6－巰基嘌呤在HPMCAS包覆介孔分子篩SBA－15藥物系統中的緩釋行為研究＊

陳 稚，吳都督，何仰芬，陳文芳

（廣東醫學院：1.分析中心；2.藥學院，廣東 東莞 523808）

6－巰基嘌呤（6－MP）是常用的抗癌藥物。但在傳統口服給藥方式中，藥物在到達腸道以前大部分就被胃吸收或者被胃中的酶所破壞，這樣不僅降低了藥物到達腸道后的有效濃度，而且藥物對造血系統的毒副反應容易使胃、肝等正常器官受到傷害［1－2］。最近，納米技術的發展激發了廣大研究者使用新開發的納米材料作為醫藥載體的興趣。而硅基介孔分子篩因具有分布均勻且連續可調的納米孔徑、高比表面積和良好的生物相容性等優點，已成為一種新型藥物載體［3－9］。另外，考慮到胃和腸道各自環境中pH的差異，如能設計一種pH控制的藥物釋放載體應用于腸道藥物控釋應該是一個切合實際的研究方向。然而，到目前為止，基于介孔分子篩這種新型載體的腸道藥物控釋研究卻只有很少的報道。部分學者利用羧基官能化SBA－15表面的COOH和聚電解質PDDA之間的靜電相互作用，研究開發了一種pH敏感藥物釋放載體，但該釋控系統對酸過于敏感，對6－MP應用于腸道給藥價值不大［10］。因此，如果能設計出一種pH控制腸道藥物釋控系統，它能夠很明顯地延緩6－MP在胃液中的釋放速度，而且又不限制6－MP在腸液中的釋放，那么所得到的應是一個好的腸道靶向藥物釋放系統。而且該釋控系統還可阻止毒副反應對胃、肝等器官的損害，對腸癌的治療應具有廣闊的前景。醋酸羥丙基甲基纖維素琥珀酸酯（HPMCAS）是以羥丙基甲基纖維素與醋酐、琥珀酸酐酯化得到的一種性能優良的pH敏感的包覆材料，它因具有安全無毒、溶解性好、在體內不易被酶破壞等特點，是一種理想的介孔分子篩的包覆材料［11］。本文以pH敏感的HPMCAS作為包衣材料，通過簡單的提拉方法，將其包覆于介孔分子篩SBA－15表面，制備pH敏感的HPMCAS／SBA－15藥物控釋載體，同時以6－MP為模型藥物，將其負載于控釋載體中，并考察其在模擬胃液（SGF）和模擬腸液（SIF）中的緩釋行為，以驗證HPMCAS／SBA－15載體的pH敏感性能。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑 6－巰基嘌呤分析純由Sigma公司提供；醋酸羥丙基甲基纖維素琥珀酸酯分析純由湖州四風生物科技有限公司提供；P123分析純由Aldrich公司提供；正硅酸乙酯分析純由天津市化學試劑一廠提供；磷酸二氫鉀、磷酸氫鉀分析純由天津科密歐化學試劑公司提供；無水乙醇、鹽酸分析純由廣東番禺化學試劑廠提供。

1.2 方法

1.2.1 介孔分子篩SBA－15的合成 在磁力攪拌下，將6.0g表面活性劑P123加入到80mL 1.5mol／L的HCl溶液中，恒定溫度在40℃，攪拌至P123完全溶解后，加入8.0mL的正硅酸乙酯。反應混合物在40℃下恒溫攪拌24h后轉移至100mL的晶化釜中，于100℃下晶化36h。所得產物過濾后，用去離子水和無水乙醇反復沖洗直至濾液的pH為7.0，然后樣品在80℃下干燥，最后將樣品在索氏抽提器中用無水乙醇萃取48h，80℃下烘干即得純硅基介孔SBA－15。

1.2.2 藥物吸附 分別取1.0g SBA－15粉末和1.5g 6－巰基嘌呤，加入到250mL的去離子水和甲醇的等體積混合溶劑中。室溫下攪拌12h后過濾，所得固體在80℃烘箱中干燥。取2.0mL濾液稀釋到25.0mL，用 WFZ－26A型紫外可見分光光譜儀（天津拓普儀器有限公司）測定溶液中的6－MP的濃度，并按以下公式確定載藥量。載藥量＝［（投入藥物質量－游離藥物質量）／載體質量］×100% 。

1.2.3 HMPCP／SBA－15的制備和藥物緩釋 取0.20g負載了藥物的SBA－15粉末，在5.0MPa的軸向壓力下制得13mm×3mm的藥片。然后將4.0g的HPMCAS加入到甲醇和去離子水的混合溶劑中（甲醇和水的體積比＝1∶1），攪拌至HPMCAS全部溶解。接著以提拉的方式在SBA－15藥片上包覆HPMCAS聚合物，提拉的速度控制在20cm／min。每個藥片的HPMCAS包覆過程分重復5次。最后，將包覆有HPMCAS聚合物膜的藥片置烘箱中干燥1h，備用。然后，在100r／min的攪速下，將以上所得藥片分別在模擬胃液（pH ＝1.2，HCl水溶液）和模擬腸液（pH＝7.4，磷酸氫鉀和磷酸二氫鉀的緩沖溶液）中研究藥物緩釋行為，實驗溫度控制在37℃。用WFZ－26A型紫外可見分光光譜儀測定溶液中釋放出來的6－巰基嘌呤的濃度，并按以下公式確定藥物釋放率。藥物釋放率＝（釋放過程中游離的藥物質量／負載的藥物質量）×100%。

1.2.4 材料表征 透射電鏡（TEM）測試于日立H 600透射電鏡儀進行，具體操作：首先把少量樣品放入稱量瓶內，乙醇作分散劑，超聲振蕩20min后，用潔凈的滴管取一滴于銅網上，干燥后進行觀察，操作電壓為200kV。

紅外光譜在FTS175C－UMA500型傅利葉紅外光譜儀（美國Bio－Rad公司）上測得，光譜分辨率為4cm－1，掃描累加128次。采用KBr壓片法進行測定。

X－射線衍射（XRD）測試于日本理學（Rigaku）D／max－γA型X射線衍射儀進行，使用CuKα輻射（λ＝0.154 2nm），金屬Ni濾波，石墨單色器，電壓40kV，電流30mA，閃爍記數器記錄強度。

N2吸附脫附和孔分布在美國Tristar 3000自動物理吸附儀上進行。樣品在80℃和10－6mm Hg下脫氣12h后，在－196℃下進行測定，并由Brunauer－Emmett－Teller（BET）方程計算樣品的比表面積，用Barrett－Joyner－Halenda（BJH）方法和N2吸附－脫附曲線中的脫附分支計算材料的孔分布。

2 結 果

2.1 SBA－15介孔分子篩的材料表征與其負載6－MP前后的XRD圖 圖1是SBA－15介孔分子篩透射電鏡圖。由圖可見，本文所合成的SBA－15長度約為10～20m。圖2是負載6－MP前后的SBA－15介孔分子篩的XRD圖，由圖可見，SBA－15在負載6－MP前后均在2θ＝1.0°左右存在一個六方晶系d100衍射主峰。

圖1 SBA－15介孔分子篩的透射電鏡圖

圖2 SBA－15介孔分子篩的XRD圖

2.2 SBA－15介孔分子篩的主要紅外吸收峰變化與織構參數和藥物負載量 表1列舉了SBA－15介孔分子篩在吸附6－MP前后的主要紅外特征吸收峰的變化。由表1可見，純SBA－15介孔分子篩在3 462.0、1 648.0、1 089.0、971.1和801.8cm－1出現特征吸收峰。其中，3 462.0cm－1屬于分子篩表面吸附水的O－H伸縮振動，1 648.0cm－1屬于吸附水的O－H彎曲振動，1 089.0cm－1屬于 Si－O 的不對稱伸縮振動，971.1cm－1和801.8cm－1屬于SiO－H 的彎曲振動［10］。當SBA－15介孔分子篩吸附6－MP后，其表面除了依然有上述硅骨架的特征峰外，還在2 590.0cm－1和1 588.0cm－1出現了新的特征峰。其中，2 590.0cm－1屬于6－MP的S－H伸縮振動，1 588.0cm－1屬于－C＝N－的伸縮振動［12］。根據UV／Vis所測得的濃度，計算出6－MP在SBA－15介孔分子篩上的藥物負載量為10.4%。表2列舉了SBA－15介孔分子篩在吸附6－MP前后的主要織構參數的變化。藥物負載后，分子篩的比表面由429.4m2／g降為401.8 m2／g，孔容由0.847cm3／g降為0.802cm3／g，孔徑由6.8nm降為6.4nm。

圖3 6－MP在純SBA－15和 HPMCAS／SBA－15中的釋放曲線

2.3 兩種載藥粒在模擬胃液、腸液中的緩釋和膜的干燥溫度對藥物釋放的影響 SBA－15載藥粒和 HPMCAS／SBA－15載藥粒在模擬胃液和模擬腸液中的緩釋行為見圖3。膜的干燥溫度對藥物釋放行為的影響見圖4。

圖4 膜的不同干燥溫度對6－MP在HPMCAS／SBA－15中的釋放影響

表1 SBA－15介孔分子篩的主要紅外吸收峰（cm－1）

表2 SBA－15介孔分子篩的結構參數和藥物負載量

3 討 論

圖1表明本文合成的介孔分子篩具有直徑均一的棒狀結構。圖2中SBA－15出現的d100衍射峰，表明樣品長程有序的六方孔道結構已經形成，且與文獻報道一致［13］。另外，SBA－15在負載6－MP后，其XRD圖基本不變，表明6－MP在SBA－15負載并不會改變分子篩的有序結構。

表1中歸屬于6－MP的特征峰的出現，意味著6－MP已成功地負載到介孔SBA－15的表面。在表2中，分子篩在吸附藥物后，其比表面、孔徑和孔容都有不同程度的減小，這可能是由于藥物6－MP分子負載到介孔SBA－15的孔道內的緣故。另外，根據UV／Vis所測得的濃度，計算出6－MP在SBA－15介孔分子篩上的藥物負載量為10.4%。

從圖3a中可以看到，未包覆HPMCAS的SBA－15載藥粒在模擬胃液中釋放6－MP的速度很快，而 HPMCAS包覆的SBA－15載藥粒在模擬胃液中釋放6－MP的速度較慢。這表示HPMCAS／SBA－15可以很好的延緩6－MP在模擬胃液中的釋放速度。另外，本研究發現，在模擬腸液中，藥物緩釋過程基本不受所包覆的HPMCAS膜層的影響，包覆前后的藥物緩釋曲線變化不大，6－MP在模擬腸液中均可快速釋放（圖3b）。由此可見，該藥物緩釋系統，不僅可以明顯延緩6－MP在胃液中的釋放速度，而且又不影響6－MP在腸液中的釋放，因而是一種理想的pH敏感載體。

另外，本研究考察了膜的干燥溫度對藥物釋放行為的影響［14］。從圖4a可見，樣品干燥溫度越高，6－MP的釋放速度越慢。而在模擬腸液中，本研究發現制樣時的干燥溫度對6－MP的釋放速度基本沒有影響，6－MP在短時間內均可快速釋放（圖4b），這主要是因為HPMCAS在模擬腸液中，其表面的靜電斥力起主導作用，可使其快速溶解的緣故［15］。

綜上所述，本文通過簡單的提拉鍍膜的方法，將HPMCAS成功包覆于負載有6－MP的SBA－15藥片的表面，制備了pH敏感型藥物緩釋材料HPMCAS／SBA－15，并且考察了其在模擬胃液和模擬腸液中的緩釋行為。研究結果發現，HPMCAS／SBA－15能夠有效地延緩抗癌藥物6－MP在模擬胃液中的釋放速度，且不影響藥物在模擬腸液中的釋放速度，是一種良好的pH敏感型藥物緩釋材料，有望在腸道腫瘤治療的主動靶向和控制釋藥方面取得應用。

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