羟甲基纤维素钠共混载药膜的制备及体外释药性能.pdf

第3 3 卷第 4 期 2 0 1 3年 8月 东北电力大学学报 J o u r n a l O f No r t h e a s t Dia ni i U n iv e r s it y V0 1 3 3 No 4 Au g ， 2 01 3 文章编 号 ： 1 0 0 52 9 9 2 ( 2 0 1 3 ) 0 4 0 0 7 5 04 羊毛角蛋 白 羟 甲基纤维素钠共混载药膜 的制备及体外释药性能 曾春 慧， 刘春光 ， 贾若琨 ( 东北电力大学 化学工 程学 院， 吉林 吉林 1 3 2 0 1 2 ) 摘 要： 制备羊毛角蛋白 羟甲基纤维素钠共混载药膜 ， 并考察其体外释药性能。采用溶液共混浇 铸成膜法 ， 以奥硝唑为模型药物制备载药膜， 模拟人体血液环境， 通过原料配比、 变性剂用量、 药物用量 、 p H值单因素对比试验考察体外释药性能， 结果表明： 羊毛角蛋白 羟甲基纤维素钠质量比6 0： 4 0 、 戊二 醛用量0 1 、 反应时间1小时、 温度3 7条件下制备的共混载药膜， 具有 良好的药物缓释作用和 p H值 敏感性。载药膜致密均匀， 扫描电镜显示成膜状态良好， 贮存 6个月， 外观形态及释药性基本不变。 关键词 ： 羊毛角蛋白； 羟甲基纤维素钠； 奥硝唑 ； 共混载药膜； 体外释药 中图分类号 ： 文献标识码 ： A 我国羊毛资源丰富， 每年废弃毛数量 巨大 ， 造成环境污染及资源浪费。溶解废 旧羊毛提取 的角 蛋白具有生物相容性、 可降解性等优良特性 J ， 可作为天然高分子医用材料 。奥硝唑作为一种临 床常用药物 ， 直接用药在体 内维持治疗 时间短 ， 见效慢 。本文以实验室 自行提取的羊毛角蛋 白为原 料 ， 与羟甲基纤维素钠溶液共混添加模型药物奥硝唑制备共混载药膜， 并考察其体外释药性能。实 验中提取的羊毛角蛋白是断裂羊毛分子二硫键， 但主链仍保持完整的以 一 螺旋结构为主的大分子量 角蛋白分子 ， 截 留分子量在( 8 0 0 01 4 o 0 o ) 以上 ， 主链分子结构 中含有大量的碱性和酸性侧基 ， 且每个 肽链两端有 一 氨基和O 一 羧基， 羟甲基纤维素钠( C M C N a ) 是一种水溶性纤维素醚， 简化分子式为： C e l l OC H ， 一C O O N a ， 分子中含有大量羟基 、 醚氧 、 羰基可与羊毛角蛋白分子中氨基 、 羧基形成氢键和离 子键的特殊相互作用 ， 从而阻止角蛋白分子内形成氢键， 起到改变角蛋白分子结构的作用， 使其分子链 构象改变 ， 从而改变其结 晶态 ， 直接有效地改善角蛋白膜的物理力学性能 ， 以达到使用要求 ， 并且两物质 的侧链可以相互连接渗透 ， 使二者均相成膜 ， 趋于稳定 。优化处方后制备 的角蛋 白高分子药物控释膜 材 ， 使药物在要求时间内以一定速度在体内缓慢释放， 提高药物疗效及生物利用率， 降低毒副作用， 为药物载体开发利用提供试验基础。 1 实验部分 1 1 实验材料与仪器 羊毛角蛋 白： 自制 ； 羟甲基纤维素钠和戊二醛 ： 天津市瑞金特化学品有 限公司； 奥硝唑 ： ( 医用级) 天 津市华东制药厂； 所有仪器： 天津工业大学分析测试中心。 1 2羊毛角蛋 白CMCN a共混载药膜的制备 羊毛角蛋 白： 羟甲基纤维素钠原料配 比选取 6 0： 4 0和 5 0： 5 0 ( 质量比) ， 变性剂戊二醛用量 0 1 ， 收稿 日期 ： 2 0 1 3 0 11 4 作者简介 ：曾春慧( 1 9 7 6一) ， 女 ， 吉林省吉林市人 ， 东北 电力大学化学工程学院讲师， 硕士 ， 主要研究方 向： 有机高分子材料 与功能纤维 第 4期 曾春 慧等 ： 羊毛角蛋 白 羟 甲基纤维素钠 共混栽药膜的制备及体 外释 药性 能 7 7 6 0： 4 0 配比最佳 ， 兼顾药物缓释效应及优 良性能。 图 3 原料配 比对释药性能 的影响 图4 变性剂用量对释药性 能的影 响 2 3 变性剂用量的影响 共混组分中加人变性剂戊二醛 ， 起交联作用 ， 改善膜 的力学性能 。每个戊二醛分子 中含有 2个醛基 ( 一C H O) ， 与角蛋白分子 中的氨基 ( 一N H ) 发生交联 反应 ， 其实质是亲核加成反应之后再脱去一分子 水形成 C=N构造的化合物 ， 导致角蛋白分子间形成交联 网状结构 ， 使肽链链段排列更加紧密 。由图 4 可知起始阶段 0 2 戊二醛载药膜突释效果强于 0 1 戊 二醛载药膜 ， 戊二醛用量多 ， 使角蛋 白分子间 交联结构增多 ， 肽链链段紧密程度增加 ， 所 以较多的药物分子在角蛋 白分子紧密链段之外和膜表 面， 开 始阶段释药百分率较高， 而在 3 小时之后 0 1 戊二醛载药膜释药百分率略高于 0 2 载药膜， 由于戊 二醛含量偏小， 使角蛋白分子结构中亲水基团数 目相对较多， 而且角蛋白分子中链段排列不是特别紧 密 ， 缓冲液逐渐进入分子内部 ， 更多的分子骨架中的药物分子溶 于水 中， 扩散程度加快 。选择 0 1 戊 二醛为最佳用量 ， 保证药物缓释作用并且膜材的柔韧性和弹性优于 0 2 戊二醛载药膜。 图 5 药物用量对释药性能 的影 响 图 6 p H值 对释药性 能的影 响 2 4奥硝唑用药量的影响 由图 5可以看出纯药粉在 4小时释放完全 ， 达 1 0 0 ， 释药速度快 。1 0 用药量载药膜释药百分率 高于 5 用药量载药膜 ， 因为用药量大 ， 分散在膜表面 、 分子非晶区、 分子骨架 中的药量都相对高 ， 所 以 在整个药物释放 阶段释药百分率都较高。但无论 5 或 1 0 的载药膜都具有缓释效果 ， 相 比纯药粉可 以释药 l 0小时以上 ， 更好 的发挥药物疗效 。 2 5 p H值的影响 由图6可以看出， 载药膜释药百分率在 p H= 3 8时明显低于 p H= 7 4 ， 在 2 4小时仅释放 4 0 左 右 ， 而在 p H= 7 4时可达 9 5 ， 可 以得 出载药膜的释药性能具有 p H敏感性 ， p H= 3 8是羊毛角蛋 白的 等电点， 溶解性能最低 ， 不利于药物释放， 所以不同的 p H值对释药性影响较大。 一 】 垂 睡 7 8 东北电力大学学报 第 3 3卷 2 6 贮存试验结果 六月后检查载药膜外观形态均无变化 ， 测定载药量与释药百分率基本不变 ， 波动 2 5 。 3 结 论 本试验优化处方制备共混载药膜， 在开始阶段药物出现突释效应， 随之持续缓慢释放， 释药时间在 1 0 h 左右， 释药百分率达 9 5 ， 不仅使药物迅速达到有效浓度并维持较长时间， 而且可以降低体循环中 药物浓度 ， 提高药物治疗指数与用药安全 ， 载药膜具有 明显的 p H值 敏感性 ， 在 3 7条件下保存 6个月 状态稳定 ， 为临床应用创造条件。 参考文献 1 汤燕伟 ， 于伟东 羊毛溶液和角蛋 白膜的实用制备技术与基本 问题 J 膜科学与技术 ， 2 0 0 7， 2 7 ( 2 ) ： 8 O一8 4 2 L i J S ， L i Y， L i L ， e t a 1 P r e p a r a t i o n a n d b i o d e g r a d a t i o n o f e l e e t r o s p u n P L L A k e r a t i n n o n w o v e n fib r o u s m e m b r a n e J P o l y m D e g r a d S t a b 2 0 0 9， 9 4 ( 1 O ) ： 1 8 0 01 8 0 7 A l u ig i A， V in e i s C， C e fiaA C o m p o s i t e b i o ma t e r i a l s f r o mfib r e w a s t e s ： C h ara c t e r i z a t i o n o f w o o l c e l l u l o s e a c e t a t e b l e n d s C o m p o s it e s J C o m p o s i t e s P a r t A， 2 0 0 8 ， 3 9( 1 ) ： 1 2 61 3 2 张华林 羊毛角蛋 白作为骨组织工程支架 材料的研究进展 J 国际 口腔医学 杂志， 2 0 0 7， 3 4 ( 3 ) ： 2 2 02 2 2 R e i c h l S F il m s b a s e d o n h u m a n h a i r k e r a t i n a s s u b s t r a t e s f o r c e l l c u l t u r e a n d t i s s u e e n g i n e e r in g J B i o m a t e r ， 2 0 0 9 ， 3 0 ( 3 6 ) ： 6 8 5 4 6 8 6 6 A l u ig i A， V in e i s C， V a r e s a n o A， e t a 1 S t r u c t u r e a n d p rop e r t i e s o f k e r a t i n P E O b l e n d n a n o fib r e s J E u r P o l y m J ， 2 0 0 8， 4 4( 8) ： 2 4 6 5 2 4 7 5 曾春慧 还原法 与金属盐法结合溶解废旧羊毛 J 纺织学报 ， 2 0 1 1 ， 3 2 ( 1 1 )： 1 2一l 6 翟延 飞， 谭福能 羟丙基壳聚糖 一聚乙烯醇凝胶 的制备 与释药性能 J 济南大学学报 ， 2 0 0 9， 2 3 ( 2 ) ： 1 7 01 7 5 徐倩 丝素 羧甲基壳聚糖共混及其双层复合载药膜的制备与性能研究 D 天津： 天津工业大学， 2 0 0 8 韩永涛 ， 黄桂华 ， 席延卫等 阿奇霉素聚乳 酸微球 的制备及其体外释药特性的研究 J 山东大学学报 ， 2 0 0 6 ， 4 4( 8 )： 8 5 38 5 6 Pr e p a r a t io n o f W o o l Ke r a t in CM CNa Bl e nd M e mbr a n e Ca r r y ing Dr u g a n d I t s Re l e a s e Pr o pe r t y in Vit r o ZENG Ch u n - h u i， LI U Ch u n - g u a n g ， J I A Ru o - k u n ( S c h o o l o f C h e m ic a l E n g i n e e r i n g ， N o r t h e a s t D ia n l i U n iv e r s i t y ， J il in J i l i n 1 3 2 0 1 2 ) Abs t r a c t ：To pr e p a r e wo o l k e r a t in h y d r o x y me t h y l c e l l u l o s e s o d iu m b l e n d me mb r a n e c a r r y in g d r u g a nd in v e s t ig a t e it s r e l e a s e p r o p e r t y i n v i t r o T h e d rug l o a d e d me mb r a ne wa s p r e p a r e d b y s o l u t io n b l e n d i ng me t h o d u s in g o mid a z o l e a s a mo d e l d rug Th e s in g l e f a c t o r c o n t r a s t t e s t s o f r a w ma t e r ia l r a t io， t h e a mo u n t o f d e n a t u r a n t ， d ru g d o s a g e a n d p H v a l u e o n d r u g r e l e a s e p r o p e r t y we r e in v e s t ig a t e d t h r o u g h s imu l a t in g t h e e n v ir o n me n t o f h u ma n b l o o d r e s u l t s s h o we d t h a t ： t h e d rug l o a d e d me mbr a n e h a d a n o b v io u s l y s u s t a in e d r e l e a s e e f f e c t a n d p H s e n s i t iv e f u n c t io n u n d e r t h e o p t im a l c o n d it io n ( k e r a t in C MC