紫杉醇缓释微囊的制备及体外释放特性初探

作者简介：李思阳（1987-），男（汉族），硕士研究生，讲师，研究方向为新型载药系统 【摘要】目的：制备紫杉醇缓释微胶囊，测定其包封率，对其体外释药特性进行初探。方法：以高分子材料壳聚糖和海藻酸钠为囊壁，紫杉醇微粒为囊芯，采用静电吸附层层自组装技术（LBL法）制备紫杉醇缓释微胶囊。结果：紫杉醇微胶囊包封率较高，达到80.49±0.59%；不同包裹层数的微胶囊在体外释放速度不同，随着囊壁层数的增加，缓释效果越来越明显。结论：用LBL法制备的紫杉醇微胶囊具有较高的包封率和明显的缓释特性，具有良好的应用价值。

【关键词】 紫杉醇；体外释放；层层自组装；微胶囊；

【Abstract】 To prepare microcapsules for controlled release of paclitaxel , its encapsulation efficiency and drug release profile was determined in vitro. METHODS: The microcapsules loaded with paclitaxel were prepared using a novel coating technology based on the layer-by-layer (LBL) deposition of oppositely charged alginate and chitosan polyelectrolytes with good biocompatibility onto microcrystal templates. RESULTS: The entrapment efficiency was high to 80.49±0.59%; The release rate of paclitaxel decreased as the bilayers increased in vitro. CONCLUSION: The microcapsules prepared by LBL have high entrapment efficiency and characterized with slow drug release, which have potential for future application.

【key words 】 Paclitaxel; in vitro drug release; layer-by-layer; microcapsules;

【中圖分类号】R722.12 【文献标识码】B【文章编号】1004-4949(2014)06-0067-02

紫杉醇是一种从红豆杉植物中提取的天然生物碱［1］，具有光谱的抗肿瘤活性，临床上主要用于乳腺癌、卵巢癌等的治疗［2］，主要作用于微管系统而抑制细胞的分裂，从而杀死癌症细胞［3］。然而，紫杉醇在水中几乎不溶解，临床上往往采用聚氧乙基蓖麻油和无水乙醇作为助溶剂，将其制成注射制剂。临床表明，聚氧乙基蓖麻油在体内降解时容易引起机体的过敏反应［4］。因此，紫杉醇的应用受到的一定的限制。如何提高药物的安全性，解决紫杉醇的溶解性受到的广泛的关注。研究新型紫杉醇载体缓释技术，以减少紫杉醇的食用次数、延长体内代谢时间、提高生物利用度，对于更好地发挥其功效具有重要的现实意义。

静电吸引层层纳米自组装（layer-by-layer）的方法是近年来迅速发展起来的一种简易、多功能的表面修饰方法，LBL技术用于制备微胶囊的显著优越性在于能够在纳米尺度上对胶囊囊壁的组成、厚度、结构形态、表面状态进行准确的载控，能够在一定程度上提高的溶解度，提高药物的生物利用度。壳聚糖(chitosan，CS)是一种天然可降解的氨基多糖，海藻酸钠（alginate，ALG），是一类从褐藻类植物的细胞壁中提取出来的天然多糖，二者同样具有良好的生物相容性和生物降解性能，均是良好的天然微胶囊制备材料［5-7］。

本实验使用壳聚糖和海藻酸钠为材料，以紫杉醇颗粒为囊芯，通过静电吸附层层自组装技术（LbL法）制备紫杉醇缓释微胶囊，以确保其在体内稳定性的释放，从而达到一种长期、平稳、缓释的效果。

1仪器与材料

荧光分光光度计（美国Varian公司）；Zeta电位仪（美国Bic公司）；KQ-100型超声波清洗器（昆山舒美超声仪器有限公司）；真空离心浓缩系统（德国Eppendorf公司）。

紫杉醇（批号140130，纯度为99%）由陕西帕尼尔生物科技有限公司提供；水为超纯水；其他试剂为分析纯。

2方法与结果

2.1紫杉醇缓释微胶囊的制备

精密称量紫杉醇粉末20 mg于5 mL 离心管中，加入3 mL 壳聚糖（0.1 mg•mL-1）溶液，吸附时间为5-10 min，使其均匀分散，在6000 r•min-1条件下离心5 min，弃上清液，用超纯水洗涤沉淀3次，每次水洗后在6000 r•min-1条件下离心5min；然后加入3 mL 海藻酸钠（2 mg•mL-1）溶液，重复上述吸附和洗涤步骤，制备出总层数分别为4、7、10个双层的紫杉醇缓释微胶囊。

2.2Zeta电位测定

通过Zeta电位仪监测壳聚糖和海藻酸钠被吸附后，紫杉醇表面电位值的变化。

实验过程中我们发现，游离的紫杉醇粉末在水中的分散性很差，经过电解质的反复包裹之后，显著提高了其分散性，初步证明了聚电解质这两种亲水性的聚电解质成功的被吸附到了紫杉醇的表面，如图1所示。

图1 紫杉醇表面交替吸附CS/ALG的Zeta电位变化

从图1可以发现，游离的紫杉醇表面的电位大约是-36 mV。当奇数层壳聚糖被吸附到其表面时，其表面电位值大约是38 mV左右，说明带正电的壳聚糖成功被吸附在其表面；当海藻酸钠偶数层时被吸附后，其表面电位值大约是-42 mV左右，说明带负电的海藻酸钠成功被吸附在其表面，这种电位的交替变化，证实了每一层聚电解质都成功的被吸附到紫杉醇的表面。

2.3标准曲线的绘制

精确称取5 mg 紫杉醇粉末置于50 mL容量瓶中，以甲醇定容至浓度为0.1 mg•mL-1的母液。将母液分别稀释至0.0125、0.025、0.05、0.1、0.2、0.4 μg•mL–1系列标准溶液。通过荧光分光光度计在激发波长Ex=428 nm，发射波长Em=515 nm条件下，测定其吸光度值。以紫杉醇标准样品的浓度（x）为横坐标，以对应浓度的吸光值（y）为纵坐标绘制浓度标准曲线，得标准曲线方程y=1653.2x+0.3172，r2=0.9997。结果表明，紫杉醇浓度在0.0125-0.4 μg•mL–1范围内线性关系良好。

2.4包封率的测定［8］

分别向总层数为4、7、10个双层的紫杉醇微胶囊中加入3 mL 5%（V/V）的甘露醇，震荡混匀，以保证紫杉醇均匀分散在甘露醇中，冻干保护。

向装有冻干粉末的10 ml离心管中加入5 mL DMSO，充分溶解后10000 r•min-1离心10 min。取50 μL上清液，稀释5000倍，通过荧光分光光度计测定其吸光值，并通“2.3项下”回归方程计算出紫杉醇的浓度，即微胶囊中紫杉醇的含量。按以下公式计算包封率：

包封率（%）=微胶囊中紫杉醇的质量/加入紫杉醇的总质量

总层数为4、7、10个双层的紫杉醇微胶囊的平均包封率分别为80.49±0.59%、75.06±1.41%、70.64±2.35%。随着紫杉醇微胶囊层数的增加，在洗涤的过程中，会导致紫杉醇的损失，导致包封率下降。从整体上来看，这种新型紫杉醇缓释微胶囊具有较高的包封率。

2.5体外释药特性研究

以pH=7.4的PBS缓冲液为释放体系，通过荧光分光光度计在线监测不同层数（0、4、7、10个双层）紫杉醇微胶囊的体外释放性能。从图2可以看出游离的紫杉醇累积释放率超过80%需要4 h，而囊壁层数为4、7、10个双层的微胶囊累积释放率超过80%的时间分别为5.5h、6h、8h，随着聚电解质层数的增加释放逐渐减慢，这表明聚电解质包裹的微胶囊能够减缓紫杉醇的释放速度，这是由于随着层数的增加，囊壁加厚，导致紫杉醇释放速率降低，这一结果进一步证明了壳聚糖和海藻酸钠成功地吸附在紫杉醇表面形成缓释微胶囊。

图20、4、7、10个双层紫杉醇缓释微胶囊体外释放曲线

3讨论

本实验采用荧光分光光度计进行药物释放的研究，能够在线随时监测紫杉醇的累计释放性能。该方法持续性好，不但简便，而且能够维持稳定的体外环境，排除不利因素，因此提高了分析结果的可靠性。

本实验以LbL法将聚电解质壳聚糖和海藻酸钠吸附在紫杉醇的表面，成功地制备了具有核壳结构的微胶囊，这种微胶囊具有较高的包封率和明显的缓释效应，方法简单易行，具有良好的应用前景。

参考文献

［1］ 张兰, 李彦辉, 王彩霞, 等. 紫杉醇脂质体的制备及初步毒性、药效学研究［J］. 中国药学杂志, 2013, 6(48): 48-49.

［2］ 成海燕, 陈秀纬. 紫杉醇脂质体与紫杉醇治疗100例卵巢癌分析［J］. 中国肿瘤, 2008, 17(8): 723-725.

［3］ 陈强, 张其忠, 刘健, 等. 紫杉醇脂质体与传统紫杉醇治疗乳腺癌和非小细胞肺癌的随机对照研究［J］. 中华肿瘤杂志, 2003, 25(2): 190-192.

［4］ 吴慧娟,赵艳秋,刘涛,等.紫杉醇脂质体与传统紫杉醇治疗乳腺癌的疗效分析［J］. 中原醫刊, 2007, 34(15): 20-21.

［5］ 周闻舞, 顾海铮. 壳聚糖微/纳米粒在定向给药系统中的应用研究［J］. 药物评价研究, 2010, 33(4): 290-295.

［6］ 王勇, 解玉冰, 马小军. 壳聚糖/海藻酸钠生物微胶囊的研究进展［J］. 生物工程学报, 1999, 193(2) : 13-20.

［7］ 付颖丽, 雄鹰, 刘袖洞, 等. 海藻酸钠/壳聚糖微胶囊固定化大肠杆菌的研究［J］.生物工程学报, 2002, 8(2) : 239~ 242.

［8］ 李思阳, 郑健, 骆沙曼, 等. 10-羟基喜树碱的聚赖氨酸/海藻酸钠微胶囊的制备及其体外释药特性研究［J］. 中草药, 2011, 42(9): 1724-1727.