HPMC(羟丙基甲基纤维素)协同喷雾干燥材料控释姜黄素的研究

摘要

为了实现姜黄素的控释，用姜黄素和乳糖喷雾干燥羟丙基甲基纤维素(HPMC)。将喷雾干燥后的材料压成直径为8 mm的片剂，并对其释放特性进行分析在体外被测量。在体外实验结果表明，由于HPMC作为典型辅料具有缓释性，其对姜黄素的释放速度明显减慢。作为控释药，HPMC合剂对姜黄素的释放曲线相对稳定。SEM结果表明，HPMC共喷雾干燥后，由于HPMC的相对分子质量较大，粉末表面出现皱褶。Dsc, xrd, ftir, n₂对喷雾干燥的姜黄素进行了吸附、热重测定。这表明HPMC可作为姜黄素制剂的控释辅料。

1.介绍

姜黄素是从姜黄的根和茎中提取的疏水多酚。它具有多种药理特性，包括抗氧化、抗炎、抗癌和治疗神经疾病[1］．但姜黄素易被光诱导降解，在人体生理pH值下不稳定。此外，其水溶性差，导致口服吸收效率低，在临床应用中面临诸多挑战[2］．因此，提高姜黄素的化学稳定性、溶解度和生物利用度具有重要意义。

羟丙基甲基纤维素(HPMC)是一种以纤维素为基础的半合成膳食聚合物。HPMC是一种食品配料，在食品工业中用作乳化剂、悬浮剂、成膜剂、稳定剂或增稠剂。此外，HPMC在药物制剂中用作赋形剂，以提高活性药物成分的溶解度，控制药物的给药[3.- - - - - -5］．

提高姜黄素的溶解度和提高其生物利用度的方法有很多。相关技术包括胶体、蛋白质复合物、固体分散体、纳米乳液的制备[6- - - - - -8等等。但这些方法大多工艺复杂，物理稳定性差，存在药物泄漏、辅料和试剂潜在毒性等风险[6，限制了临床应用。

考虑到产品的物理稳定性和安全性问题，实验设计采用水作为分散介质，选择常用的药物辅料乳糖作为水溶性载体。以HPMC作为控制姜黄素溶出度的辅料。混合悬浮液高速搅拌后，采用喷雾干燥技术进行干燥。

2.材料和方法

2．1．化学物质

HPMC (SE-E5)购自安徽Sunhere制药辅料有限公司;药学班的α-一水乳糖(纯度> 99.9%)购于江苏曙光药业股份有限公司;姜黄素(纯度> 98.0%)购自通化食品化工有限公司。

2．2．实验设计

为研究HPMC对姜黄素的缓释作用，分别对含姜黄素和乳糖的悬浮液A和含姜黄素、乳糖和HPMC的悬浮液B进行喷雾干燥实验。悬浮液A含有10%姜黄素和20%乳糖，在水中高速搅拌1分钟。悬浮液B含有10%的姜黄素、15%的乳糖、10%的HPMC溶于水中，经高速搅拌混合后形成泡沫状混合物，喷雾干燥。在实验中，两种悬浮液采用相同的喷雾干燥参数。将喷雾干燥机(YC-015A，上海利雅特仪器设备有限公司)调整至最优参数:进风温度140℃，出风温度125℃，风机频率50 Hz，蠕动泵转速15 rpm/min，喷雾压力0.65 MPa，喷嘴直径1.0 mm。分别喷雾干燥悬浮液A和B，将粉末收集在收集容器中[9］．

2．3.喷雾干燥材料的表征

紫外-可见吸收光谱记录在350-450 nm范围内[10用UV-2401PC分光光度计(岛津，京都，日本)。将粉末压成直径为8mm的片剂，然后用纯水溶解;两种样品均在室温下制备三份。采用差示扫描量热仪(HSC-4 DSC, Henven, China)对固体粉末进行DSC分析。用密封的铝锅按照标准程序制备DSC测量样品。大约10毫克的样品用于分析。以5°C/min的升温速率将样品从25°C加热到300°C进行分析₂作为净化气体。为分析每个样品，记录热流随温度升高的函数。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对制备工艺及原料(HPMC、乳糖、姜黄素晶体)进行了研究。样品与KBr粉末混合，压片，并用Nicolet 6700 FTIR光谱仪(Thermo Fisher Scientific)扫描透射灵敏度。傅里叶变换红外光谱的分辨率为1厘米⁻¹64扫描。固体粉末样品被放置在铝样品钉上的碳带上。采用JSM-7200F扫描电子显微镜(SEM, JEOL Ltd.)对镀金颗粒进行观察。对样品进行热重分析(TGA Q5000 V3.17 Build 265)。对装在含N₂作为平衡气体。温度设定在20°C ~ 350°C，升温速率为5°C/min，热解条件为氮气流动。采用XRD分析研究了固体粉末的结晶特性。固体样品装在粉末盒上，并使用西门子D5000衍射仪进行分析。一克样品分散在样品夹中。衍射角(2θ)为5 ~ 40°，扫描速率为1.2°/min，扫描电流为30 mA，扫描电压为40 kV。N₂对粉末样品进行吸附，确定孔隙度。

２.４.结果与讨论

数字1显示了姜黄素在相同条件下对HMPC和非HMPC片剂的释放情况。乳糖喷雾干燥对姜黄素的溶出有明显的促进作用，10min可释放90%的姜黄素。加入HPMC后，姜黄素释放量逐渐增加，40 min释放量达90%。HPMC的缓释特性可以避免药物进入人体后原料药(活性药物成分)的突然释放，可能有利于生物利用度。

为了进一步研究HPMC在微观上的作用，使用了扫描电子显微镜(SEM)。如图所示2(一)和2(b)悬浮A(姜黄素和乳糖)的喷雾干燥材料为均匀的球体，其中姜黄素被微胶囊化在乳糖赋形剂中。而对于悬浮B(含HMPC)得到的固体粉末混合物，喷干后粉末表面出现如图所示的皱巴巴的现象2(c)和2(d)表面的皱褶可能是由高分子量HPMC涂层引起的。喷雾干燥时大分子在水中扩散系数低，干燥后大分子仍留在表面。此外，HPMC可与姜黄素形成符合释放和通透性的氢键[11］．

DSC曲线(图3.)表明含有hpmc的样品在210-220℃有一个向上的放热峰，说明这些材料混合了。此外，HPMC所含样品在50-100℃时存在较大的游离水吸热峰，说明HPMC与部分水分子结合。观察到一些小峰，这可能表明形成了一个相对更无序的晶体状态[11］．由含hpmc样品的XRD谱图可知4)，α-乳糖峰在2θ分别为12.5°、19.1°、19.6°和19.9°。光谱结果表明，含hpmc的样品呈结晶状，有明显的结晶峰。利用FTIR研究了峰值强度和波数位移的变化(图)5）．峰顶3400厘米⁻¹表明存在氢氧根，表明存在水，与DSC结果一致[12，13］．

打赌(图6)的光谱显示N₂含hpmc样品的吸附-脱附等温线。等温线表现为II类行为。在提高气体压力的过程中，反分子层吸附和多分子层吸附同时进行，且“膝”点不尖锐。根据BET结果，样品具有无孔或大孔结构。根据TGA分析(图7)，由于聚合物分子量较大，HPMC对结果影响不大。

3.结果

用姜黄素和乳糖喷雾干燥HPMC。将喷雾干燥后的物料压成片剂，并对其释放特性进行了研究在体外被测量。在体外实验结果表明，由于HPMC作为典型辅料具有缓释性，其对姜黄素的释放速度明显减慢。作为控释药，HPMC合剂对姜黄素的释放曲线相对稳定。SEM结果表明，HPMC共喷雾干燥后，由于HPMC的相对分子质量较大，粉末表面出现皱褶。Dsc, xrd, ftir, n₂对喷雾干燥的姜黄素进行了吸附、热重测定。结果表明，HPMC可作为姜黄素制剂的控释辅料。

数据可用性

所有用于支持这项研究结果的数据都包含在文章中。

的利益冲突

作者声明本文的发表不存在利益冲突。

致谢

131人才工程基金(no . 2020-32);湖南省教育厅科研项目(no . 20C1156);湖南省卫生健康委员会科研项目(no . 202115011227);

参考文献

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