眼用诺氟沙星毫微粒制备工艺的初选及优化
作者：戴丹 宋莉 邓岸黎 蒋学华
单位：(戴丹 宋莉 邓岸黎)成都市第一人民医院 成都 610016；(蒋学华)华西医科大学药学院
关键词：诺氟沙星，毫微粒，均匀设计
中国医院药学杂志991202
摘要 目的:寻找眼用诺氟沙星毫微粒最佳的处方和制备工艺。方法:选择氰基丙烯酸正丁酯为载体材料，用乳化聚合法制备NFLX-PBCA-NP，通过单因素试验初选、均匀设计优化处方和制备工艺。结果:在优化条件下制备的NFLX-PBCA-NP为乳白色胶体溶液，毫微粒外形圆整光滑、分布均匀、不粘连，平均粒径553nm，包封率90.14%，载药量22.70%。结论:该优化条件可作为眼用诺氟沙星毫微粒最佳的处方和制备工艺。
Optimizing the preparation procedure of
, 百拇医药
norfloxacin polybutylcyanoacylate nanoparticles
Dai Dan Song Li Deng Anli et al
The First People's Hospital of Chengdu, Chengdu 610016
ABSTRACT OBJECTIVE：To search for the best prescription and preparaton technology of NFLX-PBCA-NP.METHODS：NFLX-PBCA-NP was prepared by emulsing polymerization method with polybutylcyanoacylate as carrier material,the technology was optimized by single factor test and uniform design test.RESULTS：Under this optimum condition,a white colloidal solution could be prepared in which average diameter of the nanoparticles was 553 nm,embedding ration was 90.14%,and drug loading was 22.70%.CONCLUSION：The optimum condition was the best prescription and preparing technology of NFLX-PBCA-NP.
, 百拇医药
KEY WORDS norfloxacin,nanoparticles,uniform design
毫微粒(nanoparticle,NP)作为眼用药物新的载体，是增加药物粘滞性、提高药物疗效、降低毒副作用，方便使用的一种新途径，目前国内尚未见在眼用制剂方面的研究应用[1]。诺氟沙星(NFLX)临床应用广泛，选择其作为模型药物，以氰基丙烯酸正丁酯(BCA)为载体材料，用乳化聚合法制备诺氟沙星聚氰基丙烯酸正丁酯毫微粒(NFLX-PBCA-NP)[2]，以毫微粒胶体溶液外观颜色、粒径、包封率(ER)、载药量(DL)为综合指标，通过单因素试验初选并经均匀设计优化，确定了较佳的处方和制备工艺。在优化条件下制备的NFLX-PBCA-NP各项质量指标均较好，并且符合中国药典制剂通则对眼用制剂的要求[3]。
1 药品与仪器
1.1 药品 诺氟沙星(湖北潜江制药集团)；氰基丙烯酸正丁酯η=2×10-3pasMW=153(广州白云医用胶公司)；Dextran-70及pluronicF-68(sigma公司)；其它试剂均为分析纯，水为蒸馏水。
, http://www.100md.com
1.2 仪器 L8-80M超速冷冻离心机(美国Beckman公司)；H-600型透射电子显微镜(日本日立)；SALD-2001激光粒度分析仪(日本岛津)；UV-260紫外分光光度计(日本岛津)；79-1磁力加热搅拌器(江苏中大仪器厂)；pHS-4C酸度计(成都方舟科学仪器公司)；TG328A电光分析天平(上海天平仪器厂)。
2 实验方法与结果
2.1 单因素试验初选处方和制备工艺
2.1.1 搅拌温度、搅拌时间、搅拌速度的影响 先后在不同搅拌温度、不同搅拌时间、不同搅拌速度的条件下制备毫微粒，发现搅拌温度对毫微粒制备影响不明显，室温即少；搅拌时间以2～3h为宜；搅拌速度宜快速。
2.1.2 制备工艺的选择 先后用乳化聚合法一步法、二步法制备了NFLX-PBCA-NP，均能得到外观为乳白色的胶体溶液。但一步法所得毫微粒包封率较好，且工艺更为简便。
, 百拇医药
2.1.3 稳定剂的选择 先后用Dextran-40(国产)、Dextran-70、F-68、Dextran-70和F-68联用作为稳定剂，制备了NFLX-PBCA-NP。国产Dextran-40所得毫微粒明显粘连，粒径较大，Dextran-70制得毫微粒径亦偏大，F-68制得毫微粒粒径较小，但包封率较低；Dextran-70和F-68联用效果最佳，可得到形态、粒径、包封率和载药量均较好的毫微粒。
2.1.4 添加剂的选择 在确定其它条件的前提下，先后试用了焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、硫酸钠和氯化钠共5种添加剂。其中添加剂亚硫酸氢钠对提高包封率和载药量，减小粒径作用明显，添加剂亚硫酸氢钠和氯化钠联用效果更好。
2.2 均匀设计优化处方和制备工艺[4]
2.2.1 因素水平的确定及实验表的安排 根据有关文献及单因素试验结果，确定影响NFLX-PBCA-NP制备工艺的因素主要为：Dextran-70和F-68(A)、NFLX投药量(B)、BCA(C)、添加剂(D)、pH(E)共5个。每个因素取15个水平，用U15(158)均匀设计表的使用表，划去最后一行，安排实验见表1。
, 百拇医药
表1 均匀设计实验表 编号
因素
A
B
C
D
E
1
50
20
160
140
3.5
, http://www.100md.com 2
150
30
120
180
3.5
3
200
15
40
120
3.0
4
100
, http://www.100md.com
30
200
120
3.0
5
200
15
160
60
3.0
6
250
25
80
, http://www.100md.com
0
2.5
7
400
15
40
0
2.5
8
0
25
200
240
2.5
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9
50
10
120
180
2.0
10
200
25
80
180
2.0
11
300
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10
40
120
2.0
12
100
20
160
60
1.5
13
250
10
, 百拇医药 120
60
1.5
14
350
20
80
0
1.5
2.2.2 实验方法与结果评价 按表1分别称取药品、添加剂和附加剂，用0.1mol.L-1盐酸溶液溶解药品后，加入添加剂和附加剂溶解。用0.1mol.L-1盐酸溶液调pH值至所需值，用水定容，转入锥形瓶中，电磁搅拌下缓慢滴加BCA，搅拌2h。加入适量氯化钠，继续搅拌30min，停止搅拌。用0.1mol.L-1氢氧化钠溶液调pH值至5.0～5.6，微孔滤膜(=450nm)过滤，即得乳白色胶体溶液。取适量胶体液低温超速离心，分离上清液，用UV-260测定上清液中NFLX量，计算包封率和载药量。以胶体溶液外观颜色(S1：外观颜色为浓乳白色评为满分5，为无色澄清评为0分)、粒径(S2：胶体溶液极易通过450nm滤膜评为满分5，无法通过评为0分)、包封率(S3=EF/10)、载药量(S4=DL/10)为指标综合评分：S=S1+S2+S3+S4。S越大越好，结果见表2。表2 均匀设计实验结果评分表 编号
, 百拇医药
S1
S2
S3
S4
S
1
1.0
1.0
9.61
1.39
13.00
2
, 百拇医药
1.0
2.0
9.34
1.06
13.40
3
5.0
3.0
5.56
2.04
15.60
4
0.5
, http://www.100md.com
1.0
9.28
1.23
12.61
5
1.5
1.0
9.79
0.89
13.81
6
5.0
5.0
, 百拇医药
7.98
2.58
20.56
7
5.0
3.0
7.31
2.58
17.89
8
0
0
9.36
, 百拇医药
1.24
11.00
9
1.0
1.0
9.91
0.92
12.83
10
5.0
4.5
8.85
2.88
, 百拇医药
21.83
11
5.0
3.0
8.47
2.35
18.82
12
1.5
1.0
9.52
1.24
13.26
, 百拇医药
13
3.0
4.5
9.04
2.46
19.00
14
1.0
1.0
8.56
1.28
11.84
2.2.3 数据处理及多元回归方程的建立 将表1、表2的数据多元逐步回归，得到方程：Y=18.1775+0.0082X1+0.2163X2+0.0371X3+0.0011X4-1.6770X5。F=7.3167>F0.01，5，8＝6.64，回归方程非常显著。根据单因素试验及均匀设计结果综合考察，确定NFLX-PBCA-NP的优化条件，代入回归方程得Y=18.36，达到设计要求。
, 百拇医药
2.2.4 优化条件下制备的NFLX-PBCA-NP的质量考察 (1)形态观察及粒度分析：取优化条件下制备的NFLX-PBCA-NP胶体液少量，负染制片，于透射电镜下观察，粒子互不粘连，分散性好且分布均匀，外形圆整光滑；经粒度分析仪测定平均粒径dav=553nm，粒径分布不符合正态规律。(2)包封率和载药量测定：取优化条件下制备的NFLX-PBCA-NP共3批，低温超速离心，上清液用UV-260测定吸收度，代入回归方程(A=0.1261C-0.0102,r=0.9997)，计算上清液中游离NFLX量，进而求平均包封率和载药量分别为90.14%、22.47%。
3 讨论
NFLX性质稳定，制备环境无特别要求，为了符合眼用制剂的制剂规程，宜在无菌条件下进行。用乳化聚合法制备NFLX-PBCA-NP，一步法较二步法所得毫微粒包封率高，表明在毫微粒载带药物过程中，不仅有吸附，亦有包裹、夹带，从而使载带药物的能力大大提高。文献报道，pH在0.5～5.0之间均能制成毫微粒[5]。但试验显示，当pH<1.0时，毫微粒聚合不好，形态受影响，当pH>3.5时，毫微粒聚合过快成团，粒径明显增大，故确定pH值范围为1.5～3.5。
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均匀设计方程中A、B、D三因素系数为正，表明稳定剂、投药量、添加剂在试验取值范围内越大越好，而C、E两因素系数为负，表明BCA、pH在试验取值范围内越小越好，其规律均与实验结果相符。但投药量不宜过大，超过一定范围，不仅载药量不能提高，包封率也随之下降；而BCA量也不宜过小，否则毫微粒浓度太低，达不到设计要求。故应根据均匀设计结果，结合单因素试验及实际需要，综合考虑，确定最佳的工艺条件。
基金项目：四川省卫生厅1997年科研基金课题
参考文献
1 蒋学华，廖工铁，姚倩.毫微粒作为药物载体的应用.中国药学杂志，1994，29(11)：643
2 张志荣，魏振平.载药毫微粒制备方法及药物靶向性.华西药学杂志，1996，11(2)：123
3 中国药典.二部.1995：附录IJ
4 方开泰.均匀设计数论方法在试验设计的应用.应用数学学报，1980，3(4)：363
5 张志荣，廖工铁.均匀设计优选米托蒽醌毫微球的制备工艺.中国医院药学杂志，1994，14(6)：246
收稿日期：1999年2月12日, 百拇医药
单位：(戴丹 宋莉 邓岸黎)成都市第一人民医院 成都 610016；(蒋学华)华西医科大学药学院
关键词：诺氟沙星，毫微粒，均匀设计
中国医院药学杂志991202
摘要 目的:寻找眼用诺氟沙星毫微粒最佳的处方和制备工艺。方法:选择氰基丙烯酸正丁酯为载体材料，用乳化聚合法制备NFLX-PBCA-NP，通过单因素试验初选、均匀设计优化处方和制备工艺。结果:在优化条件下制备的NFLX-PBCA-NP为乳白色胶体溶液，毫微粒外形圆整光滑、分布均匀、不粘连，平均粒径553nm，包封率90.14%，载药量22.70%。结论:该优化条件可作为眼用诺氟沙星毫微粒最佳的处方和制备工艺。
Optimizing the preparation procedure of
, 百拇医药
norfloxacin polybutylcyanoacylate nanoparticles
Dai Dan Song Li Deng Anli et al
The First People's Hospital of Chengdu, Chengdu 610016
ABSTRACT OBJECTIVE：To search for the best prescription and preparaton technology of NFLX-PBCA-NP.METHODS：NFLX-PBCA-NP was prepared by emulsing polymerization method with polybutylcyanoacylate as carrier material,the technology was optimized by single factor test and uniform design test.RESULTS：Under this optimum condition,a white colloidal solution could be prepared in which average diameter of the nanoparticles was 553 nm,embedding ration was 90.14%,and drug loading was 22.70%.CONCLUSION：The optimum condition was the best prescription and preparing technology of NFLX-PBCA-NP.
, 百拇医药
KEY WORDS norfloxacin,nanoparticles,uniform design
毫微粒(nanoparticle,NP)作为眼用药物新的载体，是增加药物粘滞性、提高药物疗效、降低毒副作用，方便使用的一种新途径，目前国内尚未见在眼用制剂方面的研究应用[1]。诺氟沙星(NFLX)临床应用广泛，选择其作为模型药物，以氰基丙烯酸正丁酯(BCA)为载体材料，用乳化聚合法制备诺氟沙星聚氰基丙烯酸正丁酯毫微粒(NFLX-PBCA-NP)[2]，以毫微粒胶体溶液外观颜色、粒径、包封率(ER)、载药量(DL)为综合指标，通过单因素试验初选并经均匀设计优化，确定了较佳的处方和制备工艺。在优化条件下制备的NFLX-PBCA-NP各项质量指标均较好，并且符合中国药典制剂通则对眼用制剂的要求[3]。
1 药品与仪器
1.1 药品 诺氟沙星(湖北潜江制药集团)；氰基丙烯酸正丁酯η=2×10-3pasMW=153(广州白云医用胶公司)；Dextran-70及pluronicF-68(sigma公司)；其它试剂均为分析纯，水为蒸馏水。
, http://www.100md.com
1.2 仪器 L8-80M超速冷冻离心机(美国Beckman公司)；H-600型透射电子显微镜(日本日立)；SALD-2001激光粒度分析仪(日本岛津)；UV-260紫外分光光度计(日本岛津)；79-1磁力加热搅拌器(江苏中大仪器厂)；pHS-4C酸度计(成都方舟科学仪器公司)；TG328A电光分析天平(上海天平仪器厂)。
2 实验方法与结果
2.1 单因素试验初选处方和制备工艺
2.1.1 搅拌温度、搅拌时间、搅拌速度的影响 先后在不同搅拌温度、不同搅拌时间、不同搅拌速度的条件下制备毫微粒，发现搅拌温度对毫微粒制备影响不明显，室温即少；搅拌时间以2～3h为宜；搅拌速度宜快速。
2.1.2 制备工艺的选择 先后用乳化聚合法一步法、二步法制备了NFLX-PBCA-NP，均能得到外观为乳白色的胶体溶液。但一步法所得毫微粒包封率较好，且工艺更为简便。
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2.1.3 稳定剂的选择 先后用Dextran-40(国产)、Dextran-70、F-68、Dextran-70和F-68联用作为稳定剂，制备了NFLX-PBCA-NP。国产Dextran-40所得毫微粒明显粘连，粒径较大，Dextran-70制得毫微粒径亦偏大，F-68制得毫微粒粒径较小，但包封率较低；Dextran-70和F-68联用效果最佳，可得到形态、粒径、包封率和载药量均较好的毫微粒。
2.1.4 添加剂的选择 在确定其它条件的前提下，先后试用了焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、硫酸钠和氯化钠共5种添加剂。其中添加剂亚硫酸氢钠对提高包封率和载药量，减小粒径作用明显，添加剂亚硫酸氢钠和氯化钠联用效果更好。
2.2 均匀设计优化处方和制备工艺[4]
2.2.1 因素水平的确定及实验表的安排 根据有关文献及单因素试验结果，确定影响NFLX-PBCA-NP制备工艺的因素主要为：Dextran-70和F-68(A)、NFLX投药量(B)、BCA(C)、添加剂(D)、pH(E)共5个。每个因素取15个水平，用U15(158)均匀设计表的使用表，划去最后一行，安排实验见表1。
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表1 均匀设计实验表 编号
因素
A
B
C
D
E
1
50
20
160
140
3.5
, http://www.100md.com 2
150
30
120
180
3.5
3
200
15
40
120
3.0
4
100
, http://www.100md.com
30
200
120
3.0
5
200
15
160
60
3.0
6
250
25
80
, http://www.100md.com
0
2.5
7
400
15
40
0
2.5
8
0
25
200
240
2.5
, 百拇医药
9
50
10
120
180
2.0
10
200
25
80
180
2.0
11
300
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10
40
120
2.0
12
100
20
160
60
1.5
13
250
10
, 百拇医药 120
60
1.5
14
350
20
80
0
1.5
2.2.2 实验方法与结果评价 按表1分别称取药品、添加剂和附加剂，用0.1mol.L-1盐酸溶液溶解药品后，加入添加剂和附加剂溶解。用0.1mol.L-1盐酸溶液调pH值至所需值，用水定容，转入锥形瓶中，电磁搅拌下缓慢滴加BCA，搅拌2h。加入适量氯化钠，继续搅拌30min，停止搅拌。用0.1mol.L-1氢氧化钠溶液调pH值至5.0～5.6，微孔滤膜(=450nm)过滤，即得乳白色胶体溶液。取适量胶体液低温超速离心，分离上清液，用UV-260测定上清液中NFLX量，计算包封率和载药量。以胶体溶液外观颜色(S1：外观颜色为浓乳白色评为满分5，为无色澄清评为0分)、粒径(S2：胶体溶液极易通过450nm滤膜评为满分5，无法通过评为0分)、包封率(S3=EF/10)、载药量(S4=DL/10)为指标综合评分：S=S1+S2+S3+S4。S越大越好，结果见表2。表2 均匀设计实验结果评分表 编号
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S1
S2
S3
S4
S
1
1.0
1.0
9.61
1.39
13.00
2
, 百拇医药
1.0
2.0
9.34
1.06
13.40
3
5.0
3.0
5.56
2.04
15.60
4
0.5
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1.0
9.28
1.23
12.61
5
1.5
1.0
9.79
0.89
13.81
6
5.0
5.0
, 百拇医药
7.98
2.58
20.56
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3.0
7.31
2.58
17.89
8
0
0
9.36
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1.24
11.00
9
1.0
1.0
9.91
0.92
12.83
10
5.0
4.5
8.85
2.88
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21.83
11
5.0
3.0
8.47
2.35
18.82
12
1.5
1.0
9.52
1.24
13.26
, 百拇医药
13
3.0
4.5
9.04
2.46
19.00
14
1.0
1.0
8.56
1.28
11.84
2.2.3 数据处理及多元回归方程的建立 将表1、表2的数据多元逐步回归，得到方程：Y=18.1775+0.0082X1+0.2163X2+0.0371X3+0.0011X4-1.6770X5。F=7.3167>F0.01，5，8＝6.64，回归方程非常显著。根据单因素试验及均匀设计结果综合考察，确定NFLX-PBCA-NP的优化条件，代入回归方程得Y=18.36，达到设计要求。
, 百拇医药
2.2.4 优化条件下制备的NFLX-PBCA-NP的质量考察 (1)形态观察及粒度分析：取优化条件下制备的NFLX-PBCA-NP胶体液少量，负染制片，于透射电镜下观察，粒子互不粘连，分散性好且分布均匀，外形圆整光滑；经粒度分析仪测定平均粒径dav=553nm，粒径分布不符合正态规律。(2)包封率和载药量测定：取优化条件下制备的NFLX-PBCA-NP共3批，低温超速离心，上清液用UV-260测定吸收度，代入回归方程(A=0.1261C-0.0102,r=0.9997)，计算上清液中游离NFLX量，进而求平均包封率和载药量分别为90.14%、22.47%。
3 讨论
NFLX性质稳定，制备环境无特别要求，为了符合眼用制剂的制剂规程，宜在无菌条件下进行。用乳化聚合法制备NFLX-PBCA-NP，一步法较二步法所得毫微粒包封率高，表明在毫微粒载带药物过程中，不仅有吸附，亦有包裹、夹带，从而使载带药物的能力大大提高。文献报道，pH在0.5～5.0之间均能制成毫微粒[5]。但试验显示，当pH<1.0时，毫微粒聚合不好，形态受影响，当pH>3.5时，毫微粒聚合过快成团，粒径明显增大，故确定pH值范围为1.5～3.5。
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均匀设计方程中A、B、D三因素系数为正，表明稳定剂、投药量、添加剂在试验取值范围内越大越好，而C、E两因素系数为负，表明BCA、pH在试验取值范围内越小越好，其规律均与实验结果相符。但投药量不宜过大，超过一定范围，不仅载药量不能提高，包封率也随之下降；而BCA量也不宜过小，否则毫微粒浓度太低，达不到设计要求。故应根据均匀设计结果，结合单因素试验及实际需要，综合考虑，确定最佳的工艺条件。
基金项目：四川省卫生厅1997年科研基金课题
参考文献
1 蒋学华，廖工铁，姚倩.毫微粒作为药物载体的应用.中国药学杂志，1994，29(11)：643
2 张志荣，魏振平.载药毫微粒制备方法及药物靶向性.华西药学杂志，1996，11(2)：123
3 中国药典.二部.1995：附录IJ
4 方开泰.均匀设计数论方法在试验设计的应用.应用数学学报，1980，3(4)：363
5 张志荣，廖工铁.均匀设计优选米托蒽醌毫微球的制备工艺.中国医院药学杂志，1994，14(6)：246
收稿日期：1999年2月12日, 百拇医药