壳聚糖-羧甲基壳聚糖凝胶的温敏性及体外药物缓释试验

·626·ChinJMAP,2010July,Vol.27No.7中国现代应用药学2010年7月第27卷第7期壳聚糖-羧甲基壳聚糖凝胶的温敏性及体外药物缓释试验林友文，庄小慧，李光文，康建军(福建医科大学药学院，福州350004)摘要：目的研究壳聚糖/羧甲基壳聚糖/甘油磷酸钠(CS/CMCS/GPS)体系水凝胶的温敏性，载药凝胶以及共混β-环糊精(β-CD)包合物对药物的缓释性能。方法试管倒置法研究不同配比，不同pH值对CS/CMCS/GPS体系温敏凝胶化性能的影响；饱和水溶液法制备吲哚美辛/β-CD包合物，红外光谱表征包合物；紫外分光光度法测定包合物载药量和药物的累积释放度。结果2%CS-2%CMCS-56%GPS体积比从1012∶∶变为10102∶∶（体系pH6.8），37℃下凝胶化时间由370s升至490s，后又降至90s；三者体积比从1031∶∶变为1036∶∶(体系pH6.8)，37℃下凝胶化时间从407s降至66s。pH值在6.8~7.2范围适合于体系凝胶化。调节体积比及合适的pH值，在37℃下可实现CS/CMCS/GPS体系快速凝胶化。以吲哚美辛和吲哚美辛/β-CD包合物为模型药物，载有吲哚美辛温敏凝胶12h的累积释放度为65.2%，载有吲哚美辛/β-CD包合物温敏凝胶累积释放度为52.8%，而吲哚美辛原药12h的累积释放度为87.6%，吲哚美辛/β-CD包合物的累积释放度为82.1%。结论一定体积配比CS/CMCS/GPS体系在37℃具有快速凝胶特性，β-CD包合物与温敏性凝胶共混，对药物具有更加明显的缓释作用。关键词：壳聚糖；温敏性；吲哚美辛；β-环糊精；缓释中图分类号：R943.41文献标志码：B文章编号：1007-7693(2010)07-0626-05TemperatureSensitivityandSustainedinVitroDrugReleaseofChitosan-CarboxymethylchitosanHydrogelLINYouwen,ZHUANGXiaohui,LIGuangwen,KANGJianjun(CollegeofPharmacy,FujianMedicalUniversity,Fuzhou350004,China)ABSTRACT：OBJECTIVEToinvestigatetemperaturesensitivityofchitosan(CS)/carboxymethylchitosan(CMCS)/glycerphosphate(GPS)hydrogelandstudydrugreleaseprofileofCS/CMCS/GPShydrogelloadingindomethacinandindomethacin/β-cyclodextrininclusioncomplex.METHODSUsingthemethodofinversionoftesttube,temperaturesensitivityofCS/CMCS/GPShydrogelwasstudiedunderdifferentratioofCSandCMCSandGPSatvariouspHofthemixturesolutions.β-cyclodextrininclusioncomplexofindomethacinwaspreparedandcharacterizedbyIR.Drugloadingandcumulativereleaseofdrugwasdetectedbyultravioletspectrophotometry.RESULTSThegelationtime(GT)ofCS/CMCS/GPShydrogelwasfirstincreasedfrom370sto490sandthendecreasedto90sattheconsiditionof37andpH℃6.8whentheratioinvolumeof2%CS2%CMCS56%GPSfrom1012to10102.TheGTwaswithin∶∶∶∶66407swhenthevolumeratioofCS-CMCS-GPSwasfrom1031to1036.ThesuitablepHtogelateforCS/CMCS/GPSsystemwasat6.8∶∶∶∶7.2.Thissystemcouldrapidlybegelatedat37undertheappropriatevolumeratioofCS/CMCS/GPSandpH.The℃invitrodissolutionshowedthatthecumulativereleaseat12hofthermosensitiveCS/CMCS/GPSgelloadingindomethacinorindomethacin/β-cyclodextrininclusioncomplexeswas65.2%and52.8%,respectively,whichwassignificantlylowerthanthatofrawindomethacinfor87.6%andinclusioncompoundofindomethacinfor82.1%.CONCLUSIONCS/CMCS/GPSsystemwithappropriatethevolumeratioandpHcanbegelablefastlyat37.Thermosensitivegelincorporatingβ℃-CDinclusioncompoundofdrugshowedmoresignificantsustainedrelease,andcanbeagoodpotentialdrugcarrierfortemperaturesensitiveandsustaineddrugdeliverysystem.KEYWORDS:chitosan;thermosensitive;indomethacin;β-cyclodextrin;sustainedrelease温度敏感性在体原位凝胶给药系统是指以液体给药后，在药用部位因温度变化刺激(体温37℃)而发生固化或形成凝胶，从而控制药物的释放，已成为药剂学及生物材料领域研究的热点[1-3]。可用于眼部给药、鼻腔给药、局部注射给药等[4]，有效减少药物损失，延长药物作用时间，能大大改善药物的生物利用度[5]。可作组织修复植入给药，既是组织缺损填充材料，同时又作为药物释放载体[6]，使载入药物只在病变组织部位释放，不会在其他正常部位产生不良反应。研究发现壳聚糖(2-氨基-2-脱氧--D-葡萄糖，CS)/甘油磷酸钠(glycerphosphate，GPS)体系水凝胶基金项目：福建省自然科学基金计划资助项目(C0710026)作者简介：林友文，男，教授，硕导Tel:[phone]E-mail:[e-mail]中国现代应用药学2010年7月第27卷第7期ChinJMAP,2010July,Vol.27No.7·627·具有温敏性，并用于药物控释系统，但对小分子药物的缓释作用不明显[7]，且有些配方在37℃下凝胶化时间太长[8]，在临床应用上有一定的局限性。CS及其水溶性的衍生物羧甲基壳聚糖(carboxymethylchitosan，CMCS)具有良好生物相溶性，可生物降解性，来源丰富等特点，在药物控释、智能生物材料等方面具有良好的应用前景。本试验研究在37℃下可快速凝胶化的CS/CMCS/GPS体系，并通过β-环糊精(β-cyclodextrin，β-CD)对非甾体抗炎药吲哚美辛进行包合，比较吲哚美辛及其β-CD包合物在温敏凝胶中体外药物释放行为，以期有更佳的药物缓释作用。1材料与仪器UV-2450紫外分光光度计(日本岛津公司)，ZRS-8G智能溶出试验仪(天津大学无线电厂)。UV-9200可见紫外分光光度计(南京昕航科学仪器有限公司)，Avatar330FT-IR红外光谱仪(美国Nicolet公司)，AL104电子分析天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司)。SK-1型快速混匀器(江苏医疗仪器械厂)，501型超级恒温器(上海实验仪器厂有限公司)，pHS-3B精密pH计(深圳市誉达科技有限公司)。CS[脱乙酰度95%，黏度35cpa·s(1%)，大连鑫蝶甲壳素有限公司，本试验使用的CS均指以0.1mol·L1的HCl为溶剂配制的2%CS溶液]，CMCS[黏度750cpa·s(3%)，大连鑫蝶甲壳素有限公司，本试验使用的CMCS均指2%CMCS水溶液]，GPS(美国AlfaAesar公司，本试验使用的GPS均指56%GPS水溶液)，吲哚美辛(福建闽东力捷迅药业有限公司，批号：070917，纯度：98.5%)，β-CD(上海国药集团)，其他试剂均为分析纯。2方法与结果2.1CS/CMCS/GPS体系温敏性试验1gCS溶解在50mL0.1mol·L1盐酸溶液中，配制2%CS溶液，移取一定体积该溶液于试管中，按比例逐滴加入2%CMCS水溶液和56%GPS溶液，振荡混匀后，以少量的NaOH溶液(0.02mol·L1)调节混合液的pH值。放入水浴恒温器中，参照文献[9]用试管倒置法研究CS/CMCS/GPS体系的配比、pH值及温度等条件对体系凝胶化性能的影响。即将装有CS/CMCS/GPS体系混合液的试管直立置于恒温水浴中，每隔约30s将试管45°倾斜，并观察液面是否随试管倾斜，当观察到液面不随着试管倾斜45°而倾斜，则再恒温约30s后，将试管取出并完全倒置，若15s内试管内溶液不再流动，则定义该溶液已凝胶固化，记录该温度下体系由液态转变为固态所需要的时间，即凝胶化时间(GT)。2.1.1不同配比对GT影响在37℃，pH6.8时，CS-GPS体积比固定为10∶2(2mL∶0.4mL)，改变CMCS体积用量对GT的影响见图1。CS-CMCS-GPS体积比从为10∶1∶2变为10∶4∶2，GT不断延长，出现一个GT的昀高点。而后随CS-CMCS-GPS体积比从10∶4∶2变为10∶8∶2，GT不断缩短。图1不同CMCS体积用量对GT的影响Fig1InfluenceofvolumeofCMCSonGT在37℃，pH6.8时，CS-CMCS体积比为10∶3(2mL∶0.6mL)，改变GPS用量对GT的影响见图2。当GPS用量小于0.4mL时，体系在1200s内不凝胶。随着GPS用量的增大，GT不断缩短。图2不同GPS体积用量对GT的影响Fig2InfluenceofvolumeofGPSonGT2.1.2pH对GT影响CS-CMCS-GPS体积比为10∶3∶3时，在37℃下，不同pH对胶凝时间GT的影响见表1。第1，2，3，4管在1200s内不胶凝，将水浴温度逐渐升高至60℃时，第3，4管有胶凝趋势但并不胶凝。表明CS/CMCS/GPS体系快速温敏凝胶的合适pH值范围为pH6.8~7.2。·628·ChinJMAP,2010July,Vol.27No.7中国现代应用药学2010年7月第27卷第7期表1不同pH值对GT的影响Tab1InfluenceofpHonGT管号pHGT12345675.05.56.06.56.87.27.41200s内不胶凝1200s内不胶凝1200s内不胶凝1200s内不胶凝160s87s相分离，不胶凝2.1.3温度对GT影响不同体积比CS/CMCS/GPS混合液(pH6.8)的GT随不同温度变化结果见表2。表2温度对CS/CMCS/GPS体系GT的影响Tab2InfluenceoftemperatureonGTofCS/CMCS/GPSsystem温度/℃体积比为10∶3∶2时GT/s体积比为10∶4∶2时GT/s体积比为10∶5∶2时GT/s25303537421200s不胶凝1200s不胶凝5854541961200s不胶凝1200s不胶凝5274901691200s不胶凝1200s不胶凝4654401