榄香烯-羧甲基壳聚糖缓释药膜制备及体外释放研究

陈胜，黄秀榕，祁明信，王晓颖，胡俊，冯春燕，柯发杰，胡艳红

榄香烯-羧甲基壳聚糖缓释药膜制备及体外释放研究

陈胜1，黄秀榕2，祁明信1，王晓颖3，胡俊1，冯春燕1，柯发杰1，胡艳红1

目的探讨榄香烯-羧甲基壳聚糖缓释药膜制备及体外释放，以期为有效防治后发性白内障提供新的给药途径。方法将榄香烯乳液和羧甲基壳聚糖完全溶涨，混合均匀后涂布在玻璃板上，烘干备用，采用高效液相色谱法检测药膜的浓度；并通过体外释放实验摸索药膜的体外释放特性。结果显微镜观察结果显示制备的药膜呈乳白色半透明柔软薄膜，成膜性能良好；体外释放实验结果显示随着时间的延长释药速率逐渐减慢，4小时累计释药率为72.59%。结论榄香烯-羧甲基壳聚糖药膜成膜性能良好，与榄香烯原药相比，榄香烯-羧甲基壳聚糖药膜具有一定的缓释性能，为临床后发性白内障的防治途径及中药给药途径的更新提供了基本参考。

榄香烯；缓释系统；羧甲基壳聚糖；体外释放

榄香烯（Elemene，Ele）是天然药物温郁金的主要成分，已有报道Ele能抑制肿瘤细胞生长、诱导肿瘤细胞凋亡〔1-2〕。我们前期的研究发现：Ele能抑制体外培养的牛晶状体上皮细胞（1ensepithelialcell，LEC）增殖并诱导其凋亡；Ele可抑制人晶状体上皮（human lensepithelial，HLE-B3）细胞增殖及细胞内胶原蛋白的合成，并探讨了其信号转导及蛋白质组学机制〔3-5〕。从前期研究结果看，Ele可望成为防治后发性白内障的有效药物。但Ele是一种挥发油，难溶于水，如何在白内障手术中或手术后安全有效的给药是本研究的出发点。

壳聚糖是甲壳素部分或全部脱乙酰基的产物，作为一种新型的天然高分子材料药物载体，具有无毒、无刺激性、良好的生物相容性和生物可降解性，可提高药物的稳定性和生物利用度，降低药物的毒副作用等特点〔6〕。羧甲基壳聚糖为壳聚糖的羧甲基化产物，保留了壳聚糖的优良性能，又极大地改善了水溶性，应用更加广泛，尤其在医药领域中其优势正逐渐被学者所认知〔7〕。为提高Ele的水溶性，进而改善其药物释放特性，且便于手术中使用，本研究以生物可降解的羧甲基壳聚糖为载体材料，制备了Ele-羧甲基壳聚糖药膜拟固定在人工晶状体襻上作为眼内植入剂，在白内障手术的同时随人工晶状体一起植入眼内，并对Ele-羧甲基壳聚糖药膜的制备工艺进行了研究，同时考察了载药药膜的体外释放行为，现报道如下。

1 材料与方法

1.1试剂和仪器

榄香烯乳液（大连金港制药有限公司）；β－榄香烯标准品（中国食品药品检定研究院）；羧甲基壳聚糖（青岛弘海生物技术有限公司）；乙腈（国药集团有限公司）。高效液相色谱仪（LC-20AT，日本岛津公司）；冷冻干燥机（ALPHA1-2LDplus，德国Christ公司）；数显小型恒温真空干燥箱（DZF-150，郑州长城科工贸有限公司）；小型高速离心机（Centrifuge5418，德国eppendorf公司）；十万分之一电子天平[MS105DU，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司]；电热恒温振荡水槽（DKZ-2，上海一恒科技有限公司）；电热恒温鼓风干燥箱（DHG-9240，上海精宏实验设备有限公司）。

1.2缓释药膜的制备测定及体外释放

1.2.1榄香烯-羧甲基壳聚糖缓释药膜的制备：取羧甲基壳聚糖（CMCS，10万分子量），加2ml超纯水，0.25g甘油，5ml榄香烯注射液（相当于榄香烯25mg），使CMCS完全溶涨，混合均匀，涂布在玻璃板上，面积大小8cm× 8cm。然后置于40℃烘箱中烘干（约2h），即得。

1.2.2榄香烯-羧甲基壳聚糖缓释药膜中β-榄香烯含量测定高效液相色谱法（highperformanceliquidchro鄄matography，HPLC）检测榄香烯-羧甲基壳聚糖缓释药膜中β-榄香烯含量。色谱条件：迪马C18柱（4.6mm× 150mm，5μm），乙腈∶水（85∶15），柱温30℃，流速1ml/min；检测波长：210nm，进样量20μl。标准曲线的测定：取β-榄香烯对照品适量，配制系列浓度β-榄香烯对照品溶液，如上述所用HPLC条件进行检测。

1.2.3榄香烯-羧甲基壳聚糖缓释药膜体外释放：用打孔器取直径为7mm圆片状药膜，分别置于透析袋（截留分子量为14 000）中，加1ml释放介质（pH7.4磷酸缓冲盐）后迅速将透析袋用夹子封好，立即置于200ml 37℃的释放介质（pH7.4磷酸缓冲盐）中振荡，按设定时间取出透析袋，倒出透析袋内药膜及介质，用蒸馏水洗透析袋内部，清洗液与倒出的药膜及介质置于玻璃小瓶中冷冻，8h后，用冷冻干燥机干燥12h。干燥后的残渣用一定量甲醇复溶，涡旋3min，13000rpm离心，除去不溶盐类，取上清液，HPLC检测。

2 结果

2.1榄香烯-羧甲基壳聚糖缓释药膜表观形貌

实验所制得的榄香烯-羧甲基壳聚糖药膜为乳白色半透明柔软薄膜，成膜性良好，药膜表面未见明显药物颗粒（图1），并且可以很好的固定在人工晶状体襻上，不改变人工晶状体襻的大致形状，从而不会影响手术中人工晶状体的安装。

图1 榄香烯-羧甲基壳聚糖缓释药膜表观形貌

2.2β-榄香烯标准曲线及药膜中β-榄香烯含量测定

如上述所用HPLC条件进行检测，标准曲线如图2和图3所示，以峰面积（Y）对浓度（X）进行线性回归，得回归方程：Y=21650X-19837，R2=0.9999，线性关系良好。通过标准曲线计算出直径为7mm圆片状药膜平均每片含β-榄香烯16.16μg。

2.3榄香烯-羧甲基壳聚糖缓释药膜体外释放速率

榄香烯-羧甲基壳聚糖药膜释放速率，30min时累计释药率为50%左右，4h时累计释药率达72.59%，与原药相比，具有一定的缓释效果（P＜0.01）。且药膜在30 min前释药速率较快，此后随着时间的延长释药速率逐渐减慢（图4）。

3 讨论

壳聚糖为甲壳素脱乙酰化产物，来源广泛，价格便宜，易被降解为无毒小分子氨基葡萄糖，是至今发现的唯一天然碱性多糖。该化合物具有良好的生物活性、生物相容性和生物可降解性。但由于壳聚糖不溶于水只溶于酸或酸性溶液，而且产品呈微酸性，对人体稍有刺激作用，因此其应用范围受到很大限制〔6〕。羧甲基壳聚糖为壳聚糖的衍生物，具有优良的水溶性、抗菌性、成膜性、保湿性和吸附性。作为医用材料可应用在体内和体外，作为药物载体具有水溶性、胶凝性、促渗透性、生物相容性和可降解性等特点，能够延长药物在体内特定部位的滞留时间，提高药物的生物利用度等〔7〕。羧甲基壳聚糖具有良好的成膜性，形成的膜光滑透明、柔韧且透气性好〔8〕。羧甲基壳聚糖可单独或与其他材料复合制成各种膜制剂，用于疾病的治疗。如羧甲基壳聚糖与其他材料复合可制成皮肤再生材料，帮助深度烫伤创面的全层修复，治疗烫伤〔9〕。羧甲基壳聚糖口腔复合膜可治疗智牙冠周炎〔10〕。羧甲基壳聚糖络合碘复合材料止血等〔11〕。

Ele乳液是从姜科植物温郁金中提取的抗癌有效成分，其主要生物学活性为降低肿瘤细胞有丝分裂能力，诱发肿瘤细胞凋亡，抑制肿瘤细胞的生长。目前Ele乳液在临床上主要用于癌性胸、腹水及某些恶性实体瘤的治疗，可用于介入、腔内化疗及癌性胸腹水的辅助治疗。我们前期研究发现Ele能抑制LEC的增殖，有望成为防治后发性白内障的天然药物。但Ele乳液腹腔注射后，药物在脂肪组织含量最高。口服吸收差，生物利用度仅为18.8%。静脉注射后，药物在脑、心、肺、肾、脾、脂肪和肝中含量较多，但由于血-脑屏障的影响，进入眼内的浓度非常低。如在白内障手术过程中直接采用Ele乳液灌注，有效浓度很难掌握；术中或术后前房内直接给药会造成短时间内药物浓度太高引起眼内副作用。本研究将一定浓度的Ele乳液与羧甲基壳聚糖混合后可制备成乳白色半透明柔软薄膜，成膜性能良好，可以很好的将载药药膜固定在人工晶状体的襻上，以便白内障手术中在安装人工晶状体的同时将Ele-羧甲基壳聚糖药膜安放在眼内。本研究的体外释放实验结果显示随着时间的延长释药速率逐渐减慢，4 h累计释药率为72.59%，具有一定的缓释效果，可以避免药物浓度瞬间在眼内过高引起眼内副作用。

后发性白内障是白内障术后常见的并发症，尽管手术技巧不断进步、手术设备不断更新、人工晶状体材料和设计越来越理想，但后发性白内障的发生率仍居高不下，尤其在儿童，几乎每一例都会出现后发性白内障，目前除了采用掺钕钇铝石榴石（Neosymiumyttrium Aluminum Garnet，Nd：YAG）激光治疗外尚没有好的治疗和预防方法，而YAG激光后黄斑水肿等潜在的风险不容忽视。因此，后发性白内障作为临床尚未解决的白内障手术并发症成为眼科学者研究的重点。而后发性白内障发生的主要原因是术后残留的晶状体上皮细胞（1ens epithelial cells，LECs）增生并向后囊膜移行，我们前期研究发现Ele能抑制LEC的增殖，本研究将Ele乳液制备成Ele-羧甲基壳聚糖药膜，固定在人工晶状体襻上并随手术植入眼内，既不会影响手术的操作难度，也不会延长手术的时间，且药膜具有一定的缓释效应，在体内作用于残留的晶状体上皮细胞，从而预防后发性白内障的发生，不失为一种较好的给药途径，但Ele-羧甲基壳聚糖药膜对后发性白内障的防治作用及眼内副作用有待于下一步的在体实验研究。

图2 β-榄香烯标准曲线

图3 7mm圆片状药膜载药量HPLC图谱

图4 榄香烯-羧甲基壳聚糖缓释药膜与榄香烯原药体外释放曲线

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Preparation and release kinetics of Elemene-Chitosan delivery system

CHEN Sheng，HUANG Xiurong，QI Mingxin，et al.The Second Affiliated People's Hospital of Fujian College of Traditional Chinese Medicine，Fuzhou 350003，China

OBJECTIVETo discuss the preparation and release of Elemene-Chitosan delivery system in or鄄der to provide new route of administration for after cataract.METHODSElemene emulsion and carboxymethyl chi鄄tosan were in completely swelling，and then were mixed evenly and coated on the glass plate.After that，it was dried for application.The high performance liquid chromatographic method was used for the determination of membrane concentration phase；and in vitro release experiment was performed to explore itscharacteristicsof in vitro release.RESULTSA certain concentration of elemene emulsion and carboxymethyl chitosan mixture could be prepared into milky white translucent soft film which was of strong plasticity.The in vitro release experiment results showed that with the time extended，its release delivery rate gradually slowed down.Specifically，4 hours cumulative release rate of drug was 72.59%.CONCLUSIONSElemene-chitosan membrane had strong plasticity and was easy to install in operation.In contrast to original drug of elemene，it showed some slow-release property，which provoked basic refer鄄ences for new solution of prevention and treatment on after cataract and new route of administration of traditional Chinese medicine.

elemene；sustained release system；carboxymethyl chitosan；release in vitro

R944.9

A

1002-4379（2016）05-0285-04

10.13444/j.cnki.zgzyykzz.2016.05.002

福建省卫生厅中青年骨干人才培养项目（2014-ZQN-JC-31）；福建省卫生厅中医药重点项目（wzhw201301）

1福建中医药大学附属第二人民医院，福州350003；2福建中医药大学中西医结合学院，福州350122；3福建中医药大学药学院，福州350122

胡艳红，E-mail：46665871@qq.com