茶多酚乳胶剂的研制及稳定性考察
2017-12-11宋娟王栋于绪东
宋娟,王栋,于绪东
大连市皮肤病医院药剂科,辽宁 大连 116021
茶多酚乳胶剂的研制及稳定性考察
宋娟,王栋,于绪东
大连市皮肤病医院药剂科,辽宁 大连 116021
本研究以茶多酚乳胶剂的外观性状、乳剂的粒径及放置稳定性、乳胶剂的黏度、pH值及含量作为筛选指标,确定制备茶多酚乳胶剂的最佳处方及制备工艺并对其稳定性进行考察。结果表明,所制备的茶多酚乳胶剂兼有乳剂和凝胶剂的优点,外观色泽佳、无油腻感、涂展性良好,稳定性高且制备简便,是一种优良的新型茶多酚局部外用制剂。
茶多酚;乳胶剂;制备;稳定性
茶多酚(Tea polyphenol, TP)是茶叶中多酚类物质及其衍生物的总称,主要包括儿茶素类、黄酮及黄酮醇类、花色素类、酚酸及缩酚酸类。研究表明,TP具有广泛的药理作用,如抗氧化、抗病毒、抗菌、抗动脉硬化、抗炎及抗肿瘤等[1-3]。近年来,越来越多的研究证实了TP对白癜风、生殖器疣、肛疣、痤疮等多种皮肤科疾病有效,在临床皮肤科应用中获得了广泛的青睐[4-6]。将 TP制成局部外用制剂,对治疗部位具有较强的针对性,能够提高药物在病变部位的浓度从而产生较强的治疗效果。目前TP的外用制剂包括乳膏剂、溶液剂及搽剂。而传统的乳膏剂存在涂布不匀、皮肤滞留量差及易污染衣物等缺点,溶液剂及搽剂则因其粘附性差,使用起来也颇为不便[6-8]。
乳胶剂,又称乳剂型凝胶剂,即在亲水性凝胶基质中加入油相成分及表面活性剂,形成半固体制剂,具有生物相容性好、制备工艺简单、易于涂布、无油腻感、对药物具有缓控释的作用且局部给药易吸收的特点[9-10]。若将TP制成乳胶剂能够有效克服上述制剂的不足。而目前有关TP乳胶剂的研究尚未见报道。因此,本文将TP制备成乳剂,采用卡波姆作为凝胶基质,将得到的乳剂均匀分散其中。首次制备了TP乳胶剂(TP-G),并对TP-G的处方、制备工艺及稳定性作了初步的研究。
1 材料与方法
1.1 试验材料与仪器设备
茶多酚(无锡市世纪生物工程有限公司,纯度为98%),液体石蜡(吉林市吉化江城油脂化工厂),十二烷基硫酸钠(湖南尔康高科药业有限公司),平平加 0(宜兴市政和化工有限公司);大豆卵磷脂(北京奥博星生物技术有限公司),甘油(湖南尔康高科药业有限公司),吐温-80(四川金山制药有限公司),酒石酸钾钠、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、硫酸亚铁、甲醇及三乙醇胺均为分析纯。
BS110S型电子天平(赛多利斯科学仪器有限公司),PB-10型pH计(赛多利斯科学仪器有限公司),TU-1901型双光束紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司),LP220S型电子天平(赛多利斯科学仪器有限公司),Eclipse E 400生物显微镜(日本尼康公司),NDJ-8S型黏度计(上海平轩科学仪器有限公司)。
1.2 制备方法的筛选
乳剂的制备常采用研磨法和机械法,本文分别采用这两种方法制备 TP-G,以乳剂的粒径及乳剂的放置稳定性为考察指标,确定最佳的制备方法。
1.2.1 研磨法
(1)将磷脂、薄荷放置研钵中,加入乙醇溶解后,加入液体石蜡研磨1 min,随后加入含TP及十二烷基硫酸钠的水溶液(V油相︰V乳化剂︰V水相=1︰1︰2),迅速研磨至听到噼啪声后继续研磨5 min,补加剩余量TP水溶液,研磨均匀即形成乳剂。
(2)将卡波姆940迅速溶胀在水溶液中搅拌24 h后形成卡波姆基质。
(3)将形成的卡波姆基质称量后加入(1)形成的乳剂,搅拌均匀后,加入三乙醇胺调节至透明凝胶即得TP-G。
1.2.2 机械法
(1)磷脂的乙醇溶液:将磷脂用少量的乙醇搅拌溶液后备用。
(2)薄荷的乙醇溶液:将薄荷用适量的乙醇溶解后备用。
(3)油相:将液体石蜡放置烧杯中,60℃加热,保温条件下加入磷脂的乙醇溶液。
(4)水相:将TP、十二烷基硫酸钠、甘油称量后放置烧杯中,加入计算量水,60℃搅拌至溶解后加入(3)中,乳化后放入搅拌器,搅拌4次(每隔30 s搅拌30 s),将形成的乳剂取出后,加入薄荷的乙醇溶液,搅拌均匀形成含薄荷芳香的乳剂。
(5)将卡波姆940迅速溶胀在水溶液中搅拌24 h后形成卡波姆基质。
(6)将形成的卡波姆基质称量后加入(4)形成的乳剂,搅拌均匀,加入三乙醇胺调节至透明凝胶即得TP-G。
1.3 评价指标
1.3.1 外观性状
采用目测法,观察制备的乳胶剂的外观、颜色及细腻程度。
1.3.2 TP乳剂的粒径
采用Eclipse E 400生物显微镜观察TP乳剂的粒径。
1.3.3 黏度测定
采用NDJ-8S型旋转黏度计,4号转子,转速6 r·min-1,测定样品的黏度。
1.3.4 pH值测定
取TP-G 1 g加水稀释至100 mL,混匀后采用PB-10型pH计进行测定。
1.3.5 乳剂放置稳定性
取适量的TP乳剂置于试管中,于不同时间点,肉眼观察有无分层的变化。
1.3.6 含量测定
采用紫外分光光度法对TP-G中TP的含量进行测定。
精密称取TP-G 1.0 g(W,约含TP 50 mg)置于烧杯中加入甲醇10 mL,超声1 min后转移至 25 mL容量瓶中,继续分次向烧杯中加入甲醇充分洗涤后,转移至上述容量瓶中,用甲醇定容至刻度。精密吸取上述溶液1 mL置25 mL容量瓶中,加蒸馏水 4 mL,酒石酸铁溶液 5 mL充分混合,再加入 pH=7.5的磷酸缓冲液至刻度,于533 nm处测定吸光度A1,另取TP对照品约50 mg置25 mL容量瓶中,按相同方法操作后测定吸光度 A2,按如下公式计算,即得。
1.4 处方筛选
1.4.1 油相种类的筛选
分别采用液体石蜡及大豆油作为油相设计处方,采用机械法制备乳剂,以长时间放置的外观变化为筛选指标,确定制备TP-G的油相。
1.4.2 乳化剂种类的筛选
乳化剂在乳胶剂的形成、制备及稳定性方面发挥着重要的作用。因此,本文分别采用了十二烷基硫酸钠、吐温-80、磷脂、磷脂+十二烷基硫酸钠、平平加0作为O/W型乳化剂进行试验,以外观性状及乳剂的放置稳定性作为评价指标进行单因素考察筛选乳化剂的种类。
1.4.3 磷脂用量的筛选
在初步确定了乳化剂的种类及混合乳化剂之间的比例后,根据经验公式及实验来进一步确定乳化剂的用量,以保证乳胶剂的稳定性。本试验选择磷脂的用量在0.1%~0.8%范围内进行考察,以外观性状及乳剂的放置稳定性作为评价指标进行单因素考察筛选乳化剂的用量。
1.4.4 凝胶基质的筛选
制备乳胶剂常用的凝胶基质有纤维素类、天然树胶类和卡波姆,本文分别探讨了这 3种凝胶基质制备乳胶剂的优缺点,确定凝胶基质的种类。
1.4.5 三乙醇胺含量的筛选
三乙醇胺的含量决定了乳胶剂的黏度和所制备的产品是否具有良好的涂展性。因此,本文分别采用了0.5%、0.8%、1.0%、1.2%、1.5%三乙醇胺作为pH调节剂,以黏度、含量及pH值作为评价指标进行单因素考察筛选三乙醇胺的含量。
1.5 生产工艺开发
1.5.1 乳化温度的筛选
按确定处方制备 TP-G,改变乳化温度,以乳剂的粒径、乳剂的放置稳定性及含量作为评价指标进行考察,确定最优乳化温度。
1.5.2 乳化时间筛选
根据处方研究选定的处方,改变乳化时间,以TP乳剂的放置稳定性作为评价指标进行考察,确定最优乳化时间。
1.5.3 卡波姆与三乙醇胺的混合顺序
按确定处方制备 TP-G,改变卡波姆与三乙醇胺的混合顺序,以外观性状及含量均匀度作为评价指标进行考察,确定卡波姆与三乙醇胺的混合顺序。
1.6 稳定性考察
1.6.1 外观性状
肉眼观察整个TP-G的色泽和状态,均匀涂在皮肤上无粗颗粒存在。
1.6.2 耐寒与耐热性考察
耐寒试验:称取约15 g的TP-G,装于药用乳膏盒中,–20℃下放置24 h后恢复室温。肉眼观察TP-G的色泽和状态有无油水分层现象,均匀涂在皮肤上无粗颗粒存在。
耐热试验:称取约15 g的TP-G,装于药用乳膏盒中,置于50℃下放置6 h。肉眼观察TP-G的色泽和状态有无油水分层现象,均匀涂在皮肤上无粗颗粒存在。
1.6.3 离心稳定性考察
称取约 5 g的 TP-G,放入离心试管中,以 3 000 r·min-1离心 15 min。肉眼观察 TP-G有无油水分层现象。
1.6.4 留样观察
取TP-G适量,装于药用乳膏盒中,于室温下放置30 d,分别于放置前、第15天和第30天取样,检查乳胶剂的外观及含量是否有变化,有无油水分层现象。
2 结果与分析
2.1 制备方法的筛选
采用生物显微镜测定两种方法制备乳胶剂中乳剂的粒子大小,结果见图1。由图可知,采用机械法制备的乳剂的粒径较小(<2 µm),且分布均匀,将所制备的乳剂放置1 d后未见分层,而采用研磨法制备的乳剂粒径较大(<25µm),分布不匀,且放置稳定性较差,放置5 h后出现分层(图 2),通过比较证实,机械法制得的TP-G的外观细腻,产品的稳定性良好,制备方便,能够满足乳胶剂的生产要求。因此,初步选用机械法制备TP-G作后续的研究。
2.2 处方筛选
2.2.1 油相种类的筛选
分别采用了液体石蜡及大豆油作为油相设计处方,其中大豆油易发生氧化,所制备的TP-G长时间放置出现外观颜色改变且有异味。而液体石蜡作为油相得到的TP-G稳定性良好,且液体石蜡化学性质稳定不易氧化变质,对皮肤无刺激,因此确定制备TP-G的油相为液体石蜡。
图1 两种方法制备乳剂的粒径Fig. 1 Particle size of emulsion prepared by two different methods
图2 两种方法制备乳剂的稳定性Fig. 2 Stability of emulsion prepared by two different methods
2.2.2 乳化剂种类的筛选
乳化剂种类筛选结果见表1,由表1可知,吐温–80及平平加0均不能作为制备TP-G的乳化剂,这是因为这两种乳化剂中的聚氧乙烯基团能够与TP中的羟基发生相互作用形成新的化合物,在制备过程中发现当将TP水溶液加至上述两种乳化剂中,溶液立即变浑浊,出现褐色的粘性物质。单独采用十二烷基硫酸钠作为乳化剂时,制备的乳剂稳定性较差,放置1 h即出现分层,单独采用磷脂作为乳化剂制备得到乳剂表面漂油,而由磷脂和十二烷基硫酸钠组成的混合乳化剂制备得到的乳剂的外观及稳定性均良好,因此确定制备 TP-G的O/W型乳化剂为磷脂和十二烷基硫酸钠。
2.2.3 磷脂用量的筛选
由表2可知,当乳化剂的用量为0.1%时,所形成的乳剂的表面有油滴,乳剂的稳定性较差,放置1 h即出现分层现象;当乳化剂的用量升高至 0.3%时,乳剂的稳定性有了明显的改善,但放置1 d出现分层现象;而当乳化剂的用量升高至 0.4%时,乳剂的稳定性明显提高,放置1 d未出现分层现象;当磷脂的用量升高至 0.5%时,乳胶剂的外观与乳剂的稳定性与磷脂用量为 0.4%时无明显差异;而当继续升高乳化剂的用量至 0.8%时,乳剂中出现了分散不完全的磷脂碎片且乳剂的稳定性变差,放置1 d后已经出现明显的分层现象,因此确定制备TP-G的磷脂用量为0.4%。
表1 乳化剂种类的筛选Table 1 Selection of the emulsifiers
表2 乳化剂的用量筛选Table 2 Dosage analysis of the emulsifier
2.2.4 凝胶基质的筛选
制备乳胶剂常用的凝胶基质有纤维素类、天然树胶类和卡波姆。甲基纤维素及羟丙甲纤维素等纤维素类基质具有粘性较强,较易失水的特征,在制备乳胶剂的过程中需加入大量保湿剂调节;天然树胶类如海藻酸钠,其涂布及释药等性能均不如纤维素类基质,目前已很少使用,而卡波姆作为凝胶基质具有释药快、作用迅速、皮肤渗透性好、无油腻感、易于涂布和清洗且对皮肤和粘膜无刺激性的特征[11]。因此,本研究选择卡波姆940为凝胶基质。
2.2.5 三乙醇胺含量的筛选
由表3可知,当三乙醇胺的含量为0.5%时,TP-G的黏度较低,仅为(14.04±1.44) Pa.s,TP-G与皮肤的粘附性较差,涂展性不好;当三乙醇胺的含量为0.8%时,所制备的TP-G黏度有明显增高,但与皮肤的粘附性仍稍差;继续增加三乙醇胺的含量至 1.0%时,所制备的TP-G黏度及 pH适宜,且含量符合标准;而当三乙醇胺含量增加至 1.2%时,TP-G中 TP的含量有所下降,因此,确定制备TP-G的三乙醇胺含量为1.0%。
通过处方筛选实验,确定最终处方如表4所示。
2.3 生产工艺开发
2.3.1 乳化温度的筛选
乳化温度筛选结果如表5及图3所示,由表5可知,乳化温度对TP-G的乳滴粒度、稳定性及药物含量具有显著影响,乳化温度低,乳剂的粒径大,粒径小于50 µm,放置稳定性差,乳化温度60~70℃时乳剂较小,粒径小于2 µm(图 3),分布均匀且放置稳定性良好,但温度太高(80~85℃)乳剂的粒径有所增加(1~5 µm),且稳定性及药物含量均有所下降。综合以上结果,确定乳化温度选择60~70℃。
表3 三乙醇胺含量的筛选Table 3 Screen of the concentration of triethanolamine
表4 TP-G处方组成Table 4 The formulation of TP-G
表5 乳化温度的筛选Table 5 Screen of the temperature of emulsification
图3 乳化温度对乳剂粒径的影响Fig. 3 Effect of emulsification temperature on the size of TP emulsion
2.3.2 乳化时间筛选
乳化时间过长增加了乳滴间的碰撞机会,乳滴容易合并破裂,导致破乳,放置稳定性较差,因此,应避免乳化时间过长,本研究选择乳化时间为2 min。
2.3.3 卡波姆与三乙醇胺的混合顺序
卡波姆与碱混合顺序对产品的质量有显著影响,先加碱制备成卡波姆半固体凝胶,再与乳剂混合,形成的乳胶剂外观偶见凝胶块,不易混合均匀,测得的含量均匀度较差(RSD=7.92%),而先将卡波姆水混悬液与乳剂搅拌混合,然后再加碱中和形成凝胶,制得的乳胶剂外观均匀细腻且未见凝胶块,易混合均匀(RSD=0.21%)。因此,确定先将含 TP乳剂与卡波姆水混悬液混合均匀后,再加处方量碱形成乳胶剂的工艺。
表6 TP-G不同时间放置稳定性Table 6 Stability of TP-G at different time points
2.4 稳定性考察
样品经过耐寒试验及耐热试验后外观仍均匀细腻,且无油水分层的现象,涂在皮肤上无粗颗粒存在。样品经离心后外观性状无明显改变且无油水分层现象。说明TP-G不但能够耐寒耐热且离心稳定性良好。
留样观察结果表明,所制备的TP-G稳定性良好,放置 30 d外观性状及含量均无明显变化(表6)。
3 讨论
本研究将乳剂与凝胶剂两种剂型相结合设计制备了 TP-G,兼具二者的优点。将卡波姆凝胶基质加入到TP乳剂中,能够增大乳剂分散相的黏度,从而增加了乳剂的稳定性,此外,本研究制备的TP-G与普通的乳膏剂相比,具有涂布性好,无油腻感,不易污染衣物的优势,与外用溶剂相比,TP-G皮肤表面滞留时间延长,是一种使用更方便的优良剂型。
卡波姆具有释药快、易涂展、无油腻感、稳定性好、无刺激性等优点,已在皮肤及眼用凝胶剂中得到了广泛的应用。卡波姆分子结构中含有 52%~68%的酸性基团,所以通常用有机胺调节其pH值以增大其稠度。实验中发现,三乙醇胺的含量对凝胶的形成具有较大的影响,当三乙醇胺的用量为0.5%时,TP-G的黏度较低,乳胶剂与皮肤的粘附性较差,而当三乙醇胺的用量增加至1.0%时,TP-G的黏度适宜,pH为5.77±0.05,与皮肤有较好的粘附性,透明度也较好。
乳剂的粒径大小及稳定性对药物的疗效具有显著的影响,粒径越小,稳定性越好,越能够在短时间内透过表皮到达炎症部位,并延长作用时间。而实验中发现乳化时温度的控制对于乳剂的粒径和随后乳剂的稳定性的影响很大。在最佳乳化温度下,界面的乳化剂紧密排列混合形成稳定的界面膜,同时使乳滴的粒径变小。如果温度太低,乳化剂溶解度低,乳化效果差。但温度过高又容易使界面膜膨胀,同时也增大了乳滴的动能而使其易聚合降低乳剂的稳定性,且从经济角度考虑温度太高加热时间长,冷却时间也长,浪费能源以及延长生产周期。所以在保证乳胶剂细腻稳定的情况下,尽可能不采用太高的温度。
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Studies on the Preparation and Stability of Tea Polyphenol Emulgel Formulation
SONG Juan, WANG Dong, YU Xudong
Department of Pharmacy, Dalian Dermatosis Hospital, Dalian 116021, China
The appearance properties, the particle size and stability of emulsion, the viscosity and content of emulgel were taken as evaluation indexes to optimize the best formula and preparation technology of tea-polyphenol emulgel and investigate its stability. The results indicated that the prepared emulgel was good in appearance, non-greasy, easy to spread and high stability. Moreover, the optimized preparation technology for emulgel was simple and the prepared tea polyphenol emulgel is a superior new preparation for topical external application.
tea polyphenol, emulgel formulation, preparation, stability
TS272.5+1;Q946.84+1
A
1000-369X(2017)06-623-08
2017-09-04
2017-10-22
宋娟,女,博士,药师,主要从事纳米给药系统的研究,E-mail: sj271205219@163.com