白昀川,馬貝娜,宋萍,劉雄,2,高建德,2
1.甘肅中醫藥大學,甘肅 蘭州 730000;2.省部共建教育部西北中藏藥協同創新中心,甘肅 蘭州 730000
中藥揮發油又稱精油,是一類可隨水蒸氣蒸餾的揮發性油狀液體總稱,也是芳香中藥所含的代表性有效組分,由于具有芳香、矯味、發汗、止痛、抗焦慮、鎮靜安神、抗抑郁等藥理活性,在臨床、食品、化妝品等領域應用越來越廣泛。然而,中藥揮發油存在沸點低、易揮發、水溶性差、制劑內難保留等缺陷,使其應用受到諸多限制。近年來,隨著制劑現代化進程的推進,許多固化方法及載體系統,如環糊精包合、脂質體、納米乳等在防止中藥揮發油揮發方面取得良好效果。茲就近年有關中藥揮發油固化方法及載體系統的相關文獻進行分析評述,為中藥揮發油的穩定固化研究提供參考。
中藥揮發油大多存在于中藥材表皮的腺毛、油細胞、油室、油管中,少數以苷的形式或與樹脂共存。我國古代對處方含有揮發油較多的藥材,一般以原粉入藥,劑型以丸劑或散劑為主,且現配現用;若以湯劑入藥,一般要求“后下”。這些防止中藥揮發油揮發措施為揮發油的現代研究開發提供了重要參考。
液態藥物固化技術是指通過加入特定固化載體材料,將液體藥物轉變成干燥的固體混合物過程。由于液態固化后能增加藥物溶解度,減少揮發,以及減少或消除藥物不良氣味,降低藥物毒性和不良反應,便于制劑。因此,液態藥物固化技術作為一門正在發展、潛力極大的新興技術而備受研究開發者青睞。
環糊精因具有“內疏水外親水”特性,利用自身較大的空穴結構,能將中藥揮發油容納在內,使液體揮發油固體化,增加中藥揮發油的穩定性和溶解度,在藥劑學中應用非常廣泛。目前研究較多的有α-環糊精、β-環糊精和γ-環糊精,其中α-環糊精和γ-環糊精在水中溶解性較大,不易得到結晶、成本高、安全性較低、有潛在毒性,而β-環糊精在人體胃中不易分解,無蓄積作用,且安全無毒,故β-環糊精研究和應用最為廣泛。呂荷等研究發現,當歸揮發油β-環糊精包合物穩定性明顯優于單純當歸揮發油,具有一定的抗光解性、熱穩定性和濕穩定性。盧惠敏等采用β-環糊精飽和水溶液法包合茶樹精油,增強了茶樹精油的穩定性,延緩了茶樹精油的揮散。丁銳等采用β-環糊精包合羅勒精油,所制得的微囊對光、熱和氧氣均有很好的穩定性。一些研究表明,環糊精衍生物更有利于容納中藥揮發油,可改善環糊精的某些性質,如親水性環糊精有更強的增溶能力,可讓親脂性藥物擁有更好的水溶性。Lu等研究β-環糊精與羥丙基-β-環糊精對多酚白藜蘆醇的包合能力,結果羥丙基-β-環糊精包合能力明顯強于β-環糊精。楊玉婷等使用羥丙基-β-環糊精對川芎揮發油進行固化,顯著提高了川芎揮發油的穩定性和溶解度。雖然中藥揮發油經環糊精包合后揮發油保留可得到改善,但包合所用輔料量較大、相對載油量較低,制備工序繁瑣,因此仍需要進一步優化。
脂質體可將中藥揮發油包裹于類脂質雙分子層內,形成微型包囊體,使中藥揮發油固化,提高其穩定性。胡一晨等以卵磷脂和膽固醇作為載體材料,將姜黃揮發油制成脂質體,使姜黃揮發油固化,提高了姜黃揮發油的穩定性。此外,將中藥揮發油制成脂質體后,所得產物還可起到靶向作用。張壯麗等利用聚乙二醇對魚腥草揮發油脂質體進行修飾,避免了魚腥草揮發油在到達靶器官之前就被清除,從而延長魚腥草揮發油在血液循環時間,增加魚腥草揮發油在靶器官的濃度。有報道,使用可可脂和Tween 80作為脂質載體包合小茴香揮發油,可提高小豆蔻精油穩定性,且包封能夠保護小豆蔻精油的抗菌活性。盡管脂質體可增強揮發油穩定性、增強藥物的抗菌作用,并使藥物起到靶向作用,但仍存在磷脂易氧化、藥物貯存穩定性差等問題。
納米乳是一種熱力學穩定的均相分散體系,可利用乳化劑將揮發油包裹在水相內,形成乳滴,從而提高揮發油穩定性,改善藥物溶解度。因納米乳具有緩釋,制劑粒徑小,藥物分散性好,增加膜通透性,促進藥物吸收,提高藥物的生物利用度,降低藥物對腸道、皮膚刺激性,載藥量大等優點,已受到業界廣泛關注。鐘鈺等使用普索與卡必醇作為乳化劑和助乳化劑,制備紫蘇精油納米乳,結果顯示,紫蘇精油納米乳在離心穩定、稀釋穩定、長期穩定、溫度穩定、藥物穩定、藥物滲透性實驗等方面均有良好性能。目前,納米乳載藥技術作為提高難溶藥物的溶解度和生物利用度、實現靶向給藥的一種新途徑和方法,正在被廣泛重視,但制作過程中乳化劑用量較大,使其大多停留在實驗室和小規模使用,如何進行大規模生產、減少乳化劑的用量,還需深入研究。
納米粒是一種膠態粒子,中藥揮發油可被包裹在納米粒粒子內部,或耦合于粒子表面,從而提高其穩定性。如青花椒揮發油水溶性差,生物利用度低,不穩定,易被氧化,而氧化后對皮膚有致敏性,阻礙了青花椒揮發油的臨床應用。王茹嫣等使用硬脂酸聚乙二醇甘油酯作為脂質載體,將青花椒揮發油制成納米粒后有效避免被氧化,降低對人體的毒性。同時,納米粒具有肝臟被動靶向作用,可通過靜脈注射使其被網狀內皮系統吞噬,聚集于肝臟,從而減輕藥物對其他臟器的影響。有報道,將莪術油制成載藥納米粒,增強了莪術揮發油抗肝癌活性,減少藥物用量,顯著改變藥物在體內的分布,達到肝靶向,且工藝簡便、可行、重復性好,所用有機溶媒能在攪拌過程中輕易除去。另外,劉曉靜利用介孔硅納米技術制備負載莪術油納米粒,不僅解決載藥量較小的問題,且有效防止揮發油揮發,所制備的莪術揮發油-介孔硅納米粒具有較好的緩釋作用。如何處理納米粒載藥量小、儲存穩定性差等問題仍需繼續探究。
納米膠囊化由于能保持生物活性物質的活性及穩定性,通過擴散過程控制生物活性物質向納米膠囊周圍釋放,在食品、藥品、護膚品等領域受到廣泛關注。龍蒿精油具有助消化、開胃、調節免疫系統、控制血糖、止痛等功效,在醫藥、護膚及食品等領域備受重視。但因揮發性較強、難溶于水而使其在實際應用中受到限制。梁英等以龍蒿精油為芯材,殼聚糖為壁材,采用離子凝膠法制備龍蒿精油納米膠囊,采用差示掃描量熱分析表明,龍蒿精油納米膠囊具有良好熱穩定性。另外,百里香精油可作為天然防腐劑用于食品保鮮。研究表明,將百里香精油制成納米膠囊,可提高其穩定性,且使其具備更高的抗菌活性和較低的最低抑菌濃度。
微膠囊化后藥物具有穩定性較高、可避免首過效應、掩蓋特殊氣味與緩解藥物刺激性、降低毒副作用、提高生物利用度等優勢,在醫藥、食品、化妝品、農藥等行業應用十分廣泛。許多天然高分子材料,如玉米醇溶蛋白、乳清蛋白、殼聚糖及海藻酸鈉等都被用作微膠囊載體材料。韓光濤使用復凝聚法,以殼聚糖和阿拉伯膠作為復合壁材,將廣藿香揮發油微囊化后,在保持其本身藥效基礎上,增強揮發油穩定性,掩蓋揮發油本身的強烈氣味,同時達到控制揮發油釋放速率目的。采用微囊化技術可將穩定性差的揮發油類藥物進行微單元分隔和保護,從而減少光、氧等環境因素對揮發油類藥物穩定性造成的不良影響。王盈盈等使用阿拉伯膠及明膠,通過復凝聚法將菊花揮發油制備成微囊,不但改善菊花揮發油不便貯存和運輸的缺點,還防止菊花揮發油氧化和揮發。崔鳳燁等針對蘄艾揮發油易揮發、利用率低等問題,使用聚乙烯醇及液體石蠟,采用界面聚合法將蘄艾揮發油制成微膠囊,提高了蘄艾揮發油的經濟價值。盡管微囊化技術在揮發油類化學成分固化和穩定領域取得豐碩成果,但制備過程大量使用有機溶劑易造成產品有機溶劑殘留;某些揮發油類化學成分自身特性對制備工藝有特殊要求,不利于工業化大生產等,限制了微囊化技術在揮發油穩定固化領域的應用。因此,相關工藝仍需進一步完善。
該技術是利用一些具有高吸附性能的載體材料將中藥揮發油吸附固化的一種方法。由于制備工藝簡單,成本較低,無需進行繁瑣加工,還可避免因高溫加工對揮發油產生的不利影響,且載藥量較大,因而吸附固化技術備受關注,一些載體材料如介孔二氧化硅、多孔淀粉、多孔羥基磷灰石、介孔氧化鋅及氧化鋁等已應用其中。馬琍琍等將多孔淀粉與肉桂揮發油混合制成固體粉末,不僅提高指標成分體外溶出度,且產品固化效果好,熱穩定性良好。張茜等使用多孔淀粉對杜香精油進行固化,固化后產物緩釋持香效果明顯高于未固化精油。任桂林等使用介孔二氧化硅固化陳皮、青皮揮發油,制備工藝簡便,且產物有穩定緩慢釋放的作用。嚴紅梅等利用氧化石墨烯吸附固化丁香油與莪術油,在不影響有效成分溶出基礎上,提高了揮發油的熱穩定性。劉勝等對比膠態二氧化硅與β-環糊精對丁香油的固化效果,結果顯示,使用膠態二氧化硅可吸附更多丁香油,輔料用量少,操作方法簡便,但熱穩定性不如β-環糊精包合物。
中藥揮發油水溶性差、易揮發等為共性問題,適宜載體系統和固化方法已成為研究熱點。隨著新輔料和新技術發展,中藥揮發油固化取得不少進展,但現有揮發油固化技術仍存在不足,如固化輔料用量大、固化產品載油率低、固化產品有機溶劑殘留,許多固化方法仍處于實驗研究階段,距離工業化生產還有較長距離。揮發油固化工藝及其載體材料研究任重道遠,實現中藥揮發油高效利用尚需研究者共同努力。