中南大学药学院
药剂学设计性实验
----实验报告
题目 吲哚美辛肠溶缓释微囊的制备工艺研究
学生姓名 谢商宸王菲菲林秀贤李常聆高青谢婉莹
指导教师 姚瑶老师 贺凌云老师
专业班级 药学1101
时 间 2014.05.26
一、前言（1000字）
吲哚美辛是一种非甾体抗炎药，主要用于急性风湿性及类风湿性关节炎的治疗。此外，文献报道它对结直肠癌也有一定的治疗作用[1]。吲哚美辛属于药剂学分类系统的Ⅱ型药物，具有溶解度低、渗透性高的特点，主要的吸收部位在小肠。
临床应用发现吲哚美辛普通制剂生物利用度低，而且易引发胃肠道损害、肝损害、肾损害及中枢神经疾病等不良反应，最常见的是胃肠道不良反应，发生率约为35％～50％[2]，故研发吲哚美辛新剂型成为人们关注的问题。目前研究较多的吲哚美辛新剂型主要有吲哚美辛柔性纳米脂质体, 吲哚美辛固体分散体, 吲哚美辛聚合物胶束, 吲哚美辛纳米粒, 吲哚美辛微囊与微球, 吲哚美辛经皮给药制剂等[3]。
我们组针对吲哚美辛的特点，将其设计制成肠溶缓释微囊，这样可以控制药物释放，使血药浓度长时间较平稳地保持在治疗窗之内，减少服药次数及刺激胃肠道引起的不良反应。
本组选用阳离子多糖壳聚糖和阴离子多糖海藻酸钠为囊材，通过复凝聚法制备。壳聚糖无毒、无刺激性，具有良好的生物相容性，能为细胞生长提供所需的三维支架及类似软骨基质的细胞外环境；壳聚糖成膜性好，有一定强度和可塑性且在体内可被溶菌酶等分解成低聚糖[4]。海藻酸钠是从海藻中分离得到的天然多糖，由英国化学家E.C.Stanford首先对褐色海藻中的海藻酸盐提取物进行科学研究[5]。海藻酸钠水溶液的一个突出特点是遇到一定浓度的二价金属离子(Ca2+、Ba2+、Zn2+等)可以形成以螯合作用为主的凝胶[6-7]。壳聚糖包裹海藻酸钠制备的微胶囊膜强度高及渗透性可调节，具有良好的生物相容性和pH敏感性，且该微胶囊具有很好的机械性能。
壳聚糖—海藻酸钠微囊能够达到肠溶缓释的原理是：低pH 时，壳聚糖的质子正电荷密度增加，与带负电荷的海藻酸盐静电作用增强，分子内的氢键作用减弱，进而形成一层较为致密的保护膜，有效地阻止了氢离子向囊心的扩散作用; 而在 pH 较高的条件下，壳聚糖所带的正电荷减少，与海藻酸结合松散，海藻酸钠吸水溶胀，钙离子被稀释，壳聚糖溶解，微囊最终“液化”消失，微囊中的乳糖酶被释放出来。这一特征正好适应了食团从胃部进入小肠时环境 pH 的变化，实现肠溶[8]。微囊作为药物缓释载体能很好地控制药物释放，实现缓释。
制备壳聚糖—海藻酸钠微囊的方法主要包括一步法、两步法和复合法[4]。本实验采用一步法，即将海藻酸钠溶液缓慢滴入壳聚糖和钙离子的混合溶液中，形成外部依次为壳聚糖沉积层、壳聚糖/海藻酸钠络合层和海藻酸钙凝聚层，内部是液芯的微胶囊。
我们组提出了一种较为新颖的微囊制备思路，并且在肠溶材料及其肠道靶向材料方面的选择上，采用了具有安全有效的生物高分子材料。将吲哚美辛制成肠溶缓释微囊减少了它的不良反应，提高了其生物利用度，为其进一步运用提供了一定的支持。
二、试验内容
1. 仪器和试剂
1）仪器：
LSHZ-300冷冻水浴恒温振荡器、UV-2450紫外分光光度计、磁力搅拌器、电子天平、真空抽滤泵、烧杯、玻璃杯、胶头滴管、pH试纸、量筒、布氏漏斗、橡胶管、微孔滤膜（0.8μm）、滤头、注射器（10ml）、容量瓶（50ml、10ml）、胖肚移液管（2ml）、擦镜纸、石英比色皿、研钵
2）试剂：
吲哚美辛 由中南大学药学院本科生实验室提供
脱乙酰度80-95%的壳聚糖、海藻酸钠（天津市风船化学试剂科技公司，20130422）、无水氯化钙（国药集团化学试剂有限公司）、冰醋酸（天津市高宇惊喜化工有限公司，20140101）、乙醇（上海振兴化工一厂，201308301）、氢氧化钠（天津市风船化学试剂科技公司，20110508）、盐酸(国药集团化学试剂有限公司，20130318)、胃蛋白酶(猪胃粘膜，M0020)、磷酸二氢钠（国药集团化学试剂有限公司，F20110524）、胰蛋白酶（GENVIEW,4327015150）、蒸馏水
人工胃液的制备：
将36%的盐酸稀释为1mol/L，加水稀释，调pH约为1.5。取700ml，向其中加入胃蛋白酶7g，混匀，用0.45um的无菌滤头过滤备用。
人工肠液的制备：
取NaH2PO417.725g加水1300ml溶解，用0.4%(w/w)的NaOH溶液回调 pH至6.8。加入18.064g胰蛋白酶，混匀，用0.45um的无菌滤头过滤待用。
2. 处方设计的原理、处方组成、处方中各成分的作用、各成分的用量
2.1处方设计的原理
海藻酸钠是线性聚阴离子化合物，含有较多的羟基和羧基，遇钙离子后可生成既具有离子强度又具有弹性的水凝胶，其成胶条件温和。壳聚糖是氨基葡萄糖通过糖苷键连接而成的线性聚阳离子化合物，含有较多的羟基和氨基，可通过分子内和分子间氢键形成规整的膜结构，在一定条件下能与带负电荷的海藻酸钠通过静电作用，交联成网状聚电解质膜。有人借助差示扫描量热法考察了海藻酸钠-壳聚糖微囊成型机制，分析样品的扫描量热谱图认为海藻酸钠与壳聚糖通过静电相互作用形成微囊，壳聚糖单体分子上质子化的氨基与海藻酸钠M单元的羧基通过正负电荷吸引形成聚电解质膜[9]。通过聚电解质络合原理制备的海藻酸钠-壳聚糖微胶囊，是以聚电解质复合结构为囊膜，以海藻酸钠为囊芯物的微胶囊。
2.2处方分析
成分 用量 处方分析
吲哚美辛 0.4g 主药
壳聚糖 0.5g 囊材
海藻酸钠 1.0g 囊材
无水氯化钙 3.2g 囊材
1%醋酸溶液 160ml 壳聚糖溶剂
乙醇 适量 溶剂
40%氢氧化钠溶液 适量 pH调节剂
蒸馏水 适量 溶剂
3. 实验步骤
3.1制备工艺及流程
3.1.1 壳聚糖溶液的制备：
称取无水氯化钙3.2g，加160ml1%冰醋酸（1ml冰醋酸加水100ml稀释得1%冰醋酸）搅拌溶解， 得20g/L的氯化钙溶液，再加入0.5g壳聚糖，搅匀，用40%氢氧化钠溶液调pH5.5，即得3g/L的壳聚糖溶液。
3.1.2 海藻酸钠溶液的制备：
称取吲哚美辛0.4g，用乙醇12ml溶解，另取海藻酸钠1.0g于研钵中，用60ml蒸馏水溶解研匀，将吲哚美辛溶液逐滴加入海藻酸钠中，边加边研磨，即得。
3.1.3 微囊的制备：
室温条件下，在壳聚糖溶液中加入适量乙醇，将海藻酸钠溶液用10mL注射器缓慢滴加入壳聚糖溶液中，静置，得直径约为1mm的微囊。过滤，常温下干燥48h，即得直径200um-300um左右的微囊。
3.2质量评价
三、实验结果
1.湿润条件下制得直径1.2mm左右圆润微囊，干燥后得直径200um—300um左右的乳白色微囊。
2. 标准曲线的建立：
3. 载药量的测定：
A=0.144，C=6.905mg/L
0.05g干燥微囊中含药物8.01mg，载药量为16.2%
四、讨论
五、结论
1.三种成囊材料（壳聚糖，吲哚美辛，氯化钙）在成囊过程中，各自具有不同作用，三者缺一不可。制备微囊的关键因素是吲哚美辛及其量，成囊过程中乙醇的作用等。另外，海藻酸钠溶液的制备中海藻酸钠的溶解与吲哚美辛的分散，壳聚糖与氯化钙等的用量对制囊也具有很大的影响。
2.制备微囊时，为保证微囊的粒径大小，可使用注射器，制备的湿微囊粒径约为1.2mm, 干燥后粒径变为200um-300um。
3.吲哚美辛微囊载药量为16.2%,在人工胃液中2小时累计溶出度为54.238%,转移入人工肠液中3小时累计溶出度95.153%。
五、参考文献
格式按照：作者, 文章标题, 期刊名称[J], 年份, 卷(期):页码.
标点符号用英文格式
（含中英文相关文献15篇以上）
[1]HULL MA, GARDNER SH, HAW CROFT G. Activity of the non-steroidal anti-inflammatory drug indomethacin against colorectal cancer [J]. Cancer Treat Rev, 2003, 29(4):309-320.
[2] 游绍珍. 吲哚美辛的临床不良反应及预防[J]. 现代医药卫生，2007，23（9）：1330.
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[4]. 姜恒丽, 崔元璐, 齐学洁. 海藻酸钠-壳聚糖微胶囊载体在组织工程研究中的应用. 中国组织工程研究, 2014, 18(3): 412-419.
[5] 刘袖洞, 于炜婷, 王为. 海藻酸钠和壳聚糖聚电解质微胶囊及其生物医学应用[J], 化学进展, 2008,20(1).
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[7] Gu F, Amsden B, Neufeld R. Sustained delivery of vascular endothelial growth factor with alginate beads[J]. Journal of Controlled Release, 2004, 96(3): 463-472.
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[9] 李沙,侯新朴. 海藻酸钠-壳聚糖微囊成型机理及其对大分子药物的载药、释药研究[J].药学学报, 2003, 38(5): 380-383.
六、试验心得(1000字左右)
紧张进行了两周的药剂设计性试验终于结束了。通过本次设计性试验，我们组进一步地学习与掌握了文献资料的查阅、检索和应用，了解了剂型设计要求与药物性质的关系，并在此基础上完成了实验方案的设计。同时巩固实验操作技能的基础上，学习了相关的实验研究技术，并初步掌握了对实验数据的科学分析讨论与推演方式。
具体来说，按照实验进程，有以下几个方面：
在设计实验方案时，通过查阅相关的文献，设计相应的实验方案。但是由于是初次较正式地进行实验方案的设计，所以对所设计的实验内容以及相关的理论知识学习与了解地不够深入与具体，这一点通过与老师交流与探讨的过程中显得很明显，老师和同学们针对我们的实验设计方案进行提问时，才发现有好多问题还没解决；其次，设计方案报告格式过于死板，完全按照老师的要求进行条框式的书写，以至于内容出现重复，有的甚至出现缺失。针对以上两个存在较大且较为严重的问题，我们小组积极进行了讨论，并对相应的内容进行了文献检索，以进一步学习与了解；在此基础上，我们优化了实验设计方案，并对实验设计方案报告进行了较大幅度的修改，使得报告更严谨，更具有学术意味。
在第一次进行实验时，我们先进行了预实验。采用较少的药量进行实验具体条件的摸索，并对每一步操作都进行了详细的记录，同时针对试验过程中出现的问题，我们小组组员积极与老师进行了探讨，并对相关文献进行了进一步的研究。因为初次进行本实验，很多方面都不是很熟悉，而且头脑里形成的理论知识比较混杂地运用于实验结果分析上，以至于出现了好多不能解释的现象。不过，组员并没有气馁，而是不断进行思考与条件摸索，比如改变处方的量，甚至组成，以期得到较为满意的结果。值得一提的是，最后一步成囊条件的摸索，因为在用了一个脏烧杯，在里面进行成囊时效果明显优于干净烧杯里所盛含氯化钙的壳聚糖溶液，我们对脏烧杯所盛含氯化钙的壳聚糖溶液的组成与干净烧杯中所盛含氯化钙的壳聚糖溶液进行了比较与分析，并针对可能存在的不同物质进行了探索，结果发现不同之处是脏烧杯中含有少量乙醇。待做完实验，组员又针对此种现象进行了相应的讨论，进一步优化了成囊工艺。终于在组员们四五个小时地不断总结与摸索下，完成了预实验，而且得到了较为满意的实验结果。
第二次进行实验时，则是扩大实验，因为需要进行后续的质量评价，故在前一次摸索的较优的实验条件下进行扩大实验。在此过程中虽然仍出现了一些问题，但是本着前一次实验的经验，都一一进行了解决，得到了较为满意的实验结果。第三次主要是进行质量评价，因为在周六进行，故需要前一天把所需试剂及仪器搬到另一间实验室，到实验的时候才发现，仍然缺少一些仪器，从这里真正感受到对实验仍然没有比较好地把握，以使得仪器的缺少。但是在完全没有老师的指导与帮助下，质量评价还是比较顺利地完成了。
通过本次实验，我们对药剂科研方面有了很大的认识，同时也意识到了充分地准备与坚实的理论基础和积极地思考在科研中的重要性。另外，组员之间的密切合作、分工明确以及出现问题时的分析与讨论都对实验以及整个过程有很重要的意义。如今，团队合作在科研工作中具有越来越重要的作用，通过本次实验，我们也很好地认识到这一点，在以后的科研与工作中，都将会给我们提供很大的帮助。此外，衷心感谢老师以及学姐在实验过程中给与我们在技术与仪器上面的支持与帮助。