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盐酸普萘洛尔(propranolol hydrochloride,PPL)是治疗婴幼儿血管瘤的一线和首选药物[1]。口服盐酸普萘洛尔疗效确切,但其存在首过效应强、生物利用度低、半衰期短等问题,且不良反应发生率高[2]。普通盐酸普萘洛尔外用制剂只对浅表型血管瘤有效,对深部型和复合型血管瘤的治疗仍需结合口服给药。诸多研究表明,立方液晶(cubosomes,Cubs)可显著提高经皮给药制剂的皮肤渗透性,且能提高其在皮肤尤其是皮肤真皮层的药物滞留量,有望能提高盐酸普萘洛尔外用制剂对深部型和复合型血管瘤的疗效[3~5]。因此,课题组拟基于立方液晶载药技术将盐酸普萘洛尔制备成一种纳米经皮给药制剂,以期能降低或避免口服给药带来的高不良反应发生率,提高盐酸普萘洛尔的治疗效果和患者依从性。前期实验中,课题组筛选了盐酸普萘洛尔立方液晶纳米粒(PPL-Cubs)的制备方法,并通过单因素考察结合星点设计效应面法优化了其最佳处方和制备工艺,结果制得的PPL-Cubs包封率低(约50%),远低于药典规定的80%。立方液晶为多层囊泡结构,类似于多囊脂质体,其可能与脂质体同样存在对水溶性化合物包封率较低的问题。鉴于前期研究表明,盐酸普萘洛尔在不同pH磷酸盐缓冲液下的溶解度存在极大差异,因此,本研究拟在立方液晶常规制备的基础上,引入“pH梯度法”的载药思路,制备PPL-Cubs,以期提高其包封率。
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取PPL-Cubs适量,装入超滤离心管中,于4000 r/min离心10 min,收集离心液,采用课题组前期建立的盐酸普萘洛尔含量测定方法测定离心液中游离药物浓度C游离;取未透析的PPL-Cubs,测定药物浓度C总;根据公式EE(%)=[(C总−C游离)/ C总]×100%计算PPL-Cubs的包封率。
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精密称取单油酸甘油酯9 g和泊洛沙姆407 1.5 g,加入10 ml无水乙醇,20 ℃水浴下搅拌溶解,为A相;精密称取盐酸普萘洛尔3.5 g,加入86 g纯化水,20 ℃水浴下搅拌溶解,为B相。于20 ℃水浴及600 r/min搅拌速度下,将A相缓慢地滴加至B相中,待磁力搅拌1 h后加入适量纯化水使总质量为100 g,再在800 bar压力下高压均质7次,得PPL-Cubs。
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精密称取单油酸甘油酯适量,40 ℃水浴加热使融化,为A相;精密称取泊洛沙姆407适量,加入适量纯化水,40 ℃水浴加热使溶解,并用1%磷酸溶液调节pH至酸性,为B相;于40 ℃水浴及600 r/min搅拌速度下,将A相缓慢滴加到B相中,待磁力搅拌30 min后,得空白立方液晶纳米粒粗品;取空白立方液晶纳米粒粗品,高压均质数次,得空白立方液晶纳米粒(B-Cubs)。取盐酸普萘洛尔溶解于适量纯化水中,得盐酸普萘洛尔水溶液;将盐酸普萘洛尔水溶液加入一定比例的B-Cubs中,搅拌均匀,并用氢氧化钠溶液调节pH至一定值,于一定温度下持续搅拌一定时间,再放置至室温,即得PPL-Cubs。
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前期试验结果表明,磁力搅拌速度、时间、温度、内水相pH值对B-Cubs的粒径基本无影响,高压均质压力及均质次数是影响其粒径的主要因素,故拟进一步优化高压均质压力和均质次数。
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按照“2.2.2”项下方法,取空白立方液晶纳米粒粗品,分别在400、600、800、900、1000 bar下高压均质7次,测定制得B-Cubs的粒径及多分散指数(见表1)。结果表明,随高压均质压力的提高,制得B-Cubs的粒径和多分散指数均逐渐减小,当均质压力≥900 bar时,B-Cubs的粒径和多分散指数变化较小,故确定高压均质压力为900 bar。
表 1 高压均质压力的考察(n=3)
压力(bar) 粒径(nm) 多分散指数 400 169.1±3.5 0.189±0.056 600 129.9±3.2 0.172±0.062 800 110.9±2.7 0.126±0.041 900 97.9±2.1 0.073±0.016 1000 96.4±1.9 0.057±0.009 -
按照“2.2.2”项下方法,取空白立方液晶纳米粒粗品,分别在900 bar下高压均质3、5、7、9次,测定制得B-Cubs的粒径及多分散指数(见表2)。结果表明,随高压均质次数的增加,制得B-Cubs的粒径和多分散指数均逐渐减小,当均质次数≥7次时,B-Cubs的粒径和多分散指数变化较小,故确定高压均质次数为7次。
表 2 高压均质次数的考察(n=3)
次数(次) 粒径(nm) 多分散指数 3 160.4±4.6 0.173±0.052 5 129.2±3.8 0.140±0.037 7 97.9±2.1 0.073±0.016 9 93.3±1.7 0.067±0.011 -
基于优化的B-Cubs最佳制备工艺,按照“2.2.2”项下方法,固定泊洛沙姆407用量为5%,内水相pH为3.0,考察单油酸甘油酯用量(15%、20%、25%、30%、35%)对制得B-Cubs粒径及多分散指数的影响(见表3)。结果表明,随单油酸甘油酯用量的增加,制得的B-Cubs粒径呈先减小后增大趋势,多分散指数则不断降低,当单油酸甘油酯用量为25%时,制得的B-Cubs具有最小的粒径和较适宜的多分散指数,故确定单油酸甘油酯用量为25%。
表 3 单油酸甘油酯用量的考察(n=3)
用量(%) 粒径(nm) 多分散指数 15 137.8±3.4 0.160±0.033 20 119.2±2.9 0.147±0.032 25 97.9±2.1 0.073±0.016 30 118.3±3.5 0.024±0.015 35 150.8±5.4 0.026±0.011 -
基于优化的B-Cubs最佳制备工艺,按照“2.2.2”项下方法,固定单油酸甘油酯用量为25%,内水相pH为3.0,考察泊洛沙姆407用量(3%、4%、5%、6%、7%)对制得B-Cubs粒径及多分散指数的影响(见表4)。结果表明,制得的B-Cubs粒径随泊洛沙姆407用量的增加逐渐降低,多分散指数变化无明显规律,但均较小(<0.1);当泊洛沙姆407用量≥5%时,粒径变化幅度降低,故确定泊洛沙姆407用量为5%。
表 4 泊洛沙姆407用量的考察(n=3)
用量(%) 粒径(nm) 多分散指数 3 143.6±3.5 0.064±0.019 4 116.7±3.2 0.055±0.015 5 97.9±2.1 0.073±0.016 6 91.3±1.9 0.052±0.015 7 83.2±1.8 0.062±0.021 -
根据前期盐酸普萘洛尔在不同pH的PBS中溶解度测定结果可知(见表5),盐酸普萘洛尔在pH≥8.5时溶解度显著下降。按照“2.2.2”项下方法,制备内水相pH为3.0的B-Cubs,并按载体/药物比(以单油酸甘油酯/盐酸普萘洛尔计)为6∶1的比例与B-Cubs和盐酸普萘洛尔水溶液进行混合,以10%氢氧化钠溶液分别调节外水相pH至7.5、8.0、8.5、9.0,于20 ℃水浴(载药温度)下600 r/min磁力搅拌15 min(载药时间),制得PPL-Cubs中药物浓度为1%,测定对包封率等参数影响(见表6)。结果表明,PPL-Cubs的包封率随外水相pH值的提高逐渐增加,当外水相pH值≥8.5时,包封率增加趋势渐小;外水相pH值对PPL-Cubs的粒径和多分散指数无明显影响。
表 5 盐酸普萘洛尔在不同pH PBS中的溶解度(n=3)
pH 溶解度(mg/ml) 4.5 53.50±4.22 5.5 51.70±2.34 6.5 52.60±1.53 7.5 49.80±2.14 8.5 8.50±1.15 9.5 1.41±0.33 10.5 0.87±0.08 表 6 外水相pH值的考察(n=3)
pH EE(%) 粒径(nm) 多分散指数 7.5 71.29±2.58 96.8±2.6 0.063±0.012 8.0 86.24±1.05 97.5±2.3 0.054±0.006 8.5 92.55±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 9.0 94.58±1.57 97.6±1.7 0.051±0.006 -
按照“2.5.1”项下方法,固定外水相pH为8.5时,分别考察内水相pH(3.0、4.0、5.0、6.0)对制得PPL-Cubs包封率等参数的影响(见表7)。结果表明,不同内水相pH的B-Cubs对制得的PPL-Cubs包封率无明显差异,对PPL-Cubs的粒径和多分散指数亦无明显影响。
表 7 内水相pH值的考察(n=3)
pH EE(%) 粒径(nm) 多分散指数 3.0 92.55±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 4.0 91.85±1.05 97.5±2.3 0.054±0.006 5.0 91.62±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 6.0 89.33±1.57 97.6±1.7 0.051±0.006 -
按照“2.5.1”项下方法,固定外水相pH为8.5时,分别考察载体/药物(5∶1、6∶1、7∶1、8∶1)对制得PPL-Cubs包封率等参数的影响(见表8)。结果表明,当载体/药物≥6时,PPL-Cubs的包封率不再增加;载体/药物比值对PPL-Cubs的粒径和多分散指数无明显影响。
表 8 载体/药物的考察(n=3)
载体/药物 EE(%) 粒径(nm) 多分散指数 5∶1 90.93±1.52 98.5±2.7 0.076±0.015 6∶1 92.55±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 7∶1 92.06±2.37 97.5±2.1 0.077±0.015 8∶1 92.41±2.58 98.1±2.4 0.102±0.025 -
按照“2.5.1”项下方法,固定外水相pH为8.5时,分别考察载药温度(20、30、40、50 ℃)对制得PPL-Cubs包封率等参数的影响(见表9)。结果表明,载药温度对PPL-Cubs的包封率、粒径和多分散指数无明显影响。
表 9 载药温度的考察(n=3)
载药温度(℃) EE(%) 粒径(nm) 多分散指数 20 92.55±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 30 91.05±1.95 96.9±2.3 0.068±0.021 40 91.38±2.08 97.1±2.6 0.066±0.012 50 90.55±1.75 97.2±2.1 0.053±0.018 -
按照“2.5.1”项下方法,固定外水相pH为8.5时,分别考察载药时间(15、30、45、60 min)对制得PPL-Cubs包封率等参数的影响(见表10)。结果表明,载药时间对PPL-Cubs的粒径和多分散指数无明显影响。
表 10 载药时间的考察(n=3)
载药时间(min) EE(%) 粒径(nm) 多分散指数 15 92.55±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 30 92.09±1.54 97.2±2.4 0.071±0.013 45 92.01±2.01 97.5±1.6 0.065±0.024 60 91.86±1.86 98.1±1.9 0.075±0.026 -
通过调整高压均质压力,制备不同粒径B-Cubs。按照“2.5.1”项下方法,固定外水相pH为8.5,分别考察B-Cubs粒径和多分散指数对制得PPL-Cubs包封率等参数的影响(见表11)。结果表明,B-Cubs的粒径和多分散指数不影响所制得PPL-Cubs的包封率,但B-Cubs的粒径和多分散指数基本决定了制得PPL-Cubs的粒径和多分散指数。
表 11 B-Cubs粒径和多分散指数的考察(n=3)
载体 EE(%) PPL-Cubs 粒径(nm) 多分散指数 粒径(nm) 多分散指数 97.9±2.1 0.073±0.016 92.55±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 129.2±3.8 0.140±0.037 91.87±1.96 128.5±2.1 0.123±0.021 160.4±4.6 0.173±0.052 91.85±2.13 158.2±2.8 0.152±0.037 210.5±5.9 0.182±0.057 91.25±2.53 209.2±2.9 0.174±0.045 -
按照“2.5.1”项下方法,固定外水相pH为8.5,分别考察药物浓度(0.1%、0.5%、1.0%、2.0%、3.0%)对制得PPL-Cubs包封率等参数的影响(见表12)。结果表明,随着PPL-Cubs中药物浓度的提高,包封率呈逐渐增加趋势,当药物浓度≥1%时,包封率增加趋势变慢。
表 12 PPL-Cubs中药物浓度的考察(n=3)
浓度 EE(%) 粒径(nm) 多分散指数 0.1 51.83±3.17 97.2±2.4 0.057±0.013 0.5 81.87±2.12 96.3±2.1 0.062±0.012 1.0 92.55±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 2.0 94.42±1.37 96.3±1.9 0.045±0.005 3.0 95.87±1.28 97.8±2.5 0.042±0.007 -
精密称取单油酸甘油酯25.0 g,40 ℃水浴加热使融化,为A相;精密称取泊洛沙姆407 5.0 g,加入70 g纯化水,40 ℃水浴加热使溶解,并用1%磷酸溶液调节pH至3.0,为B相;于40 ℃水浴及600 r/min搅拌速度下,将A相缓慢滴加到B相中,待磁力搅拌30 min后,再在900 bar下高压均质7次,得B-Cubs。取盐酸普萘洛尔1 g,溶解于适量纯化水中,得盐酸普萘洛尔水溶液;将盐酸普萘洛尔水溶液加入24 g B-Cubs中,搅拌均匀,用10%氢氧化钠溶液调节pH至8.5,于20 ℃水浴持续搅拌15 min,再放置至室温,即得PPL-Cubs
Preparation of propranolol hydrochloride cubosomes by pH gradient method
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摘要:
目的 制备具有较高包封率的盐酸普萘洛尔立方液晶纳米粒(PPL- Cubs)。 方法 采用pH梯度法制备PPL-Cubs;以粒径、多分散指数为评价指标,优化空白立方液晶纳米粒(B-Cubs)制备的高压均质压力、高压均质次数、单油酸甘油酯用量及泊洛沙姆407用量;以包封率等为评价指标,优化外水相pH值、内水相pH值、载体/药物比、载药温度、载药时间、B-Cubs粒径和多分散指数、药物浓度等。 结果 高压均质压力为900 bar、均质次数为7次、单油酸甘油酯用量为25%、泊洛沙姆407用量为5%时,制得的B-Cubs具有较小的粒径和多分散指数。外水相pH值为8.5、内水相pH值为3.0、载体/药物比为6∶1、载药温度为20 ℃、载药时间为15 min、药物浓度为1%时,制得的PPL-Cubs包封率较高;B-Cubs粒径和多分散指数对制得的PPL-Cubs包封率无明显影响。 结论 pH梯度法能制得较高包封率的盐酸普萘洛尔立方液晶纳米粒。 Abstract:Objective To prepare propranolol hydrochloride loaded cubosomes (PPL-Cubs) with high entrapment efficiency. Methods PPL-Cubs was prepared by pH gradient method. Pressure and cycles of high pressure homogenization, dosage of glyceryl monooleate and poloxamer 407 were optimized to prepare blank cubosomes with particle size and polydispersity index as the indexes. The influences of various factors, including exterior pH values, internal pH values, the ratio of carrier to drug, particle size and polydispersity index of blank cubosomes, incubation temperature and time, and drug concentration on the entrapment efficiency were investigated. Results The blank cubosomes with small particle size and polydispersity index was prepared under homogenization conditions of 900 bar for 7 cycles, glyceryl monooleate dosage of 25%, and poloxamer 407 dosage of 5%. PPL-Cubs showed high entrapment efficiency with exterior pH value of 8.5, internal pH value of 3.0, ratio of carrier to drug of 6∶1, incubation temperature of 20 ℃, and incubation time of 15 min, and drug concentration of 1%. The particle size and polydispersity index of blank cubosomes showed no influence on entrapment efficiency. Conclusion PPL-Cubs with high entrapment efficiency could be prepared under the pH gradient method. -
Key words:
- propranolol hydrochloride /
- cubosomes /
- pH gradient method
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表 1 高压均质压力的考察(n=3)
压力(bar) 粒径(nm) 多分散指数 400 169.1±3.5 0.189±0.056 600 129.9±3.2 0.172±0.062 800 110.9±2.7 0.126±0.041 900 97.9±2.1 0.073±0.016 1000 96.4±1.9 0.057±0.009 表 2 高压均质次数的考察(n=3)
次数(次) 粒径(nm) 多分散指数 3 160.4±4.6 0.173±0.052 5 129.2±3.8 0.140±0.037 7 97.9±2.1 0.073±0.016 9 93.3±1.7 0.067±0.011 表 3 单油酸甘油酯用量的考察(n=3)
用量(%) 粒径(nm) 多分散指数 15 137.8±3.4 0.160±0.033 20 119.2±2.9 0.147±0.032 25 97.9±2.1 0.073±0.016 30 118.3±3.5 0.024±0.015 35 150.8±5.4 0.026±0.011 表 4 泊洛沙姆407用量的考察(n=3)
用量(%) 粒径(nm) 多分散指数 3 143.6±3.5 0.064±0.019 4 116.7±3.2 0.055±0.015 5 97.9±2.1 0.073±0.016 6 91.3±1.9 0.052±0.015 7 83.2±1.8 0.062±0.021 表 5 盐酸普萘洛尔在不同pH PBS中的溶解度(n=3)
pH 溶解度(mg/ml) 4.5 53.50±4.22 5.5 51.70±2.34 6.5 52.60±1.53 7.5 49.80±2.14 8.5 8.50±1.15 9.5 1.41±0.33 10.5 0.87±0.08 表 6 外水相pH值的考察(n=3)
pH EE(%) 粒径(nm) 多分散指数 7.5 71.29±2.58 96.8±2.6 0.063±0.012 8.0 86.24±1.05 97.5±2.3 0.054±0.006 8.5 92.55±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 9.0 94.58±1.57 97.6±1.7 0.051±0.006 表 7 内水相pH值的考察(n=3)
pH EE(%) 粒径(nm) 多分散指数 3.0 92.55±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 4.0 91.85±1.05 97.5±2.3 0.054±0.006 5.0 91.62±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 6.0 89.33±1.57 97.6±1.7 0.051±0.006 表 8 载体/药物的考察(n=3)
载体/药物 EE(%) 粒径(nm) 多分散指数 5∶1 90.93±1.52 98.5±2.7 0.076±0.015 6∶1 92.55±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 7∶1 92.06±2.37 97.5±2.1 0.077±0.015 8∶1 92.41±2.58 98.1±2.4 0.102±0.025 表 9 载药温度的考察(n=3)
载药温度(℃) EE(%) 粒径(nm) 多分散指数 20 92.55±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 30 91.05±1.95 96.9±2.3 0.068±0.021 40 91.38±2.08 97.1±2.6 0.066±0.012 50 90.55±1.75 97.2±2.1 0.053±0.018 表 10 载药时间的考察(n=3)
载药时间(min) EE(%) 粒径(nm) 多分散指数 15 92.55±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 30 92.09±1.54 97.2±2.4 0.071±0.013 45 92.01±2.01 97.5±1.6 0.065±0.024 60 91.86±1.86 98.1±1.9 0.075±0.026 表 11 B-Cubs粒径和多分散指数的考察(n=3)
载体 EE(%) PPL-Cubs 粒径(nm) 多分散指数 粒径(nm) 多分散指数 97.9±2.1 0.073±0.016 92.55±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 129.2±3.8 0.140±0.037 91.87±1.96 128.5±2.1 0.123±0.021 160.4±4.6 0.173±0.052 91.85±2.13 158.2±2.8 0.152±0.037 210.5±5.9 0.182±0.057 91.25±2.53 209.2±2.9 0.174±0.045 表 12 PPL-Cubs中药物浓度的考察(n=3)
浓度 EE(%) 粒径(nm) 多分散指数 0.1 51.83±3.17 97.2±2.4 0.057±0.013 0.5 81.87±2.12 96.3±2.1 0.062±0.012 1.0 92.55±1.27 96.3±1.9 0.045±0.005 2.0 94.42±1.37 96.3±1.9 0.045±0.005 3.0 95.87±1.28 97.8±2.5 0.042±0.007 -
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