微囊系利用天然的或合成的高分子材料将固体或液体药物包裹而成的直径1-500um的微小胶囊,其外型取决于囊心物质的性质和囊材凝聚的方式,微囊外面呈球状实体或呈平滑的球状膜壳形,葡萄患形及表面平滑或折叠的不规则结构等各种形状,它常用于增加药物的稳定性,掩盖药物的不良气味,改良和延缓药物的释放,近来来国外对该技术的研究应用较多,本文就国内外对微囊研究的最新进展作一综述。
一、微囊的特点
1 增加药物的稳定性
一些受温度pH影响较大的药物应当以聚合包衣,如果药物在pH较低的条件下稳定,则需以肠溶材料包衣或制备微囊以增加其稳定性。邻苯二甲酸羟丙基甲基纤维素(HPMCP)为一肠溶聚合物,毒性低,可用于制备肠溶特性。脂质体在生理条件下的稳定性是研制这类释药系统时重点要解决的问题,特别是口服脂质体,由于酶的水解作用和胆盐的增溶作用,它在胃肠道中的稳定性一般很不理想。以往的方法是对脂质以聚合物包衣,以改善脂质全的稳定性。DongCJ等首先使用一简单的水化方法制备了阿斯匹林(ASA)多层脂质体,然后再使用复合凝聚法制备阿斯匹林脂质体在pH5.6的胆酸钠溶液中的稳定性高于未经微囊化的阿斯匹林脂质体。微囊化的脂质体,不仅改善了药物在生理环境中的稳定性,而且使药物具有缓释作用。聚合物脂质体微囊与聚合物包衣脂质改善药物稳定的作用相似,因而脂质体微囊化是解决口服指质体稳定性的另一有效方法。
2 避免首过效应
口服给药,药物首先经过肝脏,然后再进入循环系统,在这一过程中,肝脏对一些药物的代谢程度较大,使这些药物以口服给药途径给药的生物利用大大降低,制剂研究中通常将这些药物改变给药徐径,如通过鼻腔、透皮、直肠、舌下等途径给药,以提高这些药物的生物利用度。制剂科学家已经发现通过微囊技术也可以使这类药物在口服给药时无肝脏的首过作用。
Haibung等制备了奥美拉唑(Omeprazole)口服控释微囊给药系统,首先将4份奥美拉唑与20份玉米油超声处理10秒种,使药物均匀分散在玉米油中,再使用肠溶材料领苯二甲酸羟丙基甲基纤维素将含药油滴制备成微囊。研究表明,制得的奥美拉唑微囊在37C的人工胃液中,放置2小时后,尚存92.5%,在37C人工肠液中,囊壁迅速溶解,10分钟内容出95%。口服该制剂后,药物进入肠道,包衣材料溶解释放出含药油滴,对于任何一个药物来说,当它已有效地透过大部分肠组织屏障,并已抵达固有层时,该药物既可以透过毛细血管被血流带走,也可透过中央乳摩管到达淋巴管,一般情况下,由于毛细血管中的血流比淋巴系统的速度快500-1000倍,因而淋巴系统在整个药物吸收中只占一部分,但对很大的分子或分子结合物的通透性来说,毛细血管膜是一个比中央乳摩管更加坚实的屏障,因而口服奥美拉唑微囊在肠道释放出的含药油滴不易透过毛细血管吸收,而通过淋巴吸收。药物直接进入淋巴液而不经过肝脏,从而避免了药物的肝脏首过作用。
微囊技术克服了口服给药时药物在胃酸环境中的不稳定性和药物对胃壁的刺激作用以及肝脏的首过作用,而不必利用其它给药途径,从而使更多的药物可经口服给药。
3 延缓释放,减少毒副作用
许多微囊化技术已广泛应用于制备缓释微囊,以延长药物的释放时间,避免血浓度的波动,提高药物疗效,减少毒副作用。
扑热息痛是一种味苦、生物半衰期较短(t1/8=2-3小时)的药物,该药在生物体内的羟基化代谢物,高浓度时对肝脏产生毒副作用,BaykaraT使用凝聚-相分离技术,制备了扑热息痛长效微囊。研究表明:扑热息痛微囊片剂的释药速率慢于以扑热息痛晶体制备的片剂。用EudragitRS作囊材比用EudragitRL作囊材制备的微囊释药速率慢,原因是EudragitRS不含季铵基,其亲水性较低。如果囊材用量不变,药物粒径增加则粒子的总表面积减少,而使囊壁厚度增加,故释药速度减慢。另一方面,微囊在压片过程中易被压坏而变为多孔骨架片,因此,药物粒子大小和囊壁厚度对释药速度影响不大。扑热息痛微囊片的释药速率与所有辅料有关,用AuicelpH101压片,释药较慢,因为该处方不含崩解剂。就所有微囊片而言,拟合其释药模式最好的模型是Higuchi方程,即药物释放符从骨架型控释扩散模型。
治疗骨髓炎传统的方法是注射和口服4至6周的抗生素,该方法在病变部位难于达到治疗血浓,药效也较短,于是有人研制了含有抗生素的非生物降解性聚甲基丙烯酸酯骨架型植入剂,该制剂不仅在药物释放一定时间后需要通过手术取出,而且临床研究还发现该制剂释放不安全。SampathSS等研制了硫酸庆大霉素可生物降解的聚乳酸微囊,可产生2-3周的局部抗菌药浓,制备方法:将3-5g聚乳酸溶于二氯甲烷(2.5%w/v),500rpm搅拌条件下分散进硫酸庆大霉素,再以3ml/min的速度加入过量的非溶正已烷200-250ml,形成硫酸庆大霉素微囊,囊壁硬化2小时,50ml正已烷冲洗两次后,35C干燥10-14小时。
4 改变药物及物材的性状
药物微囊化后有利于制剂的工艺生产亦可减少复方制剂中药物之间的配伍禁忌等。一些液体药物如油脂类肠溶性维生素等制成微囊后便于投药。例如“脉通”中的亚油酸乙酯制成微囊后,可直接压片,较制成丸剂不仅工艺简单、成本降低且增加药物的稳定性。一些含油状药物与固体粉末的复方片剂配伍时,由于油状药物影响颗粒的流动性,一般需将油状成分用辅料吸收,然后再与粉末药物混合,将油腔滑调状成分包成微囊,则可完全改变其外观性状,使颗粒流动性良好,易于混匀,有些含油状成分的片剂包衣后,由于油质向外渗透,致使包衣变色或出现油斑,生产中的VE糖衣片,常发现此种现象,为避免渗油现象及改善颗粒混合时的均一性,在生产含有液体成分与固体粉末的复方片剂时,可先将油状成分制成微囊后,再压片,微囊化还有减少复方制剂中某些药物之间配伍禁忌的特点。
5 掩盖不良异味与刺激性
如大蒜素微囊剂、氯霉素微囊片剂等。
二、常用囊材与载体材料
1 天然高分子
天然高分子材料是最常用的囊材与载体材料,因其稳定、无毒、成膜性或成球性较好。
(1)明胶 明胶是氨基酸与肽交联形成的直链聚合物,通常是Mav(平均相对分子质量)在1500-2500之间不同Mr(相对分子质量)的混合物。可生物降解,几乎无抗原性,用作微囊的用量为20-100g/L,用作微球的量可达200g/L以上。
(2)阿拉伯胶 一般常与明胶等量配合使用,作囊材的用量为20-100g/L,亦可与白蛋白配合作复作品材料。巩固产品的等电点为2.4。
(3)海藻酸盐 系多糖化合物,常用稀碱从褐藻中提取而得。海藻酸钠可溶于不同湿度的水中,不溶于乙醇、乙醚及其它有机溶剂;不同Mav产品的粘度有差异。可与甲壳素或聚赖氨酸合用作复合材料。因海藻酸钙不溶于水,故海藻酸钠可用CaCl2固化成囊。
(4)蛋白类 常用作载体材料的有白蛋白(如人血清白蛋白、小牛血清白蛋白)、玉米蛋白、鸡蛋白、小牛酪蛋白等,可生物降解,无明显的抗原性,常采用加热固化或化学交联剂(如甲醛、戊二醛或丁二烯)固化,通常用量在300g/L以上。
(5)淀粉 有玉米淀粉、小麦淀粉、马铃薯淀粉等,其来源不同,分子中直链和支链的结构也不同,不溶于冷水及乙醇。用作囊材或载体材料的常为淀粉的衍生物,如羟乙基淀粉、羟甲基淀粉及马来酸酯化淀粉-丙烯酸共聚物等。
2 半合成高分子
多系纤维素衍生物,如羧甲基纤维素、邻苯二甲酸纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙甲纤维素、丁酸醋酸纤维素、琥珀酸醋酸纤维素等。其特点是毒性小、粘度大、成盐后溶解度增大;由于易水解,故不宜高温处理,需临用时现配。
(1)羧甲基纤维素盐 (如SCMC)属阴离子型的高分子电解质,常与明胶配合作复合囊材,一般分别配1-5g/L SCMC及30g/L明胶,再按体积比2:1混合。SCMC遇水溶胀,体积可增大10倍,在酸性液中不溶。水溶液粘度大,有抗盐能力和一定的热稳定性,不会发酵,也可以制成CMCA1单独作囊材。
(2)邻苯二甲酸醋酸纤维素(CAP)在强酸中不溶解,可溶于pH
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