复方利福昔明纳米乳的制备及质量评价

边益庆，高 娴

（榆林市动物疫病预防控制中心，陕西 榆林 719000）

利福昔明（rifaximin）的化学名为 4-脱氧-4′-甲基吡啶并［1′，2′-1，2］咪唑并［5，4-C］利福霉素SV，分子式C43H51N3O11，是由意大利阿尔法韦斯曼公司研制开发的一种半合成广谱肠道杀菌药物［1］。利福昔明和其他利福霉素类抗生素一样，通过与细菌DNA依赖RNA聚合酶的β-亚单位不可逆地结合从而抑制细菌RNA的合成，进而抑制细菌蛋白质的合成。其与酶的结合是不可逆的，因此，对敏感菌表现为杀菌作用。利福昔明的抗菌谱广，对多数革兰阳性菌、革兰阴性菌，包括需氧菌和厌氧菌均具有杀菌作用。利福昔明口服不被肠道吸收，通过杀灭肠道的病原体而在局部发挥抗菌作用，临床上主要用于治疗肠道感染、结肠憩室等，是安全、有效的术前、术后肠道预防用药［2］。利福昔明易溶于乙醇、乙酸乙酯、氯仿等有机溶剂，不溶于水，目前常用的剂型主要有片剂、干混悬剂，不方便畜禽用药。

纳米乳（nanoemulsion，NE）是一种由水相、表面活性剂、助表面活性剂、油相等以适当比例混合而成的分散体系，其外观澄清透明或略浑浊，热力学稳定，各向同性，乳滴粒径小于100 nm［3］。 纳米乳可改善水难溶性药物在制剂中的溶解性，提高药物的生物利用度，增强药物稳定性，方便给药。

该试验针对利福昔明临床应用中存在的问题，结合纳米乳给药体系的优势，制备复方利福昔明纳米乳，并对其理化性质进行考查，以期为兽医临床提供一种安全、高效、稳定的纳米药物。

1 材料与方法

1.1 主要仪器与试剂

UV-2450型紫外—可见分光光度计，日本岛津公司产品；HZ8802S恒温水浴锅，常州国华电器有限公司产品；激光粒度分析仪，英国马尔文仪器有限公司产品；Incubatos SKIP 02.420电热恒温培养箱，黄石市恒丰医疗器械有限公司产品；78HW-1型恒温磁力搅拌器，杭州仪表电机厂产品；TGL-16B台式高速冷冻离心机，湖南星科仪器有限公司产品；透射电子显微镜，日本JEOL公司产品。

利福昔明，购自广东韶关市集琦药业有限公司；丁香酚、肉桂醛、香芹酚、杉木油，购自江西恒诚天然香料油有限公司；聚氧乙烯醚-40-蓖麻油（EL-40）、聚氧乙烯醚-40-氢化蓖麻油（RH-40）、Tween-80，购自山东天道生物工程有限公司；无水乙醇、聚乙二醇-200（PEG-200）、聚乙二醇-400（PEG-400），购自西安市三浦化学试剂有限公司。

1.2 复方利福昔明纳米乳的配方筛选与制备

1.2.1 筛选油相：利福昔明易溶于大多数有机溶剂中，难溶于水溶性溶剂，因此，选择将药物溶解在油相中。根据药物在各种油脂（丁香酚、香芹酚、肉桂醛、杉木油）中的溶解性，筛选出溶解度最大的油脂作为油相。将过量的利福昔明溶解在不同的油脂中，24 h后取上清液，用紫外—可见分光光度计检测利福昔明在各种油脂中的溶解度。

1.2.2 筛选表面活性剂：室温下，将利福昔明溶于已筛选出的油相中，与亲水亲油平衡值（HLB）在8～16的3种药剂学常用表面活性剂EL-40、RH-40、Tween-80 分别按质量比 9∶1～1∶9 混匀。 边搅拌边逐滴加入蒸馏水，观察是否能形成透明、澄清的液体，记录相变点（体系由黏稠变为稀薄的状态）加入的蒸馏水质量，继续逐滴加入蒸馏水至烧杯内液体澄清、透明且不分层。以油相、水相、表面活性剂为3个顶点，运用Origin Pro 8.5软件绘制伪三元相图，选择乳区面积最大的表面活性剂。

1.2.3 筛选助表面活性剂：助表面活性剂以中链以及短链为主，同时应选择毒性较小或者无毒的醇类。该试验通过测试利福昔明在不同助表面活性剂中的溶解度进行筛选。将过量的药物溶解在不同的助表面活性剂中，24 h后取上清液，用紫外—可见分光光度计检测利福昔明在不同助表面活性剂中的溶解度，以选择适宜的助表面活性剂。

1.2.4 确定Km值 （表面活性剂/助表面活性剂质量比）：室温下，将筛选出的表面活性剂和助表面活性剂分别按质量比 5∶1、4∶1、3∶1 混匀，然后与筛选出的油相分别按质量比9∶1～1∶1混匀，边搅拌边逐滴加入蒸馏水，记录相变点滴加的蒸馏水质量，继续滴加直至烧杯内液体彻底澄清、透明。以水相、表面活性剂和助表面活性剂、油相为3个顶点，运用Origin Pro 8.5软件绘制伪三元相图，选择乳区面积最大的伪三元相图对应的Km值。

1.2.5 制备复方利福昔明纳米乳：根据纳米乳的载药量、稳定性及伪三元相图的乳区面积，确定复方利福昔明纳米乳的最佳配方。室温下，称取利福昔明、油相、助表面活性剂、表面活性剂，充分搅拌混匀，缓慢滴加配方量的蒸馏水，不断搅拌，即可制备澄清、透明的复方利福昔明纳米乳。

1.3 复方利福昔明纳米乳的质量评价

1.3.1 离心试验：量取10 mL复方利福昔明纳米乳于离心管中，3 750 r/min离心5 h（相当于自然放置1年）。取出乳液，观察其外观状态。

1.3.2 类型鉴定：取同批次等量复方利福昔明纳米乳于2个西林瓶中，一个加入少量的红色染料苏丹红Ⅲ溶液（用肉豆蔻酸异丙酯溶解），另一个加入少量蓝色染料亚甲基蓝溶液，观察纳米乳中不同染料的扩散速度。若纳米乳中红色染料的扩散速度比蓝色染料的扩散速度快，则纳米乳为油包水型（W/O型）；相反则为水包油型（O/W型）；扩散速度相同则为双连续型（W/O/W或O/W/O）。

1.3.3 稳定性测试

1.3.3.1 温度试验：将复方利福昔明纳米乳装入洁净的西林瓶中， 分别于-20、0、4、25、37、60 ℃条件下放置15 d，并在第5、10、15天观察样品有无变化。

1.3.3.2 光照试验：将复方利福昔明纳米乳装入洁净的西林瓶中，分别在光照强度为1 000～2 000 lx的条件下，观察样品有无变化。

1.3.3.3 长期试验：取3个批次制备的复方利福昔明纳米乳于10 mL离心管中，置于温度（25±2）℃、相对湿度（60±10）%的环境中储存12个月，分别于第 0、3、6、9、12 个月观察样品有无变化。

1.3.4 微观形态观察：取适量复方利福昔明纳米乳，用蒸馏水稀释5倍，滴加几滴覆盖在透射电子显微镜的铜网上，用质量分数为2.0%的磷钨酸负染30 s，自然晾干，于透射电子显微镜下观察复方利福昔明纳米乳的微观形态。

1.3.5 粒径分布：取复方利福昔明纳米乳适量，用蒸馏水稀释5倍，利用激光粒度分析仪测定该纳米乳的平均粒径。

图1 不同表面活性剂对纳米乳制备的影响

图2 不同Km值对纳米乳制备的影响

2 结果与分析

2.1 复方利福昔明纳米乳的配方筛选与制备

2.1.1 筛选油相：利福昔明在丁香酚、香芹酚、肉桂醛、杉木油中的溶解度分别是0.24、0.05、0.25、0.10 g/g，其在肉桂醛中的溶解度最大，因此，选择肉桂醛为油相。

2.1.2 筛选表面活性剂：当以肉桂醛为油相时，使用Tween-80无法形成澄清、透明的液体，伪三元相图中无乳区；以EL-40、RH-40为表面活性剂时，可以形成澄清、透明的液体，其伪三元相图见图1。图1-1的伪三元相图中阴影面积最大，因此，选择EL-40为表面活性剂。

2.1.3 筛选助表面活性剂：利福昔明在乙醇、PEG-200、PEG-400中的溶解度分别是 0.05、0.20、0.02 g/g，其在 PEG-200中的溶解度最大，因此，选择PEG-200为助表面活性剂。

2.1.4 确定Km值：不同Km值绘制的伪三元相图见图2。图2-2的阴影部分面积最大，因此，确定表面活性剂与助表面活性剂的质量比为4∶1。

2.1.5 制备复方利福昔明纳米乳：综合考虑纳米乳的载药量、稳定性等因素，确定复方利福昔明纳米乳的最佳配方为：利福昔明1%、肉桂醛2.44%、PEG-200 4.88%、EL-40 19.51%、蒸馏水72.17%。

2.2 复方利福昔明纳米乳的质量评价

2.2.1 离心试验：经过离心后复方利福昔明纳米乳仍保持澄清、透明，未出现分层、破乳、沉淀等现象。

2.2.2 类型鉴定：经染料扩散试验，蓝色染料亚甲基蓝较红色染料苏丹红Ⅲ溶液在液体中的扩散速度快，表明复方利福昔明纳米乳为水包油型（O/W）纳米乳。

2.2.3 稳定性测试

2.2.3.1 温度试验：复方利福昔明纳米乳在不同温度、不同时间均澄清、透明，未出现分层、破乳、沉淀等现象。

2.2.3.2 光照试验：复方利福昔明纳米乳在不同光照强度下，外观未发生变化。

2.2.3.3 长期试验：复方利福昔明纳米乳分别放置 0、3、6、9、12 个月，仍澄清、透明，未出现分层、沉淀、破乳等现象。

2.2.4 微观形态观察：经透射电子显微镜放大30 000倍观察，复方利福昔明纳米乳的乳滴呈圆球形，大小均一，均匀分散，无粘连（见图3）。

图3 复方利福昔明纳米乳的透射电镜图片（30 000×）

2.2.5 粒径分布：复方利福昔明纳米乳的平均粒径小、粒径分布范围较窄，粒径介于1～30 nm（见图 4）。

图4 复方利福昔明纳米乳的粒径分布

3 讨论

利福昔明是一种抗菌谱广、杀菌能力强的利福霉素类抗生素，其在肠道内的浓度较高，在治疗肠道感染、肝性脑病、小肠内细菌过度生长、结肠憩室等疾病时，取得了良好的效果［4-5］。袁喆等［1］对利福昔明的药代动力学进行了研究，发现其难溶于水，口服很难被吸收。肉桂醛具有较强的抑菌活性，对多种细菌具有抗菌作用，不易产生耐药性，是一种高效的天然抗菌剂［6］。肉桂醛还可阻止消化酶对胃肠道黏膜的侵蚀作用，加快消化道黏膜的血液循环，防止消化道溃疡，增强胃肠道蠕动［7-9］。该研究将利福昔明与肉桂醛联合用药，制备成复方利福昔明纳米乳，可以增加药物吸收，减少抗生素的用药量，同时纳米乳易溶于水的特性方便畜禽给药。

纳米乳作为一种新型纳米载药系统，可改变难溶性药物临床应用剂型较少的现状，提高药物生物利用度，减少用药量，降低药物的不良反应。纳米乳制备过程中配方筛选至关重要，其中油相、表面活性剂的选择直接决定着纳米乳制备的成败。选择油相时应综合考虑毒性、稳定性、对药物的溶解性、成本等因素。复方利福昔明纳米乳选择肉桂醛作为油相，可最大限度溶解药物，同时由于肉桂醛具有广泛的抑菌作用，与利福昔明联合应用可提高抗菌作用，减少用药量，降低成本。选择表面活性剂时，毒性、使用量、成本等均应考查清楚。复方利福昔明纳米乳选择EL-40为表面活性剂，其安全、性质稳定，伪三元相图中形成的乳区面积最大，使用量低。纳米乳中加入助表面活性剂，不仅能提高载药量，同时可减少表面活性剂的使用量，降低表面活性剂的刺激性，提高制剂稳定性。复方利福昔明纳米乳选择PEG-200为助表面活性剂，进一步增加了纳米乳中药物的含量，减少了给药剂量。该研究制备的复方利福昔明纳米乳澄清、透明，粒径分布均匀，性质稳定，方便给药，有望应用于临床治疗畜禽肠道细菌感染性疾病。

参考文献：

［1］袁喆，辛小娟，黄文祥，等.复方利福昔明的体外抗菌活性研究［J］.重庆医学，2006，35（9）：848-849.

［2］王佩，李玉珍.利福昔明的药理作用和临床应用［J］.药物不良反应杂志，2005（5）：382-385.

［3］于力，张钧寿，周建平.纳米乳的研究及其在制剂学领域的应用［J］.药学进展，2006，30（11）：491-497.

［4］孙怡群，徐修礼，樊新，等.利福昔明对急性细菌性肠道病原菌感染体外抗菌活性研究［J］.医学检验与临床，2006，17（3）：59-60.

［5］JIANG Z D，KE S，PALAZZINI E，et al.In vitro activity and fecal concentration of rifaximin after oral administration ［J］.Antimicrobial Agents and Chemotherapy，2000，44（8）：2205-2206.

［6］周明，陈征义，申书婷.肉桂醛的研究进展［J］.动物经济学报，2015，19（1）：1-5.

［7］何衍彪，郭培钧，赵艳龙，等.芒果炭疽病菌的抑菌植物筛选及肉桂油抑菌活性测定 ［J］.农药学学报，2009，11（4）：507-510.

［8］吴敬超，欧阳五庆，芮弦，等.肉桂醛微乳的制备及其抑菌活性研究［J］.中草药，2012，43（7）：1310-1313.

［9］薛京昌，徐晓怡，郑海松.肉桂醛对4种常见细菌的体外抑菌实验研究［J］.检验检疫学刊，2013，23（4）：50-53.