大豆苷元固体自乳化释药系统的制备及其性质考察

大豆苷元固体自乳化释药系统的制备及其性质考察 廖九中 1, 张建 2，崔升淼 2 （ 1.深圳市龙岗区横岗人民医院，广东 深圳 518115 ； 2. 广东药学院中药学院，广东 广州 510006) 摘要 目的：优化大豆苷元固体自乳化释药系统的处方。方法：通过处方配伍实验和伪三元 相图的绘制，以乳化程度和乳化时间为指标，确定乳化剂、油相和助乳化剂种类，采用星 点设计-效应面法，以粒径与电位为指标，优选最佳自乳化处方。以 -环糊精为吸附材料， 制备大豆苷元固体自乳化释药系统，并采用差示热分析和 X-射线衍射鉴别药物在载体中的 存在状态。结果：优化后的处方组成为：大豆苷元:吐温-80:Transcutol P:油酸乙酯:- 环糊精 （9.4:54.2:20.1:25.7:400）。DSC 和 X-射线分析结果显示，药物在载体中以无定形或分子 形式存在。大豆苷元固体自乳化释药系统 45 min 溶出度达 85%以上。结论：固体自乳化释 药系统能够提高大豆苷元的体外溶出度。 关键词 大豆苷元；三元相图；星点设计；固体自乳化 中图分类号：R943.3 文献标识码：A Preparation and characteristics in vitro of Solid self- emulsifying drug delivery systems for Daidzein LIAO Jiuzhong 1，ZHANG Jian 2, CUI Sheng-miao2 (1 . Shenzhen Longgang District Henggang Peoples Hospital,Shenzhen, Shenzhen 518115 2 Chencun Hospital Of Shunde Foshan,528313, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510006) Abstract: Objective To optimize the formulation of Daidzein Solid self-emulsifying drug delivery systems (S-SEDDS). Methods The various oils and surfactants were screened by compatibility tests and pseudo-ternary phase diagrams with the degree of emulsification and 作者简介：廖九中（1969） ，男，副主任药师，主要从事医院药学工作，Tel: (0755)28867178 E-mail: ； 通讯作者：崔升淼（1974） ，女，副教授，主要从事中药新剂型研究，Tel: (020) 39352169，E-mail: 2 emulsifying time. The optimal formulation of SEDDS for daidzein was optimized using central composite design response surface methodology with particle size and Zeta potential as dependent variables.The S-SEDDS for Daidzein was prepared with -CD. The state of Daidzein in carriers was identified by DSC scan and X-diffraction. Results The best formulation of Daidzein S- SEDDS was made up of Daidzein-Tween-80-TranscutolP-Ethyl oleate-CD (9.4:54.2:20.1:25.7:400). The results of DSC scan and X-diffraction indicated that the drug was in the amorphous state. The dissolution of Daidzein S-SEDDS was more than 85% in 45 min. Conclusion The dissolution of Daidzein could be enhanced by S-SEDDS. Key words: Daidzein; pseudo-ternary phase diagram; central composite design; Solid-self- emulsifying; 中图分类号：R914 文献标识码 ：A 大豆苷元（Daidzein）主要存在于豆科植物大豆和葛根中，是一种天然的 植物雌激素。研究表明，大豆苷元具有抗骨质疏松、抗肿瘤、抗氧化、心脑血 管保护、提高机体免疫力等多种药理作用 1-3。但大豆苷元的水溶性差 4，导致 其普通制剂溶出速度慢、生物利用度低。因此笔者以固体自乳化释药系统 5 （Soild Self-emulsifying drug delivery，S-SEDDS）为载体，在伪三元相图基础 上，用星点设计法优选自乳化处方，并用固体载体吸附制备大豆苷元固体自乳 化制剂，以提高其溶出度。 1 仪器与材料 AY120 电子分析天平（日本 Shimadzu 公司）；JRCZ-1A 型溶出试验仪 （上海黄海药检仪器厂）；粒径分析仪（Brookhaven Instruments Corp）； D/MAX-IIIA 型 X-射线衍射仪（理学 Rigaku 公司，日本），Pyris1 差示扫描量 热仪（Perkin Elmer 公司，美国）。 大豆苷元（成都普瑞法科技开发有限公司，含量98%）；Transcutol P（法国 Gattefosse 公司）；吐温 -80（广州化学试剂厂）；油酸乙酯（上海飞 祥化工厂），其余均为药用辅料。 2 方法与结果 3 2.1 处方配伍筛选 经预试验以乳化剂和油相对大豆苷元的溶解性能为指标，兼顾考虑其乳化 能力，对辅料进行筛选，选择以油酸乙酯、鱼肝油、油酸、麻油和大豆油为油 相，吐温-80 为乳化剂，进行配伍筛选。称取不同比例的处方后，涡旋混合均匀， 超声 30 min，取 0.4 g 混合物加入到 80 mL37的蒸馏水中，用磁力搅拌器温和 搅拌。以目测的方法进行考察，将自乳化效果分为 5 个级别 6-7：A 级（乳化时 间2 min，色泽暗，呈灰色，略带油状）；E 级（难乳化，一直有油 滴存在）。 表 1 不同油相和乳化剂的配伍实验结果 乳化剂-乳化剂比例 21 11 12 吐温-80-油酸乙酯 C 级 B 级 A 级 吐温-80-鱼肝油 D 级 C 级 C 级 吐温-80-油酸 C 级 C 级 B 级 吐温-80-麻油 D 级 D 级 C 级 吐温-80-大豆油 D 级 D 级 D 级 由表 1 可知，油酸乙酯和油酸与吐温-80 的配伍相容性较好，而以鱼肝油、 麻油、大豆油为油相时，会出现分层现象。 2.2 伪三元相图的绘制 根据油相和乳化剂配伍结果，以乳化性能好的油酸、油酸乙酯为油相；吐 温-80 为乳化剂；以 PEG 400、Transcutol P 为助乳化剂，采用伪三元相图的方 法对处方进行优化。 4 A 吐温 80-PEG400-油酸 B 吐温 80-PEG400-油酸乙酯 C 吐温 80-Transcutol P-油酸 D 吐温 80-Transcutol P-油酸乙酯 图 1 伪三元相图 由图 1 可知，以吐温 80-Transutol p-油酸乙酯所形成自乳化区域最大，且实 验中发现以油酸乙酯为油相的乳化能力优于以油酸为油相的乳化能力，故选择 以吐温 80-Transutol p-油酸乙酯为自乳化处方组成。 2.3 星点设计优化处方 根据伪三元相图筛选结果，采用星点设计-效应面法 8优化处方。选择对微 乳形成有显著性影响的 2 个因素作为考察对象，即油相质量分数(X 1)和乳化剂 吐温-80 与助乳化剂 Transcutol P 比值(K m )。选择平均粒径、Zeta 电位作为 SEDDS 处方评价的因变量。因素和水平见表 2，实验结果见表 3。 表 2 星点设计的因素与水平 水平 因素 -1.414 -1 0 1 1.414 X1 6 9.51 18 26.49 30 X2 1 1.44 2.5 3.56 4 5 表 3 实验设计与结果 序号 X1 X2 粒径(nm) 电位(mV) 1 26.49 3.56 19.63 -22.8 2 26.49 1.44 123.0 -19.4 3 9.51 3.56 11.86 -15.4 4 9.51 1.44 14.23 -16.7 5 30 2.5 95.13 -23.2 6 6 2.5 11.34 -15.2 7 18 4 18.59 -22.6 8 18 1 54.47 -17.6 9 18 2.5 16.86 -19.9 10 18 2.5 17.27 -21.8 11 18 2.5 16.55 -20.3 12 18 2.5 16.83 -20.6 13 18 2.5 17.07 -21.1 以 Statistic 6.0 为统计软件，将各效应对二因素各水平进行二项式拟合，方 程如下：Y 1=3.85305+1.73525X1-8.52064X2-2.80574X1X2+0.24279X12+8.11574X22 ( r =0.9743)； Y2=-10.29194-0.50842X1-1.34587X2-0.13056X1X2+0.01443 X12+0.52294X22 ( r =0.9139)；采用 Oringin 7.5 统计软件绘制以上拟合方程效应面和等高线图。 图 2 粒径与油相比例 X1、Km (X 2)三维效应面与等高线图 6 图 3 电位与油相比例 X1、Km (X 2)三维效应面与等高线图 Y1、Y 2 依次代表自微乳粒径(nm)、电位(mV) 、从结果可以可知，当 Km2.0 时，粒径随着油相比例的增加而增大，2.0Km4.0 时，粒径随着油 相比例的增加呈先减小后增大的趋势；Km1.1 时，电位值随油相比例增加先 减小后增大，1.1Km4.0 时，电位随着油相比例的增加而减小，结果表明， 各效应与两因素各水平的非线性拟合较大。本实验以油相量最大，且满足 PS50 nm 以及 Zeta-20 mV 为优化指标，最终选择的优化处方为 X1 =25.7， X2 =2.7。 2.4 大豆苷元 S-SEDDS 的制备 按处方精密称取吐温-80（54.2 mg）、Transcutol P (20.1 mg)、油酸乙酯 （25.7 mg），涡旋混合均匀，加入 9.4 mg 大豆苷元，搅拌混合后，超声 30 min，于 37水浴中平衡 4 h 后，按照自乳化液与 -环糊精 1:4 处方比例，逐渐 加入固体辅料,边加边搅拌均匀，加适量 95%乙醇制软材，过 40 目筛制备颗粒， 50干燥 4 h，即得大豆苷元固体自乳化制剂。 2.5 差示扫描量热分析法 分别取大豆苷元原料药、-环糊精、药物和- 环糊精组成的物理混合物以 及大豆苷元S-SEDDS，进行 DSC分析。检测条件：升温温度为10 /min，扫描 温度范围为20400 /干燥 N2，气流流速为40mL/min （见图4）。结果显示，大 豆苷元原料药在338.7有一个尖锐的吸热峰，此为药物的熔点峰，而在物理混 合物和S-SEDDS的图谱中大豆苷元的吸热峰消失，说明自乳化液和固体载体可 7 以抑制药物的结晶，证明了药物以无定形或者分子状态存在S-SEDDS中。 图 4 DSC 图谱 2.6 X-射线粉末衍射分析 分别取大豆苷元原料药、-环糊精、药物和- 环糊精组成的物理混合物以 及大豆苷元S-SEDDS，置于坩埚中，进行粉末X-射线粉末衍射分析。分析条件： 发射器为铜/石墨靶单色器，管流40mA，高压强度为 40kV，扫描角度从5到40 ， 干燥气流/N 2，扫描速率为2(2)/min。由图可知，大豆苷元原料药相应特征峰 位置(2 )：10.25 、15.78、16.89、24.49呈现许多尖锐的晶体特征衍射峰，而 - 环糊精在12.39、18.73、19.54、20.65、22.72的位置，有其特征晶体衍射峰。 物理混合物呈现固体载体辅料衍射峰，并且峰强度降低，药物特征峰基本消失， 而在S-SEDDS的衍射图谱中，衍射峰比较平稳，并没有出现药物晶体的衍射峰， 表明形成一种新的物相，以上分析结果进一步证实了大豆苷元以无定性或以分 子状态存在S-SEDDS中。 图 5 X-衍射粉末衍射图 8 2.7 溶出度 参照中国药典 2010 年版二部溶出度测定法（附录 XC 第二法），分别称取 适量的大豆苷元原料药、大豆苷元 SEDDS 及 S-SEDDS 灌装于硬胶囊中，以 900 mL 蒸馏水为溶出介质，温度为(370. 5)，转速为 100 rmin -1，并分别 于 510、20、30、45、60 min 取样，于 249 nm 处测定吸光度，通过标准曲线 计算累积溶出百分率（标准曲线方程为 Y=0.0993X+0.0051，r 2=0.999 9，大豆苷 元线性浓度为 1.09.0 mgL- 1）。 图6 大豆苷元原料药（）、SEDDS()和S-SEDDS()溶出曲线图 由结果可知，大豆苷元 SEDDS 与 S-SEDDS 在 45 min 的溶出度均可达 85%以上，而 原料药 60 min 溶出度不足 10%，说明 S-SEDDS 可提高水难溶性药物大豆苷元的体外溶出 度。 3 讨论 在实验的处方优化中，选择适合于非线性拟合的实验设计-星点设计方法，用星点设计 所建立的数学模型描绘效应面，可以从其较优区域直接读取较佳工艺条件。多个效应所选 择的较佳条件通过叠加，可进一步缩小较佳条件范围，提高了优化效果。 乳滴的粒径影响药物的体内外释放速率和体内生物利用度，是一个重要的评价指标。 本实验研究中发现，将大豆苷元制成固体自乳化释药系统后与液体自乳化相比，粒径有所 增大，可能是由固体载体影响的缘故。 9 优化的大豆苷元 S-SEDDS 溶出度与大豆苷元原料药相比，溶出度有显著性的提高， 原因可能是微乳传递系统增加了大豆苷元的溶解度，使溶出度得到改善。而由 DSC 和 X- 粉末衍射分析可知，药物以分子形式存在于制剂中，因而增加其物理状态的稳定性。本文 为进一步开发大豆苷元新剂型提供了实验基础。在今后的研究中，将进一步研究其体内吸 收和生物利用度。 参考文献： 1 王艳梅, 吕立勋. 黄豆苷元的药理作用及临床应用J. 中国药师，2007, 10(9):910-913. 2 Wang H Z, Zhang Y, Xie L P, et al. Effects of genistein and daidzein on the growth, cell cycle, and differentiation of human and murine melanoma cells J. J Nutr Biochen, 2003, 13(7): 421-42