5-氟尿嘧啶-蒙脫石緩釋制劑的制備及體外釋藥行為研究.pdf

1、惡性腫瘤是嚴(yán)重威脅人類健康的常見病和多發(fā)病。目前全球癌癥死亡人數(shù)高于艾滋病、結(jié)核病和瘧疾死亡人數(shù)的總和。根據(jù)世界衛(wèi)生組織報告,全世界50億人口中,每年新發(fā)病例約900萬例,且每年還有增加的趨勢。
　　 目前化療藥物在惡性腫瘤的三大療法中占有重要的地位。5-氟尿嘧啶(5-Fluorouracil,5-Fu)是目前臨床常用的抗腫瘤藥物之一,在腫瘤內(nèi)科治療中占有重要地位。主要通過抑制胸腺嘧啶核苷酸合成酶,抑制DNA的生物合成。臨床用于

2、治療消化道腫瘤,療效較好。但5-Fu在體內(nèi)吸收不規(guī)則,口服后20分鐘血藥濃度達(dá)最高峰值。靜脈給藥后藥物濃度迅速下降,半衰期僅為15-20分鐘,24小時后大部分消失。因此,臨床治療需大劑量長期靜脈滴注給藥才能維持體內(nèi)有效濃度,且治療劑量與中毒劑量接近。該藥對正常細(xì)胞的毒性大,不良反應(yīng)多,常見的有骨髓抑制、胃腸道反應(yīng)、白細(xì)胞及血小板減少等。因此,為提高5-Fu療效,降低毒副作用,改善半衰期短等不足,人們不斷尋求新型藥物載體。
　　

3、蒙脫石(montmorillonite,MMT)是一種含水的2:1型層狀硅酸鹽礦物,具有顆粒細(xì)小、表面積巨大、不均勻帶電以及黏塑性,由于蒙脫石的特殊結(jié)構(gòu),所以具有許多優(yōu)良性能,如:膨脹性、分散性、陽離子交換性、懸浮性、穩(wěn)定性和吸附性等。蒙脫石臨床用于治療腹瀉、潰瘍,此外,也是一種良好的消化道黏膜保護(hù)劑,由于蒙脫石不影響其他藥物的吸收功能,不被吸收入血,無毒副作用,因此其在醫(yī)藥領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
　　 本文利用蒙脫石陽離子可交換性

4、以及強吸附性,以MMT為載體材料,5-Fu為插層藥物,采用溶液插層工藝,選擇性交換 5-氟尿嘧啶烯醇式結(jié)構(gòu)進(jìn)入蒙脫石的層間,使蒙脫石層間距擴(kuò)大,雙酮式結(jié)構(gòu)進(jìn)一步以分子間作用力與蒙脫石結(jié)合,進(jìn)入蒙脫石層間,從而制備氟尿嘧啶/蒙脫石插層復(fù)合藥物。以紅外、X衍射以及熱重分析對制劑進(jìn)行表征,并進(jìn)行了體外釋藥行為的研究,以期達(dá)到緩釋、降低毒副作用的目的,為進(jìn)一步研究提供實驗依據(jù)。
　　 研究方法
　　 1.5-Fu/蒙脫石緩釋藥物

5、的制備
　　 稱取一定量5-Fu溶于100 mL 一定pH的溶液中,加入到10 g鈣基MMT溶液中,超聲波振蕩40 min后,在不同藥料比、不同機(jī)械攪拌時間、不同反應(yīng)溫度以及不同pH條件下,進(jìn)行制備實驗,然后靜置,過濾,洗滌,真空干燥,研磨并過200目篩,即得緩釋藥物。
　　 2.5-Fu/蒙脫石緩釋藥物正交實驗
　　 選擇藥料比、反應(yīng)溫度以及反應(yīng)體系pH值作為三個主要影響因素,每一影響因素各取3個水平進(jìn)行實驗,

6、采用L9(33)正交表,以蒙脫石總載藥量為考察指標(biāo),設(shè)計因素和水平進(jìn)行正交實驗。
　　 3.5-Fu/蒙脫石緩釋藥物的表征
　　 紅外光譜(FTIR)測試:采用美國Perkirr-Elmer1730型傅立葉變換紅外光譜儀進(jìn)行測試,掃描范圍4000-400cm-1,KBr壓片。
　　 X射線(XRD)測試:采用日本理學(xué)D/maxⅢⅩ射線儀測定樣品的XRD譜,測試條件為CuKα輻射線,電壓40KV,掃描速度為3°/m

7、in,步長為0.02°,測試范圍2～200°。
　　 熱重(TGA)分析:使用美國Perkin-Elmer公司的7系列熱重分析儀,測試條件為氮氣氣氛,升溫速率為20℃/min,氣流量為20ml/min。
　　 4.5-Fu/蒙脫石緩釋藥物的體外釋放
　　 精確稱取 5-氟尿嘧啶/蒙脫石50mg置于250mL錐形瓶中,加入200mL,釋放介質(zhì),置于恒溫水浴振蕩器振蕩,轉(zhuǎn)速100r/min,溫度(37±0.5)℃,進(jìn)

8、行體外釋放實驗。每隔一定時間取樣,每次取樣5mL,同時補充已經(jīng)預(yù)熱好的5mL釋放介質(zhì),經(jīng)0.45μm微孔濾膜過濾、稀釋,用紫外分光光度計于265nm波長處測其吸光度,計算其累積釋藥量。
　　 5.統(tǒng)計學(xué)處理
　　 采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析。
　　 研究結(jié)果
　　 1.正交實驗結(jié)果影響蒙脫石負(fù)載藥物的因素中,溫度影響最大,其次是反應(yīng)體系pH值和藥料比。最佳反應(yīng)條件為藥料比2.0 g·(10g-1

9、),反應(yīng)溫度90℃,反應(yīng)溶液pn值為4。
　　 藥料比對蒙脫石載藥量的影響不是很顯著。但是,初始藥物濃度增大,蒙脫石載藥量也隨著增大,當(dāng)達(dá)到2.0 g·(10g-1)時,載藥量趨于穩(wěn)定。這跟藥物與蒙脫石層間陽離子競爭交換和藥物與其它物質(zhì)在蒙脫石吸附位點的競爭吸附有很大的關(guān)系。藥物濃度增大,離子交換和吸附就具有競爭的優(yōu)勢,載藥量也就加大,當(dāng)濃度增大到一定程度時,競爭的優(yōu)勢也就達(dá)到了飽和,載藥量也就沒有明顯的增多。機(jī)械攪拌時產(chǎn)生的剪

10、切力能使MMT團(tuán)聚體充分細(xì)化和均勻分散,有助于蒙脫石的離子交換和吸附。
　　 溫度對MMT載藥量有較大的影響。根據(jù)熱力學(xué)分析,溫度升高有利于插層的進(jìn)行,但是,溫度升高時,藥物分子的熱運動加劇,無規(guī)則高速運動的藥物分子影響藥物的有序插層和吸附。因此,溫度升高到80℃時,MMT載藥量達(dá)到最大,在90℃反應(yīng)條件下,載藥量反倒出現(xiàn)了下降。
　　 反應(yīng)體系pH值對MMT載藥量的影響主要決定于藥物分子在溶液中的存在形式。5-Fu在酸

11、性環(huán)境中,部分雙酮式結(jié)構(gòu)互變異構(gòu)成烯醇式結(jié)構(gòu)。烯醇式結(jié)構(gòu)(-N=C-|OH)中的氮原子具有一定的堿性,能結(jié)合H+形成藥物陽離子與MMT片層中的cd2+交換插層,此外還有MMT片層中的點位吸附藥物分子,因此載藥量比較大。而在堿性環(huán)境中,5-Fu以雙酮式結(jié)構(gòu)存在于溶液中,藥物分子主要是交換MMT片層間有限的自由水以及被表面吸附,因此載藥量較少。
　　 2.紅外光譜結(jié)果分析5-Fu/MMT紅外光譜圖特征頻率與MMT相類似,在3623c

12、m-1為Al-OH伸縮振動、3425cm-1處有H2O的伸縮振動峰,1040cm-1附近的單峰為Ca-蒙脫石的Si-O-Si鍵的伸縮振動特征峰,914cm-1為Al-OH的彎曲振動峰,只是向低波數(shù)位移,并且強度有所降低。在5-氟尿嘧啶/蒙脫石的紅外光譜圖中,除了蒙脫石的特征譜峰外,還出現(xiàn)了5-氟尿嘧啶的特征吸收峰,1722 cm-1為環(huán)酰亞胺酮式結(jié)構(gòu)特征峰,1685 cm-1是烯醇式結(jié)構(gòu)特征吸收,說明5-氟尿嘧啶已經(jīng)有效地和蒙脫石結(jié)合在

13、一起。
　　 3.X-射線衍射結(jié)果分析 蒙脫石層間距是研究納米復(fù)合藥物插層效果的重要參數(shù)。根據(jù)X射線衍射譜圖中(001)面衍射峰出現(xiàn)的位置,即20角度數(shù)可計算出蒙脫石層間距離。鈣基蒙脫石與5-Fu/MMT的XRD圖譜。對于原鈣基蒙脫石測得其20角為5.761°,根據(jù)Bragg方程2dsinθ=λ,求出其層間距為1.492nm。插層之后的5-Fu/MMT的衍射峰與鈣基蒙脫石相比發(fā)生明顯位移,向小角度偏移,20角變?yōu)?.952°,層

14、間距由1.492nm增大到1.736nm。這說明5-Fu已插層到蒙脫石片層結(jié)構(gòu)中。
　　 4.熱失重結(jié)果分析 蒙脫石在受熱時會失去水分和負(fù)載的有機(jī)物,質(zhì)量減輕。為了了解5-Fu/MMT的載藥量,研究了它的TGA曲線。MMT在20～140℃存在一個失重平臺,是屬于層間自由水和吸附水的蒸發(fā),在500-770℃也有一個明顯的失重階段,這是由于蒙脫石硅酸鹽晶體中的羥基在高溫下脫去而形成。5-Fu/MMT復(fù)合物與純MMT相比,前者多出一個

15、失重平臺,溫度范圍在250～440℃,屬于5-氟尿嘧啶揮發(fā)或分解,失重率約為11％。由此可知,蒙脫石的載藥量約為總重量的11％。
　　 5.體外緩釋實驗結(jié)果分析 5-Fu/MMT緩釋體系在不同釋放介質(zhì)中的釋放結(jié)果表明,在稀鹽酸溶液(pH=1.5)和磷酸鹽緩沖液(pH=7.2)中5-Fu/MMT復(fù)合藥物都可以有效地釋放出所負(fù)載的5-Fu,并隨著釋放時間的延長,其累積釋放量逐漸增加且累積釋放率超過90％。
　　 5-Fu/M

16、MT緩釋藥物的體外釋放是吸附過程的逆向解吸過程,是擴(kuò)散和離子交換兩種形式同時存在的釋放行為。負(fù)載在蒙脫石上的5-Fu由于緩釋體系與釋放介質(zhì)之間存在濃度梯度,5-Fu就不斷從緩釋體系擴(kuò)散到釋放介質(zhì)中。在稀鹽酸溶液(pH=1.5)酸性環(huán)境中,前2小時是一個快速釋放階段,這部分是吸附在蒙脫石表面的5-Fu的釋放,是較大的濃度梯度以及表面弱吸附力作用的結(jié)果；中間是吸附在蒙脫石片層間的5-Fu的一個平緩釋放過程,經(jīng)前一個快速釋放過程后,濃度差逐漸

17、減小,加上蒙脫石片層的阻隔作用,使得藥物的釋放速率有所下降；陽離子結(jié)構(gòu)與蒙脫石層間負(fù)電荷的強離子鍵作用,使復(fù)合藥物最后經(jīng)歷一個緩慢釋放過程。而在磷酸鹽緩沖液(pH=7.2)中,由于磷酸鹽溶液中的金屬陽離子與5-Fu產(chǎn)生競爭吸附,爭奪蒙脫石表面的吸附位點,因此釋放速率比人工胃液中相對較快達(dá)到脫附平衡。兩種釋放介質(zhì)中持續(xù)釋放時間都可以達(dá)到6個小時以上。
　　 研究結(jié)論
　　 在正交設(shè)計優(yōu)化條件下,制備了5-Fu/MMT緩釋藥