沈阳药科大学
硕士学位论文
肝动脉栓塞用莪术油明胶微球的研究
姓名:邓嵘
申请学位级别:硕士
专业:药剂学
指导教师:陈济民
19990601
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中文摘要
本文以莪术根茎中的提取物莪术油为模型药物,以明胶为载体,采用乳化缩聚法制备了肝动脉栓塞用莪术油明胶微球(ZedoaryTurmericOilGelatinMicrospheresZT—GE—MS)。本文对莪术油明胶微球的制备工艺及其影响因素,体外释放、物理、化学、生物学性质、稳定性、以及对大鼠移植性肝癌的药效
学进行了较为全面、深入的研究,力图开发出一种包封率较高、含药量较大、释药缓慢、性质稳定、高效低毒、制备工艺相对简
单的肝动脉栓塞用制剂。
f
f在zT—GE—MS的制备:[艺研究中,分别考察了油相,明胶t
的来源、粒度、浓度、pH值,乳化时间,乳化温度,固化剂,脱水剂以及固化脱水顺序对微球制各的影响。利用正交设计确定了空白微球和含药微球的优化处方。
在ZT.GE.MS的体外释放研究中,考察了三种不同的体外释放方法,最后确定用流室法进行体外释放研究。考察了流速、释放介质、固化剂用量、固化时间、粒径大小对体外释放的影响。结果表明微球的体外释放具有明显的缓释作用,体外释药规律可用双相释药一级模型加以描述。
对所制得的ZT.GE.MS的性质进行了较为全丽的考察和研究,结果表明,所制得的微球在显微镜下外观圆整,表面光滑,粒度均匀,吸湿性小,流动性好,表面带负电荷,‘电位在25mv左右,有机溶剂残留量符合要求,体外降解较慢,对红细胞无溶血现象。于穆7
肝动脉挂塞用羲术油明胶徽球的研究
/在znGE—Ms的稳定性研究中,考察了微球在高温、高
湿、光照、恒温加速实验、室温下的稳定性,结果表明微球的化学稳定性较好,但由于明胶载体的影响,其外观、物理形态有所改变。
对大鼠的移植性肝癌的药效学研究表明,肝动脉灌注ZT.
GE—MS组与灌注生理盐水(NS)组相比,能显著性抑制肿瘤生长(P<O.01)和延长大鼠生存时间(P<o.01)。畅”一
本文以上研究结果为肝动脉栓塞用莪术油明胶微球的进一步
临床研究打下了坚实的基础。
关键词:肝动脉栓塞莪术油微球制各工艺体外释放性质稳定性药效
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肝动脉栓墨用羲术油明胶徽球的研究?Abstract
Abstract
ZedoaryTurmericOil,whichisextractedfromtherootofRhizomaZedoariaeandhastheanti—tumoractivity,wasusedtopreparethemicrospheresforthehepaticarterialembolizationbytheemulsification-crosslinkingmethod.Itisthefirstreportedthatthe
traditionalChinesemedicinewasusedtopreparethemicrospheres
forhepaticarterialembolization.Inordertodevelop
akindoftargetedmicrospheresforhepaticarterialembolizationwithhighentrappedratio,largedrugloading,slowdrugrelease,stableproperties,higheffect?lowtoxicityandrelativelysimplepreparationtechnology,systemicandcomprehensivepharmaceuticalstudiesonthepreparationtechnologyandeffectfactors,drugreleaseinvitro,properties,stabilitiesandpharmacodynamicsinratsoftheZedoaryTurmericOilGelatinMicrospheres(zT—GE—MS)wereinvestigated.InthestudiesofthepreparationoftheZT—GE—MS,theeffectsofthegelatinfromdifferentfactory,thesizeofthegelatin,differentpHcondition,thetemperatureonemulsification,thedehydrationagentandthesequenceofdehydrationandhardenwerestudied.Finallytheoptimumformulationofthevacantmicrosphereswasachievedbyemployingtheorthogonaldesign,andoptimumformulationoftheZT--GE?-MSwasalsogotbyusingtheorthogonaldesign.
InthestudiesonthepropertiesoftheZT??GE--MSinvitroreleasewecomparedthreemethodsandchosethecontinuousflowsystems(CFS)tostudythecharactersofdrugrelease,whichcallsireulatetheaetualstateinvivo.Theeffectsofdifferentflowrate.thereleasemedium,theamountofformaldehyde,thetimeofhardenandthesizedistributionofmicrospheresonthedrugreleasewere
肝动脉栓毫用莪术油明胶徽球帕研究
investigated.Theresultsshowedthatthedrugreleasefromthemicrosphereswasslowandthereleaseprofilesinvitrocanbe
describedbythetWO—phasedynamicmodel.
Inthestudiesonthephysical,chemical,biologicalpropertiesoftheZT-GE—MS,someparameterssuchassizedistribution,bulkdensity,angleofrepose,CRH,swellingratio,sedimentvolumeratio,
thesurfaceelectriccharge,theorganicvolatileimpurities,andthecompatibilityinbloodwerestudied.Theexperimentresultssuggested
thattheZT-GE-MShadfinefluidity,sphericalandregularsurface,satisfactorysizedistribution,andlowarnomrtoforganicvolatileimpurities.Theydidn’tcausehemolysisofredbloodcellsandtheirdegradationinvitrowasslowerthangelatin.
ThestabilitiesofZT—GE—MSundertheconditionoflightirmdiation,hightemperature,highhumidity,acceleratedtest,room
ZT—GE-MStemperaturewerestudied.Theresultsshowedthatthe
exhibitedgoodchemicalstabilityundertheseconditions,buttheirphysicalstabilitytowardshi曲temperatureandhighhumiditywelenotverygoodduetothematrixgelatin.
Atlast.anti-tumoractivityofZT-GE-MSwasstudiedin
Wistarratbearingtransplantablehepatocelluarcancer.Sevendaysafterinoculationintotherat’Sliver,normalsaline,conventional
ZT—GE—MSatzedoaryturmericoil,placebogelatinmicrospheresand
theproperhepaticartery.Thehigh。lowdosagewereinfusedinto
resultsindicatedthattheratstreatedwithZT.GE—MShada
significantlyslowertumorgrowth,alongersurvivalascompared
、Ⅳitllthefourothergroups.Itissuggestedthatthetumoricidaleffect
ofarterialchemoembolizationwithZT-GE-MSbesuperiortoarterialchemotherapyorembolizatonaloneinthetreatmentoflivercancer.
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肝动脉栓寡用莪术油明股徽球的研究?Abstract
Theresultsofabovestudyprovideagoodbeginningforthefurtherdevelopmentsofmicrospheresforhepaticarterialembolizationandlaythescientificfoundationforitsindustrialmanufactureandclinicalapplication.
Keywords:HepaticArterialEmbolization,ZedoaryTurmericOil,Microspheres,Preparations,DrugReleaseInVitro,
Properties,Stabilities,Pharmacodynamics
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肝动脉栓毫用莪术油明腔徽球的研究?前育
前言
原发性肝癌是一种常见的恶性肿瘤,在亚洲,其发病率在癌症Lp居第三位|lI。病人被诊断出患原发性肝癌后,一般只有四个月的存活期,其中只有30%适用于外科手术口1。即使存活下来,复发率也较高121。目前的化疗药物,大多数选择性不强,全身毒副作用大,治疗指数低,特别是对肝细胞癌、肝转移癌,化疗药物的疗效更差。治疗肝癌,人们面临着两大挑战一药物的选择性和药物传递系统(DrugDeliverySystemsDDS)的靶向性。
单纯的动脉灌注化疗药物治疗癌症已有三十余年的历史,1971年,Lan9131等首次用肾动脉栓塞治疗肾癌,1976年Goldsteinl4’等用单纯的肝动脉栓塞治疗肝癌。但无论是单纯的化疗还是单纯的栓塞,疗效都不理想,不能保证肿瘤部位药物浓度的持久性以及肿瘤的完全坏死。1978年,Katol51等提出了肝动脉化疗栓塞(chemoembolization)治疗肝癌的崭新概念,并运用于临床161,取得了一定疗效。近年来,介入治疗(interventionaltherapy)更是蓬勃发展Ⅲ。肝动脉化疗栓塞是将阻断肿瘸的血供和药物化疗结合在一起,通过选择性肝动脉插管,将制剂输至靶器官,栓塞肿瘤的供血动脉,缓慢释放药物,从而起到化疗和阻断肿瘤营养的双重作用。这一治疗方法有其生理学与病理学上的基础,正常肝组织75%以上的供血由肝门静脉供给,而肿瘤组织90%以上的血供由肝动脉供给,只有10%左右由门静脉供给,因此阻断肝动脉并不影响正常肝组织的生理功能18,51。目前肝动脉化疗栓塞术已成为无法用手术治疗的肝癌患者的首选疗法。肝动脉栓塞用药物的载体有碘油,微囊,明胶海绵,聚乙烯醇海绵
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等,其中微球,由于其载体的多选择性,粒径的可控制性,形成的侧枝循环较少,远比临床沿用的明胶海绵等栓塞剂疗效优良,因而在肝动脉栓塞中得到广泛应用。
微球剂是将药物溶解和/或分散在高分子材料基质中,形成基质型微小球状实体的固体骨架物。法国的Pairs.Sud大学,美国Florida的大学,日木的chiba大学,Akita大学都有专门的微球研究室,国际上还有评估栓塞用微球的专门组织(GroupfortheEvaluationofMicrospheresinEmbolizationGEME)。目前,微球根据所用辅料不同,主要有以下几类。
(1)、白蛋白微球fl0,“I以白蛋白为赋形剂制得,自从1974年,Kramer[121首先将其作为药物载体以来,已被用做许多抗癌药物的载体,如盐酸阿霉素,5.氟尿嘧啶,顺铂,丝裂霉素,嘧啶亚硝脲,6-巯基嘌呤,放线菌素D等。制备方法主要有热变性法,聚合物分散法,界面聚合法。
(2)、明胶微球m?“'”1以明胶为载体,与白蛋白微球相比,具有原料易得,载药量大,成品稳定性好等优点。已有人报道将丝裂霉素,链霉素,甲氨蝶呤,阿霉素,磺胺,米托葸醌,苯妥因钠等制成明胶微球。制各方法主要有乳化交联法(成胶交联,固化交联,复合交联),共缩聚法,相分离法,超声分散法,二步法等。
(3)、聚乳酸微球¨6川81聚乳酸是目前应用较多的一种生物可降解的高分子材料,其衍生物聚乳酸乙醇酸共聚物(PLGA)更是研究的热点。以它们为基质已制备出顺铂,地奥西泮,醋炔酮,LRH,维生素D,吲哚美辛等微球。制备方法主要有溶媒挥发乳化法,溶媒提取乳化法,喷雾干燥法,复乳法等。
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(4)、此外还有用甲壳素Ⅲ?”I,乙基纤维素‘2”,淀粉I22?2”,聚乙烯醇[241,葡聚糖【”I,褐藻胶12“,酪蛋白f2”,纤维蛋白【281等其它辅料制得的微球。瑞典已有淀粉微球(Pharmacia,Uppsala,商品名为Sphere)上市。
但目前载药微球多为单一的化疗药,尚未见中药微球剂的报道。我们将传统的中医理沦与现代药物制剂技术相结合,制备莪术油明胶微球,这在国内外尚属首次。
肝癌属中医“黄疸”、“膨胀”、“痞气”、“积聚”、“徵瘕”、“暴症”等,《圣济总录》谓“黄疸若一15,间烦闷,腹中有块,痛如虫咬,吐逆喘粗,此是血黄”。肝癌和肺癌、胃癌等与其它脏器的实体癌相比,有一个明显的不同点:即肝癌赖以生存的肝脏本身大多已有明显的器质性和功能性的改变,这也是肝癌患者死亡的重要原因之一。所以治疗肝癌的同时,必须积极地治疗肝病,保护和改善肝脏的功能,而不是破坏和削弱它。然而,目前所用的各种化疗药物为基础的肝动脉微球栓塞剂,尽管能取得一定局部疗效,但却同时损害了肝脏及其功能,因此较为理想的肝动脉栓塞剂应该是具有抗癌、低毒及对肝脏和肝功能有一定保护和改善作用的制剂。
传统中医采用活血化瘀,软坚散结以及破徵瘕积聚之中药来治疗肝癌。莪术是我国常用的中药,它具有辛散苦泄,温通行滞,入肝脾二经,行血分而破血祛瘀,走气分而行气消积,并善止痛的作用,《新纲本革》也认为它“破气中之血,消瘀,痛经健胃,化食解毒。…‘可制心腹诸痛”,“为制积聚诸气之要药”,具有活血化瘀,消炎止痛的作用,常用于痂痞块,食积胀痛,宫颈癌等。
肝动脉栓塞用莪术油明胶徽球的研究
莪术油为莪术根茎的提取物,研究m却1证明其具有抗癌活性以外,还具有抗病毒、活血化瘀、改善微循环作用,因此更适合具有肝炎,肝硬化和肝痛于一身的肝癌患者。I到此我们从祖国传统医学的角度出发,以莪术油为模型药物,制备了肝动脉栓塞用明胶微球,
本论文主要从制备工艺,物理、化学、生物学性质,体外释放,稳定性,药效学方面对肝动脉栓塞明胶微球进行了研究。
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肝动肆拴塞用蓑术油帕艘擞球的研究?御鲁工艺
第一章莪术油明胶微球制各工艺的研究
以生物可降解的明胶为原料.采用乳化缩聚法川1制备莪术油明胶微球(ZT?GE—MS)并应用单因素考察,正交设计确定了空白微球和含药微球的制备工艺。
仪器与药晶
1、仪器
精密电动搅拌器
HHS.11.2型电热恒温水浴锅
80.2型离心沉淀机
YHK.II型液体快速混合器
Olympus光学显微镜
Armary一1000B扫描电子显微镜
Waters真空泵
100目、300目标准筛
2、药品与试剂
明胶生化试剂
莪术油
液体石蜡
异丙醇分析纯
甲醛分析纯
石油醚分析纯沸程60.90℃蓖麻油化学纯广州市富城科教仪器厂上海医疗器械三厂
上海手术器械厂
江西医疗器械厂
日本
中科院科学研制中心
美国
辽阳金属制品厂
沈阳化学试剂一厂
浙江瑞安制药厂
抚顺市制药厂
沈阳化学试剂厂
沈阳化学试剂厂
沈阳化学试剂厂
沈阳市虎石台化学试剂厂
肝动辟栓墨用羲木油踢胶饿蝽的研究
丙酮分析纯沈阳化学试剂厂
无水乙醇分析纯沈阳化学试剂厂
精制大豆磷脂本室提供
Span80大连市医贸公司
十六醇化学纯东北制药总厂
实验方法与结果
一、莪术醇含量测定方法的建立和确证
莪术油内含三十多种成分旧,对其制剂的分析,由于组分较多,分别定量较困难。莪术醇为莪术油中有效抗癌成分,且在莪术油中含量是一定的,因此我们通过控制莪术醇的量、包封率对整个工艺进行控制。
1、气相色谱条件
玻璃柱:lmX5mmID:固定相:PEG20M;担体:ShimaliteW(NA、功(101),60—80目;氮气流速:55ml/min;空气流速:500mUmin;氢气流速;50ml/min;桂温:165℃;气化室温度:220℃;检测器:FID;量程范围:102:记录器灵敏度:20:纸速:lnlIIl/min。
以十六醇为内标,在上述色谱条件下,莪术醇与十六醇的保留时间分别为13min和18min,两者分离度R为2.39,理论塔板数为1.5X103(按莪术醇计算),见图1.1。
2、含量测定方法
精称20rag微球于10ml具塞试管中,加入O.2ml水,置于80℃水浴中,放置3llr,取出,加入5ml内标液,置液体快速混合器上剧烈振荡15rain,离心15mm(3000rpm),取上清液2ul进样。
肝动脉栓毫用莪术油明腔搬璋的研究?制备工艺
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3、标准曲线的建立
内标物十六醇用无水乙醇配成100ug/ml的内标液:莪术醇标准品用内标液配成浓度分别为5、10、30、50、80、100ug/ml的标准溶液,以GC法测定。将峰面积比Y(As/Ai)对莪术醇浓度X(ug/m1)进行回归,得回归方程为
Y。0.0t03X-0.0248r=0.9998fn=61
见表1.1,图1—2。
表1-1莪术醇浓度与相应的As]Ai
As/AiO.02820.08520.2800百斫面—可面了—而面~
020406080100120
浓度(ug/11)
图1-2标准曲线
结果表明在5~10011g/ml范围内,峰面积比与莪术醇浓度呈良好的线性关系。
4、方法专属性考察
将空白微球按含量测定项下方法处理,进样,见图1-1。结果表明,空白微球对莪术油和内标物十六醇的色谱峰均无干扰,说明该法专属性较强。
5、精密度实验
按含量测定项下方法进样,考察本方法的精密度。由表1-2所
肝动脉拴塞用蓑术油明腔敷球的研究?制鲁工艺
示的结果可见,日内、日间变异系数均小于3%,本方法的精密度较高。
表I-2方法的精密度(n=5)
平均值SDRSD平均值SDRSD(¨g,m1)
(As/Ai)(%)(As/M)(%)—————5———————0—.0—2—8—8————7—.—4—0—0—)—<—1—0—"4————2—.—6—————0—.0—2—8—1—————7—.5—0——0—)<——1—0—42.7——500.46255.276)<lO。1.1O.45924.704×10?31.0
100n9571.052X10。21.10.9516.145)<10?30,7
6、回收率实验
取空白微球20mg,加适量标准溶液,混匀,配制成药物浓度一定的样品,按含量测定项下方法操作,计算方法的回收率,
由表1-3可以看出高、中、低三种不同浓度的相对标准偏差RSD均小于3%,本方法的回收率较高。
表l一3含量测定方法的回收率(n=5)
(ug/mI)(ug/mO(蜘(%)(%)
55.204104.12.9
5047.2194.41.497.9
10095.395,31,6
二、明胶的性质
我们拟将莪术油明胶微球用于肝动脉栓塞,给药途径为血管内给药,因此对于载体明胶的要求更严格,除了应符合一般制剂对载体的要求外,还必须保证生物相容性,生物可降解性,为此
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肝动脉栓曩用蓑术油明胶徽球的研究
对明胶的相关性质进行了考察。
l、明胶的血液相容性‘”l
取家兔脱纤维素血以生理盐水配成2%的红细胞悬浮液,加
入7支试管中,每支试管lOral,再加入明胶,并以红细胞加入lOml蒸馏水作为完全溶血组对照,lOml2%红细胞悬浮液作为不溶血组对照。以上9支试管均轻摇后再置入3TC水浴中静置24小时,
肉眼观察。结果表明,与完全溶血组和不溶血组比较,明胶组未使红细胞破裂,在显微镜下镜检,明胶组也均未发现红细胞破裂。
2、明胶等电点
明胶由于其制备方法不同,可分为酸法明胶(A型),碱法明胶(B型)、鱼皮明胶,其等电点各不相同。而微球制备过程中pH值将影响明胶分子的带电状态及整个工艺过程,但市售明
胶往往未标明其性质,因此有必要对其进行测定。采用粘度法测
定不同pH值下不同厂家(A、B、C)生产的明胶的粘度,确定
了它们的等电点,结果见图1.3。
国
0I234567B9lO
pH值
图I-3不同来源的明胶(25%明胶溶液)在不同pH值下的相对粘度(60℃)酸法明胶的等电点为7 ̄9,碱法明胶的等电点为4.7~5.2,明胶在等电点时,其粘度最小,由上图可知明胶A为酸法明胶,