方杰,李颜伶,秦铭,吉莉,徐广,马群(北京中医药大学中药学院,北京 102488)
高良姜素(galangin)是从姜科多年生草本植物高良姜的根及根茎中提取的黄酮类活性成分[1]。现代研究表明,高良姜素在抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗菌、降尿酸等方面具有较好的药理作用。但高良姜素在水中溶解度较差,导致其进入体内吸收少,生物利用度较低,严重限制了其在临床上的应用[2]。近年来,已有学者通过纳米粒[3]、自微乳[4]等增溶技术改善高良姜素的溶解度,但仍存在制备工艺复杂、稳定性差等问题。因此,寻找一种制备工艺简单、稳定性好的增溶技术来改善高良姜素的溶解度及释放度,成为目前亟待解决的问题。
过饱和自纳米乳递药系统(supersaturating self-nanoemulsifying drug delivery systems,SSNEDDS)是在自纳米乳递药系统(self-nanoemulsifying drug delivery systems,SNEDDS)的基础上加入水溶性纤维聚合材料或两亲性聚合物等促过饱和物质形成的,能够有效抑制或延缓自纳米乳进入体内后的析晶情况[5]。过饱和自纳米乳既能提高难溶性药物的溶解度,又能维持药物的过饱和状态,达到延长药物在体内的吸收时间,提高药物生物利用度的目的;同时过饱和自纳米乳还可避免使用大量表面活性剂而带来的安全问题。因此,为解决高良姜素水溶性差、生物利用度低的问题,本试验采用过饱和自纳米乳技术来增溶高良姜素,结合星点设计-效应面法、体外溶出试验等筛选优化高良姜素过饱和自纳米乳处方,并对其理化性质、过饱和度、体外释放及稳定性等进行评价,以期增加高良姜素溶解度,改善药物口服吸收,为高良姜素新剂型的研发及其他难溶性药物水溶性的改善提供依据。
BT 125D电子天平(北京赛多利斯仪器系统有限公司);XW-80A涡旋混合仪(海门市其林贝尔仪器制造有限公司);LC-20AT高效液相色谱仪(日本岛津);XZQ-QX全温振荡器(哈尔滨市东联电子技术开发有限公司);KQ-400KDE型高功率数控超声波清洗机(昆山市超声仪器有限公司),RCT Basic磁力搅拌器(IKA);Eclipse E200偏光显微镜(Nikon);JEM-1400Flash透射电子显微镜(日本电子);ZRS-8G智能溶出试验仪(天大天发);Zetasizer Nano ZS90纳米粒径电位分析仪(Malvern)。
高良姜素对照品(批号:B20430,HPLC≥98%,上海源叶生物科技有限公司);高良姜素原料药(批号:DST210511-020,HPLC≥98%,成都德思特生物技术有限公司);肉豆蔻酸异丙酯(isopropyl myristate,IPM)、丙三醇(glycerol)、羟丙基甲基纤维素K4M(HPMC K4M)、羟丙基甲基纤维素 E6(HPMC E6)(上海麦克林生化科技有限公司);油酸乙酯(Ethyl Oleate,EO)、中链甘油三酯(MCT)、吐温80(Tween 80)、聚乙二醇400(PEG 400)、聚乙二醇4000(PEG 4000)、聚乙二醇6000(PEG 6000)、苏丹红、亚甲蓝(源叶生物);油酸聚乙二醇甘油酯(Labrafil M1944CS)、丙二醇辛酸酯(Capryol 90)、辛酸癸酸聚乙二醇甘油酯(Labrasol)、二乙二醇单乙基醚(Transcutol HP)(法国嘉法狮公司,由广州天润药业有限公司赠送样品);聚氧乙烯蓖麻油(Kolliphor ELP)、聚氧乙烯氢化蓖麻油(Kolliphor RH 40)、聚乙二醇15羟基硬脂酸酯(Solutol HS15)、聚乙烯己内酰胺-聚醋酸乙烯酯-聚乙二醇接枝共聚物(Soluplus)(巴斯夫股份公司,由北京凤礼精求医药股份有限公司赠送样品);甲醇(色谱级,赛默飞世尔科技有限公司);磷酸(色谱级,上海阿拉丁生化科技股份有限公司);氯化钠、磷酸二氢钾(天津市光复科技发展有限公司);1,2-丙二醇(1,2-propanediol)、氢氧化钠、盐酸(北京化工厂);蒸馏水(屈臣氏);聚乙烯吡咯烷酮K90(PVP K90)、聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP K30,天津市大茂化学试剂厂);羧甲基纤维素钠(CMC-Na,山河药辅)。
2.1.1 色谱条件 Agilent ZORBAX SB-C18色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相为甲醇-0.2%磷酸溶液(64∶36),等度洗脱;流速为1.0 mL·min-1;柱温为室温;进样量为10 μL;检测波长为266 nm。
2.1.2 溶液配制 精密称量高良姜素对照品10.0 mg置于10 mL量瓶中,加入适量甲醇溶解,定容至刻度,即得1.0 mg·mL-1的对照品储备液。精密吸取对照品储备液,加适量甲醇稀释,分别配制成高(100 µg·mL-1)、中(50 µg·mL-1)、低(20 µg·mL-1)质量浓度的对照品溶液。
2.1.3 专属性考察 称取0.1 g空白过饱和自纳米乳(固定油相、表面活性剂和助表面活性剂总质量为1 g,按比例精密称定各组分,磁力搅拌均匀后,加入促过饱和物质0.3 g,涡旋混匀,超声助溶,置于37 ℃全温振荡器中静置24 h,即得空白过饱和自纳米乳),并取1 mL高良姜素对照品储备液,分别加入适量甲醇稀释至100µg·mL-1,进样测定,并记录图谱。结果高良姜素峰形良好,空白溶剂在出峰处无干扰,表明该方法专属性良好,色谱图见图1。
图1 空白过饱和自纳米乳(A)和高良姜素对照品(B)的液相色谱图Fig 1 HPLC chromatogram of blank SSNEDDS(A)and galangin reference solution(B)
2.1.4 线性关系考察 精密吸取“2.1.2”项下对照品储备液,加适量甲醇稀释,配制成0.8、2、10、20、50、100 µg·mL-1系列质量浓度的高良姜素对照品溶液,进样测定,以对照品质量浓度为横坐标(X),对应峰面积为纵坐标(Y)绘制标准曲线,得到回归方程为Y=4.245×104X-1.407×104,R2=1.000。结果表明高良姜素在0.8~100 µg·mL-1与峰面积线性关系良好。
2.1.5 精密度考察 取“2.1.2”项下高、中、低质量浓度的对照品溶液,连续进样测定6次,记录峰面积,考察日内精密度;同法操作,连续6 d相同时间测定样品,记录峰面积,考察日间精密度。经计算,高良姜素高、中、低浓度对照品溶液日内精密度峰面积的RSD分别为0.36%、0.20%、0.72%;日间精密度峰面积的RSD分别为0.34%、0.22%和0.33%,表明仪器的精密度良好。
2.1.6 重复性考察 取“2.1.2”项下高、中、低质量浓度的对照品溶液各6份,进样测定,记录峰面积。经计算,高良姜素高、中、低浓度对照品溶液峰面积的RSD分别为0.36%、0.060%和0.29%,表明该方法重复性良好。
2.1.7 稳定性考察 取“2.1.2”项下高、中、低质量浓度的对照品溶液,放置于室温下,分别于0、2、4、8、12、24 h取样测定,记录峰面积。经计算,高良姜素高、中、低浓度对照品溶液峰面积的RSD分别为0.28%、0.17%和0.19%,表明高良姜素的稳定性良好。
2.1.8 回收率考察 精密量取“2.1.2”项下高良姜素对照品储备液,稀释不同倍数,加入到空白过饱和自纳米乳中,配制成高(100 µg·mL-1)、中(50 µg·mL-1)、低(20 µg·mL-1)质量浓度的供试品溶液,进样分析并计算其回收率,结果高良姜素高、中、低浓度供试品溶液的回收率分别为101.16%、101.40%、98.99%,RSD值分别为1.1%、0.20%和1.6%,表明方法回收率符合要求。
按《中国药典》2020年版四部缓冲溶液的配制方法配制pH 4.5缓冲液为醋酸-醋酸钠缓冲液,pH 6.8和pH 7.4为PBS缓冲液。另称取氯化钠2.52 g,加水900 mL,用70 g·L-1盐酸溶液调节pH为1.2,加水稀释定容至1000 mL,即得到pH 1.2的酸性氯化钠溶液。
称取过量的高良姜素原料药于15 mL具塞离心管中,分别加入等量不同的油相(Capryol 90、Labrafil M1944CS、IPM、MCT、EO)、表面活性剂(Labrasol、Kolliphor ELP、Tween 80、Solutol HS15、Kolliphor RH 40)和助表面活性剂(Transcutol HP、Ethanol anhydrous、PEG 400、1,2-propanediol、Glycerol),涡旋混匀,以(37±0.5)℃,100 r·min-1振 荡24 h,充分平衡后 以9000 r·min-1离心15 min,取上清液加入适量甲醇稀释,滤过,进样分析,计算高良姜素在各辅料中的溶解度。结果显示,高良姜素在油相中的平衡溶解度大小依次为Capryol 90(8.43 mg·g-1)>Labrafil M1944CS(3.40 mg·g-1)>IPM(2.58 mg·g-1)>MCT(2.56 mg·g-1)>EO(2.31 mg·g-1);在表面活性剂中的平衡溶解度大小依次为Labrasol(10.93 mg·g-1)>Kolliphor ELP(10.21 mg·g-1)>Tween 80(7.23 mg·g-1)>Solutol HS15(7.17 mg·g-1) >Kolliphor RH40(6.28 mg·g-1);在助表面活性剂中的平衡溶解度大小依次为Transcutol HP(144.49 mg·g-1)>Ethanol anhydrous(22.34 mg·g-1)>PEG 400(7.75 mg·g-1)>1,2-propanediol(7.37 mg·g-1)>Glycerol(2.91 mg·g-1)。因此,油相选择Capryol 90和Labrafil M1944CS,表面活性剂和助表面活性剂选择溶解能力较好的4种。
将油相和表面活性剂以1∶9~6∶4的质量比,以总质量为1 g准确称定各组分,磁力搅拌器[(37±0.5)℃,400 r·min-1]搅拌混匀,加入100倍量蒸馏水,观察并记录乳化情况,按照目测评分标准[6]进行评价,A/B级视为乳化效果良好,评分标准见表1。试验得到Labrafil M1944CS与Kolliphor ELP和Solutol HS15在 设定比例下配伍后乳化效果较好;而Capryol与各表面活性剂配伍后乳化效果均较差。因此,选择Labrafil M1944CS为 油 相,Kolliphor ELP和Solutol HS15为表面活性剂进行后续试验。
表1 乳化效果评分标准Tab 1 Evaluation standard of emulsification effect
固定总质量为1 g,将表面活性剂与助表面活性剂的质量比(Km)固定为1∶1。按质量比1∶9~4∶6准确称取油相和混合表面活性剂(表面活性剂与助表面活性剂)于西林瓶中,搅拌混合均匀,加入100倍量蒸馏水中,观察乳化情况。结果显示,Labrafil M1944CS为油相,Kolliphor ELP为表面活性剂,PEG 400为助表面活性剂时在各比例下自乳化评价结果均为A级,高于其他组方,故选择Kolliphor ELP为表面活性剂,PEG 400为助表面活性剂。
将表面活性剂与助表面活性剂按质量比9∶1~1∶9混合均匀,再与油相按质量比9∶1~4∶6 混匀。取0.1 g分散至100倍量蒸馏水中,观察乳化情况,记录评分为A/B级的处方比例,采用Origin 2018软件绘制伪三元相图,见图2。根据结果确定各相(Labrafil M1944CS,Kolliphor ELP和PEG 400)质量分数的取值范围分别为10%~60%、15%~80%、5%~70%。
图2 空白自纳米乳伪三元相图Fig 2 Pseudo-ternary phase diagram of blank SNEDDS
2.7.1 星点设计-效应面法 以油相的百分含量(X1:10%~60%)、Km(X2:0.25~4)为考察因素,以粒径(Y1)、多分散系数PDI(Y2)作为评价指标。采用两因素五水平(±α、0、±1)的星点设计法确定油相和Km的具体用量。因素水平见表2。按照Design Expert 8.0.6.1软件设计的试验方案对辅料进行准确称重制备自纳米乳,取适量加入到100倍量蒸馏水中,搅拌均匀,得到水分散液,用纳米粒径电位分析仪测定其粒径及PDI。高良姜素自纳米乳不同试验设计的效应值结果见表3。
表2 试验设计的因素水平及响应值Tab 2 Factor,level and response values of test design
表3 星点设计试验因素水平与结果Tab 3 Factor and level in central composite design
2.7.2 响应面分析 根据数据进行模型拟合,Y1、Y2采用二次多项式回归拟合效果较好。拟合方程如下:
粒径:Y1=32.92+25.55X1-17.66X2-11.58X1X2+10.21X12+15.49X22(R2=0.9650,P<0.0001)
PDI:Y2=0.054+0.046X1+0.015X2-0.079X1X2+0.11X12+0.091X22(R2=0.9617,P<0.0001)
由上述方程可知,Y1和Y2的二次多项式回归方程的回归系数均>0.9,表明方程的拟合效果较好,且P<0.05,说明结果具有统计学意义。
3D响应面图和等高线图可直观反应出各因素与响应值及各因素间的交互作用[7]。如图3、4,在各取值范围内,固定一因素,粒径随油相百分含量的增加而增大,随Km的增大而减小;PDI随油相的增大及Km的增大呈先减小后增大的趋势。试验按照粒径和PDI最小进行处方优化,得到高良姜素自纳米乳的最佳处方为油相百分含量为26.68%,Km为2.10。即Labrafil M1944CS∶Kolliphor ELP∶PEG 400=26.68%∶49.67%∶23.65%。
图3 油相浓度和Km的交互作用对粒径影响的3D响应曲面和等高线图Fig 3 3D response surface and contour map of the interaction between oil phase concentration and Km on particle size
图4 油相浓度和Km的交互作用对PDI影响的3D响应曲面和等高线图Fig 4 3D response surface and contour map of the interaction between oil phase concentration and Km on PDI
2.7.3 最优条件的验证 根据优化的处方平行制备3批自纳米乳,分别测定其粒径及PDI,计算两者的偏差,验证模型预测的可靠性。模型预测粒径和PDI分别为23.44 nm、0.056,实测值分别为(23.92±0.07)nm和(0.054±0.01),计算偏差分别为2.04%和3.57%,表明所建立模型的预测性良好,准确度较高。
2.8.1 促过饱和物质种类的筛选 按照处方制备空白自纳米乳,再分别加入过量的高良姜素原料药和等量的促过饱和物质(PVP K30、PVP K90、CMCNa、HPMC K4M、HPMC E6、Soluplus、PEG 4000、PEG 6000),超声助溶并于37℃恒温搅拌混匀,置于37℃水浴中静置24 h得到高良姜素过饱和自纳米乳。取适量过饱和自纳米乳分散于100倍量蒸馏水中,测定粒径、PDI和Zeta电位。另取适量过饱和自纳米乳分散至100倍量蒸馏水中,静置,每隔一定时间以3000 r·min-1离心20 min,取下层液体置于偏振光显微镜下观察其析晶情况。结果显示,PVP K30和Soluplus与高良姜素自纳米乳处方相容性较好,且粒径小于100 nm,24 h内抑晶效果较好,其他促过饱和物质与自纳米乳处方相容性较差,且抑晶效果相对较差。因此,初步选择PVP K30和 Soluplus作为该处方的促过饱和物质。
2.8.2 促过饱和物质用量的筛选
① 促过饱和物质的种类及用量范围:根据处方制备高良姜素自纳米乳,分别加入不同量的PVP K30和Soluplus,涡旋混匀,超声助溶,于37℃全温振荡器中静置24 h,制得高良姜素过饱和自纳米乳,按照“2.8.1”项下操作观察其析晶情况,并对其粒径及PDI进行测定。结果显示,PVP K30的用量与处方的相容性成负相关,与抑晶效果成正相关。而Soluplus的用量在0.1%~1.0%内,与处方的相容性和抑晶效果均较好,成正相关且粒径和PDI较小。因此选择Soluplus作为该处方的促过饱和物质。
② 体外溶出度试验:采用磁力搅拌法[8]对Soluplus的用量进行筛选。分别称取适量含有等量高良姜素的自纳米乳和过饱和自纳米乳,分散至50 mL蒸馏水中,于 0.5、1、2、4、8、16 h 取样2 mL,同时补加等量蒸馏水,平行3份,滤过,按 “2.1.1”项下色谱条件进样分析,计算高良姜素的累积溶出度,绘制体外溶出曲线和高良姜素的质量浓度-时间曲线下面积(AUC),见图5。由结果可知,AUC大小为:1.0% Soluplus>0.3% Soluplus≈0.5% Soluplus>0.1% Soluplus>高良姜素自纳米乳。不同用量的Soluplus均有一定程度的抑晶效果,高良姜素过饱和自纳米乳的AUC较高良姜素自纳米乳均有显著增加。而①中结果显示,1.0% Soluplus处方的PDI较大且乳化时间较长,综合考虑确定处方中促过饱和物质Soluplus的用量为0.3%,即3.0 mg·g-1。
图5 不同用量促过饱和物质处方中高良姜素体外溶出曲线(A)和AUC(B)(n=3)Fig 5 In vitro dissolution curve(A)and AUC value(B)of galangin in prescription of supersaturated substances with different dosages(n=3)
2.8.3 高良姜素过饱和自纳米乳投药量考察 按各相平衡溶解度之和110%、130%和150%的投药量,制备高良姜素过饱和自纳米乳。取适量分散于37℃的不同pH介质中,100 r·min-1搅拌,于不同时间点取样1 mL,滤过,甲醇稀释适宜倍数后进样分析,GraphPad Prism 8.0软件绘制浓度-时间曲线,结果如图6。由结果可知,在两种分散介质中,高良姜素过饱和自纳米乳的释放量均显著高于高良姜素自纳米乳,且当投药量超过一定范围后,会导致制剂不稳定。130%投药量的高良姜素过饱和自纳米乳在各pH介质的释放量相对较高且恒定。因此,确定高良姜素投药量为130%,即28.0 mg·g-1。
图6 不同pH介质中不同载药量高良姜素浓度-时间曲线Fig 6 Concentration-time curve of galangin with different drug loading in different pH media
2.9.1 外观性状 高良姜素原料药为黄色粉末,制得空白过饱和自纳米乳为无色透明略黏稠液体。加入高良姜素制备高良姜素过饱和自纳米乳,为金黄色黏稠液体,如图7A。加水分散后得到略泛蓝光、澄清透明的微乳液。
平行取两份高良姜素过饱和自纳米乳0.4 g,分散至40 mL蒸馏水中。分别加入苏丹红和亚甲蓝染料,观察两种染料的扩散速度。若红色扩散快,说明微乳为W/O型,反之则为O/W型。结果如图7B所示,亚甲蓝染料在乳液中快速扩散。因此,制备得到的高良姜素过饱和自纳米乳经自乳化后得到O/W型乳剂。
图7 高良姜素过饱和自纳米乳(A)和其分散液(B)外观性状及类型鉴别Fig 7 Appearance and type of galangin-SSNEDDS(A)and its dispersion(B)
2.9.2 粒径分布及自乳化速率 取适量高良姜素自纳米乳和过饱和自纳米乳分散至100倍蒸馏水中,计时并测定分散液的粒径、PDI及Zeta电位,平行3次,结果见表4。由结果可知,高良姜素过饱和自纳米乳与自纳米乳的乳化效率、粒径和电位的差异相对较小,两种剂型的粒径均较小且分布较为集中。
表4 高良姜素递药系统粒径分布及自乳化效率结果(n=3)Tab 4 Particle size distribution and self-emulsifying efficiency of galangin drug delivery system (n=3)
2.9.3 形态学考察 取高良姜素过饱和自纳米乳和高良姜素自纳米乳,分散至50倍蒸馏水中,取一滴垂直滴加至铜网正面,室温下自然阴干,于37℃烘箱中过夜,形成薄膜后,置于透射电镜下观察乳液形态并拍照。结果如图8所示,观察到高良姜素自纳米乳乳滴形状呈圆球形,粒径在20~30 nm,大小分布均匀;加入高分子材料后形成高良姜素过饱和自纳米乳经分散后粒径仍小于200 nm,呈圆球形或椭球形,符合纳米制剂要求。
图8 高良姜素过饱和自纳米乳(A)和高良姜素自纳米乳(B)的形态学观察Fig 8 Morphology of galangin-SSNEDDS(A)and galangin-SNEDDS(B)
2.9.4 体外过饱和度评价 取空白自纳米乳,加入100倍量37℃的不同pH介质中,100 r·min-1搅拌至分散均匀,得到空白胶束溶液,加入过量高良姜素充分溶解,在“2.1.1”项色谱条件下测定高良姜素在空白胶束中的含量,计算溶解度(C空白)。另取载药量为2.8%的高良姜素过饱和自纳米乳和高良姜素自纳米乳适量,分散于100倍量不同pH介质中,测定其体外稀释过程浓度(C分散)的变化,计算过饱和度(S=C分散/C空白),绘制折线图。如图9所示,高良姜素过饱和自纳米乳在各pH介质中均保持较高的过饱和度,其中在pH 1.2的酸性介质中药物浓度较高,说明该药物递送系统更易于在胃液中分散,有利于在胃中吸收。
图9 高良姜素过饱和自纳米乳体外过饱度Fig 9 Supersaturation in vitro evaluation of galangin-SSNEDDS
2.9.5 体外释放度研究 采用《中国药典》2020年版四部通则中的溶出度与释放度测定法,分别取pH 1.2的酸性氯化钠溶液和pH 6.8的缓冲溶液各500 mL作为释放介质,温度为(37.0±0.5)℃,转速为(100±1)r·min-1。精密称取18.0 mg高良姜素原料药、0.65 g高良姜素自纳米乳和高良姜素过饱和自纳米乳(约含高良姜素18.0 mg)分别加到0号胶囊,置于溶出杯中,同时开启溶出仪,在5 min、15 min、30 min、45 min、1 h、1.5 h和2 h各取样3 mL,同时补加等量溶出介质,按“2.1.1”项下色谱条件进样分析,绘制药物体外释放曲线。结果如图10所示,30 min内,高良姜素递药系统在pH 1.2酸性溶液中的释放达到80%,在pH 6.8缓冲溶液中的释放达到50%,显著提高了高良姜素的释放速度和释放量。高良姜素过饱和自纳米乳和高良姜素自纳米乳在两种介质中未见显著差异,但根据前期溶出度试验可发现,高良姜素自纳米乳在2~4 h溶出快速下降,而高良姜素过饱和自纳米乳在8 h内均保持相对稳定的释放。因此体外释放度结果与溶出度试验结果相符合,也与赖章婷[9]的研究结果相符合。
图10 高良姜素体外释放曲线Fig 10 In vitro release curve of galangin
2.9.6 高良姜素过饱和自纳米乳初步稳定性研究
① 室温稳定性:按照最优处方制备高良姜素过饱和自纳米乳,将其保存在具塞西林瓶中,在室温下放置,分别于0、30、60、90 d取样观察,取适量高良姜素过饱和自纳米乳分散于100倍量蒸馏水中,采用纳米粒径电位分析仪测定其粒径及PDI;另取高良姜素过饱和自纳米乳加甲醇稀释至一定浓度,按“2.1.1”项下色谱条件进样分析,测定其含量。结果显示,高良姜素过饱和自纳米乳室温下储存90 d,其粒径在30.0 nm左右,PDI小于0.300,含量高于96.0%,各项指标变化均较小,表明高良姜素过饱和自纳米乳在室温下能够稳定存在。
② 不同pH条件下的稳定性:取适量高良姜素过饱和自纳米乳分散至100倍量模拟胃肠液中,置于37℃烘箱中,于设定时间点取样,稀释至适宜浓度后滤过,按“2.1.1”项下色谱条件进样分析,计算高良姜素含量。结果显示,高良姜素过饱和自纳米乳在pH 1.2、pH 4.5、pH 6.8和pH 7.4的分散介质中,含量变化无显著差异,24 h的药物含量均在90%以上,表明高良姜素过饱和自纳米乳在模拟胃肠液中稳定性良好。
采用SPSS 26.0软件中独立样本t检验进行统计学分析,以P<0.05为差异有统计学意义。
高良姜素近年来的研究多集中在药理作用及作用机制方面[10-14],研究结果表明高良姜素的药理作用广泛,在多种疾病的治疗上都具有较好的作用,但其未在临床上广泛使用,可能与高良姜素的水溶性极低,进入体内的吸收利用较差有关。关于改善其水溶性的研究相对较少,严重限制了高良姜素的应用。自纳米乳被认为是脂质制剂中改善低水溶性及口服生物利用度效果最好的剂型之一,也是口服药物递送系统中研究最多的系统之一[15],但其为高浓缩状态的药物液体制剂,进入体内经乳化后形成过饱和状态,容易析出药物晶体分子,降低药物在体内的吸收分布[16]。因此,在自纳米乳基础上加入合适的促过饱和物质进一步制备成过饱和自纳米乳可有效解决这一问题,其作用机制主要有氢键及网状结构、分子量、黏度和疏水作用等[17]。将高良姜素制备成过饱和自纳米乳既可改善高良姜素的水难溶性,又能延缓药物体内过饱和析出,可显著提高药物的生物利用度。
过饱和自纳米乳的处方筛选中,油相与表面活性剂及助表面活性剂的配伍极其重要,本研究为得到较好的乳化效果,将油相分别与对药物溶解度较大的4种表面活性剂和助表面活性剂进行配伍筛选,以得到三者相容性和乳化效果好的处方。在自纳米乳中载药量过高会导致制剂的稳定性差,一般通过减少载药量或增加表面活性剂的用量提高制剂稳定性,但表面活性剂的用量过大会对机体产生不良反应。过饱和自纳米乳能够在保持较高载药量的基础上,减少表面活性剂的用量,得到既安全又稳定的制剂。
在过饱和自纳米乳体系中,促过饱和物质的选择要优先考虑与处方的相容性,在研究中发现PVP K90的抑晶效果较好,但与处方相容性较差。而筛选出的Soluplus在一定范围内与处方相容性好,且在较低含量时仍具有较好的抑晶效果。作为一种新型的药用高分子材料,Soluplus在难溶性给药系统如口服纳米胶束、包合物、过饱和自纳米乳系统等方面已展现良好的应用前景[18]。
本研究对高良姜素过饱和自纳米乳外观性状的表征、理化性质、过饱和度、体外释放及稳定性进行了研究,结果表明高良姜素过饱和自纳米乳的粒径较小且分布均匀,能维持较高的过饱和度,显著提高了高良姜素原料药的体外释放量,且在pH 1.2的酸性介质中释放更高,可为临床应用提供参考。稳定性结果显示高良姜素过饱和自纳米乳在室温条件及不同pH分散介质中可稳定存在。综上所述,本研究筛选优化得到的高良姜素过饱和自纳米乳可有效改善高良姜素的水溶性,且稳定性良好,可为高良姜素过饱和自纳米乳及其他难溶性物质的开发利用提供参考依据。