5氟尿嘧啶载药微球的制备工艺及性能研究

5-氟尿嘧啶载药微球的制备工艺及性能研究。

李航袁华仲谦任杰
同济大学材料科学与工程学院纳米与生物高分子材料研究所上海200092
摘要!以PLA为载体材料以5-Fu为模型药物制备5-Fu PLA载药微球通过正交设计优化微球制备工艺另外检测了载药微球的回收率稳定性缓释性能等物理性质用紫外分光光度计测定药物含量激光粒度仪分析粒径结果表明载药微球的平均粒径为133.2 32.5n m平均包封率为11.3 5.0缓释时间延长至801001具有良好的缓释功能
关键词!正交试验法"聚乳酸"溶剂挥发法"体外缓释中图分类号!T@317"O631文献标识码!A 文章编号!1001-9731#2007$02-0298-04
1引言
5-氟尿嘧啶5-fl uor ouracil简称5-Fu是目前临床最常用的抗肿瘤药物之一已广泛用于各种实体瘤的治疗其局部浓度维持时间与疗效呈正相关1但其血浆半衰期极短I
n2
仅有0.81需频繁给药且毒副作用较大不易为患者所接受若将它制成具有一定载药量的缓释微球经注射使药物浓集于实体瘤周围可减少给药次数降低毒副作用提高疗效24
生物可降解材料聚乳酸Pol y l acti de PLA是一种具有优良的生物相容性及生物可降解性的聚合物PLA在体内代谢最终产物是CO2和~2O中间产物乳酸也是体内正常糖代谢的产物所以不会在重要器官聚集5PLA于1997年被美国FDA批准作为药用辅料并被广泛地用于药物缓控释系统而研究最多的是PLA微球
采用溶剂挥发法制备5-氟尿嘧啶的聚乳酸载药微球并对其制备条件进行优化以期获得5-氟尿嘧啶的注射粉针剂既能对药物进行缓释又能避免肿瘤药物对正常细胞的毒副作用
2试验材料
5-氟尿嘧啶常州市剑湖东风化工厂聚乳酸M W=14000g mol上海市同杰良生物材料有限公司TWeen-80丙酮二氯甲烷为AR级国药集团化学试剂有限公司
~01-3型恒温磁力搅拌器上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司FA-1104型电子天平上海民桥精密科学仪器有限公司FD-1型冷冻干燥机北京博医康
实验仪器有限公司W ZS-50F2型微量泵浙江大学医学仪器有限公司ZRS-8C型智能药物溶出试验仪天津大学无线电厂U-1800型紫外分光光度计日本东京日立电器公司透析袋截留分子量8000 14000g mol国药集团化学试剂有限公司
3实验方法
3.15-Fu载药微球的制备工艺
采用溶液挥发法制备载药微球一定质量的5-Fu 粉末与PLA溶解在二氯甲烷C~
2C l2
与丙酮A ce-t one的混和溶液中超声使颗粒状药物均匀悬浮在油相中将油相以一定速度滴加到高速搅拌的溶有一定量TWeen-80的水相中乳化后即可得到载药微球室温下搅拌481挥发有机溶剂并在低温冰箱中121使微球固化三蒸水润洗3次以除去游离的和吸附在微球表面的药物最后冷干后得到包药微球的粉针剂3.2因素和水平的确定
选取水相中表面活性剂的含量TWeen-80con
油相的配比C~
2C l2Acet one
投药量5-Fu和水
油相体积比V
W V o4
个因素每个因素选取3个水
平选用L
934
表进行正交试验具体见表1
表1正交试验设计因素及水平
T abl e1Fact ors and l evel s of ort1o g onal desi g n ex-p eri m ents
水平因素
A
TWeen-80con
m g m l
B
C~2C l2A cet one
m l m l
C
5-Fu
m g
D
V W V o 110515521
22010101031
3301551541 3.3评估指数的测定
3.3.1粒径D的测定
将微球乳液置于超声振荡器中使其分散均匀取少量乳液于美国Beck m an Coult er公司LS230型激光粒度仪进行测试
3.3.2包封率enca p sul ati on effi ci enc y EE的测定
取适量的包药微球用二氯甲烷C~
2C l2
溶解用稀盐酸萃取3次收集上层5-Fu的稀盐酸溶液定容至
8922007年第2期38卷。

基金项目!上海市科委纳米专项资助项目0452n m059
收到初稿日期!2006-08-07收到修改稿日期!2006-10-07通讯作者!任杰
作者简介!李航1982-女辽宁锦州人在读硕士师承任杰教授从事纳米与生物高分子材料研究
50m l用U-1800型紫外分光光度计测定265n m处的吸光度A带入5-Fu在0.1mol L的稀盐酸中的标准曲线方程和包封率计算公式
包封率EE I5-Fu包药微球的实际载药量
理论载药量>100 3.45-Fu标准曲线的测定
取0.01g5-Fu粉末用0.1mol L的稀盐酸溶解并将其定容到100m l然后用移液管分别移出0.51 23456m l再定容到25m l用U-1800型紫外分光光度计测定265n m处的吸光度A用O ri g i n7.0软件线性回归后得到5-Fu在0.1mol L的稀盐酸中的标准曲线方程
3.5回收率的测定
3.5.1日内回收率
配制高中低3种浓度的5-Fu的稀盐酸的标准溶液称取适量空白微球然后将微球超声后悬浮于25m l5-Fu的稀盐酸的标准溶液静置30m i n后离心取上清液测定其在265n m处的吸光度A带入5-Fu 在0.1mol L的稀盐酸中的标准曲线方程和回收率计算方程得回收率计算平均值作为日内平均回收率计算标准差作为日内精密度
回收率=回收量
添加量>100
3.5.2日间回收率
做过日内精密度后隔5d再重复3.5.1步骤测定回收率然后计算日间平均回收率计算标准差作为日间精密度
3.6稳定性考察
选择第5组包药微球将其放置在干净的小玻璃药瓶内4和25干燥条件下至3550d测定微球包封率的变化3.75-Fu裸药释放!包药微球释药曲线
3.7.15-Fu在p~7.4的磷酸盐缓冲溶液PBS中
的标准曲线方程
测定方法同3.4中步骤
3.7.25-Fu裸药释放曲线的测定
将载药微球密封在透析袋内采用转篮法转速为
100r m i n以200m l371的p~7.4的PBS为释放介质以一定时间间隔取样同时加入等体积新鲜的释放介质保持漏槽状态样品于2651n m处测定吸光度根据标准曲线方程来计算释药量按0.51 1.5234810.51用紫外分光光度计分别测定外侧PBS中5-Fu在265n m处的吸光度带入5-Fu在p~7.4的PBS中的标准曲线方程中计算累积释药百分比
3.7.3包药微球释药曲线
精密称取正交试验法制备的第48组包药微球各两组每组50m g在溶出杯中加入200m l p~7.4的PBS其它的条件与3.7.2相似
4结果与讨论
4.1正交试验结果
按照正交试验表L
934
进行试验测定各评估指标结果见表2由表2可知从粒径的角度A2B3C1D1是最优化的实验方案与第6组A2B3C1D2最为接近结合表3的F检验4个因素的影响大小依次是C＞B＞D＞A并且5-Fu P＜0.01
具有极显著性的意义油相中C~
2C l2Acet one
的比例P＜0.05具有较显著的影响而乳化剂含量和V水V油P＞0.1对微球的粒径没有显著的影响
表2正交试验结果
T abl e2T1e results of ort1o g onal desi g n ex p eri m ents
编号
因素
A B C D
K
D!n m"
S
EE!"
111111037.31 212221228.78 313331743.47 4212311317.16 5223119212.09 623129421.40 731321803.23 8321312117.06 9332110011.58
G1133.0132.0106.0131.7S16.529.2315.210.33 G2133.0145.0111.7132.0S216.8812.6412.511.14 G3133.7122.7182.0136.0S310.6212.156.2612.56 R k0.722.376.04.3R s10.362.928.992.24
分析可知粒径随5-Fu增多而增大5-Fu药物以晶体的形式存在同时我们采用溶剂挥发法药物直接以晶体形式包裹进载体所以药物投入量越多包药微球的粒径越大另外油相的体积比也对粒径有较
992
李航等5-氟尿嘧啶载药微球的制备工艺及性能研究
显著影响9并且9丙酮的含量越多9粒径越小o因为在溶剂挥发法过程中9油相滴加到水相9并向水相扩散而形成的乳液o丙酮的亲水性能远远高于二氯甲烷9密度也小很多o油相中丙酮的含量越多9油相液滴的粘度越小9并且在大量水相中容易被搅拌所打散成微小液滴从而形成微球o
表3粒径F检验表
T abl e3T1e result of F t est of di a m et er 来源A B C D
S0.89754.8910754.8934.89
f2222
S!f0.445377.4455377.44517.445
F0.025521.639308.291.0001
F"C ritical#F0.05"2$2#
=19.00
F0.10"2$2#
=9.00
F0.01"2$2#
=99.00
P＞0.1＜0.05＜0.01＞0.1显著性非显著较显著极显著非显著
由表2可知9从包封率的角度9A2B2C1D3是最优化的实验方案9同样与第6组A2B3C1D2最为接近o 结合表4的F检验94个因素的影响大小依次是A＞C ＞B＞D9并且TWeen-80\5-Fu P＜0.05具有显著性的
意义9油相中C~
2C l2Acet one \V水V油P＞0.19对
包封率没有显著的影响o TWeen-80为20m g/m l的时候包封率最大9溶剂挥发法制备载药微球9在油相滴加到水相的过程中形成乳液9小液滴形成后9TWeen-80作为表面活性剂吸附在微球表面9一方面可以防止纳米级微球团聚9同时9也可以减少亲水性的药物通过载体的微孔道渗透到外水相9从而降低包封率o但是9 TWeen-80的含量也不是越多越好9过量的乳化剂会在微球形成的过程中9较早的吸附在微球表面9使包覆过程不完善9导致包封率降低o数据显示95-Fu的含量对包封率具有较大影响9当TWeen-80浓度相同时9 5-Fu为5m g时包封率较高9而过量的药物会导致包封率降低o5-Fu作为一种略亲水性的结晶粉末9采用溶剂挥发法制备微球9其晶体形态不利于药物载体的包裹9另外9也容易通过载体的微孔道渗出o所以9未包封的药物\制备过程渗出的药物以及微球后处理过程(洗涤等)9都会导致包封率有所降低o
表4包封率F检验表
T abl e4T1e result of F t est of EE
来源A B C D
S1.630.201.270.08
f2222
S!f0.820.100.640.04
F18.282.2414.240.90
F"C ritical#F0.10"2$2#
=9.00
F0.05"2$2#
=19.00
P＜0.05＞0.1＜0.05＞0.1显著性显著非显著显著非显著4.25-Fu回收率实验
通过测定日内回收率和日间回收率进而求出日内精密度和日间精密度o精密度(p reci si on)是指测定结果与平均值的偏离程度9测定间偏差越小9精密度越高o
配置高中低3种浓度5-Fu的0.1mol/L的稀盐酸标准溶液9取少量定容到25m l9与适量微球混合超声后静置0.51以上9离心后9取上清液定容到50m l测定吸光度(如表5)o
表5回收率n=3一X S
T abl e5T1e recover y rat e n=3一X S 5-Fu浓度
"~g!m l#
日内精密度"#日间精密度"#
平均回收率RSD平均回收率RSD
10.44100.561.4599.541.44
5.8101.171.54101.751.39
2.32100.781.02101.991.77
4.3载药微球稳定性考查
在4\25下分别放置35\50d9将测定的吸光度值代入5-Fu在稀盐酸的标准曲线方程中计算包封率9结果见图1o
从图1可以看出包封
率随时间增加而缓慢下降o 4下950d时包封率原来的72左右9而在25下50d后降为原来的61左右o因为温度升高会加速聚乳酸的降解9使包封率降低更快o
图1载药微球的稳定性
F i g1T1e st ora g e st abilit y of dr u g-l oaded m i cr o-
s p1eres
4.45-Fu裸药释放曲线!包药微球缓释曲线
裸药释放曲线参见图29第4\8组包药微球缓释曲线线参见图3o
图2裸药释放曲线
F i g2Rel ease p r ofil e of t1e dr u g
0032007年第2期(38)卷
图3包药微球的缓释曲线
F i g 3Rel ease p r ofil e of dr u g -l oaded m i cr os p 1eres
由图3通过对比可以看出裸药释放时
在45m i n 左右就达到了90 包药微球4 8组分别在80 1001左右达到90 可见包药微球起到了明显的缓释作用 聚乳酸等生物可降解高分子材料的释药行为主要是受聚合物材料的降解和药物在聚合物中的扩散行为两个
因素决定 6 从图3中可以看到包药微球在缓释初
期 缓释曲线成线性增加 此段为药物的突释阶段 主要是附着在微球表面的或嵌在微球表面孔道中的5-Fu 通过溶解或扩散作用渗透出来 随着时间的延长 聚乳酸逐渐降解 被包封的5-Fu 释放出来 由于聚乳酸的降解速度比较慢 所以降解初期以基体的降解为主 药物释放量较少 释放曲线趋于平缓 出现平台阶段 到了末期 随着微球聚合物骨架体系逐渐被破坏 药物进一步充分释放 曲线又有一个较陡的线性爬升过程 直至药物释放完全 通过图3中两条曲线的对比可以看出第4组比第8组的释药速度略快一些 在71左右第4组释药达到40 181左右近60
而第8组的微球在181才释放到40 这可能是受到微球包封率的影响 微球中的药物能提供释药过程中的扩散势能 所
以药物含量高 释药速度快 7 此外 第4组微球粒径
小于第8组 微球粒径越小 表面积越大 控释层厚度薄 则释药加快
5结论
本实验采用溶剂挥发法制备的包裹5-Fu 的PLA
纳米载药微球 选取乳化剂含量 油相的配比 投药量和水油相体积比4个因素 每个因素选取3个水平 采用L 934正交试验表 分别以平均粒径和包封率为评估指标考查实验结果以优化处方 结果表明
1 9组实验所得的载药微球
平均粒径为 133.2 32.5 n m 平均包封率为 11.3 5.0 2 当乳化剂含量为2
油相中C~2C l 2 Ace-t one 体积为15 5
投药量为5m g 和水油相体积比为3 1的时候
所得载药具有最理想粒径和包封率 3 载药微球具有良好的体外缓释效果
缓释时间延长至80 1001
致谢!感谢同济大学工科基金对本项目的大力支持！
参考文献!
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The p re p arati on and characterizati on of 5-fl uorouracil l oaded m icros p heres
L ~an g UA ~ua Z ~O @i an RE i e
B i o -Pol y m eric aterials S c1ool of aterial S cience and En g i neeri n g T on g i Un i versit y S1an g 1ai 200092 C1i na
Abstract To o p ti m i e t 1e p re p arati on conditi ons of 5-Fu l oaded m i cr os p 1eres W it 1sol vent eva p orati on m et 1od and m easure t 1e p r o p erti es suc1as recover y rat e st abilit y rel ease p r ofil es and so on .T1e si e of m i cr os p 1eres Were obt ai ned b y l aser li g 1t scatt eri n g t ec1ni ue and t 1e cont ent of 5-Fu Was uantit ati vel y affir m ed b y ultravi o-l et s p ectr o p 1ot o m et er .T1e avera g e si e of m i cr os p 1eres p re p ared b y sol vent eva p orati on m et 1od Was 133.2 32.5 n m avera g e enca p sul ati on effi ci enc y Was 11.3 5.0 and t 1e rel ease ti m e Was ext ended t o 80t o 1001W it 1g ood sust ai ned rel ease p r o p ert y .Ke y words ort ho g onal ex p eri m ent PLA solvent eva p orati on m et hod i n-vitro release
1
03李航等 5-氟尿嘧啶载药微球的制备工艺及性能研究。