魔芋葡甘聚糖作为药物载体材料的研究进展

徐 莲，符旭东，罗梦颖，熊 蕊（1.广州军区武汉总医院药剂科，武汉 430070；2.湖北中医药大学药学院，武汉430065）

魔芋葡甘聚糖作为药物载体材料的研究进展

徐 莲1，2，符旭东1＊，罗梦颖1，2，熊 蕊1，2（1.广州军区武汉总医院药剂科，武汉 430070；2.湖北中医药大学药学院，武汉430065）

目的 阐述近年来魔芋葡甘聚糖（KGM）作为药物载体材料的研究进展。方法 归纳国内外最新的文献报道，对KGM以及改性后的KGM作为药物载体材料的研究进展进行综述。结果 KGM来源丰富、生物相容性好、安全无毒、可降解，已经被广泛用于药物载体材料的研究，改性后的KGM更进一步拓宽了其应用范围。结论 KGM作为药物的载体材料具有广阔的应用前景。

魔芋葡甘聚糖；载体材料；改性

魔芋（Amurphophallus konjac）是天南星科魔芋属多年生草本植物，又名鬼芋、蒟蒻等，常以球状块茎入药，具有消肿解毒、祛风化痰之功。魔芋的主要活性成分为魔芋葡甘聚糖（konjac glucomannan，简称KGM），其含量多在50%以上，此外，还含有淀粉、氨基酸、生物碱等多种成分［1］。近年来，随着对KGM关注的增加，众多研究者对KGM进行改性处理，拓宽了KGM的应用范围。本文从KGM的结构、性质以及改性后的KGM作为药物载体材料的应用等方面展开论述。

1 KGM的结构与性质

KGM是由D－葡萄糖和D－甘露糖2种糖单元组成［2］。其主链由D－甘露糖和D－葡萄糖以β－1，4吡喃糖苷键连接，在主链甘露糖的C－3位上存在着以β－1，3键结合的支链结构。D－葡萄糖和D－甘露糖的构成摩尔比为1∶1.51～1∶1.71，通常以1∶1.6作为二者的摩尔比。KGM的结构中每32个糖残基上大约有3个支链，支链仅含几个残基，每19个糖残基上约有1个乙酰基团，其相对分子质量一般为20万～200万。

KGM为白色粉末，易溶于水，不溶于甲醇、乙醇、乙醚等有机溶剂，可吸收20～200倍的水，在酸性条件下形成溶胶，在偏碱性条件下则形成凝胶。作为一种功能性辅料，KGM还具有治疗肥胖［3］、降低血糖水平、调节血脂代谢、治疗消化系统疾病等多种生物学活性［4］。

2 KGM作为药物载体材料的应用

2.1 骨架缓释片载体材料 将KGM作为载体材料，采用粉末直接压片和湿法制粒压片制备氨茶碱亲水凝胶骨架片，并考察其体外释放。结果表明，KGM作为骨架片载体材料可以延缓药物的释放，其释药机制是药物扩散和骨架溶蚀协同作用的结果。随着KGM用量、粒度和黏度的增加，氨茶碱骨架片释药减慢，且KGM作为骨架材料使用时，较低用量即可有效延缓药物的释放，可以用来制备主药含量高的缓释制剂［5］。

2.2 膜剂载体材料 江贵林等［6］以KGM为载体材料，以尼莫地平（NMP）为模型药物制备了药膜。体外释药研究表明，药膜的释放符合零级动力学方程，其释药机制既有扩散作用，也涉及骨架溶蚀。该药膜在24h内释药稳定，在结肠中也达到了定位释放的效果。

2.3 黏合剂材料 将KGM作为黏合剂，采用湿法制粒压片制备灰黄霉素片，结果表明，所制片剂性质稳定、质量可控，其硬度、脆碎度、崩解时限、溶出度等各项指标均符合质量规定。由于KGM能在灰黄霉素粒子表面形成一层糖膜，使药物的亲水性得到改善，溶出度增大［7］。

2.4 微囊载体材料 有学者研制了一种魔芋葡甘聚糖微胶囊，是以80℃水浴后的KGM／海藻酸钠复合胶液为囊材，以维生素E为芯材，加入氯化钙－甲醇溶液交联固化制备而成。在光学显微镜下观察制备的KGM微囊呈规则球型，表面光滑平整，微囊化产率可达82.29%［8］。

2.5 微球载体材料 Wang C等［9］采用干法和湿法方式分别制备了硝苯地平魔芋微球。结果发现，药物在胃液中的释放率小于1%，而在肠液中的释放时间超过24h，释放率达到58.5%，且释放曲线呈现对数函数特征，符合肠溶包衣药物对局部定位治疗的要求。

2.6 脉冲胶囊载体材料 Liu J等［10］以5－氨基水杨酸为主药，以KGM、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、乳糖为辅料制备了一种脉冲缓释胶囊。体外释放实验证明，胶囊中药物的释放与β－甘露聚糖酶质量浓度呈正比关系，该药物递送系统呈现出典型的脉冲释放，口服后存在5h的滞后时间，随后药物进入快速释放阶段，其滞后时间由KGM／HPMC／乳糖比例、HPMC类型以及药物质量决定。

2.7 凝胶载体材料 吴琳娟［11］将KGM和变性淀粉共混作为缓控释载体，并加入卡托普利，制备了KGM／变性淀粉载药缓释凝胶。体外释药研究表明，当KGM／变性淀粉以7∶3配比时，载药凝胶在24h内的释药速率最佳；随着KGM的黏度增大、药物粒度减小，载药凝胶的释药速率逐渐减慢；且KGM／变性淀粉载药凝胶对释药介质的pH具有敏感响应性。

3 改性的KGM作为药物载体材料的应用

天然魔芋葡甘聚糖有许多优点，其固有的缺陷限制了其应用，如KGM在水中易吸水溶胀，成膜均匀性不好。因此，常采用醚化、脱乙酰基、接枝共聚、形成互穿聚合物网络等方法对KGM进行改性处理，以拓宽KGM在医药领域的应用范围。

3.1 醚化改性 采用氯乙酸、氯乙醇等对KGM进行醚化改性，在其分子中引入羧甲基，醚化改性后的产物溶解性增加，化学稳定性提高，成膜性能明显改善。

将醚化改性后的KGM作为骨架材料，采用湿法制粒压片和粉末直接压片法制备氨茶碱骨架缓释片。体外释放实验表明，骨架缓释片的释药符合Peppas方程，并通过骨架溶蚀和扩散作用缓慢释放药物，骨架材料用量和填充剂种类是影响骨架片释药速率的主要因素［12］。

张瑜等［13］以羧甲基魔芋葡甘聚糖（CMKGM）为载体材料，采用离子胶凝法制备了地塞米松CMKGM凝胶小丸。体外释药研究表明，地塞米松小丸在模拟胃、肠道上段的介质中，5h累积释药在15%左右，而在模拟结肠部位的含酶介质中，14h累积释药可以达到90%。体内实验证实，实验组大鼠结肠内容物中药物的相对靶向释药指数为30.34，结肠定位释药性能显著［14］。

3.2 脱乙酰基改性 在温和的碱性条件下，脱去乙酰基团的KGM可以增加分子间的相互作用力，由于分子结构变为裸状，利于分子间羟基的氢键相互交联，改善其成膜性能和溶解性。

Jing L等［15］采用非均相碱法对KGM进行脱乙酰基改性，研究发现，随着脱乙酰程度的增加，KGM的溶解度指数降低，且较低的温度更有效地促进了脱乙酰基－KGM的溶解。

将脱乙酰化KGM和海藻酸钠共混作为凝胶骨架材料制备黄芩苷凝胶丸，通过考察黄芩苷的体内外释放，发现其体外释放为药物扩散与骨架溶蚀相结合，体内释放则受凝胶骨架材料的影响，且黄芩苷在体内维持较高血药质量浓度的时间延长［16］。

3.3 多孔杂化改性 有学者研制了魔芋葡甘聚糖多孔杂化水凝胶（KGM－SPHH），是通过泡沫聚合法在KGM凝胶中引入多孔结构制备而成［17］。多孔结构的引入能够加快KGM凝胶的溶胀速率，提高溶胀比，凝胶吸水后迅速膨胀并延长了在胃肠道的滞留时间［18］。

刘艳华等［19］采用熔融法将药物和辅料包载于KGMSPHH中，制备了载苦参碱的KGM－SPHH缓释胶囊。药物的释药机制以扩散为主，符合Higuchi释药模型，可以在12h内持续缓慢释放药物。KGM－SPHH有望作为一种胃滞留制剂的载体材料用于胃部疾病的治疗。

3.4 互穿聚合物网络改性 Wen X等［20］以KGM和丙烯酸为原料，以N，N－亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，制备了KGM－丙烯酸聚合物的IPN水凝胶。水凝胶的溶胀度能够根据环境pH值变化做出敏感应答，其降解实验表明KGM具有酶解性能。以维生素B12为模型药物，将其放入含纤维素酶E0240的磷酸盐缓冲液中，37℃恒温振摇5d。结果表明，24h后KGM的累积释放率达到85.6%，且药物的释放由水凝胶的溶胀和降解共同控制。

Qi Xu等［21］通过甲基丙烯酸（MAA）单体聚合得到聚甲基丙烯酸（PMAA），以N，N－亚甲基双丙烯酰胺（MBAAm）为交联剂，加入预先制备好的KGM水凝胶中得到了可生物降解的pH－敏感IPN水凝胶。加入模型药物5－氟尿嘧啶（5－FU），研究发现，5－FU的释放是溶胀和降解协同作用的结果。

3.5 接枝共聚改性 KGM分子结构中含有大量的羟基，通过与丙烯腈、丙烯酸等单体进行接枝共聚反应，可以形成各种性能独特的接枝共聚KGM。改性后的KGM分子中羟基数目减少，疏水性能得到极大改善［22］。

吴昊等［23］以羧甲基魔芋葡甘聚糖（CMKGM）为原料，将亲脂性的胆固醇（CH）接枝到亲水性的羧甲基魔芋葡甘聚糖（CMKGM）链上进行改性，制备了一种两亲性聚合物。电镜扫描分析表明，改性后的羧甲基魔芋葡甘聚糖能够在水溶液中自组装形成球形胶束，采用荧光探针技术测得羧甲基魔芋葡甘聚糖聚合物（CHCKGM）的临界胶束质量浓度为2.59× 10－3mg·mL－1。Ha W等［24］通过超声处理法将药物依托泊苷包埋于CHCKGM纳米粒中，结果发现依托泊苷显示出持续的释药性能。

4 展望

魔芋作为一种天然高分子多糖，其富含的KGM生物相容性好，安全无毒，可降解，并具有多种独特的理化性质和生物活性，改性后的KGM更进一步拓宽了其应用范围。因此，应该充分利用我国特产资源的优势，对KGM进行深入开发研究。相信随着现代药剂学的发展以及多学科领域的融合交汇，KGM作为药物的载体材料将取得突破性的进展。

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Research progress of konjac glucomannan as drug carrier

XU Lian1，2，FU Xudong1＊，LUO Mengying1，2，XIONG Rui1，2（1.Department of Pharmacy，Wuhan General Hospital of Guangzhou Military Command，Wuhan 430070，China；2.School of Pharmacy，Hubei University of Chinese Medicine，Wuhan 430065，China）

Objective To summarize the progress in the study of konjac glucomannan（KGM）as drug carrier.Method The latest domestic and foreign literatures of the application of konjac glucomannan（KGM）and modified KGM as drug carrier were reviewed.Result KGM has become a research hot－spot because of the characteristics of rich source，excellent biocompatibility and degradation.The modified KGM expanded its application scope further.Conclusion KGM used for drug carrier has a promising prospect.

konjac glucomannan；drug carrier；modification

10.3969／j.issn.1004－2407.2015.04.038

R282

A

1004－2407（2015）04－0440－03

2014－12－23）

徐莲，女，硕士研究生

＊通信作者：符旭东，女，主任药师，硕士生导师

中国标准刊号：ISSN 1004－2407 CN 61－1108／R 邮发代号：国内52－106 国外BM6523 定价：6.00元