聚β 环糊精微球的制备及结构表征
2.3 处方工艺优化
根据参考文献[6],选取影响制备βCDP微球较大的4个因素:搅拌速度、交联剂用量、乳化剂、交联时间,以微球的收率和粒径为评价指标,按正交实验设计表L9(34)安排实验,每个因素取3个水平进行实验(见表1)。正交实验结果和方差分析见表2见表3。本文采用综合加权评分法,由于微球的收率和粒径这两个指标都很重要,分别设定其权重值为0.5,并按公式计算每次试验的综合评分[7]:综合评分=(每次收率的值-收率的最小值)×0.5+(粒径的最大值-每次测得的粒径值)×0.5。
从表2的直观分析可以看出,4个因素对所制得微球综合评分指标的影响大小依次为:搅拌速度>乳化剂>交联剂用量>交联时间。从表3的方差分析可以看出,A因素(交联剂用量)和B因素(交联时间)对结果影响不显著,D因素(搅拌速度)和C因素(乳化剂)对结果有显著性影响。综合考虑收率与粒径,确定最佳工艺条件为A2B3C1D2,即交联剂用量为EPI∶βCD=15∶1(摩尔比),交联时间1.5 h,乳化剂用量Span80∶Tween20=3∶1(质量比),搅拌速度为800 r/min。
3 βCDP微球的结构表征
3.1 微球粒径大小及表面形态观察
采用光学显微镜观察微球的粒径分布,取少量微球于载玻片上,加少量水分散均匀,于光学显微镜下测定500个微球的粒径,计算微球的平均粒径和跨距。结果其平均粒径为(102.14±4.6)μm,跨距为1±0.14(n=5)。用扫描电子显微镜(SEM)观察微球的表面形态和分散性,显示制得的βCDP微球表面光滑而圆整,见图2。表1 因素水平表表2 正交试验结果表3 方差分析结果
3.2 红外吸收图谱分析
采用红外光谱仪(FTIR)测定βCD和βCDP微球的红外吸收光谱,结果见图3。由图可见,两者在3 400 cm-1(1号峰)处都出现强的OH伸缩振动吸收峰,表明β环糊精的特征官能团OH在聚合前后均存在。在2 920 cm-1(2号峰)处都有CH2的伸缩振动峰,但聚合前较弱,聚合后较强。1 380 cm-1(3号峰)处是CH2的相关峰,聚合前的吸收较尖较弱,聚合后的峰较宽较强。1 300~1 000 cm-1(4号峰)处是醚键的特征峰,聚合后的峰较宽。以上结果证明β环糊精与交联剂发生了明显的聚合反应。
3.3 βCDP微球的热分析
实验在N2气氛中(N2气流速为20 mL/min)进行,升温范围20~500 ℃,控制升温速率为5 ℃/min。分别测定βCD和βCDP微球样品的TGADSC(热重分析差示扫描量热分析,thermogravimetry analysisdifferential scanning calorimetry)曲线,结果见图4。βCD的热分析图谱中,βCD开始分解的温度约为248 ℃,βCDP微球开始分解的温度为275 ℃,由此可见,βCD制成βCDP微球后,具有较好的热稳定性。
3.4 βCDP微球中βCD的比例
利用比色法[8]测得βCD在βCDP微球中所占的比例为(61.00±5.73)% ,结果表明制得的βCDP微球中βCD所占比例较高,充分保留了环糊精的空腔结构,这将有利于微球的载药性。
4 讨 论
在选用乳化剂的过程中,结合乳剂生成的条件,处方设计时应先确定乳剂的类型,根据乳剂的类型选择乳化剂。O/W型乳剂应选择O/W型乳化剂;W/O型乳剂应选择W/O型乳化剂。乳化剂的HLB值为这种选择提供了重要的依据。同时,混合乳化剂(非离子型表面活性剂)在使用时,可以通过改变两者的质量比来改变HLB值,使其有较大的适应性,为研究工作带来了方便,这正是本研究工作选择Span80与Tween20混合使用的主要原因。
本研究制得的微球保留了环糊精本身的结构特点,且βCD的所占比例较高;内部结构疏松成蜂窝状,具有交联三维网状结构;并具有良好的热稳定性和流动性。由此可见,本研究制得的βCDP微球,有望成为优质的新型缓控释制剂载体。有关该材料对药物载药率、包封率及释放性能的影响将进一步报道。
【参考文献】
[1] SZEJTLI J,SEBESTYEN G.Introduction and general overview of cyclodextrin chemistry[J].Chem Rev,1998:98(5):1743-1754.
[2] SZENTE L,SZEJTLI J.Highly soluble cyclodextrin derivatives: chemistry,properties,and trends in development[J]. Adv Drug Deliv Rev,1999,36:17-28.
[3] DUCHNE D. Cyclodextrins and their Industrial Uses [M]. Paris:Editions de Santé,1987:448.
[4] BAILLE W E,HUANG W Q,NICHIFOR M,et al. Functionalized βcyclodextrin polymers for the sorption of bile salts[J]. J Macromol SciPure Appl Chem A, 2000,A37 (7):677-690.
[5] 杜定准,汪月生,徐文英.1HNMR研究β环糊精与环氧氯丙烷共聚物的反应机理和分子链结构[J].波谱学杂质,1992,9(2):121-129.
[6] 王晓明.聚β环糊精缓释微球的制备、结构表征及其释药性能的研究[D].广州:广东药学院,2007.
[7] 张春华,严云良.医药数理统计[M].北京:科学出版社,2001:192-194.
[8] 刘郁杨.用于新型抗癌药物定向控制释放的高分子载体的合成与表征[D].西北工业大学,2003:43.