姜黄素纳米混悬剂的制备及体外释放研究*

高春玲， 张昕宁， 王岩松， 华宇轩， 李朋菲， 暴大林， 孙维彤

(佳木斯大学药学院，黑龙江 佳木斯 154007)

0 引 言

姜黄素(curcumin，CUR)是从姜黄中提取的一种疏水性的化合物，具有抗氧化、抗炎、保肝、抗肿瘤等广泛的药理活性，其不良反应小、毒性低、效果显著[1-3]。姜黄素具有较好的功效，但由于其难溶于水、稳定性差、生物利用度低及通过口服途径给药时有一定程度的肠代谢等缺点，限制了CUR在医药方面的应用[4]。据报道，40%在研药物都存在水溶性差的问题，限制了药物进一步研究发展[5-6]。纳米混悬剂(nanosuspensions，NS)是针对难溶性药物溶解度的问题而提出的一种新剂型，通过将药物粒径减小到纳米级，提高难溶性药物的溶出度和溶解度，增加药物与胃肠粘膜的粘附性，从而达到提高生物利用度及延长药效的目的[7-9]。作者采用溶剂沉淀法制备CUR-NS，通过单因素试验设计优化处方及工艺，并对CUR-NS的理化性质和体外释药性能进行考察，为CUR给药系统研究与开发提供基础。

1 仪器与材料

UV-2550紫外分光光度计(北京光化学仪器厂)，TGE-166B台式高速离心机(上海安亭科学仪器厂)，KQ-200KDB高功率数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)，Nano-ZSE马尔文粒度仪(英国马尔文设备公司)，JY92-II超声波细胞粉碎机(宁波新芝生物科技股份公司)，RE-52A旋转蒸发仪(上海亚荣生化仪器厂)，STA409PC示差量热扫描仪(北京恒久实验设备有限公司)。

姜黄素(含量为98%，上海阿拉丁试剂公司)，聚乙烯吡咯烷酮(K30)(PVPK30，杭州普修生物有限公司)，十二烷基硫酸钠(SDS，安徽山河药用辅料股份有限公司)其余试剂(分析纯，市售)。

2 方法和结果

2.1 姜黄素纳米混悬剂的制备

采用溶剂沉淀法制备CUR-NS，称取处方量的CUR溶于无水乙醇中形成有机相，取稳定剂溶解于纯化水中形成水相，在超声条件下将有机相以一定速度缓慢注入水相中，药物浓度过饱和而析出，即可得到纳米尺度的药物结晶。减压旋转蒸发仪除去无水乙醇。再使用超声细胞破碎仪进行破碎，使其均匀分散，制得CUR-NS[10-11]。

2.2 CUR-NS粒径、PDI及Zeta电位的测定

将制备的CUR-NS，用纯化水进行适当的稀释，使用激光粒度仪测定其平均粒径、PDI和Zeta电位，平行测定3次，取其平均值。

2.3 含量测定

2.3.1 检测波长的确定

采用紫外分光光度法，在200～600 nm波长范围内对CUR的乙醇溶液进行扫描，结果显示，CUR原料药在424 nm处有特征吸收，且辅料在424 nm处无吸收，故确定检测波长为424 nm。

2.3.2 标准曲线的建立

精密称取CUR原料药1 mg，加适量无水乙醇溶解，定容，配制成浓度为40 μg·mL-1的CUR无水乙醇溶液，再依次稀释得到浓度为2.0,3.2,4.0,5.2,6.0,7.2,8.0 μg·mL-1的系列溶液。以无水乙醇为空白对照，于424 nm波长处测定吸光度，得标准曲线方程为A=0.1009C+0.0047，r=0.9998，表明CUR在2～8 μg·mL-1的范围内，具有良好的线性关系，分析方法可行。

2.4 包封率的测定和载药量的计算

精密吸取1 mL CUR-NS于离心管中，5000 r·min-1离心15 min，离心后取上清液0.1 mL置于10 mL容量瓶中，无水乙醇定容至刻度；另取0.1 mL CUR-NS置于10 mL容量瓶中，无水乙醇定容至刻度，超声破乳，在424 nm处进行紫外扫描，分别得到Wfree和Wtotal，并按公式(1),(2)计算包封率及载药量：

EE%=(Wtotal-Wfree)/(Wtotal)×100%

(1)

DL%=(Wtotal-Wfree)/Wn×100%

(2)

Wn为纳米混悬剂的固体总重量，约为药物和载体材料的总重量。

2.5 单因素试验

2.5.1 稳定剂种类的考察

本研究考察了PVPK30、SDS、吐温-80(Tween-80)等常用表面活性剂对纳米混悬剂的影响。结果见表1，不同稳定剂所制得的CUR-NS的粒径差别较大，其中以PVPK30和SDS为稳定剂制备CUR-NS测量的粒径，PDI数值均最理想，稳定性也较好，故选择PVPK30和SDS复合稳定剂进行后续研究。

表1 稳定剂种类对CUR-NS的粒径、PDI及Zeta电位的影响(n=3)

2.5.2 注入速度的考察

本研究考察了有机相注入水相的速度(1,2,4 /mL·min-1)对纳米混悬剂的影响。结果见表2，注入速度为4 /mL·min-1时，制备的CUR-NS各考察结果粒径和PDI最好，故选择注入速度为4 /mL·min-1进行后续研究。

表2 注入速度对CUR-NS的粒径、PDI及Zeta电位的影响(n=3)

2.5.3 药载比的考察

本研究考察了药载比(3:1,2:1,1:1,1:2)对纳米混悬剂的影响。结果见表3，药载比为2:1时，制备的CUR-NS各考察结果均较好，故选择药载比2:1进行后续研究。

2.6 优化工艺验证试验

按单因素试验及预试验结果筛选出的最优处方及工艺制备三批CUR-NS，测定粒径、PDI、Zeta电位、包封率和载药量，结果显示平均粒径为(159.6 ± 2.95)，PDI为0.175 ± 0.014，Zeta电位为-24.3 ± 0.23，包封率为(95.3 ± 0.02)%，载药量为(16.5±0.04)%，纳米混悬剂具有良好的重复性。

2.7 差式扫描量热(DSC)分析试验

称取适量CUR原料药、PVPK30、SDS、物理混合物和CUR-NS冻干粉，空铝坩锅作参比，升温速率为10 ℃·min-1(50-350 ℃)，进行DSC分析。结果见图1，由图可以看出CUR在180 ℃左右存在熔融峰，PVPK30在100 ℃左右存在熔融峰，SDS在192 ℃左右存在熔融峰，物理混合物同时具有CUR原料药、PVPK30、SDS三个熔融峰，峰位基本上没变，而CUR-NS冻干粉中原料药CUR的熔融峰完全消失，表明CUR在CUR-NS中以无定形状态存在或被稳定剂包裹。

图1 DSC 图

2.8 CUR-NS体外释药特性考察

根据2015年版《中国药典》四部通则0931，采用浆法对药物进行体外释放考察，精密称取等量的CUR-NS和CUR原料药，并将其分别投于溶出杯中。实验溶出介质为900 mL含0.1% Tween-80的PBS(pH 7.4)溶液，转速设定为(50 ± 1)r·min-1，实验温度为恒温37 ± 0.5 ℃，分别于5、10、20、30、45、60、90、120 min取样品5 mL，每次取样后补加5 mL等温的释放介质，过0.22 μm微孔滤膜，取续滤液，用紫外分光光度法测其吸光度，计算累计释放百分率，绘制释放曲线，结果见图2。由图2可知，CUR-NS在30 min时，累积释放率达到(97.4 ± 3.46)%，已经基本完全释放，而CUR原料药累积释放率仅为(9.6 ± 3.89)%，纳米混悬剂的溶出度明显高于原料药，说明将CUR制备成NS后，其溶出度得到了显著提升。

图2 CUR原料药和CUR-NS的体外释放图

3 结 语

为了稳定纳米混悬剂这一热力学不稳定体系，一般需要在体系中加入适量的表面活性剂作为稳定剂以降低纳米粒子表面自由能和在纳米粒子表面形成较高的空间位阻，从而抑制药物晶体生长。CUR-NS的稳定剂筛选中，稳定剂的联合应用能显著减小药物粒径，提高其稳定性[12]。故本研究选择PVPK30和SDS作稳定剂。PVPK30属于空间稳定剂，具有抑晶作用，能在一定程度上防止混悬剂在储存，运输，使用等过程中出现再结晶现象，提供立体稳定效应；SDS为阴离子表面活性剂，通过降低界面张力而起到静电稳定作用[13]。

本研究采用溶剂沉淀法，以PVPK30和SDS为稳定剂(稳定剂比例为1:1)制备姜黄素纳米混悬剂。制备的姜黄素纳米混悬剂的粒径及电位均符合要求，且粒径分布均匀，并且制备的纳米混悬剂质量可控，载药量及包封率较高。本研究中CUR结晶状态发生改变[11]，可能是因为溶解在乙醇中的CUR在旋转蒸发除去乙醇时，随着乙醇的挥发而析出，而辅料的静电作用及空间稳定作用抑制了CUR药物结晶的形成，因此CUR可能由结晶态转变为无定型状态。这种无定型的纳米颗粒将有效提高姜黄素的溶解速度和释放量。体外释放实验结果表明，姜黄素纳米混悬剂能显著提高药物的体外溶出度。该研究为CUR给药系统研究与开发提供基础。