杜鵑花酸微膠囊的制備及功效評價研究

宋 琳，陳雅藍，黃 榮

（成都師范學院 化學與生命科學學院，四川 成都 611130）

杜鵑花酸又稱壬二酸，萃取自杜鵑花瓣，具有較強的抑菌、殺菌性，臨床上常用于治療痤瘡、脂溢性皮炎及淺部真菌感染等，同時兼具溶解角質、祛痘和清理毛孔等功效而廣泛添加于化妝品中[1,2]。杜鵑花酸穩定性和水溶性差，刺激性強，應用受限[3]。β-環糊精（β-CD）及其衍生物憑借其獨特的籠狀結構、中等大小的分子量及外親水內疏水的化學結構，可以與很多小分子藥物形成包合物，顯著提高藥物的水溶性，增加藥物的生物相容性，還可起到緩釋作用[4,5]。本文采用分子包覆材料β-環糊精制備杜鵑花酸微膠囊，對其制備方法與工藝條件進行了研究，采用電位滴定法[6,7]測定其包合率、載藥量、產率，并就其包合物與杜鵑花酸原液進行功效對比，為杜鵑花酸的進一步開發利用提供參考。

1 實驗部分

1.1 主要儀器與試劑

ZDJ-5型電位滴定自動滴定儀（上海儀電科學儀器有限公司）；SHB-III型循環水式多用真空泵（鄭州長城科工貿有限公司）；DZF-6050AB型真空干燥箱（北京中興偉業儀器有限公司）； BCD-196TMZL型電冰箱（青島海爾股份有限公司）；DF-101D型集熱式恒溫磁力攪拌器（鞏義市予華儀器有限責任公司）；EKUP-II-40L型超純水系統（四川宜科純水設備有限公司）。β-環糊精（成都市科龍化工試劑廠 分析純）；杜鵑花酸（廣州市虎傲化工有限公司 純度＞99.0%）；其他試劑均為國產分析純。

1.2 杜鵑花酸微膠囊的制備

采用真空干燥和共沉淀法[8,9]。稱取一定量杜鵑花酸，加入適量無水乙醇，常溫攪拌使其完全溶解。稱取一定量的β-環糊精，加蒸餾水并加熱至60 ℃使其形成飽和水溶液。在設定溫度和攪拌（10 r/s）的條件下將杜鵑花酸乙醇溶液滴加至β-環糊精水溶液中，滴加完畢后于60 ℃下攪拌3 h至包合完成。常溫下冷卻后，4 ℃靜置24 h后取出樣品，抽濾，將濾渣轉移于真空干燥箱中60 ℃恒溫干燥2 h，得到白色疏松包合物固體，置于干燥環境保存。

通過自動電位滴定法測定包合于微膠囊中杜鵑花酸實際含量，杜鵑花酸微膠囊的包封率、載藥量和產率計算公式為：

包封率 =（體系中芯材質量/投入芯材總質量）×100%

載藥量 =（體系中芯材質量/產品總質量）×100%

產率 =（產品總質量/投入藥品總質量）×100%

1.3 工藝參數優化

1.3.1 單因素實驗

一般影響制備β-環糊精杜鵑花酸微膠囊包含體系的重要因素包括：β-環糊精與杜鵑花酸的用量比（以下簡稱投料比，n壁∶n芯）、包合攪拌時間（以下簡稱包合時間）、包合攪拌溫度（以下簡稱包合溫度）。以微膠囊化產率、載藥量及包封率為綜合指標，采用控制變量法，分別考察投料比、包合時間和包合溫度對β-環糊精杜鵑花酸微膠囊體系的影響，找出最佳投料比、包合時間、包合溫度。

淺論樁身完整性檢測與單樁承載力檢測之間的關系……………………………………………………… 朱朝勝（6-52）

1.3.2 正交試驗設計

選用L9（34）正交表進行試驗設計，再根據單因素試驗結果，選擇適宜的水平條件進行正交試驗水平設計（表1）。以微膠囊化產率、包封率和載藥量為綜合指標，確定最佳制備參數工藝。

表1 正交試驗因素水平表Tab.1 Factor and level design of orthogonal experiment

1.3.3 最佳制備工藝驗證

根據正交試驗所得最佳制備工藝結果平行制備3批樣品，綜合考察包封率、載藥量和產率，比較綜合評分，驗證是否為最佳制備工藝。

1.4 杜鵑花酸微膠囊功效評價

1.4.1 溶解性比較

各取杜鵑花酸與β-環糊精/杜鵑花酸微膠囊包合物0.5 g，分別溶于20 mL超純水中，比較杜鵑花酸包合前與包合后溶解性變化。

1.4.2 刺激性比較

制備杜鵑花抗痘液和β-環糊精/杜鵑花酸微膠囊包合物抗痘液，測試其刺激性強弱。

因杜鵑花酸刺激性太強，不能直接用于皮膚測試，按表2配方配制杜鵑花酸抗痘液在手部皮膚上進行點液測試。按表3配方配制杜鵑花酸微膠囊抗痘液，在手部皮膚上進行點液測試后再進行面部測試。

10名志愿者，取部分抗痘液涂抹于手臂內側，48 h后觀察紅點及紅腫情況。

表2 杜鵑花酸抗痘液Tab.2 Anti acne liquid of azelaic acid

表3 杜鵑花酸微膠囊抗痘液Tab.3 Anti acne liquid of azelaic acid microcapsule

2 結果與討論

2.1 單因素實驗結果

2.1.1 投料比對微膠囊化效果影響

包封率和載藥量是衡量微膠囊效果的重要指標，包封率高說明微膠囊化程度高，產品實用性高，載藥量越高說明產品在制備過程中原料損失越少。實驗控制β-環糊精與杜鵑花酸的包合時間為3 h，包合溫度為60 ℃，考察β-環糊精與杜鵑花酸摩爾比分別為1∶1、1∶2、1∶3、2∶1、3∶1、2∶3時對微膠囊化效果的影響，實驗結果見圖1。

由圖1可知，壁芯比為1∶1、1∶2、1∶3時，增加芯材量，微膠囊載藥量和產率逐漸增加，包封率在1∶2時達到最大；壁芯比為2∶1、3∶1、2∶3時，隨著壁材投入量的增多，包封率、載藥量和產率都在減小。綜合考慮，投料比為1∶2時微囊化效果最佳，包封率、載藥量和產率分別為80.5%、49.4%和40.0%。

圖1 β-環糊精與杜鵑花酸投料比對微膠囊化效果的影響Fig.1 Ef fects of the ratio of beta-cyclodextrin to azelaic acid on microencapsulation

2.1.2 包合溫度對微膠囊化效果影響

實驗控制β-環糊精與杜鵑花酸的投料比為1∶2，包合時間為3 h，考察溫度為30，40，50，60，70和80 ℃對微膠囊化效果的影響，實驗結果見圖2。

圖2 β-環糊精與杜鵑花酸包合溫度對微膠囊化效果的影響Fig.2 Effects of inclusion temperature on microencapsulation

由圖2可知，隨著微膠囊化溫度的升高，微膠囊化的包封率、載藥量及產率呈遞增趨勢，溫度升高可提升微膠囊質量；80 ℃時較70 ℃的包封率、載藥量及產率均減小，說明溫度過高會影響微膠囊包封率、載藥量及產率。綜合考慮，包合溫度最佳水平為70 ℃，包封率、載藥量、產率分別為41%、19%和30.6%。

2.1.3 包合時間對微膠囊化效果的影響

實驗控制β-環糊精與杜鵑花酸的投料比為1∶2，包合溫度為70 ℃，考察β-環糊精與杜鵑花酸的包合時間（1，2，3，4，5和6 h）對微膠囊化效果的影響，實驗結果見圖3。

圖3 β-環糊精與杜鵑花酸包合時間對微膠囊化效果的影響Fig.3 Effects of inclusion time on microencapsulation

由圖3可知，隨著微膠囊化時間的增加，微膠囊的包封率、載藥量及產率呈遞增趨勢，增加包合時間可提升微膠囊質量，壁材均勻分散在芯材周圍使芯材能夠被壁材充分包埋，形成穩定乳液；當包合時間為6 h時，包封率、載藥量及產率均減小，較強的剪切力破壞已成型的乳滴，造成芯材的泄露，降低乳滴穩定性。綜合考慮，包合時間最佳水平為5 h，包封率、載藥量、產率分別為47.3%、21.9%和31%。

2.2 正交優化實驗結果

按照正交試驗因素水平表1所設計的因素組合進行β-環糊精/杜鵑花酸微膠囊包合物制備（表4），以包封率、載藥量及微膠囊產率為考察指標，綜合評分=包封率×0.4+載藥量×0.3+產率×0.3，綜合評價各制備工藝條件。

表4 L9（34）正交試驗結果分析表Tab.4 Results of L9（34） orthogonal test

續表

由實驗結果的綜合評分所得的極差值進行直觀分析可知，投料比、包合時間以及包合溫度影響由大到小順序依次為A＞C＞B，即β-環糊精與杜鵑花酸的摩爾比＞包合溫度＞包合時間，最佳水平組合為A2B2C2，即β-環糊精與杜鵑花酸微的摩爾投料比為1∶2，包合時間為5 h，包合溫度為70 ℃。

2.3 最佳工藝驗證實驗結果

按照最佳制備工藝條件A2B2C2平行制備3份樣品，以同樣方法測定產品包封率、載藥量及產率，綜合評分=包封率×0.4+載藥量×0.3+產率×0.3，驗證該制備方法的重現性及處方工藝的合理性（表5）。

表5 最佳制備工藝驗證結果分析Tab.5 Results of the optimized preparation process

由表5可知，測得樣品包封率為55.0%±8.6%，載藥量為43.63%±5.67%，產率為29.67%±2.43%，綜合評分為44.79%±5.07%，各個綜合指標均高于其他制備工藝，最佳制備工藝條件為β-環糊精與杜鵑花酸的摩爾投料比為1∶2，包合時間為5 h，包合溫度為70 ℃。

2.4 功效評價

2.4.1 溶解性

比較杜鵑花酸包合前與包合后溶解性變化。由實驗結果可知，包合前杜鵑花酸溶解性低，有大量白色固體漂浮于超純水中；包合后杜鵑花酸微膠囊溶解性明顯增大，全部溶于超純水，溶液呈澄清透明狀。實驗說明微膠囊包埋技術明顯增大了杜鵑花酸的溶解性，將會提升其應用價值。

2.4.2 刺激性

將杜鵑花酸抗痘液在手部皮膚上進行點涂，刺痛感明顯，點涂微膠囊控油抗痘液，沒有刺痛感；在面部涂抹，未出現紅腫、刺痛、瘙癢等不良反應。杜鵑花酸抗痘液因未包合，刺激性強，應用受限，杜鵑花酸微膠囊控油抗痘液包合后刺激性變小，可用于全臉涂抹。

3 結論

本文采用真空干燥和共沉淀法制備β-環糊精/杜鵑花酸微膠囊，以產率、載藥量和包封率為考察指標，在單因素實驗基礎上進行正交優化試驗，得到β-環糊精杜鵑花酸微膠囊體系的最佳制備工藝為：投料比為1∶2，包合時間為5 h，包合溫度為70 ℃。該工藝條件下制得的包合物最佳包封率為55.0%，載藥量也達到43.6%。將制備得到的微膠囊包合物與杜鵑花酸進行了溶解性和刺激性實驗，微膠囊包合物溶解性大大增強，刺激性大大降低。