羟基磷灰石释放药载

第 7卷 第 4期 中 国 药 剂 学 杂 志 Vol. 7 No4 2009 年 7 月 Chinese Journal of Pharmaceutics Jul. 2009 p.266 收稿日期：2009-04-07 作者简介：王晓芸(1982-), 女(汉族), 山东烟台人, 硕士研究生, 从事缓释药物传递的研究, E-mail xiaoyunwangsabrina@gmail.com; 徐晖(1972-), 男(汉族), 辽宁沈阳人, 副教授, 硕士生导师, 博士, 主要 从事药物新剂型的研究, Tel.024-23986356, E-mail xuhui-spu@163.com。 文章编号：(2009)04-0266-06 盐酸多西环素羟基磷灰石微球的药物释放 王晓芸，黄 盼，张斯杰，赵艳秋，李可欣，徐 晖 （沈阳药科大学 药学院，辽宁 沈阳 110016） 摘要：目的 考察盐酸多西环素羟基磷灰石微球的药物释放性质。方法 采用吸附法载药，冷冻 干燥制备载药微球。考察释放介质的离子强度、pH值、缓冲盐种类，及释放介质体积对药物释 放性质的影响。结果 采用高质量浓度药物水溶液（8 g•L-1）载药可引起药物析出，实验选择 2 g•L-1药物溶液吸附载药；药物累积释放量随介质 pH值升高、离子强度增加而降低；缓冲盐种 类对药物释放也有显著影响；释放介质体积直接影响药物释放量，累积释放量与 ln(V-1.04)呈现 良好的线性关系(V为释放介质体积)。 结论 合理利用羟基磷灰石的释放特性有望为小分子水溶 性药物传递系统的开发提供新的途径。 关键词：药剂学；释放；盐酸多西环素；羟基磷灰石微球 中图分类号: R94 文献标志码: A 羟基磷灰石（hydroxyapatite, HAP）是生物有机体骨骼和牙齿的主要无机成分，与骨组织及皮肤 和肌肉等软组织有优良的生物相容性[1]，还具有独特的骨生长诱导性，人工合成简便、成本低廉， 在药物传递领域得到越来越多的关注。如文献[2-7]报道，已广泛用于骨损伤抗感染、皮下注射等药 物传递领域；此外利用其 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面多孔且比表面积大的特点，HAP颗粒（微球）还被用于蛋白质和多肽 类药物等生物大分子的分离分析。但是将其用作水溶性小分子药物载体的研究却鲜有报道。本文作 者以水溶性小分子药物盐酸多西环素为模型药物，采用吸附-冷冻干燥法制备载药羟基磷灰石微球， 确定了合理的载药药物溶液质量浓度；并对载药 HAP微球的药物释放性质进行考察，讨论药物释放 机理，以期为羟基磷灰石微球在药物传递系统中的应用提供一定的理论基础。 1 仪器与 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 往返式水浴恒温摇床（上海智城分析仪器制造有限公司），UV-9100 紫外分光分度计（北京瑞 利分析仪器有限公司），BS124SAR-1530 电子天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司），EYELA 冷 冻干燥机（日本 Tokyo Rikakikai 有限公司.），DMBA450生物电子显微镜（厦门麦克奥迪实业有限 公司）。 盐酸多西环素（Doxycycline hydrochloride, Doxy·HCl，河北东风药业有限公司），羟基磷灰石微 球（日本 Pacific化学产业株式会社），其他制剂（分析纯，市售）。 2 方法 2.1 吸附-冷冻干燥法载药 称量盐酸多西环素适量，配置系列质量浓度的药物溶液。精密称量 HAP微球 0.500 g置 250 mL 碘量瓶中，加入 70 mL上述药物溶液，避光条件下置于水浴恒温摇床中（25 ℃，120 r•min-1），定时 震荡，取样 3 mL，离心取上清液，稀释后用紫外分光光度法测定，计算载药量。 24 h后，将混悬体系过滤，分离载药微球，冷冻干燥，得载药 HAP微球。 2.2 药物释放 精密称量载药 HAP微球 0.200 g，置 250 mL碘量瓶中，加入释放介质 50 mL，置水浴恒温摇床 中（25 ℃，120 r•min-1），定时取样 3 mL，离心，取上清液，稀释后用紫外分光光度法测定，计算累 第 4期 王晓芸等：盐酸多西环素羟基磷灰石微球的药物释放 267 积释放率。 2.3 检测方法 采用紫外分光光度法测定溶液中盐酸多西环素含量，检测波长为 346 nm。2.0~30.0 mg•L-1, 质 量浓度内线性关系良好（ρ=38.16A+0.004， r=0.999 9，方法学符合要求。 3 结果与讨论 3.1 吸附-冷冻干燥法载药 不同质量浓度药物溶液载药过程的典型吸附动力学曲线见图 1。药物与 HAP接触后，迁移至固 相表面，其在水相中质量浓度迅速降低。8 h后，HAP微球对 Doxy·HCl的吸附量基本保持恒定，吸 附达到平衡。此时的吸附量可认为是该质量浓度下 HAP微球对 Doxy·HCl的平衡载药量。如冻干后 显微镜照片所示，与 2 g•L-1溶液载药相比，8 g•L-1溶液载药得到的载药微球（图 2a）中出现了不规 则的固体颗粒。由偏光显微镜照片（图 2b）可以发现，这些“不规则的颗粒”具有明显的晶体偏光现 象。这可能是由于 Doxy·HCl在溶液会解离出 H+，而 HAP在溶液中则能够释放出 OH-，二者相互作 用，改变了载药体系的 pH 值（pH 从 3.25 增加到 6.27）,导致药物溶解度的明显降低，析出结晶。 因此在进行药物释放影响因素研究中，选择 2 g•L-1溶液载药的冻干载药 HAP微球，载药质量分数 为 2.85 %。 △-2 g•L-1; □-8 g•L-1 Fig. 1 Adsorption profiles of Doxy·HCl onto HAP microspheres with different initial Doxy·HCl concentrations (a) (b) Fig. 2 Microscope (a) and polarization microscope (b) images of Doxy-HAP microspheres (The initial cocenntrations of Doxy·HCl solution for adsorption was 8 g•L-1) 0 268 中 国 药 剂 学 杂 志 第 7卷 3.2 影响盐酸多西环素药物从 HAP 微球中释放的因素 3.2.1 离子强度对药物释放的影响 ◇-0.01 mol•L-1 NaCl; □-0.1 mol•L-1 NaCl; △-0.5 mol•L-1 X -0 mol•L-1 NaCl Fig. 3 Effect of ionic strength on the release of Doxy·HCl from the HAP microspheres 以 NaCl作为离子强度调节剂，考察不同离子强度下 Doxy从 HAP微球中的释放。由图 2可见， NaCl存在时，8 h后药物的释放基本达到平衡， 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 离子强度对释放平衡时间没有显著影响。 随着 NaCl质量浓度的增加，溶液中离子强度增加，药物的累积释放量随之增加。当氯化钠浓度 增加至 0.5 mol•L-1时，累积释放量剧增。这可能是因为当加入的氯化钠浓度在 0.1 mol•L-1以内时， 由于溶液中的离子强度的增大，大大地压缩了 HAP 表面的双电层厚度，使 ζ电位的绝对值减少[8]。 盐酸多西环素在溶液中以正离子的形式存在，HAP微球表面 ζ电位的绝对值减少，反映了微球表面 的带电减少，不利于药物的释放。 3.2.2 缓冲盐及 pH 值对药物释放的影响 pH 值和缓冲盐的种类影响药物和 HAP 微球间的相互作用，它们一方面影响药物分子的性质， 另一方面还会改变 HAP微球的表面电势。 Fig. 4 Effect of pH on the release of Doxy·HCl from the HAP microspheres 0 0 第 4期 王晓芸等：盐酸多西环素羟基磷灰石微球的药物释放 269 采用不同 pH 值（5.8、7.0、8.0）的磷酸缓冲盐（PBS）作为释放介质考察 pH 对药物释放的影 响，结果如图 4所示。Doxy·HCl从 HAP微球中的释放受溶液 pH影响极大，随着 pH值升高，释放 量显著降低，但释放仍然在 8 h内达到平衡。 固体的表面电荷由溶液中的定势离子浓度决定。溶液中 H+、OH-、Ca2+、PO43-等离子对 HAP的 表面电荷起决定作用。HAP的表面电荷主要是 OH-和 Ca2+，这是因为在所有定势离子中，HAP对这 2种离子的吸附能力最强。pH值上升，不仅 OH-浓度的提高使表面电位下降，而且与水的反应向右 移动，水化产物中负离子活度上升，正离子活度下降，使表面电位下降[9]，荷正电药物离子与 HAP 结合更加紧密，盐酸多西环素累积释放量降低。 Fig. 5 Effect of kinds of buffer solutions on the release of Doxy·HCl from the HAP microspheres 选择相同 pH值（5.8）的磷酸缓冲盐（phosphate buffer solution, PBS）、邻苯二甲酸缓冲盐（acid phthalate buffer, APB）和醋酸缓冲盐（acetate buffer, ACB）考察缓冲盐中的药物释放。如图 5所示， 在不同缓冲盐体系中 Doxy·HCl从 HAP微球的释放量如下 PBS> APB≈ACB>纯水。从总体来看，与 纯水相比，pH5.8的缓冲盐溶液中 H浓度增加，HAP表面吸附 H+，表面荷负电减少，从而导致对荷 正电的[Doxy·H+]吸附能力减弱，因此在个缓冲盐溶液中，Doxy·HCl从 HAP微球的释放量与在纯水 中相比，有不同程度的增加。而当保持溶液 pH 值（5.8）改变缓冲盐种类时，溶液中离子种类发生 改变，从而影响了HAP对药物的亲和力。在缓冲体系中由于引入了醋酸根、邻苯二甲酸氢根和 PO43- ， 能够与[Doxy·H+]中的 H+发生作用，影响了 [Doxy·H+]与 HAP 微球表面的 OH-结合，最终导致释放 量增加。与醋酸根和邻苯二甲酸氢根相比，由于 PO43-能结合更多的 H+，因此 HAP微球在 PBS中对 Doxy·HCl的吸附能力减弱更明显，释放量更大。 3.2.3 释放介质体积的影响 为了考察释放介质体积对药物释放的影响，分别用 2 、5 、10、25 、50 、100 mL纯净水作为 释放介质，进行药物释放实验，结果如图 6a所示。释放介质体积发生改变，释放达到平衡的时间未 受影响，释放曲线模式也未出现明显改变。释放介质体积增加，HAP 微球中释放的 Doxy·HCl 比例 随之增加，以 8、12、24 h质量累积释放量 Q（%）对释放介质体积 V（mL）作图（图 6b），拟合经 验方程 Q=17.33+12.49ln(V-1.04)，r=0.992 8。由此可见，盐酸多西环素 HAP微球的药物释放量依赖 0 270 中 国 药 剂 学 杂 志 第 7卷 于释放介质的体积，释放介质的体积增加，释放量对数增加。这种释放模式提示了可通过生理条件 控制微球中药物的释放量，从而达到缓控释的目的。如牙周袋给药时，牙龈液的体积仅为几微升， 当微球制成糊剂直接给药时，其释放介质（牙龈液）体积很小，能够得到缓释的效果[10]。 由于其他给药途径，如口服、皮下注射，微球接触到的释放介质体积往往较高，释放将难以控 制。若想实现适宜的缓释效果，需对载药 HAP微球进一步处理，如以离子交换树脂为药物载体时常 用的高分子浸渍或聚合物包衣等方法[11]。 Fig. 6 Effects of volume of the release medium on the release pattern of Doxy·HCl from Doxy-HAP microspheres (a), and the effect of the volume of the desorption medium on drug release from the microspheres(b) 4 结论 离子强度、pH值、缓冲盐种类、释放介质体积等因素对载药羟基磷灰石微球中盐酸多西环素的 释放具有显著影响影响。利用生理条件可以控制微球中药物的释放量，对载药微球进行如高分子浸 渍或聚合物包衣等处理，可望进一步延缓药物释放。合理利用羟基磷灰石对药物的吸附和释放特性 可望为小分子水溶性药物传递系统的开发提供新的载体。 参考文献: [1] NARASARAJU T S B , PHEBE D E . 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Method Doxy·HCl was adsorbed onto HAP microspheres from solution and then the drug loaded microspheres were lyophilized for futher investigation. The effect of initial Doxy·HCl concentration on the drug loading and the effects of pH value, kinds of buffer solution, and ionic strength on the release behavior of Doxy·HCl were investigated at room temperature. Results When using 8 g·L-1 Doxy·HCl solution for drug loaded HAP microspheres preparation by adsorption, drug precipitation was observed. Therefore, 2 g·L-1 drug solution was selected as the adsorption medium.The release percentage of Doxy·HCl from HAP microspheres could be enhanced by decreasing the pH value or decreasing the ionic strength of the solution. The kinds of buffer had significant influence on the release of Doxy·HCl from the microspheres. Moreover, the release percentage of Doxy·HCl from HAP microspheres was directly influenced by the volume of the release medium and a liner empirical equation was established between the release percentage and ln(V-1.04). Conclusion HAP microspheres can be used as a potential carrier for the delivery of small molecular, water-soluble drugs . Key words: pharmaceutics; release; doxycycline hydrochloride; hydroxyapatite microsphere (责任编辑 曹 霞)