紫杉醇自乳化给药体系的构建研究

紫杉醇自乳化给药体系的构建研究摘要紫杉醇（Paclitaxel，PTX）是一种天然的抗癌原料药，是从红豆杉属植物短叶红豆杉(Taxusbrevifolia)的树皮中分离得到的单体双萜类化合物。它对多种人肿瘤细胞系如卵巢癌、乳癌、黑色素瘤等均有明显的细胞毒作用。由于其作用机理独特、抗癌活性显著，临床试验表明，紫杉醇可能成为治疗卵巢癌和乳癌的一线药物。在临床应用中，紫杉醇较差的水溶性（0.006mg/ml）导致其口服生物利用度很低，且存在急性过敏反应等问题。为此，我们尝试采用自乳化药物传递系统（SEDDS），使紫杉醇与油相、水相、表面活性剂、助表面活性剂形成O/W型微乳，解决其水溶性差的问题，同时降低毒性，提高药物的生物利用度。本研究通过对油相、水、表面活性剂、助表面活性剂的选择和配比优化，成功地将紫杉醇包埋在乳液中，由伪三元相图得到相应的微乳区域，并结合自乳化速率及对紫杉醇的溶解性能来筛选处方。最终确立微乳的最优配方为：油酸正丁酯+聚氧乙烯蓖麻油+1，2丙二醇（3:7(2:1)），经去离子水稀释迅速形成稳定的微乳，粒径在30nm。实验条件为在37℃水浴中，温和搅拌。并在229nm,以甲醇：乙腈：水＝14：36：50为流动相，流速为1ml/min的条件下，用高效液相色谱法（HPLC）准确分析紫杉醇含量，为构建紫杉醇自乳化给药体系作了初步探索。关键词：紫杉醇自乳化微乳拟三元相图高效液相色谱StudiesontheSEDDSofpaclitaxelABSTRACTPaclitaxelisakindofnaturalanti-cancerdrugsseparatedfromthecorticesofTaxusbrevifolia.Itisamonomerofdi-terpene.Itisactivetomanyhumancancercellsystemssuchasovarycancer,breastcancerandsoon.Becauseofitsspecialanti-cancermechanismanditsobviouseffect,Paclitaxelmaybecomethepreferreddrugincuringtheovaryandbreastcancerinrecentyears.Tosolveallkindsoftroublescausedbytheclinicalusingofpaclitaxel,suchasthehypersensitivityreactionsandthepoorbioavailability,wetrytoprepareaSelf-emulsifyingDrugDeliverySystem(SEDDS)ofPaclitaxel.Theoil,water,surfactantandco-surfactantwerechosentoestablishasystemwhichcandissolvethepaclitaxel.SEDDScanimprovethebio-absorbptionofpaclitaxelmeanwhilereduceitstoxicity.Wechooseprescriptionbyportrayingthepseudo-ternaryphasediagramandtestingtheselfemulsifyingrate.WesuccessefullyembedpaclitaxelintheSEDDSmicroemulsion,andfindthebestprescription:normal-butyloleate+Cremophor-EL+propane-1，2-diol（3:7(2:1)）.TheHPLCmethodwasestablishedtodeterminetheconcentrationofpaclitaxelinSelf-emulsifyingDrugDeliverySystem.Keywords:paclitaxelSEDDSmicroemulsionsHPLC一．前言癌症是当今威胁人类健康的最凶顽疾之一，是疾病导致死亡的头号杀手。据世界卫生组织统计，全世界平均每年死于癌症的患者达690多万人，每年新增患者约为870万例，而且该数字呈逐年上升的趋势。对于这种全身性、全程性的疾病来说，开发一种高效低毒的治疗药物具有非常重要的意义。植物生物碱和其他天然药物是抗肿瘤药中的领先类别，从临床用药情况看，呈现出逐年上升的趋势，已在抗肿瘤药物中占据了半壁江山。1．紫杉醇1.1理化性质及药理作用紫杉醇（Paclitaxel，PTX）是一种单体双萜类天然抗癌原料药，从红豆杉属植物短叶红豆杉(Taxusbrevifolia)的树皮中分离得到，是由紫杉烷（taxane）衍生的生物碱。其分子式为：C47H51NO14，分子量：853.90，分子结构式为：作为一种天然抗癌药，紫杉醇具有高效、低毒和广谱的特点。紫杉醇是细胞抑制剂类抗肿瘤药物，可干扰癌细胞的微管蛋白合成从而发挥抗癌作用，对正常细胞基本无影响。它对大多数实体瘤有强力抑制作用，临床试验表明，它对多种人肿瘤细胞系如卵巢癌、乳癌、肺癌、胰腺癌、前列腺癌、胃癌、结肠癌、黑色素瘤、白血病、膀胱癌、肝肿瘤、中枢神经肿瘤等均有明显的细胞毒作用[1]。尤其对晚期卵巢癌、乳腺癌、非小细胞肺癌和卡波济氏肉瘤的疗效确切、副作用较小，故上市10年来一直保持较高的增长率。同时，它也用于风湿性关节炎、皮肤病症的治疗。紫杉醇的作用机理独特、结构新颖、抗癌活性显著，引起了医药界的极大重视和学科科研人员的广泛关注。但是紫杉醇较差的水溶性（0.006mg/ml）使得其临床应用存在诸多不便，如急性过敏反应、生物利用度低等。由于紫杉醇缺少那些在药学范围内能离子化的基团，所以调节PH值不能提高它的水溶性，通常所采用的那些提高溶解度的方法，如添加带电荷的复合剂或将药品转化为相应的盐等，都不适用于紫杉醇[2]。1．2现行制剂与主要问题目前，临床上使用的紫杉醇制剂主要是：美国百时施贵宝公司（BMS）生产的泰素（Taxol），北京四环制药厂生产的紫素（紫杉醇浓缩注射液）以及赛诺制药的复方红豆杉胶囊（原名：紫杉醇胶囊）。其中口服胶囊的生物利用度较低，在临床上使用相对较少；注射液则由于价格昂贵和存在过敏反应也未在国内市场上广泛使用。为了解决现行紫杉醇制剂中存在的问题，国内外学者对此进行了大量的研究，提出了许多可行性方案。其中以胶体分散系统，如微乳、脂质体、胶束、生物可降解纳米粒等倍受关注，这些给药系统能不同程度地提高与癌细胞的亲和力，增加药物被癌细胞的摄取量，从而降低用药剂量和不良反应，提高疗效。然而这些给药系统又分别存在各种问题，如微乳的乳化剂选择，脂质体的稳定性差和易泄漏，胶束在临界缔合浓度以下的快速释药，纳米粒载体的毒性等等，这些问题使得这些给药系统距临床用药尚有一定距离[3,4]。2．自乳化给药体系2．1简介口服自乳化给药系统（Self-EmulsifyingDrugDeliverySystem，简称SEDDS）是近年来发展起来的用于疏水性药物口服给药的新技术，它是由药物、油相、非离子表面活性剂（S）和潜溶剂（助表面活性剂，Co-S）组成的热力学稳定的均一、透明或半透明、各向同性的、热力学稳定的溶液[5]。口服后在胃液水相中由于胃蠕动和乳化剂的作用下自发形成性能良好的O/W(水包油)微乳，也被称之为自微乳化药物传递系统（Self-MicroemulsifyingDrugDeliverySystem,简称SMEDDS）。药物存在于这些细小的油滴中，可快速分布于整个胃肠道中，从而减少大块药物与胃肠道壁长时间接触后产生的刺激性。同时大大促进了水不溶性或溶解性小的药物的溶出和吸收，提高了药物的生物利用度。与普通的乳剂相比，SEDDS是一种均相体系，因此具有较高的稳定性。与普通的油溶液相比，SEDDS能自动形成的粒径较小的乳剂（常小于5μm）[6,7,8]，具有较大的表面积，吸收迅速。此外，SEDDS还具有剂量准确、服用方便、制备简单、性质稳定、适合于工业化大规模生产等优点，同时为提高水溶性小的药物的口服提供了一个新的具有广阔前景的剂型，具有极大的发展前景和应用价值。2．2处方设计研究前几年的研究[9,10,11]主要在SEDDS的（1）油/表面活性剂的特性；（2）表面活性剂的浓度和油与表面活性剂的比例；（3）自乳化的温度。这些研究为更有效自乳化给药体系的建立打下基础。2．2．1油相的选择SEDDS的油相设计是一个关键。油相在SEDDS中质量分数（w/w）一般在35%～70%，要求其安全、稳定，即使在低温贮藏条件下也不会有药物析出，且能以较少的用量溶解处方量的药物，要在不同的温度等条件下容易被所用的表面活性剂所乳化。最早使用的油是一些天然植物油，如大豆油、油酸和亚油酸等。然而这些油溶解脂溶性药物的能力和自乳化性能不是很强，所以目前使用较少。现在很多研究工作显现，对天然植物油进行结构改造后，例如用聚乙二醇改造，这些物质具有较好的结果特点和生理学上的优势，已经被成功地运用在SEDDS中[19,22,23]。目前常采用长链和中链的有不同程度饱和度的甘油三酯油类来设计自乳化剂型。见表1所示。表1几种现用的SEDDS或SMEDDS的组成成分给药系统油相表面活性剂潜溶剂药物药物含量文献SEDDS甘油单油酸和双油酸混合物聚乙二醇甘油单酯、双酯、三酯（HLB=14）—Ontazolast白三烯抑制剂7.5%[11]SEDDS(山地明®)橄榄油聚乙二醇甘油酯（HLB=3/4）乙醇环孢素A10%[12]SEDDS中链饱和脂肪酸、花生油中链甘油单酯、双酯、Tween80、聚乙二醇-25-甘油三酯—Ro15-0778,一种萘衍生物5%[13]SEDDS中链饱和脂肪酸聚乙二醇-25-甘油三酯—WIN5495435%[9]SMEDDS聚乙二醇甘油酯（HLB=1-14）—消炎痛吲哚美辛4%[14]SMEDDS(Neoral®)氢化玉米油聚乙二醇甘油酯,POE-蓖麻油衍生物甘油环孢素A10%[15]SMEDDS(Neoral®)氢化玉米油聚乙二醇甘油酯,POE-蓖麻油衍生物乙醇环孢素A10%[16]正电荷SEDDS油酸乙酯Tween80乙醇环孢素A10%[17]正电荷SEDDS油酸乙酯Tween80乙醇黄体酮2.5%[8]2．2．2表面活性剂的选择具有较高HLB的非离子表面活性剂常被用于SEDDS。不同类型的液体或固体乙氧基聚氧乙烯甘油酯和聚氧乙烯油酸酯(Tween80)，是常被作表面活性剂。（见表1所示）常用的非离子表面活性剂还有F68、司盘80等。以聚乙二醇甘油酯（PPG）作表面活性剂制备SEDDS也取得了较好的乳化效果。常用的PGG有：LabrafacCM8BM284(HLB8)，LabrafacCM10BM287(HLB10)，LabrafilM10BM355(HLB10)，LabrafilNA10BM369(HLB10)，Labrasol(HLB14)[22]。通过对多种非离子表面活性剂的比较筛选研究，发现其中最有效的是HLB值为10的含油酰基链的非离子表面活性剂。Tween85或TagatTO比脂肪酸乙基氧化物有更好的自乳化性能[13]。对PPG的研究发现聚乙二醇（PEG）的分子大小、脂肪酸链的长短、脂肪酸的不饱和程度等因素对自乳化性能均有不同程度的影响[26]。2．2．3助表面活性剂的选择加入潜溶剂的作用是降低界面张力；增加界面膜的流动性；调节HLB值；同时可以辅助溶解药物。一般采用中等链长的醇、胺及有机酸等。常用的有乙二醇、丙二醇、丙烯醇、聚甘油的衍生物。乙醇、异丙醇、甘油、聚乙二醇、Transcutol等可用作口服的SEDDS的潜溶剂。在以SEDDS为内容物的胶囊剂中，醇和其他挥发性的潜溶剂能迁移入明胶胶囊壳，可能导致酯溶性药物的沉淀。无醇的SEDDS处方无此缺点，但对对脂质药物的溶解性有限。2．2．4药物处方中药物的性质对SEDDS的自乳化有一定的影响。SE