丹参酮IIA泊洛沙姆固体分散体的制备及研究样本.doc

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丹参酮IIA-泊洛沙姆188固体分散体的制备及研究
赵霞 .周长新 .莫建霞.
( 浙江大学药学院现代中药研究所)

摘要: 目的: 制备丹参酮IIA－泊洛沙姆188固体分散体, 对其溶出度及性质进行研究 方法: 用熔融法制备丹参酮IIA－泊洛沙姆188固体分散体, 并对固体分散体进行溶出度测定, IR, DSC,X-RD等分析以鉴别药物在载体中的存在形式;结果: 丹参酮IIA在泊洛沙姆188中以微晶形式存在, 溶出度大大提高; 结论: 泊洛沙姆188是提高丹参酮IIA溶出度较为理想的载体。
关键词: 丹参酮IIA, 泊洛沙姆188, 固体分散体
丹参为唇形科鼠尾草属植物丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge )的干燥根及根茎。丹参首载于《神农本草经》, 中华人民共和国药典归纳丹参具活血化瘀, 凉血消肿, 清心除烦之功效。
根据丹参主要成分的性质可分为水溶性的酚酸类如丹酚酸、 丹参素、 原儿茶醛等和脂溶性的二萜醌类如丹参酮IIA、 丹参酮I、 隐丹参酮等, 其中丹参酮IIA ( Tanshinone ⅡA , Tan) 是脂溶性成分中含量较高的活性成分, 其药理作用主要有抗急性缺氧作用; 抗心率失常作用; 改进平滑肌作用; 抗心肌肥厚作用; 抗血小板聚集作用等［1］。近期研究结果表明丹参酮IIA在治疗缺血性脑中风方面有潜在的应用价值［2］。
丹参酮IIA为樱红色针状结晶, 结构式见下图, 其三维结构和分子的能量函数决定了其为高熔点物质, 且难溶于水, 丹参酮IIA的亲水/疏水指数为79/401=0.1970, 丹参酮I的亲水/疏水指数为80/377＝0.2122这些脂溶性化合物一旦进入体液内, 在水分子的驱动下将会产生疏水相互作用。

图1 丹参酮IIA结构
过去认为丹参酮ⅡA 肠道吸收差,临床起效慢,口服药代动力学实验也已证明［3］, 故有人将其磺化成水溶性钠盐: 丹参酮ⅡA－磺酸钠(DS - 201) 供临床与动物实验用的注射液, 用于治疗冠心病、 心绞痛、 心肌梗死等, 但其不足之处是排泄过速, 作用时间短暂。另外离子型的磺酸钠盐难以经过血脑屏障, 显然不适合脑中风患者的临床治疗。现有的用作治疗心脑血管疾病的丹参酮制剂主要有片剂、 胶囊剂等, 缺陷在于经口服吸收后生物利用度不高。
现采用固体分散技术增加丹参酮IIA的溶出度, 固体分散体是指将难溶性药物在水溶性载体中形成分子分散体系,以改进药物的溶解性能,增加药物的溶出速度和胃肠道对药物的吸收速度,从而提高药物的生物利用度, 经研究表明黄豆苷元固体分散物胶囊相对普通胶囊剂生物利用度高5 倍多［4］ 。
本研究所选用的水溶性固体分散材料泊洛沙姆188( Poloxamer188) , 分散能力强, 具有最佳乳化性能和安全性, 熔点低, 易溶于水, 能与许多药物形成空隙固溶体［5］, 利用Poloxamer188作为载体制备固体分散体, 可大大提高溶出速率和生物利用度［7］。
1 实验部分
1．1 仪器与试药
丹参酮IIA( 浙江大学药学院现代中药研究所自制) ; 泊洛沙姆188( 德国BASF公司) ; 其它试剂均为分析纯。
电动搅拌机( 巩义市予华仪器有限 公司) ; QM-1SP行星式球磨机( 南京大学仪器厂) ; JASCO V-550紫外分光光度计; Victor22红外光谱仪( BRUKER.Co) ; 粉末衍射R-ASIX RAPID (Rigaku,Japan), HPLC( Waters 2695 液相色谱仪, Waters 2487 紫外可见检测器) ; RCD一6型药物溶出度仪(上海黄海药检仪器厂) 差示热量扫描仪( 美国TA DSC Q100)
1．2 方法
1．2．1 固体分散体的制备 将泊洛沙姆188置于烧瓶中, 于80℃油浴上加热至完全溶解, 分别按5％、 10％、 15％、 20％、 25％重量将丹参酮IIA加入其中, 用电动搅拌机充分搅拌, 使其分散均匀后, 立即于冰盐浴中骤冷, 冷冻维持1h后取出, 于干燥器内过夜干燥, 用球磨机粉碎后过200目筛, 得到不同质量比的固体分散体。
1．2．2 物理混合物的制备 将丹参酮IIA与泊洛沙姆188分别研磨成细粉末后, 混合均匀。
1．2．3 不同样品体外溶出度的测定
按《中国药典》( ) 附录中有关桨法规定进行, 转速(50士1)r／min, 水浴温度(37士0．5)℃, 溶出介质为蒸馏水。取不同浓度的丹参酮IIA－泊洛沙姆固体分散体, 按投药量相当于20mg丹参酮IIA计算, 分别于2, 5, 8, 10, 15, 20, 30min 各取样3ml, 0.45um滤膜过滤, 同时补充同温度3ml的溶出介质, 滤液直接或稀释后, HPLC检测。
色谱条件: 色谱柱: phenomenex C18 (250 mm×4.6mm,5μm); 流动相: 甲醇－水80: 20流速: 1mlּmin-1, 检测波长: 270nm; 柱温: 30℃
2 结果与讨论
2．1体外溶出度测定结果
下图是Poloxamer188－丹参酮IIA在水中溶出曲线, 原料药物在水中几乎不溶, 在90min溶出还不到1％, 而固体分散体的溶出则大大加快, 同时也可看出载体比例越大, 固体分散体溶出速度越快。当药物浓度达到25％时溶出时间最长且溶出度达不到100％。

图2丹参酮IIA固体分散体累积溶出曲线
1 丹参酮IIA 2 Tansh－泊洛沙姆5: 95 3 Tansh－泊洛沙姆 10: 90 4 Tansh－泊洛沙姆 15: 75 5 Tansh－泊洛沙姆 20: 80 6 Tansh－泊洛沙姆 25: 75
2．2丹参酮IIA与泊洛沙姆188分子间的作用
2．2．1 红外实验结果
由红外光谱可知,质量比相同的机械混合物和固体分散物在红外扫描图谱上基本相似。在固体分散体和物理混合物中, 1671cm-1的药物分子羰基的伸缩振动峰都存在, 说明药物中存在丹参酮IIA的分子, 固体分散体中丹参酮IIA和泊洛沙姆188分子间未发生化学反应 ,它们之间仅仅是物理作用。

图3 IR图谱
2.2.2 DSC测定分析
根据文献报道丹参酮IIA的熔点为218.5℃。在差示热量扫描( DSC) 分析中可见泊洛沙姆的吸收峰为51.79℃, 固体分散体的吸收峰为53.03℃, 保持程序升温一直至300℃, 未见有熔点为218.5℃的单一的丹参酮IIA的热谱曲线。上述实验中, 固体分散体的熔点较丹参酮IIA下降达165.5℃, 表明用泊洛沙姆188作为固体分散剂, 既能降低丹参酮IIA分子之间的非键能, 不会因温度过高而导致化学成分的变化或结构破坏, 同时又使固体分散物具有较好的水溶性。
图4 差示热量扫描( DSC) 图
2．2．3 X-RD实验结果
从图中能够看出, 固体分散体中丹参酮IIA和泊洛沙姆188呈现尖锐的衍射峰, 表明泊洛沙姆188和丹参酮IIA均以结晶形式存在, 而不是以无定形态存在的, 同时随着药物浓度的不同, 衍射峰中所出现的药物的峰强度也不同, 说明药物没有发生化学的变化。有些基质如PVP等可与药物分子形成氢键, 从而在固体分散体中将看不到药物的衍射峰,这和分散载体的性质有关。［6］
2.3 讨论
载药量为25%的固体分散体溶出度明显降低, 且达不到100％溶出, 在用0.45um的滤膜过滤时已能明显看到滤膜上有残留, 说明此时泊洛沙姆188的分散已基本接近饱和状态。
泊洛沙姆188能显著提高丹参酮IIA的溶出度, 这和载体材料的性质关系密切, 在固体分散体中, 药物周围被可溶性载体材料包围, 使疏水性药物具有良好的可湿润性, 因此溶出速率提高。［8］
研究结果表明, 丹参酮IIA在泊洛沙姆中的分散含量能够达到20％, 大大高于PEG制备的固体分散体( 5％-10％) ［9］. 故泊洛沙姆188是提高丹参酮IIA的溶解度及溶出速度的良好载体, 对于制备理想的丹参酮制剂有较好的开发及利用价值。

图5 X-粉末衍射图
参考文献:
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图1-4带有大量硼原子的赖氨酸树突的结构示意图
3．3 树枝状大分子用作医学上的造影剂
树枝状大分子的另一个应用就是作为造影剂用在磁共振成像方法( MRI) 中,
这种方法可用于器官、 血管、 组织的造影定位。这种方法的物理依据是经过在一
个确定的非均匀磁场下对体内水的质子核磁共振信号进行测量, 来定位水信号的
来源。当要描述单个器官或血管时, 还需使用对比试剂。重金属离子的顺磁络合
体由于偶极-偶极相互作用, 能够使质子更快地释放, 可用于对比试剂。用对比
试剂渲染的区域就能够被非常精确地识别和定位。当前在临床上用小分子和钆形
成的络合物来定位血管有很大的缺点, 因为这些物质注射进入血管后马上扩散到
血管外, 结果起不到对比渲染的作用。而一般的大分子与钆形成的络合物, 由于
在体内无法经过肾排除干净, 因此一直无法应用于临床。Wiener等人发现, 采用树枝状结构的对比试剂能够大大增加这些物质在血管里的停留时间, 而且能够被肾彻底排除, 因此这类结构的对比试剂能够作为理想的定位血管等组织的对比试剂。例如, 她们将叶酸连接到以氨为核的第四代胺基中止的PAMAM树枝状大分子上, 再将其与2-(4-异硫氰酸根苄基)-6-甲基二亚乙基三胺五乙酸反应生成螯合物f-PAMAM-TU-DTPA。研究结果表明, 细胞在受体特异性的方式下能够结合树枝状大分子的叶酸盐, 这说明将树枝状大分子的叶酸盐作为磁共振成像的造影剂是一种很有前途的定位肿瘤的新方法[9]。
A.G.Schering制备了一种能够连接24个钆金属原子的赖氨酸树枝状大分子/钆络合物, 这类络合物表现出很好的成像效果, 已经用于临床研究。在 12月的自然生物技术( Nature Biotechnology) 杂志上, 约翰．霍普金斯大学的J.Bulte等[10]发表文章说, 被磁化标记的树枝状纳米分子能够用来跟踪被移植到活鼠脑内的干细胞。她们合成了连有氧化铁分子的树枝状大分子, 并将它们放进含有由干细胞培养出的脑细胞的培养液中, 磁化的树枝状大分子被脑细胞吸收, 接着将这些脑细胞注射进老鼠的脑内。运用磁共振成像来探测树枝状大分子中的氧化铁, 研究者能够追踪被移植脑细胞的位置, 从而观察到它们何时在大脑中生成新的组织。

3．4 树枝状大分子用作药物载体
作为药物载体, 树枝状大分子比其它药物分子有着明显的结构优势。首先, 它的表面连有大量的官能团, 经过修饰能够连接大量药物分子; 其次, 高代的树
枝状大分子在空间呈球状分布, 内部存在着较大的孔腔, 这些孔腔里能够包埋药
物分子。这些结构特点使树枝状大分子的载药量大大提高。如果在表面官能团上
连接具有药物靶向引导功能的基团, 树枝状大分子还能够用于药物的靶向控释。
而且树枝状大分子的粒径一般在10nm左右, 因此在实现药物释放的同时不会造
成血栓的形成。
PAMAM树状大分子是聚电解质。在水中末端基的一级胺和内腔中的三级胺均可质子化,质子化的程度取决于溶液的pH。聚电解质的质子化强烈地影响其构象。Chen 等人[11] 用荧光光谱法研究了6.0G PAMAM树状大分子与探针分子DNS(52二甲胺基212萘酚磺酸) 结合的机理。发现在带正电荷的树状大分子与带负电的DNS 之间是靠静电作用结合的。PAMAM树状大分子的酸性解离一级常数、 二级常数分别为pKa1 = 10 和pKa2 = 415。当pH > 10 时,PAMAM表面的一级胺很少被质子化。因而不易发生静电作用。随着pH 降低,一级胺的表面开始质子化,到pH 为8.3 时,三级胺也开始质子化。因此,在5.5 < pH < 10 时,PAMAM树状大分子与DNS 发生静电结合作用。Watkins 等人[12] 也证明了PAMAM树状大分子在pH = 7 时,对染料nile red 的结合量最大。这与Chen 等人的研究结果是一致的。Watkins 研究小组还发现将乙二胺的亚甲基链增长到12 个碳,其包裹量将远高于乙二胺为核的树状大分子。这是由于在pH = 7 时,相连的两个带电契形物相互排斥,形成一个拉长的树状大分子。这样的结构特点特别利于更多的染料分子阴离子对亲脂性核的接近以发生静电作用。利用这种静电作用,Milhem等人[13] 将树状大分子用作脂溶性弱酸性药物布洛芬的增溶剂研究。发现比传统的增溶剂SDS 具有更大的增溶效果。
4．展望
聚酰胺胺( PAMAM) 树状大分子的合成当前存在的问题是过程复杂、 效率低、 多数品种难以得到纯度高和量大的样品。对于发散法合成的关键是要研究更快、 更有效的的分离和纯化的方法。国外对其应用的研究主要集中在基因载体、 药物缓释材料、 纳米复合材料、 膜材料、 光学材料和作用机理等方面, 国内的相关研究也已经开始, 但国外已经有商品化的聚酰胺胺( PAMAM) 树状分子, 国内还没有, 这也限制了国内研究人员对其进行更广泛和深入的研究和应用。

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