤液稀释到一定浓度范围，用紫外可见分光光度计检测其浓度。计算氟苯尼考载药量（Y1）和包封率（Y2）。

表1 实验因素水平及编码

1.2.4 氟苯尼考淀粉微球的溶胀率和粒径分布

1.2.4.1 氟苯尼考淀粉微球的溶胀率测定 称取多份等量载药微球，室温下在水中浸泡24h，离心分离，倾去上层清液，用滤纸吸去样品多余水分后迅速称重，按下式计算其溶胀率（SR）：

式中，SR为溶胀率，W0为溶胀前干胶的质量（g），W为溶胀后水凝胶的总质量（g）。

1.2.4.2 氟苯尼考淀粉微球的粒径分布 向激光粒度分布仪样品槽中加入一定量的氟苯尼考淀粉微球直至遮光率为15%左右，检测其粒径分布。

1.2.5 氟苯尼考淀粉微球的表征 取适量的氟苯尼考淀粉微球真空冷冻干燥后喷金制样，扫描电子显微镜观测微球形貌及表面形态。

1.2.6 体外释药特征 采用动态透析法考察氟苯尼考淀粉微球的体外释药。精密称取3批载药微球各适量，加入到已经处理好的透析袋中，再加5mL磷酸盐缓冲液（PBS），夹紧两端，置于装有200mL PBS的烧杯中，在37℃下磁力搅拌，分别在第0.25、0.5、1、1.5、4、6、10、12、16h取样5mL稀释一定的倍率用紫外可见分光光度计检测浓度，并在烧杯中补加5mL PBS。测定3批样品的释药特征，绘制累积释药曲线。

2 结果与分析

2.1 氟苯尼考淀粉微球的粒径分布

实验测得优化工艺条件下制得的载药微球，平均溶胀率为225.2%（n=6），结果表明载药微球的吸水性良好；经激光粒度分布仪测得的载药微球的平均粒径为113.51"m，淀粉微球的粒径分布较窄，无双峰现象，基本呈正态分布，粒径分布如图1。

图1 载药淀粉微球的粒径分布图

2.2 载药淀粉微球表面形态分析

图2是氟苯尼考淀粉微球的扫描电镜图，从图中可以看出载药淀粉微球表面粗糙，形貌圆整，大小均一。

图2 载药淀粉微球表面形态SEM照片（×1000）

2.3 响应曲面实验结果

以载药量（Y1）和包封率（Y2）为指标，综合考虑各项指标的优劣及重要程度排序，最高的记为10分，最低记为1分，其他按照比例关系计算出得分，然后将载药量得分和包封率得分相加，得出每号实验结果的经验得分Y0，然后把它作为因变量，将各指标经验得分分别作为自变量Y1、Y2，求出它们的回归线性方程式：Y=0.725Y1+0.293Y2－26.000。再把各号实验的指标实测值代入线性回归方程式计算即得该号实验结果的线性回归综合得分，以综合得分作为响应值，响应结果见表2。

利用Design－Expert软件对表2中的数据进行回归分析，得出二次多元回归模型为：Y=12.14－0.81x1－0.52x2－0.043x3－0.60x1x2+0.015x1x3+0.55x2x3－，说明该模型与实际实验拟合较好。

表2 响应曲面分析方案及实验结果

表3 回归分析结果

表3为回归分析结果表，回归方程的各项方差分析结果表明，一次项和二次项均有显著性因素，即各实验因子对响应值的影响不是简单的线性关系。因此，该回归方程可以较好地描述各因素与响应值之间的真实关系，可以利用该回归方程来确定淀粉微球包载氟苯尼考的最佳制备条件。

2.4 响应面的分析

根据回归方程作出不同因子的响应面分析图，见图3。图3分别是当氟苯尼考用量、交联剂用量和反应时间3因素之一取零水平时，其他2因素对于综合得分的影响。通过观察可以发现：在实验范围内，综合得分随实验因素的变化趋势都是先增大后减小，且3个因素中对综合得分影响最大的是氟苯尼考用量，交联剂质量次之，反应时间影响最小。

为了进一步确证最佳点的值，对回归方程取一阶偏导等于零数并整理得：－0.81－3.96x1－0.6x2+0.015x3=0；－0.52－0.6x1－3.56x2+0.55x3=0；－0.043+0.015x1+0.55x2－1.32x3=0，解得x1=－0.185、x2=－0.128、x3=－0.088。代入变换公式即得氟苯尼考质量0.18g，交联剂用量0.94g，反应时间1.46h，即在0.18g，交联剂用量0.94g，反应时间1.46h时，理论最佳得分为13.25。

图3 综合得分的响应曲面

2.5 回归模型的实验验证

按照最佳合成条件下进行验证实验，3次实验的最终载药量28.1%，包封率为64.2%，综合得分13.2，实验值模型的理论值相差1.13%，可见该模型可以较好地反映综合得分与各影响因素的关系。

2.6 体外释药特征

氟苯尼考载药淀粉的体外释药曲线见图4。图4中氟苯尼考呈持续缓慢释放的趋势，释药初期为快速释药，在该阶段，存在于微球表面的药物较快地释放出来；后期为缓慢释药，存在于淀粉微球孔隙中的药物逐渐释放出来。

图4 氟苯尼考载药微球的释药曲线（n=3）

将图4中累积释放曲线分别用零级、一级和Korsmeyer－Peppas模型方程拟合得回归方程，结果见表4。

表4 氟苯尼考淀粉微球的体外累积释药曲线拟合结果

由表4可知：累积释放曲线与一级释放方程和Korsmeyer－Peppas模型方程拟合较好，n值为0.7192（0.45＜n＜0.89）［10］，表明氟苯尼考从淀粉微球网状结构中的释放以扩散为主，骨架溶蚀为辅。

3 结论

3.1 通过响应曲面实验和回归评分法得出氟苯尼考淀粉微球微胶囊的最佳制备工艺条件是：80mL环己烷、30mL水、淀粉4g、氟苯尼考0.18g、交联剂0.94g、反应温度60℃、反应时间1.46h。经验证最佳工艺条件下制备的载药微球的载药量28.1%，包封率为64.2%。

3.2 激光粒度分布仪和扫描电镜的分析表明：氟苯尼考载药淀粉微球表面粗糙，外观圆整，粒径分布均匀，跨度较小。

3.3 氟苯尼考载药淀粉微球具有一定的缓释性能，累积释放曲线一级释放方程和Korsmeyer－Peppas模型方程拟合较好，氟苯尼考的释放以扩散为主，骨架溶蚀为辅。

［1］Clovis Orlando da Fonseca，José Alberto Landeiro，Steven S Clark，et al.Recent advances in the molecular genetics of malignant gliomas disclose targets for antitumor agent perillyl alcohol［J］.Surgical Neurology，2006，6（5）：52－58.

［2］赵新法，李仲谨，王磊，等.N，N′－亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球的合成及吸附性能［J］.化工新型材料，2007，35（2）：66－68.

［3］王磊，李仲谨，赵新法，等.药物载体淀粉微球的制备及表征［J］.精细化工，2007，27（1）：86－90.

［4］孔祥玲，王洪光，乔海明.氟苯尼考固体分散体的制备与分析［J］.天津化工，2010，24（2）：56－58.

［5］丁飞，陈降华，江善祥.新型广谱抗菌药物氟苯尼考的研究进展［J］.中国动物检疫，2010，27（2）：66－67.

［6］魏海涛，宋敏，李亮华，等.氟苯尼考－!－环糊精包合物的研制［J］.华南农业大学学报，2009，30（4）：94－97.

［7］John W Skoug，Martin V Mikelsons，Cynthia N，et al.Qualitative evaluation of the mechanism of release of matrix sustained release dosage forms by measurement of polymer release［J］.Journal of Controlled Release，1993，27：227－245.

Study on the preparation and drug release of florfenicol starch microsphere inclusion compound

LI Zhong－jin，TIAN Xiao－jing，YANG Wei*
（Key Laboratory of Auxiliary Chemistry&Technology for Chemical Industry，Ministry of Education，Institute of Chemistry and Chemical Engineering，Shaanxi University of Science&Technology，Xi’an 710021，China）

Florfenicol starch microsphere were synthesized with soluble starch as material and N，N′－methylene－bis－acrylamide as crosslinking agent by using pack cementation method.The preparation process was optimized by Response Surface Methodology based on the evaluation indicators of the drug loading and encapsulation efficiency.The constant temperature vibration dialysis method was carried out to evaluate theophylline release from florfenicol starch microspheres inclusion compound in vitro.Florfenicol starch microsphere inclusion compound was characterized by laser particle analyzer and scan electron microscope.The results indicated the best technological conditions were that：the quantity of soluble starch，tilmicosin and N，N′－methylene－bis－acrylamide were 4g，0.18g，0.94g respectively，and the reacting time was 1.46h.Influence factorswere the quantityofN，N′－methylene－bis－acrylamide，the quantity ratio of tilmicosin to soluble starch，the reacting time，the quantity of emulsifier in order.The drug loading and embedding ratio were respective 28.1%and 64.2%by optimizing conditions.The drug release profile could be described by first－order release equation and Korsmeyer－Peppas equation.The retarded release could be observed and this preparation method was reasonable and feasible.

starch microsphere；florfenicol；pack cementation method；response surface methodology；drug release in vitro

TS231

B

1002－0306（2011）02－0205－04

2010－06－29 *通讯联系人

李仲谨（1946－），男，教授，博士生导师，主要从事天然产物的改性研究。

国家自然科学基金资助项目（50573046）；陕西省教育厅产业化培育项目（02JC05）；陕西科技大学研究生创新基金资助。