一种姜黄素固体分散体及其机械力制备方法

本发明属于药物制剂技术领域，具体涉及一种能够提高姜黄素生物利用度的姜黄素固体分散体及其机械力制备方法。

背景技术：

姜黄素是一种是从香料姜黄中提取的一种天然多酚类化合物，具有多种药理活性，但是水溶性差、胃肠道吸收差、快速降解和生物利用度低限制了其应用范围。因此开发能够促进胃肠道吸收、保护活性成分不被快速代谢并最终提高生物利用度的新型药物给药系统备受关注。chaurasia等人开发了一种载姜黄素的脂多糖纳米颗粒(c-lpnc)，以提高姜黄素的口服生物利用度。以磷脂酰胆碱-麦芽糖糊精为基础的亲水脂多糖为纳米载体，负载姜黄素。该制剂稳定性不佳，在ph为7.4的缓冲溶液中，姜黄素在30分钟内突然溶解(s.chaurasia,etal.lipopolysaccharidebasedoralnanocarriersfortheimprovementofbioavailabilityandanticancerefficacyofcurcumin,carbohydr.polym.2015,130,9-17)。wang等人采用co2辅助原位纳米非晶化，制备基于姜黄素脂多糖的口服纳米混悬液，以提高姜黄素的生物利用度和抗癌效果。该方法首先将姜黄素、柠檬酸和稳定剂brij78溶于乙醇中。然后通过蒸发除去溶剂，从而形成一种固体混合物。然后将碳酸溶液加入到固体混合物中，形成负载姜黄素的纳米悬浮液。该法可能导致有机溶剂残留等问题(y.wang,etal.acost-effectivemethodtopreparecurcuminnanosuspensionswithenhancedoralbioavailability,j.colloidinterfacesci.2017,485,91–98)。vecchione等人研制了一种硫醇改性壳聚糖包覆、姜黄素-胡椒碱水包油纳米乳液。优化后的配方粒径为110nm，姜黄素与胡椒碱的质量比为100:1，壳聚糖硫代水平为14-15％。当口服剂量为8mg/kg时，姜黄素的auc0-t值比标准剂量(5.4μgh/ml)提高了64倍(343.3μgh/ml)。但该制剂方法操作繁琐，条件严苛，不适于大批量生产(r.vecchione,etal.curcuminbioavailabilityfromoilinwaternano-emulsions:invitroandinvivostudyonthedimensional,compositionalandinteractionaldependence,j.contr.release2016,233,88–100)。徐文峰等人使用多种环糊精与姜黄素制备包合物(cn201310202135.1)，刘珂等人制备了白蛋白包封的纳米姜黄素(cn201210484495.0)，黄厚才等人使用胡椒碱和玉米醇溶蛋白制备了姜黄素纳米混悬剂(cn201210439698.8)，但以上方法虽可提高姜黄素的生物利用度，但在处理过程中引入有机溶剂且对温度有较高的要求。

大部分常用药物的生物利用度低，低生物利用度主要是由低溶解度和低渗透性或两者共同决定的。口服药物的溶解度特别重要，解决这一问题的一种可行性的方法是使用增溶性辅料与难溶性药物以配合物形式作为递送系统。大量的物理化学研究表明，疏水药物与两亲性化合物的络合能使药物的溶解度比初始化合物增加数十倍。泊洛沙姆、单甘酯、甘草酸(ga)、甘草酸二钠(na2ga)由于具有两亲性质，可以自组装为聚集体/胶束以结合多种药物，从而显着增强其稳定性，渗透性和生物利用度。生物聚合物具有多种独特的性质，可作为口服给药系统的赋形剂或载体，在制药领域有着广泛的应用。透明质酸(ha)是cd44的天然配体，将ha作为药物载体能够主动靶向肝脏ha受体。果胶、阿拉伯树胶、黄原胶等由于其优异的生物降解性，生物相容性，无毒性，天然丰度和低成本而被广泛用作胶凝剂，增稠剂，胶体稳定剂和药物载体。果胶、黄原胶作为功能性食品添加剂，对结肠炎症和代谢紊乱具有调节作用。此外，阿拉伯树胶口服后具有粘膜粘着性，最初的润湿和溶胀被认为可以与粘膜紧密接触，促进胶链与粘蛋白之间的缠结，并形成氢键，从而增强了药物在胃肠道粘膜中的吸附。因此，这些特性使生物聚合物具有粘膜粘附性媒介物在药物递送系统中的应用潜力。

p-gps广泛分布于人体组织上皮细胞基底表面。他们错误地将药物认定为外源性危险物质，可能导致药物外溢。p-gp介导的外排作用在胃肠道(git)中组分吸附效率发挥着重要作用。p-gp在肠上皮细胞中过表达，ga和单宁酸(ta)可以通过抑制p-gp功能增强药物吸收。茶多酚能较全面的调整血脂尤其是降低血清甘油三脂(tg)、总胆固醇(tc)和低密度脂蛋白胆固醇(ldl-c)的含量，升高高密度脂蛋白(hdl)。另外茶多酚是低密度脂蛋白氧化的强抑制剂，能有效地抑制ldl的氧化修饰，对动脉粥样硬化形成的影响因素有一定的抑制作用。环糊精分子具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构，在其空洞结构中，外侧具有亲水性，而空腔内由于受到c-h键的屏蔽作用形成了疏水区。由于环糊精的外缘亲水而内腔疏水，因而它能够像酶一样提供一个疏水的结合部位，作为主体包络各种适当的客体，能有效地增加一些水溶性不良的药物在水中的溶解度和溶解速度。

传统的固体分散体的制备方法有熔融法、溶剂法、溶剂喷雾干燥法等，这些方法需使用有机溶剂，存在有机溶剂残留的问题，而且制备过程复杂。然而利用机械化学方法无溶剂制备固体分散体，可以避免过程中有机溶剂对环境的污染，而且无需加热。该方法不仅是对传统固体分散体制备工艺创新，同时也实现了姜黄素固体分散体制备工艺的重大突破。

技术实现要素：

针对姜黄素溶解度和生物利用度低的问题，本发明的目的在于提供一种机械力制备姜黄素固体分散体的方法，它能够提高姜黄素的溶解度、渗透性和生物利用度，提高姜黄素在肠道部位的吸收，提高姜黄素的降血脂活性。其制备中避免了有机溶剂的使用，达到绿色环保的要求，且增加了肠道吸收，生物利用度和降脂活性。

本发明限定的一种姜黄素固体分散体，其特征在于由质量比为1:0.5～20:0.5～20的姜黄素、两亲性物质和高分子材料组成，姜黄素为活性组分，两亲性物质和高分子材料为载体。

进一步地，本发明还限定了两亲性物质为泊洛沙姆、单甘酯、甘草酸或甘草酸二钠；高分子材料选自透明质酸、果胶、阿拉伯胶树、黄原胶、单宁酸、茶多酚、β-环糊精、羟丙基-β-环糊精中的一种或几种。

更进一步地，本发明还限定了一种姜黄素固体分散体的制备方法，具体为：按投料比，向球磨罐中加入姜黄素、两亲性物质和高分子材料混合均匀得物料，再加入不锈钢钢珠为球磨介质，密封后将球磨罐放置于滚筒球磨机上球磨，得到姜黄素固体分散体。

进一步地，本发明还限定了球磨罐的填充率为10％～90％，优选为30-70％，不锈钢钢珠与物料的质量比为30～85:1。

进一步地，本发明还限定了球磨机的转速为50～300rpm，优选为165～300rpm。

进一步地，本发明还限定了球磨机的球磨时间为0.5～48h，优选为10～48h，最优为12小时。

更进一步地，本发明还限定了两亲性物质为泊洛沙姆、单甘酯、甘草酸或甘草酸二钠；高分子材料选自、透明质酸、果胶、阿拉伯胶树、黄原胶、单宁酸、茶多酚、β-环糊精、羟丙基-β-环糊精中的一种或几种。

通过采用上述技术，与现有的技术相比，本发明有益效果体现在：

1)本发明借助于两亲性物质提高活性药物膜透性及对多种药物具有增强吸收的特点，同时利用水溶性的可生物降解的功能性高分子化合物有利于协同促进药物在胃肠道转运吸收，提高姜黄素生物利用度；

2)本发明通过限定的制备方法制备固体分散体，其操作简单、且与传统制剂相比，避免了使用有机溶剂，即避免了有可能在去除有机溶剂过程中可能产生的溶剂残留，对环境的污染等问题。具有操作简单，生产成本低，可放大生产，对环境友好无污染等优异性，是一种具有广阔应用前景的制备固体分散体的方法；

3)本发明通过机械力制备姜黄素固体分散体，将姜黄素与高分子载体球磨，在提高姜黄素溶解度和渗透性的同时，提高了姜黄素的生物利用度，为姜黄素在口服制剂的开发中提供了新的思路和方法。

附图说明

图1为不同高分子载体制备的姜黄素固体分散体中姜黄素的溶解度图；

图2为不同球磨时间的姜黄素固体分散体中姜黄素的溶解度图；

图3为姜黄素固体分散体与姜黄素原料药的膜渗透性图；

图4为姜黄素固体分散体与姜黄素原料药的生物利用度图；

图5a、图5b、图5c、图5d为姜黄素固体分散体与姜黄素原料药的降血脂效果图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例1：甘草酸二钠和透明质酸作为载体的固体分散体的制备(姜黄素：透明质酸：甘草酸二钠＝1:1:10)

在300ml四氟乙烯的球磨罐中加入姜黄素(1g)、透明质酸(1g)和甘草酸二钠(10g)，加入660g直径为15mm的不锈钢珠为研磨介质，混合均匀后放入wiggensml007滚筒球磨机中，设定转速为300rpm，时间为24小时。结束后，取适量固体分散体(姜黄素固体分散体在水中能够形成过饱和溶液即可)于20ml形瓶中，加入10ml馏水，用保鲜膜密封后放置在37℃下的恒温水浴振荡器中，以200rpm的速度震荡24小时。取上清液过0.45μm针式过滤器后使用高效液相色谱分析，实验结果表明，在该组分的固体分散体中姜黄素的溶解度为15.57mg/l。

实施例2：甘草酸二钠和果胶作为载体的固体分散体的制备(姜黄素:果胶:甘草酸二钠＝1:1:10)

在300ml四氟乙烯的球磨罐中加入姜黄素(1g)、果胶(1g)和甘草酸二钠(10g)，加入660g直径为15mm的不锈钢珠为研磨介质，混合均匀后放入wiggensml007滚筒球磨机中，设定转速为300rpm，时间为24小时。结束后，取适量固体分散体(姜黄素固体分散体在水中能够形成过饱和溶液即可)于20ml形瓶中，加入10ml馏水，用保鲜膜密封后放置在37℃下的恒温水浴振荡器中，以200rpm的速度震荡24小时。取上清液过0.45μm针式过滤器后使用高效液相色谱分析，实验结果表明，在该组分的固体分散体中姜黄素的溶解度为18.65mg/l。

实施例3：甘草酸二钠和单宁酸作为载体的固体分散体的制备(姜黄素:单宁酸:甘草酸二钠＝1:1:10)

在300ml四氟乙烯的球磨罐中加入姜黄素(1g)、单宁酸(1g)和甘草酸二钠(10g)，加入660g直径为15mm的不锈钢珠为研磨介质，混合均匀后放入wiggensml007滚筒球磨机中，设定转速为300rpm，时间为24小时。结束后，取适量固体分散体(姜黄素固体分散体在水中能够形成过饱和溶液即可)于20ml形瓶中，加入10ml馏水，用保鲜膜密封后放置在37℃下的恒温水浴振荡器中，以200rpm的速度震荡24小时。取上清液过0.45μm针式过滤器后使用高效液相色谱分析，实验结果表明，在该组分的固体分散体中姜黄素的溶解度为5.49mg/l。

实施例4：甘草酸二钠和羟丙基-β-环糊精作为载体的固体分散体的制备(姜黄素:羟丙基-β-环糊精:甘草酸二钠＝1:1:10)

在300ml四氟乙烯的球磨罐中加入姜黄素(1g)、羟丙基-β-环糊精(1g)和甘草酸二钠(10g)，加入660g直径为15mm的不锈钢珠为研磨介质，混合均匀后放入wiggensml007滚筒球磨机中，设定转速为300rpm，时间为24小时。结束后，取适量固体分散体(姜黄素固体分散体在水中能够形成过饱和溶液即可)于20ml形瓶中，加入10ml馏水，用保鲜膜密封后放置在37℃下的恒温水浴振荡器中，以200rpm的速度震荡24小时。取上清液过0.45μm针式过滤器后使用高效液相色谱分析，实验结果表明，在该组分的固体分散体中姜黄素的溶解度为7.55mg/l。

实施例5：单甘酯和β-环糊精作为载体的固体分散体的制备(姜黄素:单甘酯:β-环糊精＝1:1:10)

在300ml四氟乙烯的球磨罐中加入姜黄素(1g)、单甘酯(1g)和β-环糊精(10g)，加入660g直径为15mm的不锈钢珠为研磨介质，混合均匀后放入wiggensml007滚筒球磨机中，设定转速为300rpm，时间为24小时。结束后，取适量固体分散体(姜黄素固体分散体在水中能够形成过饱和溶液即可)于20ml形瓶中，加入10ml馏水，用保鲜膜密封后放置在37℃下的恒温水浴振荡器中，以200rpm的速度震荡24小时。取上清液过0.45μm针式过滤器后使用高效液相色谱分析，实验结果表明，在该组分的固体分散体中姜黄素的溶解度为6.42mg/l。

实施例6：泊洛沙姆和阿拉伯树胶作为载体的固体分散体的制备(姜黄素:泊洛沙姆:阿拉伯树胶＝1:5:10)

在300ml四氟乙烯的球磨罐中加入姜黄素(1g)、泊洛沙姆(5g)和阿拉伯树胶(10g)，加入660g直径为15mm的不锈钢珠为研磨介质，混合均匀后放入wiggensml007滚筒球磨机中，设定转速为300rpm，时间为24小时。结束后，取适量固体分散体(姜黄素固体分散体在水中能够形成过饱和溶液即可)于20ml形瓶中，加入10ml馏水，用保鲜膜密封后放置在37℃下的恒温水浴振荡器中，以200rpm的速度震荡24小时。取上清液过0.45μm针式过滤器后使用高效液相色谱分析，实验结果表明，在该组分的固体分散体中姜黄素的溶解度为5.98mg/l。

实施例7：单甘酯和黄原胶作为载体的固体分散体的制备(姜黄素：单甘酯：黄原胶＝1:2:10)

在300ml四氟乙烯的球磨罐中加入姜黄素(1g)、单甘酯(2g)和黄原胶(10g)，加入660g直径为15mm的不锈钢珠为研磨介质，混合均匀后放入wiggensml007滚筒球磨机中，设定转速为300rpm，时间为24小时。结束后，取适量固体分散体(姜黄素固体分散体在水中能够形成过饱和溶液即可)于20ml形瓶中，加入10ml馏水，用保鲜膜密封后放置在37℃下的恒温水浴振荡器中，以200rpm的速度震荡24小时。取上清液过0.45μm针式过滤器后使用高效液相色谱分析，实验结果表明，在该组分的固体分散体中姜黄素的溶解度为8.92mg/l。

实施例8：甘草酸和茶多酚作为载体的固体分散体的制备(姜黄素：甘草酸：茶多酚＝1:1:10)

在300ml四氟乙烯的球磨罐中加入姜黄素(1g)、甘草酸(1g)和茶多酚(10g)，加入660g直径为15mm的不锈钢珠为研磨介质，混合均匀后放入wiggensml007滚筒球磨机中，设定转速为300rpm，时间为24小时。结束后，取适量固体分散体(姜黄素固体分散体在水中能够形成过饱和溶液即可)于20ml形瓶中，加入10ml馏水，用保鲜膜密封后放置在37℃下的恒温水浴振荡器中，以200rpm的速度震荡24小时。取上清液过0.45μm针式过滤器后使用高效液相色谱分析，实验结果表明，在该组分的固体分散体中姜黄素的溶解度为15.62mg/l。

实施例9：甘草酸和环糊精作为载体的固体分散体的制备(姜黄素：甘草酸：环糊精＝1:5:5)

在300ml四氟乙烯的球磨罐中加入姜黄素(1g)、甘草酸(5g)和环糊精(5g)，加入660g直径为15mm的不锈钢珠为研磨介质，混合均匀后放入wiggensml007滚筒球磨机中，设定转速为300rpm，时间为24小时。结束后，取适量固体分散体(姜黄素固体分散体在水中能够形成过饱和溶液即可)于20ml形瓶中，加入10ml馏水，用保鲜膜密封后放置在37℃下的恒温水浴振荡器中，以200rpm的速度震荡24小时。取上清液过0.45μm针式过滤器后使用高效液相色谱分析，实验结果表明，在该组分的固体分散体中姜黄素的溶解度为9.13mg/l。

实施例10：甘草酸二钠、果胶和单宁酸作为载体的固体分散体的制备(姜黄素：果胶：单宁酸：甘草酸二钠＝1:2:2:10)

在300ml四氟乙烯的球磨罐中加入姜黄素(1g)、果胶(2g)、单宁酸(2g)和甘草酸二钠(10g)，加入660g直径为15mm的不锈钢珠为研磨介质，混合均匀后放入wiggensml007滚筒球磨机中，设定转速为300rpm，时间为24小时。结束后，取适量固体分散体(姜黄素固体分散体在水中能够形成过饱和溶液即可)于20ml形瓶中，加入10ml馏水，用保鲜膜密封后放置在37℃下的恒温水浴振荡器中，以200rpm的速度震荡24小时。取上清液过0.45μm针式过滤器后使用高效液相色谱分析，实验结果表明，在该组分的固体分散体中姜黄素的溶解度为15.57mg/l。

实施例11：固体分散体优选

实施例1-10分别选择泊洛沙姆、单甘酯、甘草酸、甘草酸二钠、透明质酸、果胶、阿拉伯胶树、黄原胶、单宁酸、茶多酚、环糊精、羟丙基-β-环糊精中的一种或几种作为姜黄素的载体，制备不同辅料的姜黄素固体分散体，并将每种固体分散体中姜黄素的溶解度绘制成曲线，如图1所示，得出载体优选为甘草酸二钠和果胶，其为载体制备的姜黄素固体分散体中姜黄素的溶解度最高，为18.65mg/l。

实施例12：球磨时间筛选

以实施例11中的优选载体为辅料制备姜黄素固体分散体，在300ml四氟乙烯的球磨罐中加入姜黄素(1g)、果胶(1g)和甘草酸二钠(10g)，加入660g直径为15mm的不锈钢珠为研磨介质，混合均匀后放入wiggensml007滚筒球磨机中，设定转速为300rpm，在球磨时间为2、4、8、12、24、36、48小时取出1-2g样品测定溶解度。取适量固体分散体(姜黄素固体分散体在水中能够形成过饱和溶液即可)于20ml形瓶中，加入10ml馏水，用保鲜膜密封后放置在37℃下的恒温水浴振荡器中，以200rpm的速度震荡24小时。取上清液过0.45μm针式过滤器后使用高效液相色谱分析，实验结果绘制成曲线如图2，结果表明球磨时间优选为12小时，此时的溶解度为19.28mg/l。

实施例13：姜黄素固体分散体膜渗透性考察

以实施例12中的球磨时间为12小时的制备方法制备姜黄素固体分散体，将所得的姜黄素固体分散体的膜渗透性。被动肠吸收是通过人工膜渗透性实验(pampa)的方法预测的。通过将5％(v/v)十六烷(十六烷中含有2％dopc)的己烷溶液滴入十二孔供体板(transwell板)，在供体板的每个孔中形成人造膜。然后放置在通风橱中通风24小时。待己烷完全蒸发后，将1.5ml蒸馏水倒入受体板的每个孔中，将供体板放在受体板上，使膜的底部完全与水接触。将0.5ml的样品溶液分别滴入供体板的孔中，然后将带盖的十二孔板放入水浴摇床中，并在25℃以200rpm的速度摇动。以预定的时间间隔取出样品以评估渗透量。将每一时间点的渗透量绘制成曲线如图3，结果表明该姜黄素固体分散体的渗透量增加到0.435mg后，渗透性曲线已经逐渐趋于平缓，且与原料药相比，渗透性大大提高。

实施例14：姜黄素固体分散体的生物利用度考察

以实施例12中的球磨时间为12小时的制备方法制备姜黄素固体分散体，将所得的姜黄素固体分散体的生物利用度。在雄性spraguedawley大鼠(10周龄，体重250-260g，由浙江医学科学院提供)中进行了药代动力学实验，实验前大鼠禁食不进水12小时。将12只大鼠随机分为两组，每组6只，分别为纯姜黄素组和姜黄素固体分散体组，各组分别按照150mg/kg(150mg为理论含有姜黄素的量)灌胃给药。为了估计血浆中姜黄素的浓度，在给药后15min，30min，1h，2h，4h，8h，12h，24h，48h用0.5％肝素钠浸润过的毛细管从眼眶处收集约0.8ml血液并放入肝素钠润湿过的1.5ml离心管中，并以10000rpm/min的速度在4℃下离心10分钟以分离血浆。用移液枪小心地吸取上清液置于干净的离心管中，放在-80℃冰箱里备用。将取出的血浆样品经处理后用高效液相色谱分析。将血药浓度绘制成曲线如图4，实验结果表明该固体分散体的生物利用度提高了近10倍。

实施例15：姜黄素固体分散体的肠道原位吸收性考察

制备了染料dil负载的na2ga-pec纳米颗粒(dil-np)，以研究固体分散体在肠道中的口服吸收。将sd大鼠禁食不禁水12h。然后，分别以0.1mg/kg的剂量将游离的dil和dil-np溶液注入胃中。6小时后将大鼠处死，取出十二指肠，并用pbs洗涤3次。在液氮中冷冻后，将十二指肠切开并用4％多聚甲醛固定，然后用af-647和dapi染料染色，通过共聚焦激光扫描显微镜(clsm)观察粘液层和细胞核；将显微镜下拍摄的图像进行拟合处理后的结果表明制备的姜黄素固体分散体与姜黄素原料药相比，在肠道部位的吸收增强。

实施例16：姜黄素固体分散体的降脂活性考察降血脂活性由icr小鼠(25-35g)评估。40只小鼠随机分为4组，分别是空白组，模型组，纯姜黄素组，姜黄素固体分散体组，禁食不禁水12小时后开始实验。在七天内，纯姜黄素组每天通过灌胃给予150mg/kg的纯姜黄素一次，姜黄素固体分散体组每天灌胃给予150mg/kg(150mg为理论上含有的姜黄素的量)姜黄素固体分散体一次，这两组自由进食饮水。空白组和模型组可以自由进食和饮水，每天给予等量的生理盐水。在最后一天服药一小时后，将模型组、纯姜黄素组和姜黄素固体分散体组的小鼠腹腔内注射7％的tritonwr1339(溶于生理盐水)，剂量为0.01ml/mg。然后，将四组小鼠禁食24小时后摘除眼球以收集血液，并在4℃以10000rpm/10min离心分离血清置于洁净的离心管中放在-80℃冰箱备用。取血后断颈处死，并立即解剖取出肝脏，用pbs清洗干净，放入固定液中备用。通过检测小鼠血液中的tc、tg、hdl和ldl来评估降脂活性，绘制成线条图如图5a、图5b、图5c及图5d所示，结果表明姜黄素固体分散体能够有效降低tc、tg和ldl，升高hdl。