纳米青蒿琥酯胶囊及其制备工艺 【技术领域】
本发明涉及一种纳米青蒿琥酯胶囊及其制备工艺。
背景技术
青蒿琥酯(Artesunate)是半倍萜内酯化合物青蒿素的衍生物，化学名为二氢青蒿素-1，2-a-琥珀酸单酯，分子式为C19O8H28，分子量384.43，为白色粉末，无臭，几乎无味，在丙酮、三氯甲烷中极易溶解，在乙醇或乙酸乙酯中易溶，在水中几乎不溶，熔点为130---137。青蒿琥酯主要作用于疟原虫红内期无性体，是目前唯一能制成水溶性制剂的青蒿素有效衍生物。用于各种疟疾，尤其是多重抗药性恶性疟疾的治疗，另外还具有抗孕、抗纤维化、抗血吸虫、抗弓形虫、抗心律失常和肿瘤细胞毒性等作用。
青蒿素及其衍生物的主要问题是在水中不溶，代谢快，生物利用度低。因此治疗各类疾病时用药量均较大，且药效得不到充分发挥。
本申请人有《纳米龙血竭胶囊及其制备工艺》专利(中国专利号200510019818.9)，它是先配龙血竭乙醇溶液、明胶水溶液，将龙血竭乙醇溶液在搅拌下均匀滴入明胶溶液中，析出微晶，并被明胶包裹，调pH值，凝聚，冷至0-5℃加甲醛，固化囊膜，得胶体状微囊。离心分离加水洗涤几次，沉淀减压脱水、研磨得纳米龙血竭胶囊。龙血竭和青蒿琥酯虽都是粉末状固体，都易溶于乙醇等有机溶剂，但青蒿琥酯具有过氧桥环结构，不稳定，加热易于破环，易与羟基反应而失去活性，龙血竭不易与羟基反应；龙血竭微溶于水，青蒿琥酯不溶于水。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种既可口服也可针剂注射，能提高生物利用度，减少药用量，能缓释给药，制备中不用加乳化剂和助凝剂、工艺简单、操作方便的纳米青蒿琥酯胶囊及其制备工艺。
本发明目的的实现方式为，纳米青蒿琥酯胶囊，囊心物为青蒿琥酯，囊膜为明胶，囊形球形或椭球形，囊径为30±5nm。
纳米青蒿琥酯胶囊的制备工艺，具体步骤如下：
1)用100ml蒸馏水溶解1-3g明胶，在室温下搅拌24小时以上，溶胀形成胶状体，真空抽滤去杂，
2)0.05g固体粉末状青蒿琥酯室温下溶于3ml乙醇溶液中，不断搅拌至完全溶解，
3)将1ml冰乙酸溶于10ml蒸馏水中，配置大约10％的乙酸溶液，
4)取15ml明胶溶液，置于40℃恒温水浴中，搅拌中将青蒿琥酯乙醇溶液慢慢滴加其中，明胶与青蒿琥酯的投料重量比为1～8∶1，
5)加冰醋酸溶液调PH＝4，
6)在冰浴条件下将2ml甲醛缓慢滴入，温度控制在0-5℃，
7)继续搅拌30分钟，使青蒿琥酯囊膜固化，得到青蒿琥酯纳米胶囊水性胶体，
8)在200nm孔径的滤膜中过滤除菌。
9)在-20℃温度下冷冻干燥，得到纳米青蒿琥酯胶囊粉体。
本发明克服了青蒿琥酯不溶于水，代谢快和生物利用率低的缺点，制成的胶囊既可口服也可针剂注射，口服时因为有明胶包裹，在进入胃后才发挥药效，减少了对消化道的毒副作用；针剂注射时可大大提高生物利用度，因为青蒿琥酯纳米胶囊只有几十纳米，在血管中不会造成血栓，可随血液循环顺利到达患病的地点，直接对病灶进行作用，很好的发挥了药效。同时由于破囊是一个缓慢的过程，可以使药物缓释、低毒、长效。
按本发明工艺制备的纳米胶囊平均囊径在30nm左右，且较为分散、粒径大小均匀、包裹状态较好、包裹率为50％；制备中不用加入乳化剂和助凝剂，工艺简单、操作方便。
【附图说明】
图1为青蒿琥酯纳米胶囊的透射电镜扫描形态图，
图2为明胶和青蒿琥酯质量比为1∶1真空冷冻干燥后效果图，
图3为明胶和青蒿琥酯质量比为2∶1真空冷冻干燥后效果图，
图4为明胶和青蒿琥酯质量比为3∶1真空冷冻干燥后效果图，
图5为明胶和青蒿琥酯质量比为4∶1真空冷冻干燥后效果图，
图6为明胶和青蒿琥酯质量比为5∶1真空冷冻干燥后效果图，
图7为明胶和青蒿琥酯质量比为8∶1真空冷冻干燥后效果图，
图8为明胶和青蒿琥酯质量比为10∶1的电镜扫描图，
图9为明胶和青蒿琥酯质量比为8∶1的电镜扫描图，
图10为明胶和青蒿琥酯质量比为5∶1的电镜扫描图，
图11为明胶和青蒿琥酯质量比为3∶1的电镜扫描图，
图12为明胶和青蒿琥酯质量比为1∶1的电镜扫描图。
【具体实施方式】
本发明胶囊的囊心物为青蒿琥酯，囊膜为明胶，囊形球形或椭球形。
制备工艺是，用蒸馏水溶胀明胶，形成胶状体，将粉末状青蒿琥酯溶于乙醇中，将冰乙酸溶于蒸馏水中，取明胶溶液，在40℃恒温水浴下搅拌中慢慢滴加青蒿琥酯乙醇溶液，用冰醋酸溶液调PH值，在冰浴条件下缓慢滴入甲醛，使青蒿琥酯囊膜固化，过滤灭菌，冷冻干燥得到青蒿琥酯纳米胶囊粉体。
最佳的是用100ml蒸馏水溶解2g明胶，明胶与青蒿琥酯的投料重量比为1∶1，青蒿琥酯在乙醇中的溶解温度小于30℃。
本发明利用固体囊芯物在乙醇等有机溶剂和水中的溶解度不同，将固体囊芯物溶解在溶解度较大的乙醇等有机溶剂中配制成浓度接近于饱和的溶液，按一定速度滴入另一种分散有囊材的对囊芯物质溶解度较小的水溶液中，囊芯物即会结晶析出，可自由流动的囊材丰富相将聚集在囊心物表面，逐渐将囊心物包裹。最后沉积在囊心物周围的囊材形成连续的膜，再经固化形成微囊。
本发明所用试剂情况如下：青蒿琥酯含量98.99％，明胶用化学纯的，乙醇浓度95％，用分析纯的，冰醋酸浓度99.5％，用分析纯的，甲醛浓度37.0-40.0％，用分析纯的。
参照图1，在透射电镜下观察，能看见很多圆形或椭圆型的纳米胶囊，且纳米胶囊分散，粒径大小均匀，平均粒径在30纳米左右，包裹状态较好。
明胶是一种水溶性蛋白质，它无毒而且有良好的成膜性，是应用广泛的微胶囊制备原料。不同方法处理得到的明胶等电点不同，而明胶的等电点直接关系到实验PH值的介定，从而影响到实验中的具体步骤，故本发明选择pH＝4.8的碱法明胶，如选择酸法明胶，会导致等电点的判断失误，进而使产物团聚或沉降。
本申请人用乙醇和丙酮作了青蒿琥酯溶剂的选择实验，青蒿琥酯在乙醇中的溶解度要远远高于丙酮，且丙酮在外界温度较高时较乙醇更容易挥发，因此青蒿琥酯更易析出。丙酮的毒性大于乙醇，故本发明选择乙醇作青蒿琥酯的溶剂。
青蒿琥酯在乙醇中溶解温度的控制影响包裹质量。本申请人在室温(＜30℃)和40℃恒温条件下回流溶解后的包裹效果见表1，
表1
从表1可知，40℃回流溶解后包裹物均无丁达尔现象发生，可能因为在此温度下青蒿琥酯与乙醇作用而破环，并影响包裹效果。
明胶起包裹作用，对团聚影响最大的因素是明胶用量。加入明胶过量，使胶囊囊壁较厚，分布不均匀，也会使制得的纳米胶囊之间产生交联，容易引起团聚，加入过少起不到很好的包裹作用，会有部分青蒿琥酯晶体析出，影响胶囊囊型。
本申请人比较了明胶和青蒿琥酯不同质量比例时包裹后溶液的丁达尔现象，结果见表2：表2中明胶溶液地浓度都是0.02g\ml。
表2
从表中可见，明胶与青蒿琥酯的质量比越大，溶液的丁达尔现象越明显，说明胶浓度越大纳米胶囊包裹越完全。
通过油镜观察可得出明胶与青蒿琥酯质量比较小时，制成的纳米胶囊数目越多，且颗粒越小。而当明胶的用量逐步增加时，制成的纳米胶囊数目减少少，颗粒增大，且纳米胶囊间发生了团聚。但考虑到最大地提高包裹率，故本发明的明胶与青蒿琥酯质量比应为1∶1。
将所制的的各比例溶液置于真空冷冻干燥器中冷冻干燥，干燥后的效果图如图2-图7所示。
通过上面各比例溶液干燥后的效果图可知当明胶和青蒿琥酯质量比为1∶1时，干燥后的产品是细小的白色粉末，而随着明胶的质量增加，干燥后的产品越来越粗，甚至联结在一起成团状。
实验中我们对明胶和青蒿琥酯不同质量比制得的产品通过透射电镜进行分析，电镜扫描结果如图8-图12所示，从图中可见：在其他条件一致的情况下，当明胶和青蒿琥酯的质量为1∶1时产品的包裹效果，分散状况及包裹率最好，平均粒径在30纳米左右。即当明胶的质量和青蒿琥酯的质量相等时制成的纳米胶囊的形态和包裹率最好，而当明胶的质量大于青蒿琥酯的质量时，引起团聚，使胶囊囊壁较厚，分布不均匀，也使制得的纳米胶囊之间产生交联。
甲醛在制备中起固化成囊的作用，青蒿琥酯胶囊在温度过高时囊材明胶容易脱落，滴加甲醛可以固化胶囊。滴加甲醛的量必须合适，因甲醛过量，如不及时除去，易在胶囊之间交联形成凝胶，这种凝胶是不可逆的，过少会使一定量的青蒿素胶囊囊材脱落，不利于胶囊的成型。故本发明选择甲醛的滴加量为2ml。
本申请人作了滴加甲醛时的温度试验，实验结果见表3：
表3
1 2 3 4 5 6 7 8 明胶与 青蒿琥 酯质量 比 1∶1 1∶1 2∶1 2∶1 3∶1 3∶1 4∶1 4∶1 温度/℃ 18 3 15 2 8 1 7 5 现象 滴加2分 钟后发生 沉降，无 丁达尔现 象 有很明显 的丁达尔 现象 滴加2分 钟后发生 沉降，无 丁达尔现 象 有很明显 的丁达尔 现象 滴加5分 钟后发生 沉降，无 丁达尔现 象 有明显的 丁达尔现 象 滴加5分 钟后发生 沉降，无 丁达尔现 象 有明显的 丁达尔现 象
从表3可见，滴加甲醛时，如果温度过高，囊间交联加剧，固易沉降。温度过低，达到水的冰点，囊内交联缓慢，温度在0-5℃时比较适宜固化，既能达到较好的固化的效果，也不至于形成凝胶。
本申请人通过L9(34)正交实验设计来确定明胶用量，甲醛用量，搅拌温度最终的参数，试验设计方案见表-4，其中每次试验各取青蒿琥酯0.2g。
表4
注：假定上述因素间无交互作用
表头设计及理化指标结果见表-5、表-6，其中每次试验各取青蒿琥酯0.2g。团聚测定标准：分数越高代表团聚越不明显；包裹测定标准：分数越高代表包裹越好。
表5
项目 实验次数 A B C 成囊分(％) 实验方案 1 1 1 1 30 A1B1C1 2 1 2 2 45 A1B2C2 3 1 3 3 50 A1B3C3 4 2 2 3 40 A2B2C3 5 2 3 1 80 A2B3C1 6 2 1 2 55 A2B1C2 7 3 3 2 70 A3B3C2 8 3 1 3 70 A3B1C3 9 3 2 1 65 A3B2C1
正交试验结果表6，
表6
由表-6可知对包裹和团聚影响最大的因素是明胶用量，其次是搅拌时间，再次是甲醛用量。实验最佳条件是青蒿琥酯0.2g，明胶0.2g，甲醛0.25ml，搅拌时间30min，搅拌过程控温40℃左右，冷却温度0-5℃。