用于负载油水两难溶性成分的非水多重自乳化体系的研究

发布时间：2020-03-18 06:02

【摘要】：油水两难溶性成分因其在水和多数油脂中溶解度均很低,不易被机体吸收,因此无论是口服还是经皮应用均表现出较低的生物利用度,严重限制了该类物质的功效发挥。同时,由于其油水均不溶性特点,也难以制成合适的负载体系,因此,油水两难溶性成分负载策略的研究也是载体系统研究的难点问题。本论文在非水乳液、Pickering乳液、多重乳液以及传统多重自乳化体系(Self-double-emulsifying drug delivery system,SDEDDS)等基础上设计并制备了一种新的体系。由于传统SDEDDS为油包水(W/O)初乳和亲水性乳化剂的均一混合物,其中水溶性成分主要溶解在内水相中,然而将传统SDEDDS的内水相用有机溶剂(如甘油、丙二醇等)代替后,可设计制备不同稳定形式的非水多重自乳化体系(Non-aqueous SDEDDS,N-SDEDDS),N-SDEDDS为油包油(O/O)初乳和亲水性乳化剂的均一混合物,其中油水两难溶性成分可溶解在内油相中。此外,分别以芦丁和槲皮素为油水两难溶性成分模型,前者以甘油为内油相,为提高芦丁N-SDEDDS的稳定性,拟采用固体颗粒和非离子型表面活性剂协同稳定的形式;后者以短链醇醚混合物或短链醇混合物为内油相,以进一步提高体系中槲皮素的负载量。同时,分别考虑口服和经皮两种应用途径,并在体外和体内水平考察载体对增加活性成分负载量和生物利用度的影响。本研究的主要内容有:(1)首先探讨脂肪晶体(甘油单硬脂酸酯,GMS晶体)和非离子型表面活性剂协同稳定芦丁N-SDEDDS的制备与评价。体系采用改良的两步法制备,并以甘油为内油相。研究显示,当GMS晶体比例为12%(w/w),PGPR比例为12%(w/w),Tween 60比例为10%(w/w),三者共同使用时既可明显增强N-SDEDDS的稳定性,又可显著提高其自乳化效率。该体系在胃肠介质中经胃肠蠕动可自乳化形成O/O/W多重乳液,其中芦丁主要溶解在内油相中,其自乳化后粒径为17.94±2.24μm,体系负载量为(0.62±0.01)%。稳定性试验表明芦丁N-SDEDDS在4°C和25°C条件下可稳定保存4周。体外溶出结果显示N-SDEDDS可使芦丁的累积溶出率明显提高(大于90%),并且其在模拟胃液和模拟肠液的溶出模型均符合Higuchi方程,同时其释放过程为Fickian扩散机制。体外模拟消化试验表明含更高比例GMS晶体(12%,w/w)的芦丁N-SDEDDS可更有效抑制消化引起的沉淀发生(溶解量高于80%)。大鼠在体单向肠灌流试验表明芦丁经N-SDEDDS载体化后可明显增强其在肠粘膜的吸收速率和程度,其吸收的主要部位为空肠和回肠,其吸收方式以被动转运为主,同时P糖蛋白(P-gp)和多药耐药相关蛋白2(MRP2)底物抑制剂与芦丁N-SDEDDS也不存在明显协同关系。大鼠药物动力学试验显示灌胃口服芦丁N-SDEDDS后其相对生物利用度为芦丁混悬液的1.76倍,同时其绝对生物利用度可提高至8.62%,提示载体化后芦丁口服生物利用度明显提高。小肠组织病理学结果显示N-SDEDDS在促进活性成分吸收的同时也没有对小肠粘膜造成明显的损伤。(2)同时,也考察了疏水性二氧化硅和非离子型表面活性剂协同稳定芦丁N-SDEDDS的制备与评价。体系仍采用改良的两步法,并以甘油为内油相。结果显示,当疏水性二氧化硅比例为1%(w/w),PGPR比例为1%(w/w),Tween20比例为6%(w/w),三者共同使用时可明显增强N-SDEDDS的三维网络结构强度和稳定性,疏水性二氧化硅可吸附在油-油界面上和分布在外油相中,并可显著降低非离子型表面活性剂的用量,此外该体系也具有较好的自乳化效率。该体系在水介质中经轻微搅拌可自乳化形成O/O/W多重乳液,其中芦丁主要溶解在内油相中,其自乳化后粒径为13.43±3.21μm,体系负载量为(0.76±0.04)%。稳定性试验表明芦丁N-SDEDDS在4°C和25°C条件下可稳定保存3个月。体外抗氧化性试验表明其抗氧化活性呈现浓度依赖性,并且芦丁被包裹后N-SDEDDS中各辅料成分不干扰或者影响其活性的发挥。体外释放结果显示N-SDEDDS对芦丁的释放具有一定的缓释作用,并且其释放模型符合Weibull方程,同时其释放过程为Fickian扩散机制。与芦丁溶液相比,N-SDEDDS不仅可明显提高芦丁的经皮渗透量,也可显著增加芦丁在皮内的分布量。(3)再者,还考察了疏水性膨润土和非离子型表面活性剂协同稳定的芦丁N-SDEDDS的制备与评价。采用改良的两步法,以甘油为内油相。结果显示,当疏水性膨润土比例为0.6%(w/w),PGPR比例为3%(w/w),Tween 60比例为10%(w/w)时,可明显增强N-SDEDDS的稳定性,疏水性膨润土可吸附在油-油界面上和分布在外油相中,并可显著降低非离子型表面活性剂的用量,此外该体系也具有较好的自乳化效率。该体系在水介质中可自乳化形成O/O/W多重乳液,其中芦丁主要溶解在内油相中,其自乳化后粒径为4.63±0.46μm,体系负载量可达(1.33±0.02)%。稳定性试验表明芦丁N-SDEDDS在4°C和25°C条件下可稳定保存3个月。体外释放结果显示N-SDEDDS对芦丁的释放具有一定的缓释作用,并且其释放模型符合Weibull方程,同时其释放过程为Fickian扩散机制。与芦丁溶液相比,N-SDEDDS可同时提高芦丁的经皮渗透量和皮内分布量。此外,N-SDEDDS不仅可改变角质层中脂质的有序排列和流动性,也能影响角蛋白的构象结构,由此而促进活性成分吸收进入皮肤。皮肤组织病理学试验表明N-SDEDDS可直接作用于皮肤角质层,在发挥吸收促渗的同时也并未造成较大的毒性反应,同时细胞实验也表明N-SDEDDS无明显毒性。(4)为进一步扩大油水两难溶性成分的适用范围,同时槲皮素在甘油中的溶解度(5.63±0.12 mg/g)仍较低,此处考察以短链醇醚混合物为内油相的槲皮素N-SDEDDS的制备与评价。采用改良的两步法,以一缩二丙二醇与甘油混合物(二者比例为4:6,w/w)为内油相。结果显示,该体系在水介质中可自乳化形成O/O/W多重乳液,其中槲皮素也主要溶解在内油相中,其自乳化后粒径为21.16±3.55μm,体系负载量为(1.05±0.11)%。稳定性试验表明该体系在4°C和25°C条件下可稳定保存30 d。体外抗氧化性试验表明槲皮素的抗氧化活性呈现浓度依赖性,并且其被包裹后N-SDEDDS中各辅料成分也不影响其活性的发挥。体外释放结果则显示N-SDEDDS可使槲皮素的累积释放率明显延缓,其释放模型符合Weibull方程,同时其释放过程为Fickian扩散机制。与槲皮素溶液相比,N-SDEDDS可明显提高槲皮素的皮内分布量。细胞实验表明N-SDEDDS也无明显毒性反应。(5)最后,也探讨了以短链醇混合物为内油相的槲皮素N-SDEDDS的制备与评价。采用改良的两步法,以丙二醇与甘油混合物(二者比例为4:3,w/w)为内油相。结果显示,该体系在胃肠介质中可自乳化形成O/O/W多重乳液,其中槲皮素主要溶解在内油相中,其自乳化后粒径为18.82±3.25μm,体系负载量为(0.78±0.10)%。稳定性试验表明槲皮素N-SDEDDS在4°C和25°C条件下可稳定保存21 d。体外溶出结果显示N-SDEDDS可使槲皮素的累积溶出率明显提高,并且其在模拟胃液和模拟肠液的溶出模型分别符合Weibull方程和Higuchi方程,同时其释放过程均为扩散和骨架溶蚀协同作用机制。大鼠药物动力学试验显示灌胃口服槲皮素N-SDEDDS后其相对生物利用度为槲皮素混悬液的5.22倍,同时其绝对生物利用度可提高至26.67%,表明载体化后槲皮素口服生物利用度明显提高。通过上述研究,实现了N-SDEDDS对芦丁和槲皮素两种成分的促溶增溶作用,并提高了二者的体系负载量,为油水两难溶性成分负载策略研究提供了新思路;探讨了不同N-SDEDDS配方组成对体系稳定性、自乳化效率的影响,对于新型载体系统的开发具有重要的指导意义;考察了两种不同应用途径(口服和经皮应用)下不同载体化形式对N-SDEDDS的溶出/释放机制、口服/经皮吸收机制、口服/皮肤生物利用度、生物相容性等,对于该体系在医药、食品、化妆品等领域应用也具有一定的理论和实践意义。
【图文】：

第一章 绪论两难溶性成分来说，除溶解性可影响其功效的发挥外，其称通透性）也是一个重要的影响因素[22]。根据活性成分通透性的差异，生物药剂学分类系统[23]（Biophasystem, BCS）可将活性成分分为四种类型：I 型，高溶解低溶解性和高通透性；III 型，高溶解性和低通透性；IV性（如图 1-1 所示）。因此，油水两难溶性成分应属于 B范畴。

1.5乳液乳液可定义为一类液体（可常温下为固态，高于熔点时变为液态）以液滴（或微粒）的形式分散在另一类与其不相混溶的液体中形成的具有一定稳定性的分散体系[73,74]。按照不同的标准，其可分为不同的类型（图 1-4）。其中，按分散相（连续相）分类，常见的含水乳液包括水包油（O/W）型、油包水（W/O）型、水包水（W/W）型乳液以及相对更复杂的复乳，同时也包括非水乳液，主要为油包油（O/O）型乳液等，与含水乳液相比，目前针对非水乳液的研究还尚且不足，但由于其对油水两难溶性成分或水中易降解成分均可起到很好的包裹和保护作用，，已显示出较好的应用前景[75-77]。此外，按组成成分来说，假如内油相仅采用熔点较高的固态脂质，则该乳液为固体脂质纳米粒（Solid lipid nanoparticles，SLN）[78,79]；若内油相采用一定比例的固态/液态脂质混合物，则可得到纳米结构脂质载体（Nanostructured lipid carriers，NLC）[79]；而脂质纳米囊中油相主要是中链甘油三酯（Medium chain triglycerides，MCT），同时外水相中含有氯化钠[80]。这些体系仅仅是组成成分上的差异，其归根结底仍然为 O/W 型乳液。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O647.2;R283.6


本文编号：2588331