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叶黄素纳米粒原位凝胶滴眼剂的制备与体外评价

更新时间:2009-03-28

眼用原位凝胶[1],又称眼用即型凝胶,是指以溶液状态给药后在生理条件下立即在用药部位发生相转变,形成非化学交联的半固体眼用制剂。离子敏感型眼用原位凝胶是其中一种,主要通过凝胶基质与泪液中的离子络合而发生交联。与普通凝胶制剂相比,其能够增加与组织的亲和力、延长滞留时间与释药时间,减少给药次数而提高生物利用度[2]。因其分剂量准确、患者顺应性好、生物利用度高、滞留时间长、有良好的控制释药性能而成为眼用制剂研究领域的热点。

叶黄素是一种含氧类胡萝卜素,也是人类视网膜中重要的营养成份之一[3],主要存在于眼睛视网膜的黄斑部和晶状体中。叶黄素无法由人体自行合成,因此多源于从食物或母乳中吸收而进入晶状体和视网膜黄斑部,吸收对眼睛有害的蓝光而发挥抗氧化功效。尤其对预防及改善老年性黄斑病变及白内障疾病具有重要作用[4]。但叶黄素水溶性差、应用受限[5]。为了提高制剂载药量、改善药效,本文将叶黄素制备成白蛋白纳米粒,进一步载入离子敏感型凝胶材料中制成滴眼剂,并对其进行初步评价。

图6给出了模拟电弧故障的过程,当电弧再次发生时,文献[13]中的初级电弧模型开始生效并产生初级电弧特性。在每个时间步长下,通过求解电弧方程可以得到电弧电导率,而电弧电导率的倒数则通过TACS转化为时变电弧电导。次级电弧是一种受多种因素的影响高度复杂现象,在断路器打开后,利用文献[14]中基于具有重燃电压特性的反向并联双二极管电路的仿真技术对次级电弧进行仿真。通过EMTP线路常数程序计算线路参数,同步电机(SM)和TACS用于核电站的调速器和励磁系统[15],在750 kV架空输电线路系统的双回路中线路1上产生故障,如图7所示。

1 仪器与材料

1.1 实验仪器

METTLER PL203电子天平(梅特勒-托利多仪器有限公司);1220安捷伦高效液相色谱仪(美国安捷伦);DF-101S磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责任公司);PSS NICOMPTM380亚微粒径分析仪(美国PSS公司);TGL-16G高速台式离心机(上海安亭科学仪器厂);RCZ-8M溶出试验仪(天津市天大天发科技有限公司);DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责公司);DV-Ⅲ流变仪(美国博勒飞);PHS-3EpH计(上海仪电科学技术股份有限公司);NICOMP380激光粒度仪(美国 PSS公司);JY99-IIDN超声波细胞粉碎机(宁波新芝生物科技股份有限公司);Z323K型离心机(德国赫默公司);H-600型透射式电子显微镜(日本日立公司);WH-861涡旋混合器(太仓市科教器材厂);ABS210S电子天平(德国三特瑞斯公司)。

1.2 实验材料

叶黄素(85%,JZ16042103,南京景竹生物技术有限公司);去乙酰结冷胶(101197269,上海运宏化工制剂辅料有限公司);海藻酸钠(20030925,中国医药集团上海化学试剂公司);白蛋白(201612,索莱宝生物科技有限公司);氯化钠、二水氯化钙(烟台市双双化工有限公司);四氢呋喃、碳酸氢钠、甲醇、氯化钾等(天津市大茂化学试剂厂);以上所用试剂均为分析纯,所用水为纯化水(Milli-Q超纯水处理系统,美国Millipore公司)。

2 方法与结果

2.1 叶黄素纳米粒的制备

采用反溶剂超声沉淀法制备叶黄素纳米粒混悬液[6]。将叶黄素溶于四氢呋喃配制成50g·L-1溶液,以0.375%的白蛋白水溶液作为不良溶剂,使用超声波细胞粉碎机在间隙时间1s、工作时间90s、功率800W的条件下将一定量叶黄素溶液缓慢注入至20倍体积不良溶剂中,超声5min得纳米粒混悬液。将所得混悬液冷冻干燥即得叶黄素纳米粒冻干粉,备用。

2.2 叶黄素纳米粒粒径测定

2.4.6 体外释放 本实验采用溶出度测定法(桨法)[11]。称取一定量叶黄素凝胶(约含叶黄素5 mg),包裹于双层纱布中,将纱布置于1000 mL的溶出杯底部。为达到漏槽条件,以500 mL含有40%乙醇的人工泪液为溶出介质,设定温度为(33±1)℃,转速为 300 r·min-1,于 10、20、30、60、120、180、240、300、360、420、480 及 600 min 分别取样2mL,同时补充等体积介质,样品经0.22 μm微孔滤膜过滤后用HPLC测定药物含量,计算累积释放百分率。由图4可见,叶黄素纳米粒原位凝胶滴眼液在15min时释药约16%,10h时释药达80%,具有较好的体外缓释作用。

由图3可见,在非生理条件下凝胶液的黏度随转速变化不显著,未发生溶液-胶体的性状改变,而表现为牛顿流体性质。在生理条件下黏度显著增大并胶凝化,其黏度随转速增大而迅速降低,表现为假塑性流体性质。上述特征对角膜前形成的液膜影响小,对眼睑排斥作用较小,因此更易被患者接受。

2.3 叶黄素纳米粒原位凝胶滴眼剂的制备

根据泪液的电解质组成[9],每升人工泪液中包括:碳酸氢钠2.18g、氯化钠6.78g、二水氯化钙0.084g及氯化钾1.38g,用去离子水溶解后加水稀释、定容,即得人工泪液。

以0.5%去乙酰结冷胶为凝胶基质,0.2%海藻酸钠为黏附性材料,称取0.1g去乙酰结冷胶加入至20mL纯化水中在90℃下溶胀溶解,再称取0.04g海藻酸钠在搅拌的条件下缓慢加入其中,置于4℃下冷藏至聚合物完全溶胀得到澄明溶液,即得空白原位凝胶[7]。将前述制得的叶黄素纳米粒冻干粉与空白离子型原位凝胶混合均匀[8],即得叶黄素纳米粒原位凝胶。所制备的空白原位凝胶呈无色,流动性较好,加入叶黄素纳米粒后呈均匀的黄色液体。

2.4 叶黄素纳米粒原位凝胶的体外评价

2.4.1 外观形态 观察叶黄素纳米粒原位凝胶与人工泪液混合前后的外观状态并拍照。取适量经纯化水稀释约20倍,在透射电镜下(transmission electron microscope,TEM),观察其微观形态与结构。

对于单一的管道或小区域管网的运营,自建自管的弊端并不突出。随着中国天然气管道里程不断增加,区域和全国管网日益成型,自建自管管理模式导致的各自为政问题非常明显。突出表现在:各自为政导致互联互通程度不够,缺乏统一调控机制导致协同难度大,缺乏统一整体规划导致重复建设,资源“南来北往”致使管网运行效率低下,统一监管难度大导致执行力低,难以实现管网开放和公平竞争,最终导致输配环节层级多,终端价格高。具体表现在如下几个方面。

2.4.4 流变学性质测定 采用流变仪,控制温度为(33±0.5)℃(正常生理条件下人眼部温度为32~34℃),转速为 1~10 r·min-1,分别考察叶黄素纳米粒原位凝胶滴眼剂在与人工泪液混合前后(即非生理条件下和生理条件下)随转速增大时黏度变化情况。

  

图1 叶黄素纳米粒原位凝胶与人工泪液混合前后外观图及TEM图

2.4.2 pH测定 取10mg叶黄素纳米粒原位凝胶,以 40∶7(w/w)的比例与人工泪液混合[1],用 pH计测定样品加入人工泪液前后的pH值。测得载药凝胶样品的pH为(7.09±0.14),与人工泪液混合后pH为(7.34±0.33)。一般眼用制剂pH范围6.0~8.0,人工泪液pH范围6.5~7.5,本制剂符合眼用制剂的标准。

2.4.5 载药量的测定 称取0.5g叶黄素纳米粒原位凝胶置于10mL容量瓶,加入适量甲醇超声30min至溶解后定容。样品经0.22μm微孔滤膜过滤后采用HPLC法测定。HPLC测定条件为:采用 Hypersil ODS2C18色谱柱(250mm×4.6mm,5μm),流动相为甲醇-水(97∶3,v/v),流速为 1.0mL·min-1,检测波长为476nm,柱温为30℃,进样量为10μL。结果测得叶黄素纳米粒原位凝胶的实际载药量为(0.686±0.05)mg·g-1

  

图2 叶黄素纳米粒原位凝胶持水率(n=3)

结果表明,空白凝胶液呈无色透明、流动性良好的溶液(图1A);载入叶黄素纳米粒后为淡黄色黏稠的溶液,流动性较好(图1B);当与人工泪液混合后,去乙酰结冷胶与泪液中的阳离子发生交联反应,黏度增加而胶凝、倒置不流下(图1C);在透射电镜下可见不规则团块状物,推测为聚集的纳米粒(图1D)。

  

图3 叶黄素纳米粒原位凝胶的流变学测定(n=3)

2.1 两组患者SBP和DBP水平比较 治疗前,两组患者SBP、DBP水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);治疗后,两组患者SBP和DBP水平均低于治疗前,且试验组低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.4.3 持水性测定 取适量凝胶,按40∶7(w/w)的比例与人工泪液混合,静置1 min,转移至超滤离心管中,称重(记为W0),于不同时间点(2,5,10,15,20,30 min)以 2000 r·min-1离心,并在离心后取出内管分别称重(记为W),以W/W0的值表示叶黄素纳米粒原位凝胶在外力作用下的持水能力随时间变化[10]。由图2所示,所得凝胶在外力离心作用下10min的持水率在98%左右,30min持水率在96%左右,表明形成的凝胶强度较高。

取所制备的叶黄素纳米粒混悬液与冻干粉,加纯化水稀释10倍后激光粒度分析仪分别测定叶黄素纳米粒冻干前后的粒径及多分散指数(polydispersity index,PDI)。冻干前叶黄素纳米粒混悬液的平均粒径较小且分布均匀,冻干后叶黄素纳米粒粒径[(743.9±119)nm]较冻干前[(114.9±6.6)nm]增大(t=-8.847,P=0.013),可能是粒子在冻干过程中发生了聚集,但粒径范围仍属于纳米级且粒度分布均匀。PDI值冻干前(0.152±0.046)和冻干后(0.134±0.10)差异无统计学意义(t=0.248,P=0.827)。

3 讨论

  

图4 叶黄素纳米粒原位凝胶的体外释放(n=3)

目前应用最广泛的眼用剂型主要为滴眼剂,但由于眼部的特殊生理结构及眼睛的眨动、泪液分泌等因素,会使大部分药物被泪液冲洗或经鼻泪管流入鼻腔等而流失[12]。为提高药物在眼用部位的滞留,本文制备了叶黄素眼用离子型原位凝胶。离子敏感型原位凝胶是基于凝胶分子与阳离子发生一定作用,即制剂在给药部位发生相转变,由液态转化为凝胶。由于眼部富含大量泪液,且泪液中具有Ca2+、Na+、K+等阳离子,原位凝胶所用载体结冷胶能够与泪液中这些阳离子络合而在眼部形成凝胶[13],使其能够黏附于结膜囊和角膜表面,预期能够显著改善普通滴眼液在眼部滞留时间短的缺陷,从而减少给药次数,延缓药物释放,提高生物利用度。

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白蛋白纳米粒是以白蛋白为稳定剂和载体材料制成的纳米微粒,能够将药物包裹于白蛋白的网状结构中,既提高了药物的稳定性,促进药物透过角膜达到眼内而发挥治疗作用,又实现药物缓释与靶向的作用[14]。但纳米粒混悬液直接用于眼部给药时流动性强、不易滞留,因此将其与原位凝胶结合优势互补[15],可望延长白蛋白纳米粒在眼部的滞留时间,并提高药物的眼部吸收,改善患者用药顺应性,具有较好的临床应用前景。

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本研究以反溶剂超声沉淀法制备了叶黄素白蛋白纳米粒,进一步以去乙酰结冷胶为凝胶基质制备了叶黄素白蛋白纳米粒原位凝胶。所得原位凝胶滴眼剂流动性较好,与人工泪液混合即发生胶凝。该凝胶剂持水率良好,pH符合眼用制剂要求,10h的溶出率可达80%,具有良好缓释作用。

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朱溶月,李治芳,蔡雅琴,朱思颖,马鹏生
《宁夏医科大学学报》2018年第03期文献

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