難溶性藥物log P值對(duì)納米脂肪乳載藥特性的影響

陳麗娜，陳建明（第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院藥劑學(xué)教研室，上海 200433）

·論著·

難溶性藥物log P值對(duì)納米脂肪乳載藥特性的影響

陳麗娜，陳建明（第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院藥劑學(xué)教研室，上海 200433）

目的 考察難溶性藥物油／水分配系數(shù)（l o g P值）對(duì)納米脂肪乳載藥量、體外釋藥特性、相分布等載藥特性的影響。方法選取6種難溶性藥物：尼莫地平（NIM）、多西紫杉醇（DTX）、姜黃素（CUR）、紫杉醇（PTX）、替尼泊苷（TEN）、水飛薊賓（SLB），分別考察其log P值與PEG400中溶解度、載藥納米脂肪乳的載藥量、粒徑、Zeta電位、體外釋藥特性以及相分布等的關(guān)系。結(jié)果隨著l o g P值的增加，藥物在PEG 400中的溶解度呈先上升后下降的趨勢(shì)，在納米脂肪乳中的載藥量增高，體外釋放速率減慢，在油相中的分布增加，在乳化劑層的分布減小；藥物log P值與載藥納米脂肪乳的粒徑及Zeta電位無(wú)關(guān)。結(jié)論可綜合考慮藥物的l o g P值及PEG 400中的溶解度，用以初步判斷納米脂肪乳的載藥特性。

脂肪乳；難溶性藥物；l o g P值；載藥特性

本課題組前期在國(guó)家重大新藥創(chuàng)制“十一五”科技重大專項(xiàng)基金（2009ZX09301-011）的資助下，以紫杉醇為模型藥物，創(chuàng)造性地發(fā)明了一種基于納米脂肪乳介導(dǎo)的難溶性藥物注射給藥系統(tǒng)技術(shù)，在前期研究中發(fā)現(xiàn)該給藥系統(tǒng)在紫杉醇注射給藥方面體現(xiàn)了前所未有的優(yōu)勢(shì)［1］：①載藥量高，完全能滿足臨床劑量需要；②制備工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，可滿足工業(yè)化生產(chǎn)；③可作為營(yíng)養(yǎng)劑，用藥安全性好；④可降低藥物的肝、脾毒性，提高療效；⑤紫杉醇PEG400溶液穩(wěn)定性好。

鑒于這些優(yōu)勢(shì)，筆者希望能夠構(gòu)建一個(gè)難溶性藥物注射給藥系統(tǒng)的通用技術(shù)平臺(tái)，擴(kuò)大該技術(shù)在難溶性藥物中的應(yīng)用。由于油／水分配系數(shù)（log P值）是難溶性藥物的特征指標(biāo)，筆者選取6種難溶性藥物：尼莫地平（NIM）、多西紫杉醇（DTX）、姜黃素（CUR）、紫杉醇（PTX）、替尼泊苷（TEN）、水飛薊賓（SLB），以log P值為參數(shù)，分別考察其與PEG400中溶解度、載藥納米脂肪乳的載藥量、粒徑、Zeta電位、體外釋藥特性以及相分布等的關(guān)系，考察不同性質(zhì)藥物對(duì)載藥特性的影響，為不同log P值的難溶性藥物能否采用該技術(shù)制備成為穩(wěn)定的載藥納米脂肪乳劑提供依據(jù)，從而為更多難溶性藥物實(shí)現(xiàn)注射給藥打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 儀器與材料

1.1 儀器 Agilent 1100高效液相色譜儀（Agi l ent公司）；U ltimate XB-C18柱（250mm×4.6mm，5μm，U ltimate公司）；SYC-A回旋水浴恒溫振蕩器（上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司）；Milli-QUFPLUS純水儀（美國(guó)M illipore公司）；TH-3560高壓滅菌鍋（鑫科企業(yè)有限公司）；JRJ-300-I高速剪切機(jī)（上海標(biāo)本與模型制造廠）；M-110EH高壓均質(zhì)機(jī)（美國(guó)Mocrofluidics公司）；NANO-ZS 90型Zeta sizer分析儀（英國(guó)馬爾文儀器公司）；ZRS-8G智能溶出試驗(yàn)儀（上海黃海藥檢儀器有限公司）；Cs120GXⅡ微量-超速離心機(jī)（日本Hitch公司）。

1.2 主要材料和試劑 PEG400（中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上海化學(xué)試劑公司）；紫杉醇（重慶美聯(lián)制藥公司，純度≥98%）；多西紫杉醇（重慶美聯(lián)制藥公司，純度≥98%）；姜黃素（四川金郁金科技開(kāi)發(fā)有限公司，純度≥98%）；替尼泊苷（武漢欣欣佳利生物科技有限公司，純度≥98%）；尼莫地平（大連美侖生物科技有限公司，純度≥98%）；水飛薊賓（天士力現(xiàn)代中藥研究所，純度≥98%）；中／長(zhǎng)鏈脂肪乳注射液（廣州百特僑光醫(yī)療用品有限公司，批號(hào)：GM 1101002）；乙腈、甲醇（色譜純，德國(guó)默克公司）；正辛醇、無(wú)水乙醇、HCl、NaCl、KCl、Na2HPO4·12H2O、KH2PO4（中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司）；0.22μm及0.45μm膜過(guò)濾器（美國(guó)Pall公司）；透析袋（MWCO：12000，美國(guó)Spectrum Medical Industries公司）。

2 方法

2.1 log P值的測(cè)定［2］ 將正辛醇-水以1∶5（V／V）混合，置于水浴恒溫振蕩器（25±0.1）℃中，以120r／min振蕩48h，使正辛醇和水的分配達(dá)到平衡，于分液漏斗中靜置2h使其完全分層，上層為水飽和的正辛醇相，下層為正辛醇飽和的水相，分別收集正辛醇相和水相于2個(gè)玻璃瓶中，備用。

2.2 PEG400中溶解度的測(cè)定［3］ 分別將過(guò)量的NIM、DTX、PTX、CUR、TEN、SLB與PEG400混合，渦旋5min，置于水浴恒溫振蕩器（25±0.1）℃中，以120r／min振蕩48h，使藥物在PEG400中的溶解達(dá)到平衡，離心機(jī)中8000r／min離心10min，取上清液適量置于25m l容量瓶中，異丙醇溶解并稀釋至刻度后，HPLC進(jìn)樣，計(jì)算各藥物在PEG400中的平衡溶解度。

2.3 載藥量的測(cè)定［1］

2.3. 1 含藥PEG400溶液的配制 分別稱取一定量的NIM、DTX、PTX、CUR、TEN、SLB于20m l PEG400中，加熱使之溶解，用0.45μm的微孔濾膜過(guò)濾，分裝，高壓蒸汽（121℃）滅菌15m in，分別得上述各藥一系列梯度濃度的PEG400溶液。

2.3.2 載藥乳劑的制備 按“2.3.1”項(xiàng)下操作，配制一定濃度的含藥PEG400溶液，將4m l藥物的PEG400溶液注入96m l空白乳劑（中／長(zhǎng)鏈脂肪乳注射液）中，輕搖數(shù)次至分散均勻，得載藥納米脂肪乳劑。

2.3.3 載藥量的測(cè)定 按“2.3.2”項(xiàng)下操作，得上述各藥不同載藥濃度的載藥乳劑。分別于0、3、6、8、10、12h取適量載藥乳劑，用0.22μm微孔濾膜過(guò)濾，取續(xù)濾液0.4m l于10m l容量瓶中并精密稱重，異丙醇溶解并稀釋至刻度后進(jìn)樣。將0h樣品溶液中的藥物含量設(shè)為100%，其他時(shí)間點(diǎn)的藥物含量均與0h的藥物含量相除，即得其他各時(shí)間點(diǎn)的藥物含量相對(duì)百分比。以10h內(nèi)藥物的含量下降2%作為判斷載藥乳劑物理穩(wěn)定性的臨界指標(biāo)，確定各藥物載藥乳劑的最大載藥量。

2.4 粒徑和Ze t a電位的測(cè)定 按“2.3.2”項(xiàng)下操作，分別配制載NIM、DTX、PTX、CUR、TEN、SLB的載藥脂肪乳劑（0.4mg／m l）。用雙蒸水稀釋100倍，采用馬爾文粒徑測(cè)定儀測(cè)定粒徑和Zeta電位。

2.5 體外釋藥特性的測(cè)定［4］ 同“2.4”項(xiàng)下配制載藥脂肪乳劑（0.4mg／m l）。分別精密量取1.0m l載藥脂肪乳劑于已處理好的透析袋中，放入裝有250m l PBS溶液（pH值7.4，含20%乙醇）的溶出杯中，在藥物溶出儀中于37℃、100r／m in下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。分別于0、0.5、1、2、4、6、8、10、12h取4m l樣品溶液，同時(shí)立即補(bǔ)加4m l新鮮空白PBS溶液。樣品溶液經(jīng)0.45μm濾膜過(guò)濾，取續(xù)濾液HPLC進(jìn)樣，測(cè)定藥物濃度，并計(jì)算藥物的累積釋放率。以時(shí)間為橫坐標(biāo)，累積釋放率為縱坐標(biāo)，繪制體外釋放曲線。

2.6 相分布的測(cè)定［5］ 按“2.3.2”項(xiàng)下操作，配制上述各藥的載藥脂肪乳劑（0.4mg／m l）。

2.6.1 乳劑中藥物總含量的測(cè)定 分別精密量取載藥乳劑0.4m l，異丙醇溶解后稀釋至10m l，HPLC測(cè)定藥物濃度，計(jì)算各載藥乳劑中藥物的總含量。

2.6.2 水相中藥物含量的測(cè)定 分別取載藥乳劑適量，于超速離心機(jī)中以22000r／min離心3h，使乳劑分為油、水、乳化劑3層。用注射器取下層水相，用0.45μm微孔濾膜過(guò)濾，取續(xù)濾液HPLC測(cè)定藥物濃度，得各水相中藥物的含量。

2.6.3 油相中藥物含量的測(cè)定 同“2.6.2”項(xiàng)下方法使乳劑分為3層，取上層油相適量，用異丙醇溶解并稀釋適當(dāng)倍數(shù)，HPLC測(cè)定藥物濃度，得各油相中藥物的含量。

2.6.4 乳化劑層中藥物含量的測(cè)定 載藥乳劑中藥物總含量與油相、水相中藥物含量之和的差值，即為乳化劑層中藥物的含量。

2.7 HPLC方法 色譜條件：色譜柱：U l t imate C18柱（250mm×4.6mm，5μm）；流速：1.0m l／min；柱溫：30℃；進(jìn)樣量：20μl。NIM、DTX、PTX、CUR、TEN、SLB的流動(dòng)相分別為：甲醇-乙腈-水（35∶38∶27，V／V／V）、甲醇-乙腈-水（42∶34∶24，V／V／V）、甲醇-乙腈-水（38∶38∶24，V／V／V）、乙腈-水（含2%冰醋酸）（65∶35，V／V）、乙腈-水（45∶55，V／V）、甲醇-水-0.5mol／L KH2PO4（55∶40∶5，V／V／V）。上述各藥的檢測(cè)波長(zhǎng)分別為：237、232、227、426、230和288nm。

3 結(jié)果

3.1 油／水分配系數(shù)l og P值的測(cè)定結(jié)果 l og P值由大到小依次為：NIM＞DTX＞PTX＞CUR＞TEN＞SLB。具體結(jié)果詳見(jiàn)表1。

表1 藥物的的油／水分配系數(shù)、PEG400中溶解度、載藥量（n＝3）

3.2 PEG400中溶解度的測(cè)定結(jié)果 各藥物在PEG400中的平衡溶解度測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。PTX和SLB在PEG400中溶解度較高，NIM和TEN在PEG400中溶解度較低。log P值與PEG400中溶解度的關(guān)系見(jiàn)圖1，結(jié)果顯示，除SLB以外，其他藥物在PEG400中的溶解度隨著log P值的增大呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，即log P值在0.95～2.92的范圍內(nèi)，藥物在PEG400中的溶解度隨著log P值的增大而增大，當(dāng)log P值超過(guò)這一限度后，藥物在PEG400中的溶解度將隨log P值的增大而減小。

圖 1 PEG400中溶解度與l o g P值的關(guān)系

3.3 載藥量的測(cè)定結(jié)果 以10h內(nèi)藥物的含量下降2%作為判斷載藥乳劑物理穩(wěn)定性的臨界指標(biāo)，確定各藥物載藥乳劑的最大載藥量，結(jié)果見(jiàn)表1。log P值與載藥量的關(guān)系見(jiàn)圖2，從整體趨勢(shì)看，log P值越大，載藥量越大。

圖 2 載藥量與l o g P值的關(guān)系

3.4 粒徑和Ze t a電位的測(cè)定結(jié)果 粒徑和Ze t a電位的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖3和表2，DTX、PTX、CUR、TEN、SLB的粒徑分布和Zeta電位圖結(jié)果與NIM相同，故未列出。結(jié)果表明，6種藥物的粒徑無(wú)顯著差異，說(shuō)明藥物log P值對(duì)乳劑的粒徑無(wú)影響。6種藥物的Zeta電位均在－50mV左右，不同的藥物有細(xì)微差別，可能是由于藥物的解離性質(zhì)等有差異。乳劑的粒徑及Zeta電位與載入的藥物log P值無(wú)關(guān)，在一定載藥量范圍內(nèi)也與載藥量無(wú)關(guān)。

3.5 體外釋藥特性的測(cè)定結(jié)果 體外釋藥特性的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖4。在12h時(shí)，載NIM、DTX、PTX、CUR、TEN、SLB的載藥脂肪乳劑的累積釋放率分別為（35.02±0.90）%，（45.54±0.54）%，（53.35± 1.20）%，（70.90±1.68）%，（79.07±1.04）%，（90.70±2.55）%。log P值越大，累積釋放率越小，體外釋放越緩慢。

圖3 NIM的粒徑分布（A）和Ze t a電位（B）

圖4 藥物體外釋放曲線（n＝3）

表2 藥物粒徑和Ze t a電位的測(cè)定結(jié)果

3.6 相分布的測(cè)定結(jié)果 相分布的測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。藥物在乳劑中分為3個(gè)部分：油相、油水界面層（乳化劑層）、水相，絕大部分藥物分布于油相和乳化劑層中，很少分布在水相中。結(jié)果顯示，NIM在油相中分布最高，而SLB在油相中分布最少。從整體趨勢(shì)看，log P值越大，藥物在油相中的分布越多，但DTX不符合此趨勢(shì)，可能跟藥物自身的理化性質(zhì)有關(guān)。

表3載藥乳劑的相分布（n＝3）

4 討論

Log P值是難溶性藥物的特征指標(biāo)，用來(lái)衡量藥物分子的親水／親油性［6］，即藥物的log P值越大，說(shuō)明該藥的親油性越強(qiáng)。PEG400為兩親性溶劑，在水相和油相中均有一定的溶解度，水溶性高于脂溶性。藥物的溶解性主要取決于溶質(zhì)和溶劑間相互作用的強(qiáng)弱，相互作用強(qiáng)則易溶，相互作用弱則難溶。相互作用的強(qiáng)弱主要取決于溶質(zhì)與溶劑的極性、介電常數(shù)、溶劑化作用、締合、形成氫鍵等因素［7］。藥物在PEG400中的溶解度與藥物本身的結(jié)構(gòu)等性質(zhì)以及藥物分子與PEG400分子間的相互作用力（如氫鍵、范德華力等）有關(guān)。藥物分子與PEG400分子間的相互作用可能是PEG400的水溶性和脂溶性共同作用的結(jié)果。例如，SLB的log P值最小，在PEG400中的溶解度卻很大，這可能與SLB分子自身的特殊性質(zhì)有關(guān)。SLB分子中含有較多的-OH，能與PEG400分子形成較強(qiáng)的氫鍵，增大了其在PEG400中的溶解度。

載藥量的測(cè)定結(jié)果顯示，隨著藥物log P值的增大，載藥量有明顯的上升趨勢(shì)，但有個(gè)別藥物不符合此規(guī)律，如CUR和PTX，PTX的log P值比CUR大，但其載藥量卻低于CUR，其原因可能是磷脂對(duì)CUR具有增溶作用，可增大CUR在乳化劑層的含量并使之穩(wěn)定［8，9］。

體外釋藥特性的測(cè)定中，需選用相同的溶出介質(zhì)，比較6種藥物的體外釋放速率。在前期預(yù)實(shí)驗(yàn)中，曾采用PBS溶液（pH值7.4，含1%吐溫-80），但是CUR在該條件下無(wú)法溶出，而改用PBS溶液（pH值7.4，含20%乙醇）作為介質(zhì)時(shí)，可滿足各藥的實(shí)驗(yàn)條件，故采用上述溶液作為溶出介質(zhì)。綜上所述，本研究以藥物在PEG400中溶解度、載藥量、粒徑、Zata電位、體外釋藥特性以及藥物在

油、水、乳化劑三相中的分布等指標(biāo)與藥物log P值的關(guān)系，考察難溶性藥物對(duì)載藥特性的影響；難溶性藥物的log P值越大，脂溶性越強(qiáng)，在油相中分布越多，乳劑穩(wěn)定性越好，載藥量越高?？梢跃C合難溶性藥物的log P值及PEG400中的溶解度，確定載藥乳劑的載藥量范圍、體外釋藥特性及相分布，從而初步判斷載藥乳劑的載藥特性。

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The influenceof log P valueof insoluble drugson drug-loading propertiesof nanolipid emulsion

CHEN Lina，CHEN Jianming（Department of Pharmaceutics，School of Pharmacy，Second M ilitary Medical University，Shanghai200433，China）

ObjectiveTo study the influence on common logarithm of partition-coefficient（log P）value of insoluble drugs on nano-lipid emulsion properties，including drug-loading amount，in vitro release，and phase distribution etc.Methods6insoluble drugs，nimodipine（NIM），docetaxel（DTX），curcum in（CUR），pacl itaxel（PTX），teniposide（TEN），si lybin（SLB），were selected as themodel drugs，to investigate the relationship between log P value and nano-lipid emulsion of the dissolubility in PEG400，the amountof drug-loading，particle diameter，Zeta potential，in vitro release，and phase distribution respectively.ResultsWith the increase of log P value，drug solubility in PEG400first increased and then decreased，drugloading in nano-lipid emulsion increased，release rate in vitro of drug slowed down，drug distribution in oil phase increased while in emulsion layer decreased.Log P value has no correlation with particle diameter and Zeta potential.ConclusionThe properties of drug-loading nano-lipid emulsion can be preliminarily judged by log P values and the solubility in PEG400of drugs.

lipid emulsion；insoluble drug；log P value；drug-loading properties

R94；O647.2

A

1006-0111（2015）06-0513-05

10.3969／j.issn.1006-0111.2015.06.009

2015-06-08

2015-10-08［本文編輯］李睿旻

上海市納米專項(xiàng)（No.12nm0501000）

陳麗娜，碩士研究生.E-mail：yaodaChenlina＠163.com

陳建明，教授，博士生導(dǎo)師.研究方向：藥物新劑型與新技術(shù).E-mail：y jcjm＠163.com