纳米碳酸钙生物黏附片体外黏附力及释放度的测定

申婷，何剪太，潘一峰，胥洪鹃，巫放明，肖平

（中南大学湘雅医院，湖南长沙410008）

纳米碳酸钙生物黏附片体外黏附力及释放度的测定

申婷，何剪太，潘一峰，胥洪鹃，巫放明，肖平

（中南大学湘雅医院，湖南长沙410008）

目的通过纳米碳酸钙生物黏附片的制备和片芯体外黏附力及释放度测试，探讨羟丙基甲基纤维素（HPMC）以及卡波姆（CP）在黏附片中的不同含量对片芯黏附力及释放度的影响机制。方法以纳米碳酸钙为主药，CP与HPMC作为生物黏附性材料，测定不同比例制备的片芯在体外肠道的黏附力和释放度。结果黏附力测试结果显示，HPMC∶CP为1∶3的黏附力最高。在1～4 h作用下，HPMC∶CP为1∶1、1∶2、1∶3、2∶1及3∶1的释放度分别是22.21%～74.19%、21.15%～69.43%、19.21%～62.14%、28.88%～87.62%及35.33%～91.55%，其中HPMC∶CP为3∶1的片芯在4h后基本释放完全；HPMC∶CP为1∶3的片芯在4h后仅释放62%。结论经过黏附片片重测定片芯均符合差异标准，不影响实验结果。在单因素实验中，黏附材料的含量比例对片芯的黏附力和释放度有直接影响，且HPMC与CP作为黏附材料测定的黏附力结果与释放度结果成正比，HPMC∶CP为1∶3的配方为最优配方。

纳米碳酸钙；生物黏附性；黏附力；释放度

碳酸钙是自然界广泛存在的一种很普通的非金属材料，也是一种传统的无机盐化工产品。近年来，随着碳酸钙的超细化及表面改性技术的发展，纳米碳酸钙制备技术和应用已成为国内外竞相开发的研究热点[1]。经过动物临床实验表明，碳酸钙对动物体内的驱铅效果明显优于其他药物，通过比较不同粒径的碳酸钙在体外模拟胃肠道环境中的除铅效果，发现将纳米碳酸钙制备成肠溶生物黏附制剂，可以通过阻断铅的肠肝循环，成为新型驱铅药物[2]。缓释制剂在动物体内的黏附力明显大于普通片剂，且肠的黏附力大于与胃的黏附力[3]。

1 材料与方法

1.1仪器与材料

1.1.1仪器小型粉末压片机购自武汉天诚器械厂，自制黏附力测定装置，电子分析天平购自常州梅特勒-托利多仪器有限公司，60目筛。

1.1.2材料纳米碳酸钙购自美国Amresco公司，羟丙基甲基纤维素购自河北燕兴化工有限公司，卡波姆购自广州博峰化工科技有限公司，硬脂酸镁购自杭州东豪化工有限公司，大鼠购自广东省实验动物中心。

1.1.3片芯主药（纳米碳酸钙40～80nm）75%，生物黏附性材料10%，崩解剂10%，润滑剂5%压片。通过实验选择功能性较好的卡波姆（Carbomer，CP）与羟丙基甲基纤维素（hydroxypropyl cellulose，HPMC）作为生物黏附性材料，做单因素考察。变量为生物黏附性材料，配置其中HPMC与CP含量比例为1∶1、1∶2、1∶3、2∶1及3∶1，使用颗粒混合压片的方法制作片芯。

1.1.4大鼠小肠实验用的黏膜为大鼠胃和肠黏膜。取大鼠处死后的小肠上段，生理盐水清洗干净后储存于-20℃冰箱，使用前放置4℃冰箱解冻2 h，再放至室内常温下泡入生理盐水中至完全解冻。

1.2实验方法

1.2.1片芯制备工艺生物黏附性片芯制备采用粉末直接压片法，由于粉末直接压片工艺简单，无需制粒、干燥，可有效地保护主药的稳定性，避免其因为湿法制粒造成的各种不稳定因素，从而保证产品的质量。粉末直接压片技术的优势还在于其避免加热和水分的影响[4]。粉末直接压片法：按比例称取纳米碳酸钙150 g、HPMC 10 g、CP 10 g，过80目筛后混合均匀，加入崩解剂微晶纤维素（microcrystalline cellulose，MCC）20g、润滑剂硬脂酸镁10g，混合均匀后放入小型粉末压片机，依次按压即得HPMC∶CP为1∶1片芯。分别制作黏附片含量其他辅料，用量不变。HPMC与CP在片芯中含量比例为1∶1、1∶ 2、1∶3、2∶1及3∶1。

1.2.2片重差异检查取生物黏附性片芯HPMC与CP含量比例分别为1∶1、1∶2、1∶3、2∶1及3∶1的样品各10片，分别对其片重差异进行测量，取测量最终重量，按《中国药典》2005版（二部）附录Ⅰ制剂通则，对片剂片重差异的规定进行检查。

1.2.3黏附片体外黏附力的测定按参考文献[5]黏附力测定方法建立测定装置，利用塑料袋中水的重量来测定片芯与大鼠小肠间的黏附力。将大鼠小肠组织剪成小段，片芯A和大鼠小肠黏膜B分别用502胶水固定于两片2 cm×2 cm的有机玻片a、b上，在片芯上滴生理盐水，使其湿润10 min后与小肠黏膜玻片接触，施加100g的砝码保持6min。将玻片a面朝上，b面朝下垂直挂吊挂，在玻片b下方挂上塑料袋，匀速缓慢向袋中注水，直至玻片a与b分离，记录塑料袋、水及玻片b的重量，即得到当前体外最大黏附力。分别取生物黏附性片芯HPMC与CP比例含量为1∶1、1∶2、1∶3、2∶1及3∶1样品，按照黏附力测定方法建立测定装置，进行5次测定。见图1。

图1　黏附力测定装置

1.2.4释放度测定浆法：人工胃液模拟胃液中的条件，pH 6.0醋酸缓冲液模拟十二指肠肠液环境中的条件[6]。其中片芯处方筛选选择以500 ml pH 6.0醋酸缓冲液作为释放介质，采用缓冲液中Ca2+的释放量来间接评价片芯中纳米碳酸钙的释放程度，片芯释放度测定按中国药典2005版附录有关规定，37℃、100t/min，累积释放时间为4h，分别于0.5、1.0、2.0和4.0 h取样5 ml（同时补液5 ml），0.81 am微孔滤膜滤过，取上述续滤液30μl，加入钙显色剂4ml，立即于573nm测定吸收度，根据标准曲线方程计算各片在不同时间点的浓度，并计算累积百分释放率。黏附片则分别于人工胃液和pH 6.0醋酸缓冲液作为释放介质，采用溶液液中Ca2+的释放量来间接评价黏附片中纳米碳酸钙的释放程度，与片芯释放度测定方法相似，分别考察黏附片在人工胃液2h pH 6.0醋酸缓冲液4h内的释放行为，计算累积百分释放率。

Cn：第n次取样的释放介质中纳米碳酸钙的浓度（mg/L）；Ci：笫1次取样的释放介质中纳米碳酸钙的浓度（mg/L）；M：黏附片中纳米碳酸钙的标示量（rag）。

1.3统计学方法

采用SPSS 21.0统计软件进行数据分析，计量资料以均数±标准差（x±s）表示，用方差分析，两两比较用SNK-q检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1片重差异

片重差异测量表明，生物黏附性片芯1∶1、1∶2、1∶3、2∶1及3∶1样品片重差异均符合《中国药典》2005版（二部）附录Ⅰ制剂中，附录片剂项下片重差异规定。经单因素方差分析，差异无统计学意义（F=0.106，P=0.980），可认为不同比例不影响片芯的重量。见表1。

表1　不同比例生物黏附性片芯重量检测

2.2生物黏附力的考察数据

黏附力测试结果显示，HPMC∶CP为1∶1的黏附力为（13.716±0.620）g，HPMC∶CP为1∶2的黏附力为（23.434±4.910）g，HPMC∶CP为1∶3的黏附力为（34.888±3.990）g，HPMC∶CP为2∶1的黏附力为（12.088±1.310）g，HPMC∶CP为3∶1的黏附力为（9.148±2.430）g，其中HPMC∶CP为1∶3的黏附力最高。经单因素方差分析，差异有统计学意义（F=103.949，P=0.000），不同比例片芯黏附力之间有差异。两两比较结果：3∶1组与2∶1组比较，经SNK-q检验，差异无统计学意义；1∶1组、1∶3组与1∶2组比较，经SNK-q检验，差异有统计学意义（q=0.058和0.036，P=0.012和0.047）；2∶1组与1∶1组比较，经SNK-q检验，差异无统计学意义；3∶1组、1∶2组与1∶3组比较，经SNK-q检验，差异有统计学意义（q=0.279和0.188，P=0.029和0.031）。结果表明，CP的比例越大，测定的黏附力越大，黏附效果逐渐变强，反之CP比例越少黏附效果逐渐变弱，其中HPMC与CP比例为3∶1时黏附力最小，HPMC∶CP为3∶1与HPMC∶CP为1∶3的差异明显。不同比例片芯重量比较，差异无统计学意义，片重的重量差异不来源于不同比例。黏附力测试结果表明，HPMC∶CP为1∶3的黏附力最高。见表2。

HPMC与CP不同的含量可以直接影响碳酸钙黏附片的释放度，其中HPMC与CP比例中，CP含量多时释放速度最为缓慢，释放效果低于其他比例，HPMC多时释放速度较快，HPMC∶CP为1∶2和1∶3前期相对平稳，2h后释放速度明显提高。见图2和表3。

预实验和单因素实验结果表明，HPMC和CP量是同时影响片芯释放和黏附性能的主要影响因素。综合数据分析结果与单独检测黏附力、单独检测释放度的结果成正比，HPMC∶CP为1∶3释放度作用都比较偏弱，且释放缓慢，HPMC∶CP为3∶1释放相对较快，随着HPMC减少，CP增加，药片的释放度明显降低，尤其在3 h时，对药片的释放影响更为明显，说明CP的缓释作用比HPMC更明显。以黏附片片芯在pH 6.0醋酸缓冲液中1和4 h的累积释放度（分别用X、Y表示）作为考察指标。在1～4h作用下HPMC∶CP为1∶1、1∶2、1∶3、2∶1及3∶1的释放度分别为22.21%～74.19%、21.15%～69.43%、19.21%～62.14%、28.88%～87.62%及35.33%～91.55%，其中HPMC∶CP为3∶1的片芯在4h后基本释放完全，HPMC∶CP为1∶3的片芯在4h后仅释放62%。经过黏附片片重测定片芯均符合差异标准，不影响实验结果。在单因素实验中，黏附材料的含量比例对片芯的黏附力与释放度有直接影响，且HPMC与CP作为黏附材料测定的黏附力结果与释放度结果成正比，HPMC∶CP为1∶3的配方为最优配方。见表4。

表2　不同比例生物黏附性片芯体外黏附力结果

图2　不同HPMC与CP比例释放度效果曲线图

表3　不同HPMC与CP比例的处方mg

表4　生物黏附性片芯体外释放度综合数据

3 讨论

目前市场上很多钙剂用于补钙与预防铅中毒，其中很大一部分以碳酸钙为主要成分[6]。在碳酸钙肠定位驱铅该课题中，黏附性材料是决定药物疗效的重要因素[7-8]，因此为测定最佳HPMC与CP比例，设计HPMC与CP释放度和黏附力的效果比较。另外，通过生物黏附片体外黏附力和释放度实验数据的比较，也有助于阐述对纳米碳酸钙肠定位驱铅提供有价值的理论依据[9]。本实验的测定以HPMC与CP为变量，碳酸钙为主药的体外黏附性和释放度，初步证实其具有小肠定位和生物黏附的双重功能。

基测定碳酸钙片剂的黏附力大小、释放率影响药物的吸收情况及药物维持时间，对体外黏附力和释放度测定的研究具有重要作用[10-12]。经过黏附片片重测定片芯均符合差异标准，不影响实验结果。在单因素实验中，黏附材料的含量比例对片芯的黏附力和释放度有直接影响，且HPMC、CP作为黏附材料测定的黏附力结果与释放度结果成正比，HPMC∶CP为1∶3的配方为最优配方。本实验中笔者通过测定碳酸钙生物黏附片作用到肠道的黏附力及释放度，为其定位驱铅研究的片剂制备提供理论基础。

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（童颖丹编辑）

Determination of adhesive force and releasing rate of calcium carbonate nanoparticle bioadhesive tabletsin vitro

Ting Shen，Jian-tai He，Yi-feng Pan，Hong-juan Xu，Fang-ming Wu，Ping Xiao
（Xiangya Hospital of Central South University，Changsha，Hunan 410008，China）

Objective To determine the adhesive force and releasing rate of calcium carbonate nanoparticle bioadhesive tabletsin vitro.Methods Calcium carbonate nanoparticle bioadhesive tablets were made of different ratios of carbomer（CP）and hydroxypropyl methyl cellulose（HPMC）with calcium carbonate nanoparticle as the basic remedy.Thein vitroadhesive force and releasing degree of the core tablets were detected in isolated intestine.Results The adhesive force of calcium carbonate nanoparticle bioadhesive tablets was the highest when HPMC/CP ratio was 1：3.In 1-4 hours the releasing rate was 22.21%-74.19%，21.15%-69.43%，19.21%-62.14%，28.88%-87.62%and 35.33%-91.55%when the HPMC/CP ratio was 1：1，1：2，1：3，2：1 and 3：1 respectively.The tablets with the HPMC/CP ratio of 3：1 was almost completely released in 4 hours，but only 62%of the tablets with the HPMC/CP ratio of 1：3 was released in 4 hours. Conclusions When the tablets＇weight is in small difference，it does not affect the result of the experiment. The content ratio of the adhesive materials has direct influence on the adhesive power and releasing rate of the tablets.When HPMC and CP are used as adhesive materials，the adhesive power is inversely proportional to releasing rate.HPMC/CP ratio of 1：3 is the best formulation.

bioadhesive tablet；calcium carbonate nanoparticle；adhesive force；releasing rate

R 943

A

10.3969/j.issn.1005-8982.2016.19.006

1005-8982（2016）19-0028-04

2016-05-03

何剪太，E-mail:zhan@126.com；Tel：13873112426