替米考星淀粉微球的制备与表征

替米考星淀粉微球的制备与表征

替米替马林是一种由泰乐菌素组成的特殊抗生素。具有很强的抗菌活性。它具有广泛的抗菌谱和较低的耐药性。它对所有革兰氏阳性细菌和各种革兰氏阴性细菌、螺旋体和霉体也有抑制作用。目前，该药物已在许多国家得到批准，并在兽医临床应用中具有广阔的前景。但本品用药成本较高,容易造成药物残留,并诱发耐药菌株的产生,大剂量使用可引起负性心力效应。但鉴于替米考星上述不良反应,导致其在兽医临床上的推广应用受到限制。交联淀粉微球已作为靶向制剂的药物载体在医药卫生领域得到广泛研究和应用。淀粉微球被用于包载药物,并证实包载药物后,药物的缓释效果增强,具有一定靶向性。本文以可溶性淀粉为原料,采用共沉淀法制备替米考星载药淀粉微球聚合物(T-CSMs),以期为研制出具有缓释性能、应用安全、更广泛应用的兽用替米考星淀粉微球提供理论基础。1实验部分1.1实验用水及仪器替米考星(湖北武穴市龙翔药业有限公司,批号2007060015);磷酸、无水乙醇等均为分析纯;实验用水为蒸馏水。PHS-25型pH计;JJ-1型电动搅拌器;85-I型恒温磁力搅拌器;JSM6460型钨灯丝扫描电子显微镜;TDL-40B型离心机;SKC-2000型光透式粒度分析仪;UV-265紫外/可见光分光光度仪;UV-265FW型傅里叶红外光谱仪;TGAQ500热重分析仪。1.2白色微球的制备1.2.1tween60与文瓶的配制将80mL环己烷加入250mL三口烧瓶中,升温至50℃,Span60与Tween60按质量为2∶1的比例加入适量,溶解,待用。1.2.2溶解溶液，溶解“在30mL水中,加入4g可溶性淀粉加热至80℃,溶解。加氢氧化钠溶液,调节pH为9～10。稍冷,加入适量N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,0.6g过硫酸钾,搅拌溶解,冷却。1.2.3亚硫酸氢钠溶液将水相加入油相中,搅拌乳化。淀粉溶解时加入乳液,稳定0.5h后,加入0.6g亚硫酸氢钠,升温至60℃,引发交联反应。反应约2h后,静置,离心,分别用乙酸乙酯、无水乙醇洗涤下层沉淀,离心分离,干燥,得空白微球。1.3替米考星的制备在水相准备步骤中,于30mL水中加入4g可溶性淀粉,加热溶解。于60℃加入一定量的替米考星,加入一定量N,N’-亚甲基双丙烯酰胺,0.6g过硫酸钾,搅拌溶解。随后制备方法同空白微球,所得载药微球为淡黄色粉末。1.4最大吸收波和最大吸收波测定总分光光度准确称取50mg在90℃下充分干燥的替米考星,用100mg/L的磷酸水溶液定容至50mL。分别从中吸取0.0,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,6.0,8.0mL,定容至50mL,摇匀,紫外可见分光光度计于最大吸收波290nm处测吸光度。得标准曲线回归方程为:y=10.629x+0.1149,在测量范围内线性关系良好,R2=0.9987。1.5分析1.5.1替米考星的载药量和包封率取0.5g替米考星载药淀粉微球,置于100mL烧杯中,加入10mL的10g/L的α-淀粉酶,密封,在恒温磁力搅拌器上60℃下充分降解。取滤液,稀释到一定浓度范围,用紫外可见分光光度计于290nm处测其吸光度。按下列公式计算替米考星的载药量(Y1)和包封率(Y2)。Y1=微球中的含药量空白微球的质量×100%Y2=微球中的含药量体系中投入药物总量×100%Y1=微球中的含药量空白微球的质量×100%Y2=微球中的含药量体系中投入药物总量×100%1.5.2扫描电子显微镜观察取一定量的替米考星载药淀粉微球,真空冷冻干燥后,在扫描电子显微镜下观测微球形貌及表面形态。将适量替米考星淀粉微球聚合物溶解于无水乙醇中,超声分散5min左右,用粒度分析仪测定微球平均粒径和粒度分布。1.5.3红外光谱测定取干燥空白淀粉微球和替米考星淀粉微球,分别以高纯KBr压片,进行傅里叶红外光谱分析。使用综合热分析仪进行测试,实验条件:试样量10～15mg,氮气氛围,升温速率20℃/min,扫描温度范围20～600℃。2结果与讨论2.1采用超星黑颗粒微球制备技术的影响因素2.1.1载药微球微球的制备称取4.0g淀粉,溶解后,分别加入干燥的替米考星粉末0.02,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30g,搅拌,使充分溶解,制成载药淀粉微球。真空干燥后,称取各个样品的载药微球0.4g,分别置入7个锥形瓶中,各加入1g/100mL的α-淀粉酶溶液10mL,保鲜膜封口,放入60℃烘箱中,24h后取出抽滤。滤液用水定容至250mL。在290nm波长处测其吸光度,结果见图2。由图2可知,投药量大于0.03g时,微球载药量基本呈减小趋势,投药量在0.03～1.0g,包封率变化较小。所以,确定投药量为0.03g。2.1.2结果表1反应体系中加入亚硫酸氢钠后,分别考察反应时间为1,1.5,2,2.5h时,对载药率、包封率及微球形态的影响,结果见表1。由表1可知,反应时间短,交联反应不充分,微球的交联度低,孔隙率低。但反应时间达到一定数值后,交联反应基本结束,再增加反应时间,交联度增大较少。自由基引发的聚合反应中,反应时间通常取引发剂半衰期的2～3倍。实验表明,当反应时间为1.0h和1.5h时,淀粉微球的载药量均较大,但考虑到包封率的因素,确定反应时间为1.5h。2.1.3淀粉微球最佳添加量和添加方式的确定其他条件相同,分别加入交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺0.85,0.90,0.95,1.0g时,结果见表2。交联剂的作用是将淀粉分子交联成球,其用量和添加方式直接影响成球进程,在很大程度上决定了淀粉微球的吸附和缓释性能。表2表明,若交联剂的用量过小,淀粉大分子交联不充分,所得微球的载药量较低。随交联剂用量的增加,交联程度增加,微球的吸附量呈上升趋势。但交联剂用量过大,可能引起交联剂自聚,淀粉微球的交联度降低,其载药量也将随之降低。在一定的交联剂用量范围内,微球的载药量随交联剂用量增加而上升。当交联剂用量大于0.95g时,载药量和包封率较为合适。因此,初步将交联剂加入量定为0.95g。2.1.4比例对各比例的分配的影响乳化剂Span60和Tween60按质量比2∶1的比例分别加入0.60,0.75,0.90,1.05g时,结果见表3。由表3可知,当乳化剂用量为0.75g时,载药量、包封率均较大,微球外貌结果较理想。2.2星淀粉微球粒径电镜图表明,微球外形圆整,分布均匀,粘连较少。粒度分析表明,替米考星淀粉微球粒径基本呈正态分布且基本均匀。激光粒度分布仪测得的载药微球的中位径(D50)为97.95μm,D97为214.89μm,平均粒径为110.90μm,跨距为1.20,粒径分布见图4。2.3淀粉-交联剂的作用a、b两线分别为可溶性淀粉和替米考星淀粉微球的红外吸收谱图。由图5可知,a、b两条谱线均在3400cm-1左右处出现强而宽的羟基伸缩振动吸收峰,说明在交联聚合反应前后羟基官能团都存在。图中a线在2925cm-1处的吸收峰应该属于可溶性淀粉葡萄糖单元中C—H伸缩的吸收峰,随着长碳链的引入向高波数方向移动。图中b线在1648cm-1应该属于淀粉微球分子中游离仲酰胺结构中伸缩振动吸收峰和替米考星的伸缩振动的吸收峰相互叠加,比图线a可溶性淀粉中的显著增强,1537cm-1处出现N—H弯曲振动的酰胺Ⅱ带吸收峰,说明淀粉与交联剂N,N’-亚甲基双丙烯酰胺发生了交联反应且替米考星被包埋上。此外,在1000～1200cm-1处吸收振动光谱峰发生了变化,吸收峰强度显著增强,可能是交联过程中环氧氯丙烷与淀粉形成醚键引起的。2.4第2阶段:失重量为血药浓度,如果以无定形的固定形,则把替米考星混悬在淀粉球中,其主要表现为淀粉微球、替米考星淀粉微球热分解的曲线见图6。由图6可知,热分解分2个阶段。从室温至120℃属于第1阶段,淀粉微球与载药淀粉球的失重量分别约为16%和12%,这一阶段的失重量主要为失水所致。从120～400℃为第2阶段,这一阶段失重率急剧增大,可达到60%左右,载药淀粉球的失重率呈增大趋势,且较为迅速,可以判断替米考星也主要在这个阶段失重,整个图中不存在替米考星的熔融峰,说明替米考星以无定形的状态包埋在淀粉微球中。载药微球在245.6℃开始才因为化学键断裂而失重,这表明替米考星淀粉微球的热稳定性较好。3替米考星淀粉微球载药量的确定(1)替