基于正交设计法的利福平明胶微球制备工艺优化

2014-03-10吴景梅程莉莉蚌埠学院应用化学与环境工程系安徽蚌埠233030

长江大学学报(自科版) 2014年1期

吴景梅，程莉莉（蚌埠学院应用化学与环境工程系，安徽蚌埠233030）

利福平（rifampicin，RFP）又名甲哌利福霉素，是一种利福霉素类半合成广谱抗菌药，是抗结核的主要药物之一［1］，被广泛用于沙眼、肺炎双球菌、耐药金黄色葡萄球菌、肠球菌感染等疾病的治疗中［2-3］。但口服剂量过大，常可导致毒副作用，引起不良反应，且有效治疗浓度维持时间短，若将其制成明胶微球（gelatin microspheres）剂，服用后后能浓集于肺部，可提高利福平的生物利用度，减少其毒副作用［4］。下面，笔者采用正交试验及单因素对利福平明胶微球的最佳工艺条件（包括乳化温度、乳化时间、搅拌速度、水相和有机相的比例等）进行了研究。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

1）仪器 Malvern Zetasizer NanoS90型动态光散射纳米粒度分析（美国马尔文公司）；TU-1901型紫外分光光度计（北京普析通用仪器有限公司）。

2）试剂利福平（AR；河南乘风药业有限公司）；明胶（AR；上海青析化工科有限公司）；丙酮（AR；上海化学试剂公司）；石油醚（AR；上海化学试剂公司）；Tween-80（CP；国药集团化学试剂有限公司）；Span-80（CP；天津市福晨化学试剂厂）；液体石蜡（AR；江西南昌华南化工试剂厂）；正丙醇（AR；广东汕头市西陇化工厂）；甲醛（AR；上海众晨化工实业有限公司）。

1.2 试验方法

将一定质量的利福平加入一定浓度的明胶溶液中，搅拌混匀后为水相；在液体石蜡中加入适量乳化剂span-80，预热混匀后为油相。搅拌下将水相慢慢加入油相中，在一定的水浴温度下搅拌35min，改冰浴继续搅拌1h，加入5ml正丙醇搅拌10min，滴加交联剂甲醛，冷却放置24h，固化后丙酮抽滤脱水、石油醚洗涤、自然风干即得利福平明胶载药微球。

2 结果与讨论

2.1 表面活性剂的选择

表面活性剂类型影响乳化反应的速度、乳液体系的稳定、颗粒的尺寸、圆整度及反应过程能否正常进行。通常采用HLB值法进行表面活性剂的选择。根据HLB值方法，选用span-80（HLB=4.3）与tween-80（HLB=15.0），配置成一系列不同比例具有不同HLB值的混合表面活性剂，研究HLB的变化对乳液体系的影响。把乳液体系的稳定时间长短作为试验指标，试验结果见表1。由表1可以看出，该乳液体系最佳的HLB值为6左右。当HLB值太大，乳液的稳定性变差，稳定时间短，分层快，得到的乳液体系不稳定。

2.2 乳化剂浓度的影响

固定其他影响因素不变，考察不同乳化剂浓度对微球粒径及形态的影响，试验结果见表2。由表2可以看出，微球的粒径和形态受乳化剂浓度的影响较大，当乳化剂浓度在1.5%～3.5%范围内，随着乳化剂浓度的增大，微球的平均粒径减小，粒径分布也变的均匀；当乳化剂浓度为在3.5%～4.5%时，随乳化剂浓度的增大，微球的平均粒径反而增大，这是因为乳化剂浓度超过一定范围，体系粘度加大，搅拌过程中形成较大的乳滴，因此形成平均粒径有所增大的微球。所以综合考虑选择乳化剂的浓度以3.5%为宜。

2.3 乳化时间的影响

固定其他影响因素不变，考察乳化时间对微球粒径及形态的影响，试验结果见表3。由表3可以看出，在制备利福平明胶微球过程中，微球颗粒大小受乳化时间的影响不是很大。但乳化时间不足，导致乳化过程不完全，微球有大有小，微球的粒径分布范围较广，所以选择35min作为乳化时间最适宜。

2.4 乳化温度的影响

固定其他影响因素不变，考察乳化温度对微球粒径及形态的影响，试验结果见表4。由表4可以看出，乳化时温度的高低对明胶微球粒径的优化影响不大；但温度低于40℃时存在凝胶聚集现象，因此温度不能太低；但是温度过高时，乳化过程中形成不稳定的体系，反应太快对微球的成球不利，得到粒径不均匀的微球，且分布范围不集中，所以选择65℃作为乳化温度最适宜。

2.5 搅拌速度的选择

固定其他影响因素不变，考察搅拌速度对微球粒径及形态的影响，试验结果见表5。由表5可以看出，搅拌速度对明胶微球的制备工艺有比较大的影响，当搅拌速度增大时，微球的粒径逐渐减小。这是因为搅拌速度加快，剪切力变大，乳化时形成较小的乳滴，固化后得到粒径较小的微球。但是转速超过一定范围时，粒径分布的范围广泛，而且反应体系出现剧烈震荡，破坏微球的球型结构，分散性差，微球团聚粘结形成圆整性较差的的球块，部分明胶受到离心力的作用，吸附在烧瓶内壁上。所以综合考虑，应选择900r／min的搅拌速度。

表1 HLB值对乳液稳定性的影响

表2 乳化剂浓度对微球粒径及形态的影响

表3 乳化时间对微球粒径及形态的影响

表4 乳化温度对微球粒径及形态的影响

表5 搅拌速度对微球粒径及形态的影响

2.6 水油相比的影响

固定其他影响因素不变，考察水油相比对微球粒径及形态的影响，试验结果见表6。由表6可以看出，水油相比对微球粒径的影响不大，但对微球之间的粘连性影响较大。随着油相在水相中所占的比例减小，微球的流动性慢慢变差，微球之间的粘连现象逐渐严重；而当油相在水相的比例增大时，微球的成球数目变多，产率提高。因此水油相比应选择为1∶20，此时微球的成球数目较多，流动性较好。

表6 水油相比对微球粒径及形态的影响

表7 明胶浓度对微球形态及粒径的影响

2.7 明胶浓度的影响

固定其他影响因素不变，考察明胶浓度对微球粒径及形态的影响，试验结果见表7。由表7可以看出，明胶浓度对粒径的影响比较大。当明胶的浓度小于0.15g／ml时，微球粒径分布范围不集中，同时制得的微球圆整度一般。当其浓度在0.15～0.35g／ml时，随明胶浓度的增大，微球的平均粒径增大，这是因为粘度增大，产生了较大乳滴。但明胶浓度超过一定范围时，微球的流动性将会受影响，出现粘连。所以综合考虑应选取0.15g／ml左右的明胶溶液，此时微球的粒径分布范围较窄、分散性比较好、圆整度较好，无粘连现象。