地西泮-聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物缓释微球制备与性质

1、地西泮-聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物缓释微球制备与性质摘要：目的：探索以新型生物可降解材料聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物（PHBV）为载体的地西泮药物中长期缓释微球制备工艺；方法：以溶剂蒸发法制备微球，用扫描电镜SEM观察微球表面及内部横断面形态结构；结果：微球的平均粒径为30.5m，平均载药量（18.660.23）%，包封率(80.851.01)%。体外释放第一天呈突释效应,而后药物释放基本符合零级动力学过程.其释放曲线方程为Q=20.55+2.399t，r=0.9569；结论：开发与研制PHBV为载体的中长期缓释微球具有较好应用前景。关键词：聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物；缓释微球；地西

2、泮The preparation of diazepam-poly(3-hydroxybutyrate-hydroxyvalerate) microspheres and its properties in vitro Chen Jianhai Chen JHWashinton WCChen Zhiliang Chen ZL（Department of Pharmaceutical Science, Nan Fang hospital, The First Military Medical University, Guangzhou 510515）ABSTRACT：OBJECTIVE：To e

3、xplore the preparation technology of diazepam sustained microspheres using the new biodegradable materials poly(3-hydroxybutyrate-hydroxyvalerate) as the drug carrier.METHOD:Microspheres were prepared using an emulsion solvent evaporation process. The ultrastructural morphology of microspheres on su

4、rface and inside section topography was observed by Scanning Electron Microscope(SEM);RESULTS: The mean diameter of the microspheres was 30.5m. The mean drug loading was (18.660.23)% and the drug embedding ratio was (80.851.01)%. The pattern of drug release for 30 days in vitro fitted to zero order

5、release plot, with an initial burst effect at the first day. The release rate was expressed by following equation: Q=20.55+2.399t(d), r=0.9569; CONCLUSION:The exploitation of PHBVmicrospheres as middle term-sustained drug release may lead to a prosperity in clinical use. KEYWORDS：poly(3-hydroxybutyr

6、ate-hydroxyvalerate)，diazepam，sustained release microspheres随着生物可降解高分子材料不断出现，给控制释放药物载体的选择提供了广阔的途径。特别是聚酯类可降解生物材料，如聚乳酸（PLA）、聚乙醇酸（PGA）及其共聚物PLGA已广泛用于临床骨科、整形科及各类药物载体。近几年来由微生物细胞内提取的聚3-羟基丁酸酯（PHB）生物材料也已引起人们广泛重视1。我们曾用PHB为载体制备了地西泮微球，但由于该材料结晶度高，分子链段较硬，影响了微球包封率与载药量。为此，我们改用PHB与PHV(Polyhydroxyvalerate)共聚物Poly（hyd

7、roxybutyrate-hydroxyvalerate）（PHBV）作为药物载体，在包封率、载药量及微球制备工艺等方面都得到改善。另外,地西泮在临床上主要是以口服与速释注射剂为主, 为得到中长期皮下控释给药, 本文在这方面做了一些探索。此项工作国内外未见报道。1材料和方法1.1仪器与药品GS12-2型电子恒速搅拌机；超声振荡器(ultrasonizer DECON 公司)；分光光度计(Spectrophotometers DU Series 600/7000 Beckman公司)，Mastersizer颗粒度分析仪(英国Malvern公司)；RCD-6型药物溶出度仪(上海黄海药检仪器厂)，荷

8、兰2040型冷冻干燥机；扫描电镜Philips505； PHBV(Mr=630 kD 21%mol HV) (Sigma chem. Com. UK);地西泮原料(DZP)Aldrich Co. UK.); PVA88%水解Mr=7779 kD及其它试剂，分析纯，未加提纯。1.2DZP-PHBV-MS制备用溶剂蒸发法技术，称取一定重量比的PHBV与DZP溶于有机溶剂中，并在搅拌情况下，加入含有乳化剂的水相中，用三叶搅拌器搅拌8h.，微球以转速1000 r。min-1离心5min.，分离，用双蒸馏水洗涤5次，最后，微球在液氮下冷冻干燥24 h，储存于保干器备用。1.3粒径与粒度分布测量MS的平均

9、粒径(VMD)与粒度分布(SPAN)直接用Mastersizer MALVERN 2600测定。1.4表观形态分析DZP-PHBV-MS用Balzer Union SCD 030喷镀器于氩气气氛中喷金，表面形态用Philips 505扫描电镜，带偏光照相设备进行观察拍照。1.5载药量与包封率测定采用连接有计算机的Beckman D4系列UV分光光度计；在243nm波长处测定样品吸光度，工作曲线与分析结果自动由计算机给出。分析样品制备：称取10mg微球用0.05 mol。L-1硫酸甲醇溶液(Methanolic Sulphuric acid (MSA)萃取3次，每次24 h，直至萃取液在243

10、nm波长处无吸收峰、合并所有萃取液，用MSA稀释至一定体积。方法回收率为(102.340.78)% (n=3)；微球包封率=(微球中药物含量/投药量)100%。1.6体外释药性能考察以桨板法2测定MS体外释药性能。500 ml磷酸盐生理盐水缓冲溶液(pH7.4含0.04% Sodium azide 叠氮化钠)（PBS）为介质，搅拌速度100 r。min-1。将5ml滤液蒸发，冷冻干燥后加5.00ml PBS缓冲液，在243 nm波长处用UV分光光度计测定,标准曲线方程为A=0.002510+0.08830(g。ml-1，r=0.9975)，方法回收率(98.810.89)%(n=3)。1.7稳

11、定性试验将制备好的DZP-PHBV-MS于冰箱(35)，室温(2025)密封环境下避光贮藏3个月，检查微球粒径分布和外观形态，测定微球药物含量。2结果2.1微球粒径分布 、表面形态与内部结构制备的微球呈白色、完整、无粘连。收率为(85.12.8)%(n=3)，微球平均粒径为30.5m，粒径分布为1.39。呈正态分布；电镜下的微球表面形态呈凹凸不平的皱缩结构（1），并有直径约0.11 m微孔。微球的内部横断面也有分布不均的孔隙（2）。这些孔隙与表面微孔相通。微球内外部微孔及表面皱缩表观结构(Shriveled appearance)可用下述原因解释。由于载体PHBV具有较宽的分子量分布WMD=4

12、.3，在制备微球时，含有尺寸大小分布较宽的高聚物分子链段的聚合物溶液随着溶剂蒸发可能存在异均相沉析(heterogeneous precipitation)，高分子量链段首先析出，而低分子量链段后析出，造成微球表面呈皱缩结构。J.K.Embleton 和B.J.Tighe也观察到相类似现象3。1DZP-PHBV微球扫描电镜照片2DZP-PHBV微球内部横断面扫描电镜照片2.2PHBV微球载药量与包封率微球的平均载药量为(18.660.23)%。药物的包封率为(80.851.01)%，3批微球的载药量与包封率测定结果见表1。药物与载体的投量比例对微球的载药量与包封率有很大影响。随着药、载比的增加

13、微球中药物含量开始时增加较快，但当药物与载体重量比为310时，微球的载药量增加不多，而包封率呈明显下降趋势（表2），此时，在光学镜下，可见水相中悬浮着DZP晶体。虽然DZP药物在水中溶解度很低(约0.03%)，大部分药物在溶剂完全蒸发完之前是溶于有机相，当溶剂完全除去后，某些药物分子被包埋于聚合物柔性链段中，某些则以晶体形式析出，镶嵌于微球内部通道或微孔中，或吸附于微球表面，而另一部分药物晶体则悬浮于水的连续相中。表1DZP-PHBV微球的载药量及包封率.s批号理论载药量/%实际载药量/%包封率/%L3-123.080.0319.010.0282.370.70L3-223.080.0418.6

14、50.0580.811.02L3-323.080.0318.320.0379.380.74表2DZP/PHBV比率对微球载体药量及包封率影响.s样品药/载理论载药量/%实测含药量/%包封率/%L11/109.090.068.090.0989.010.85L22/1016.670.0414.290.1285.740.73L33/1023.080.0818.660.2380.171.01L45/1033.330.0519.020.1357.050.65L58/1044.440.1119.650.1544.220.322.3PHBV微球体外药物释放 用累积释药百分数对时间绘，制得DZP-PHBV微球

15、体外释药曲线（3）。释放的第一天表现为“突释效应”，释药量达(23.510.46)%。这主要由吸附于微球表面的药物晶体引起的；以后药物基本上呈持续恒定释放,表现出零级动力学特征.经线性回归处理得方程Q=20.55+2.399t，r=0.9569.Q为累积释药百分数,t为释药时间, t50=12.5 d。3DZP-PHBV微球的累积释放曲线2.4微球的贮存稳定性DZP-PHBV-MS在4与室温(2025)密封、避光条件下，贮存3个月，观察其外观、形态、分散性，均无明显变化，含药量亦无明显变化（表3）。但暴露放置于室温条件，湿度大于75%，在阳光照射下，电镜观察到微球表面被微生物污染，表面发毛，并

16、在球间出现菌丝，药物含量也略有所下降。表3DZP-PHBV-MS在密封、避光下的稳定性试验.s温度/样品药物含量/%0个月3个月4L3-119.010.0219.150.04L3-218.650.0118.340.03L3-318.320.0318.010.0520-25L3-119.010.0219.040.03L3-218.650.0118.100.02L3-318.320.0318.21 0.053讨论 我们曾制备DZP-PHB微球，在投药量与载体比值同样为3:10情况下，微球的实际含药量从(12.850.11)%（PHB载体）提高到(18.500.22)%（PHBV载体）。包封率从(5

17、5.450.86)%,提高到(80.851.01)%。30天累积释药率从(49.121.45)%提高到(81.792.41)%。释放曲线由原来的“三相”释放机制变为接近于零级动力学特征。这主要是由于HV链段加入，大大降低了载体结晶度。载体中无定形态部分增大，即柔性链段部分增大，有利于包埋药物分子，也有利于药物分子的缓慢释放。DZP-PHBV-MS的稳定性试验表明，湿度、紫外线对微球稳定性有一定的影响。DZP易受紫外线照射分解，PHBV材料在潮湿、适当的温度下，易被微生物污染而降解。因此，样品宜低温、密封和避光保存。基金项目：国家自然科学基金资助项目，第399770223号作者单位：陈建海（广州 510515第一军医大学南方医院药学部）Washinton WC（Department of Pharmaceutical Science, Nottingham University, NGT 2RD. UK）陈志良（广州 510515第一军医大学南方医院药学部）许重远（广州 510515第一军医大学南方医院药学部）参考文献：1Koosha F,Muller RH，Davis SS. Polyhydroxybutyrate as a drug carries.Crit Rev Ther drug Carr Syst,1989,6(