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编号:10282330
5-氟尿嘧啶壳聚糖微球的制备
http://www.100md.com 《广东药学院学报》 2000年第1期
     作者:梁桂媛 方华丰 刘志伟

    单位:梁桂媛(同济医科大学药学院,湖北武汉430030);方华丰(同济医科大学环境医学研究所,湖北武汉430030);刘志伟(同济医科大学94级毕业实习生)

    关键词:5-氟尿嘧啶;壳聚糖;微球

    广东药学院学报000102 摘 要 本文报道了采用两种不同的方法制备5-Fu壳聚糖微球,微球A采用乳化交联法制备,微 球B是首先制备成白蛋白微球,然后在其表面固定壳聚糖。研究了微球的一些基本特征,包 括微球大小、形态与表面状态,结果表明微球A及微球B粒径主要分布在3.5~6.5 μm和0.6 ~2.8 μm范围内,药物含量分别为10.86%和8.52%,体外释放实验表明,在pH7.4磷酸盐缓 冲溶液中,微球B具有显著的缓释作用,其释放特征符合Higuchi方程。

    中图号 R944.9 文献标识码:A 文章编号:1006-8783(2000)01-0007-04
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    Preparation of 5-fluorouracil-loaded

    Chitosan Microspheres

    LIANG Gui-yuan,FANG Hua-feng,LIU Zhiwei

    (College of Pharmacy, Tongji Medical University, Wuhan,P.R.China 430030)

    Abstract Chitosan microspheres loaded with 5-Fu were prepared with two different methods. Microspheres A were prepared by cross-linking-emulsion method. Microspheres B were prepared by two steps:BSA microspheres were first made and then covered with chitosan. The size of the two kind of microspheres was about 3.5~6.5 μm a n d 0.6~2.8 μm respectively. The drug loading was about 10.86% and 8.52% respec tively. 5-Fu release from mi crospheres B was sustained in phosphate buffer solution(pH 7.4) and it was ru led by Higuchi equation.
, 百拇医药
    Key Words 5-fluorouracil;chitosan;microsphere

    CLC number R944.9 Document code:A Article ID:1006-8783(2000)01-0007-04

    微球可在体内特异性分布,提高药效。以5-Fu为模型药物,采用合成的或 天然的高分子材料制备了各种微球,例 如:明胶、蜂蜡、乙基纤微素、牛血清白蛋白、纤微蛋白原、PLA等[1,2]。壳聚糖 (chitos an)是天然多糖中唯一的碱性多糖,具有许多独特的物理化学特性和生物学功能。壳聚糖及 其分解产物无毒,具有生物相容性及生物可降解性,有抗菌消炎,促进伤口愈合,抗酸、抗 溃疡、降脂和降低胆固醇的作用,壳聚糖具有直接抑制肿瘤细胞的作用,并可通过活化免疫 系统显示抗癌活性,与现有的抗癌药合用可增强抗癌效果。近年来壳聚糖作为一种新型药用 辅料在缓释给药系统中的应用引起了人们浓厚的兴趣[3,4]。已制备了包含有抗癌 药、消炎 药及生化制剂的壳聚糖微球。在此基础上,我们采用两种不同的方法制备了5-Fu壳聚糖微球 。1 材料与仪器
, 百拇医药
    壳聚糖(脱乙酰度为80%,自制)、BSA(牛血清白蛋白,Sigma)、5-氟尿嘧啶(5-Fu上海 第十二药厂)、0.25%5-Fu溶液:上海旭东海善药业有限公司,本文HCl是指盐酸0.1 mol/L ,NaOH是指氢氧化钠0.1 mol/L;

    小鼠:昆明种,18~20 g,雌雄各半,同济医科大学动物中心提供;瘤源小鼠:H22 ,同济医科大学药学院提供;

    TS14-2型分析天平、751-G紫外分光光度计、D40-2型电动搅拌机、UV-260 Shimadzuh紫 外分光光度计、SPC-1A超声波粉碎机、离心机、显微镜。

    2 方法与结果

    2.1 5-Fu壳聚糖微球的制备

    2.2.1 微球A的制备
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    取壳聚糖200 mg于20 mL 5%的醋酸中,溶解并过滤,将20 mg 5-Fu溶于3 mL滤液中,混匀, 置于 250 mL烧瓶中,加入含6 g Span85及1 g吐温20的120 mL液体石蜡中。以1000 r/min的速度 搅拌2 0 min,超声均化10 min,然后倒入含有0.6 mL甲醛的乙醚120 mL中,以800 r/min继续搅拌 2 h, 放置。以3000 r/min离心后,分别用无水乙醇和乙醚洗涤、沉淀三次,真空干燥,得微球A 。

    2.2.2 微球B的制备

    取5-Fu适量(约25 mg),加热溶解于1 mL H2O中,稍放冷后,加入BSA约50 mg使溶解, 然后逐 滴加入到100 mL强力搅拌的蓖麻油中,加Span80 1 mL,超声均化20 min,倾入搅拌的乙醚 中, 加入甲醛0.2 mL,固化15 min,放置,离心,乙醚洗涤3~4次,挥尽乙醚,得白色固态的白 蛋白微球。
, 百拇医药
    取壳聚糖100 mg于2%的醋酸溶液10 mL中,搅拌使其溶解并过滤,加入上述制备的白蛋白 微球100 mg,以1000 r/min的速度搅拌15 min,离心(10000~12000 r/min),分别用水、 乙醇、乙 醚洗涤,转移至平皿上,加少量丙酮分散后,在红外灯下40 ℃挥去丙酮。取干燥的微球细 粒 置盛有甲醛的真空干燥器中,微热,6 h后取出,挥去残留的甲醛,真空干燥,得微球B。

    2.3 微球的大小、形态

    取微球少许,用含0.2%吐温80的生理盐水分散,在显微镜下观察微球的大小、形态。测定30 0个微球的粒径,并将数据进行处理。

    本实验制备的两种壳聚糖微球,粒径大小均匀,微球外观为淡黄色粉末,光镜下微球外壳表 面光滑。生理盐水悬浮状态下,分散性和流动性良好。微球A,粒度主要分布在3.5~6.5 μ m;微球B,主要分布在0.6~2.8 μm,见图1。
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    Fig.1 Scanning optical micrograph(magnification×400)of 5-Fu chitosan microspheres A and B

    2.4 灭菌实验

    用60Co发射的2.5×104Gy为辐射剂量,对灌封于5 mL安培中的微球进行灭菌实验, 观察灭菌效果。

    根据1995版中国药典规定的方法进行厌氧菌、需氧菌的检查,经2.5×104Gy的γ-射线辐 射后,无上述菌落,达到了灭菌要求。

    2.5 紫外扫描

    取5-Fu及壳聚糖适量溶于HCl中,以HCl作空白对照,于200~400 nm内紫外扫描。在265 nm处,5-Fu有较强的吸收,而相同浓度的壳聚糖、BSA吸收较小。可以用紫外分光光 度法测定5-Fu的量
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    2.6 标准曲线的绘制

    精密称取12.25 mg 5-Fu置于50 mL容量瓶中,加HCl溶解并定容至刻度。分别取0.5、1、1.5 、2.5、3 mL溶液于50 mL容量瓶中,加HCl定容至刻度,测定265 nm处A。

    线性回归方程为:

    A=0.0446C+0.0309(C:μg/mL),r=0.998

    2.7 回收率实验

    分别取适量5-Fu、BSA等溶解于10 mL水中,加NaOH约40 mL,加热回流2 h,放冷后,定容, 取适量用HCl稀释,测定265 nm处A值。

    分别取5-Fu、壳聚糖适量,溶解于50 mL HCl中,定容并适当稀释,测定265 nm处A值。微球的消化方法一般常用酶消化法、酸碱消化法,由于壳聚糖不溶于碱,也未见有体外酶消 化壳聚糖微球之报道,对微球A我们采用HCl使壳聚糖溶解;对微球B,采用HCl使壳聚糖 先充分溶解,然后用NaOH溶液沸水消化白蛋白微球。我们测定了壳聚糖、碱消化对5-Fu回 收率的影响,回收率分别为(103.58±2.33)%、(102.1±1.13)%。
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    2.8 5-Fu壳聚糖微球的含量测定

    取微球A约50 mg置于100 mL烧瓶中,加HCl 50 mL,搅拌回流6 h使微球完全溶解,放冷,定 容并稀释,测定265 nm处A值。

    取微球B约100 mg置于100 mL锥形瓶中,用HCl 50 mL搅拌回流6 h,离心,将沉淀用HCl、水 洗涤 ,收集离心液、洗涤液,并过滤,得滤液Ⅰ。将离心所剩的沉淀置于100 mL烧瓶中,加NaOH 溶液约50 mL,加热回流2 h,过滤,得滤液Ⅱ。将Ⅰ、Ⅱ分别加水定容,并用HCl稀释,测 定265 nm处A值。

    微球A中5-Fu的含量为10.86%,微球B含量为8.52%。据Sheu MT等[5]报道,5-Fu在 油相 中具有适当的溶解性,由于其中一部分可分散到油相介质中,导致微球中药物含量大大降低 。微球B在表面包封壳聚糖时,也可能丧失一部分5-Fu。
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    2.9 体外释放度的测定

    将装有5-Fu壳聚糖微球的混悬液(约50 mg/2mL)的透析袋,置于98 mL pH7.4的PBS中。于 37 ℃动态透析。一定时间从外部溶液中取样1.0 mL。同时补充1.0 mL PBS。将所取样液用H Cl 稀释至5.0 mL后,测定A值,并计算累积释放度。为了考核是否有透析膜的控释作用,同时 以5-Fu原料作对照。

    壳聚糖微球A、B体外释放结果见图2。微球A有一定的缓释作用,但缓释 效果不好。微球B有明显的缓释作用,其释放特征符合Higuchi方程(r=0.97)。

    Fig.2 Release behavior of 5-Fu from

    chitosan microspheres A and B
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    2.10 体内抗癌活性

    取接种6~8 d的H22瘤源小鼠,颈椎脱臼致死,用无菌注射器穿过腹壁肌层抽取腹水 ,放入无菌小瓶,按1∶3加入无菌生理盐水将腹水稀释,作为接种液。分别于小鼠腹腔及右 前肢腋下注射接种液0.2 mL。每3 d注射供试液1次,分别计算生命延长率及20 d肿瘤抑制率 。

    5-Fu壳聚糖微球(Fu-M)能显著延长H22肝癌小鼠的生存期,降低小鼠瘤重,见表1,2 。

    Tab.1 Survival time of mice Expt.no.

    Mice

    number

    Dose
, 百拇医药
    Survival

    time(days)

    Prolong

    rate/%

    Fu-M

    10

    0.5 mg

    25.1±1.1

    35.7

    Fu

    10

    0.5 mg

    23.1±1.8
, 百拇医药
    24.9

    H2O

    10

    0.2 mL

    18.5±1.5

    -

    Tab.2 Inhibition of weight of cancer Expt.no.

    Dose

    Mice Number(start/end)

    Weight of cancer

    (g)
, 百拇医药
    inhibition

    /%

    Fu-M

    0.5 mg

    10/9

    1.4893±0.2532

    51.3

    Fu

    0.5 mg

    10/8

    2.1684±0.2162

    29.0

, 百拇医药     Blank

    -

    10/10

    3.0554±0.2402

    -

    3 讨论

    3.1 Nishimura曾报道用喷雾干燥法测得直径为1~5 μm的壳聚糖微粒[6] 。Callo用溶液蒸 发技术制备了壳聚糖微球[7],但这种方法制备的微球药物主要分布在微球表面。 由于壳 聚糖分子2位有游离氨基,可通过醛氨缩合反应形成键桥,使微球固化,而将药物固定在骨 架中。我们采用乳化-化学交联方法制备了壳糖微球A,但这种方法制备的微球颗粒较大, 而且释放速度过快,控释效果不佳。白蛋白微球的制备方法比较成熟,很多人对白蛋白微球 制备的影响因素进行了探讨及优化组合[8],因而我们首先制备了5-Fu白蛋白微球 ,然后 表面固定壳聚糖,得到了壳聚糖微球B。影响壳聚糖微球制备的因素很多,各种因素对本实验 的影响尚需进一步研究。
, 百拇医药
    3.2 Sngiboyashi等研究表明[9]:微球在静注后的体内分布取 决于微球粒径的大小,7~1 4 μm的微球主要停留在肺部,而3 μm以下的微球能通过肺循环,并有大部分为肝、脾的网 状内 皮系统所噬留。因而本次实验制备的微球B静脉注射后可望对肝、脾等组织有一定的靶向作 用。

    3.3 体外释放实验表明,在pH7.4磷酸盐缓冲溶液中,微球B具有显著的 缓释作用,其释放 特征符合Higuchi方程。壳聚糖微球B能显著延长H22肝癌小鼠的生存期,降低小鼠瘤 重。

    国家自然科学基金资助项目(NO:3999 0570)

    参考文献

    [1]Boisdron CM,Menei P,Benoit JP. Preparation and Characterization of 5-fluorouracil-loaded microparticles as biodegradable anticancer drug carriers. J Pharm Pharmacol,1995, 47(2):108.
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    [2]Ciftci K,Hincal AA,Kas HS et al. Solid tumor chemotherapy and in vivo distribution of fluorouracil following administration in Poly (L-lactic acid)microspheres. Pharm Dev Technol,1997, 2(2):151.

    [3]Lisbeth I. Chitosan and its use as a pharmaceutical excipient. Pharm Res,1998,15(9):1326.

    [4]H Suheyl Kas. Chitosan:properties,preparations and application to microparticulate systems. J Microencapsul,1997,14(6):689.
, 百拇医药
    [5]Sheu MT,Sokoloski TD. Entrapment of bioactive compounds within native albumin beads:Ⅲ. Evaluation of parameters affecting drug release. J Parenter Sci Tec hnol,1986,40(6):259.

    [6]Nishimura.k. Nishimura ST et al:Effect of multiporous microspheres de vised fr om chitin and partially deacetylated chitin on the activation of mouse peritonea l macrophages. Vaccine,1987,5:136.

    [7]Gallo JM Hassan EE Receptor-mediator magnetic carriers:basis for targ eting. Pharm Res,1988,5:300.
, 百拇医药
    [8]程宇慧,廖工铁,侯世祥,等.白蛋白微球作为肝靶向给药载体的研究.药学学报, 1993,28(1):68.

    [9]Sugibayashi K,Morimoto Y,Nadai T, et al. Drug-carrier property of alb umin mic rospheres in chemotherapy.Ⅱ. Preparation and tissue distribution in mice of mi crosphere-entrapped 5-fluorouracil. Chem Pharm Bull (Tokyo),1979,27(1):204.

    (收稿日期 1999-08-21), http://www.100md.com