杜鹃花酸微胶囊的制备及功效评价研究

宋 琳，陈雅蓝，黄 荣

（成都师范学院 化学与生命科学学院，四川 成都 611130）

杜鹃花酸又称壬二酸，萃取自杜鹃花瓣，具有较强的抑菌、杀菌性，临床上常用于治疗痤疮、脂溢性皮炎及浅部真菌感染等，同时兼具溶解角质、祛痘和清理毛孔等功效而广泛添加于化妆品中[1,2]。杜鹃花酸稳定性和水溶性差，刺激性强，应用受限[3]。β-环糊精（β-CD）及其衍生物凭借其独特的笼状结构、中等大小的分子量及外亲水内疏水的化学结构，可以与很多小分子药物形成包合物，显著提高药物的水溶性，增加药物的生物相容性，还可起到缓释作用[4,5]。本文采用分子包覆材料β-环糊精制备杜鹃花酸微胶囊，对其制备方法与工艺条件进行了研究，采用电位滴定法[6,7]测定其包合率、载药量、产率，并就其包合物与杜鹃花酸原液进行功效对比，为杜鹃花酸的进一步开发利用提供参考。

1 实验部分

1.1 主要仪器与试剂

ZDJ-5型电位滴定自动滴定仪（上海仪电科学仪器有限公司）；SHB-III型循环水式多用真空泵（郑州长城科工贸有限公司）；DZF-6050AB型真空干燥箱（北京中兴伟业仪器有限公司）； BCD-196TMZL型电冰箱（青岛海尔股份有限公司）；DF-101D型集热式恒温磁力搅拌器（巩义市予华仪器有限责任公司）；EKUP-II-40L型超纯水系统（四川宜科纯水设备有限公司）。β-环糊精（成都市科龙化工试剂厂 分析纯）；杜鹃花酸（广州市虎傲化工有限公司 纯度＞99.0%）；其他试剂均为国产分析纯。

1.2 杜鹃花酸微胶囊的制备

采用真空干燥和共沉淀法[8,9]。称取一定量杜鹃花酸，加入适量无水乙醇，常温搅拌使其完全溶解。称取一定量的β-环糊精，加蒸馏水并加热至60 ℃使其形成饱和水溶液。在设定温度和搅拌（10 r/s）的条件下将杜鹃花酸乙醇溶液滴加至β-环糊精水溶液中，滴加完毕后于60 ℃下搅拌3 h至包合完成。常温下冷却后，4 ℃静置24 h后取出样品，抽滤，将滤渣转移于真空干燥箱中60 ℃恒温干燥2 h，得到白色疏松包合物固体，置于干燥环境保存。

通过自动电位滴定法测定包合于微胶囊中杜鹃花酸实际含量，杜鹃花酸微胶囊的包封率、载药量和产率计算公式为：

包封率 =（体系中芯材质量/投入芯材总质量）×100%

载药量 =（体系中芯材质量/产品总质量）×100%

产率 =（产品总质量/投入药品总质量）×100%

1.3 工艺参数优化

1.3.1 单因素实验

一般影响制备β-环糊精杜鹃花酸微胶囊包含体系的重要因素包括：β-环糊精与杜鹃花酸的用量比（以下简称投料比，n壁∶n芯）、包合搅拌时间（以下简称包合时间）、包合搅拌温度（以下简称包合温度）。以微胶囊化产率、载药量及包封率为综合指标，采用控制变量法，分别考察投料比、包合时间和包合温度对β-环糊精杜鹃花酸微胶囊体系的影响，找出最佳投料比、包合时间、包合温度。

浅论桩身完整性检测与单桩承载力检测之间的关系……………………………………………………… 朱朝胜（6-52）

1.3.2 正交试验设计

选用L9（34）正交表进行试验设计，再根据单因素试验结果，选择适宜的水平条件进行正交试验水平设计（表1）。以微胶囊化产率、包封率和载药量为综合指标，确定最佳制备参数工艺。

表1 正交试验因素水平表Tab.1 Factor and level design of orthogonal experiment

1.3.3 最佳制备工艺验证

根据正交试验所得最佳制备工艺结果平行制备3批样品，综合考察包封率、载药量和产率，比较综合评分，验证是否为最佳制备工艺。

1.4 杜鹃花酸微胶囊功效评价

1.4.1 溶解性比较

各取杜鹃花酸与β-环糊精/杜鹃花酸微胶囊包合物0.5 g，分别溶于20 mL超纯水中，比较杜鹃花酸包合前与包合后溶解性变化。

1.4.2 刺激性比较

制备杜鹃花抗痘液和β-环糊精/杜鹃花酸微胶囊包合物抗痘液，测试其刺激性强弱。

因杜鹃花酸刺激性太强，不能直接用于皮肤测试，按表2配方配制杜鹃花酸抗痘液在手部皮肤上进行点液测试。按表3配方配制杜鹃花酸微胶囊抗痘液，在手部皮肤上进行点液测试后再进行面部测试。

10名志愿者，取部分抗痘液涂抹于手臂内侧，48 h后观察红点及红肿情况。

表2 杜鹃花酸抗痘液Tab.2 Anti acne liquid of azelaic acid

表3 杜鹃花酸微胶囊抗痘液Tab.3 Anti acne liquid of azelaic acid microcapsule

2 结果与讨论

2.1 单因素实验结果

2.1.1 投料比对微胶囊化效果影响

包封率和载药量是衡量微胶囊效果的重要指标，包封率高说明微胶囊化程度高，产品实用性高，载药量越高说明产品在制备过程中原料损失越少。实验控制β-环糊精与杜鹃花酸的包合时间为3 h，包合温度为60 ℃，考察β-环糊精与杜鹃花酸摩尔比分别为1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1、2∶3时对微胶囊化效果的影响，实验结果见图1。

由图1可知，壁芯比为1∶1、1∶2、1∶3时，增加芯材量，微胶囊载药量和产率逐渐增加，包封率在1∶2时达到最大；壁芯比为2∶1、3∶1、2∶3时，随着壁材投入量的增多，包封率、载药量和产率都在减小。综合考虑，投料比为1∶2时微囊化效果最佳，包封率、载药量和产率分别为80.5%、49.4%和40.0%。

图1 β-环糊精与杜鹃花酸投料比对微胶囊化效果的影响Fig.1 Ef fects of the ratio of beta-cyclodextrin to azelaic acid on microencapsulation

2.1.2 包合温度对微胶囊化效果影响

实验控制β-环糊精与杜鹃花酸的投料比为1∶2，包合时间为3 h，考察温度为30，40，50，60，70和80 ℃对微胶囊化效果的影响，实验结果见图2。

图2 β-环糊精与杜鹃花酸包合温度对微胶囊化效果的影响Fig.2 Effects of inclusion temperature on microencapsulation

由图2可知，随着微胶囊化温度的升高，微胶囊化的包封率、载药量及产率呈递增趋势，温度升高可提升微胶囊质量；80 ℃时较70 ℃的包封率、载药量及产率均减小，说明温度过高会影响微胶囊包封率、载药量及产率。综合考虑，包合温度最佳水平为70 ℃，包封率、载药量、产率分别为41%、19%和30.6%。

2.1.3 包合时间对微胶囊化效果的影响

实验控制β-环糊精与杜鹃花酸的投料比为1∶2，包合温度为70 ℃，考察β-环糊精与杜鹃花酸的包合时间（1，2，3，4，5和6 h）对微胶囊化效果的影响，实验结果见图3。

图3 β-环糊精与杜鹃花酸包合时间对微胶囊化效果的影响Fig.3 Effects of inclusion time on microencapsulation

由图3可知，随着微胶囊化时间的增加，微胶囊的包封率、载药量及产率呈递增趋势，增加包合时间可提升微胶囊质量，壁材均匀分散在芯材周围使芯材能够被壁材充分包埋，形成稳定乳液；当包合时间为6 h时，包封率、载药量及产率均减小，较强的剪切力破坏已成型的乳滴，造成芯材的泄露，降低乳滴稳定性。综合考虑，包合时间最佳水平为5 h，包封率、载药量、产率分别为47.3%、21.9%和31%。

2.2 正交优化实验结果

按照正交试验因素水平表1所设计的因素组合进行β-环糊精/杜鹃花酸微胶囊包合物制备（表4），以包封率、载药量及微胶囊产率为考察指标，综合评分=包封率×0.4+载药量×0.3+产率×0.3，综合评价各制备工艺条件。

表4 L9（34）正交试验结果分析表Tab.4 Results of L9（34） orthogonal test

续表

由实验结果的综合评分所得的极差值进行直观分析可知，投料比、包合时间以及包合温度影响由大到小顺序依次为A＞C＞B，即β-环糊精与杜鹃花酸的摩尔比＞包合温度＞包合时间，最佳水平组合为A2B2C2，即β-环糊精与杜鹃花酸微的摩尔投料比为1∶2，包合时间为5 h，包合温度为70 ℃。

2.3 最佳工艺验证实验结果

按照最佳制备工艺条件A2B2C2平行制备3份样品，以同样方法测定产品包封率、载药量及产率，综合评分=包封率×0.4+载药量×0.3+产率×0.3，验证该制备方法的重现性及处方工艺的合理性（表5）。

表5 最佳制备工艺验证结果分析Tab.5 Results of the optimized preparation process

由表5可知，测得样品包封率为55.0%±8.6%，载药量为43.63%±5.67%，产率为29.67%±2.43%，综合评分为44.79%±5.07%，各个综合指标均高于其他制备工艺，最佳制备工艺条件为β-环糊精与杜鹃花酸的摩尔投料比为1∶2，包合时间为5 h，包合温度为70 ℃。

2.4 功效评价

2.4.1 溶解性

比较杜鹃花酸包合前与包合后溶解性变化。由实验结果可知，包合前杜鹃花酸溶解性低，有大量白色固体漂浮于超纯水中；包合后杜鹃花酸微胶囊溶解性明显增大，全部溶于超纯水，溶液呈澄清透明状。实验说明微胶囊包埋技术明显增大了杜鹃花酸的溶解性，将会提升其应用价值。

2.4.2 刺激性

将杜鹃花酸抗痘液在手部皮肤上进行点涂，刺痛感明显，点涂微胶囊控油抗痘液，没有刺痛感；在面部涂抹，未出现红肿、刺痛、瘙痒等不良反应。杜鹃花酸抗痘液因未包合，刺激性强，应用受限，杜鹃花酸微胶囊控油抗痘液包合后刺激性变小，可用于全脸涂抹。

3 结论

本文采用真空干燥和共沉淀法制备β-环糊精/杜鹃花酸微胶囊，以产率、载药量和包封率为考察指标，在单因素实验基础上进行正交优化试验，得到β-环糊精杜鹃花酸微胶囊体系的最佳制备工艺为：投料比为1∶2，包合时间为5 h，包合温度为70 ℃。该工艺条件下制得的包合物最佳包封率为55.0%，载药量也达到43.6%。将制备得到的微胶囊包合物与杜鹃花酸进行了溶解性和刺激性实验，微胶囊包合物溶解性大大增强，刺激性大大降低。