CN100518830C - 变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料及其制备方法和制备包衣材料的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变性淀粉口服结肠靶向控释性能的薄膜包衣材料及其制备方法和应用。该制备方法如下：将变性淀粉加入到包衣溶剂中，配成含变性淀粉质量百分比为2～5%的溶液或混悬液，然后添加用量为变性淀粉质量10～35%的增塑剂，制得包衣液，即变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料。本发明首次将变性淀粉成功地应用制备口服结肠靶向控释性能的薄膜包衣材料，提供了新的薄膜包衣载体材料并解决了现有包衣载体材料对活性功能成分控释速度慢、无法避免在上消化道出现活性功能成分泄漏以及活性功能成分释放不完全的不足之处。本发明既拓展了变性淀粉的医用价值，同时又使一些活性功能成分提高了功能效果开辟了应用途径。

Description

变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料及其制备方法和制备包衣材料的应用

技术领域

本发明涉及一种薄膜包衣材料，尤其是指一种变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料及其制备方法和应用。

背景技术

口服结肠靶向控释系统是选择适宜的载体材料和控释技术，将活性功能成分定位运送到人体回盲部位，进行崩解或释放出活性成分微粒，然后以适合的速度释放出包裹于其内部的活性成分，具有提高活性成分局部浓度和生物有效性的效果。结肠靶向控释系统可以保护易被胃酸破坏或者被胰酶代谢而失去活性的功能成分，特别是避免多肽和蛋白类生物大分子在上消化道中的失活以及提高局部活性成分的浓度，从而提高效果，减少对胃肠道的刺激和所引起的全身性毒副作用，提高安全性方面具有重要作用。因而具有广阔的应用前景。在口服结肠靶向控释系统中，载体材料起着关键的作用，它决定着活性功能成分的控制释放、导向等。理想的结肠靶向控释载体必须具备的条件是：(1)保护活性组分在经过胃和小肠时不会受到破坏或很少受到破坏；(2)活性组分以可控速率的方式在结肠释放，具有良好的靶向性；(3)生物相容性好；(4)生物可降解，降解产物是生物相容的，无毒，易清除；(5)不与活性组分发生反应而改变其性质。我国现有商品化的载体材料还不能够满足上述条件，因此，开发和研制适合的载体材料已经成为口服结肠靶向控释系统的迫切任务。

目前，有利用载体通过共价键修饰活性功能成分、载体材料与活性功能成分制成骨架片以及利用载体材料进行包衣等多种技术来设计口服靶向控释系统，而包衣技术则是最常用和最有效的方法之一。Saffran等采用苯乙烯(ST)、HEMA、交联剂4，4’-二乙烯偶氮苯或N，N’-二(β-苯乙烯磺酰基)-4，4’-二氨基偶氮苯合成了共聚物，用该聚合物包裹了加压素和胰岛素，喂养鼠后发现所给的多肽激素产生的生物反应要比直接喂养没有共聚物包裹的这种多肽激素所产生的生物反应要大得多。然而偶氮类小分子化合物是一种强致癌物质，偶氮类聚合物在生物体内结肠中发生降解所生成的产物是否有致癌作用是令人担忧的问题。Wakerly等用果胶和乙基纤维素的混合物对对乙酰氨基酚片芯进行包衣，体外实验表明，在无结肠酶的情况下8h药物释放20％，有结肠酶作用下8h药物释放达到50％。但是在上消化道内乙酰氨基酚的泄漏量较大。Fernandez以果胶分别对难溶性吲哚美辛及水溶性对乙酰氨基酚片进行包衣，在pH1.1的人工胃液中2h内吲哚美辛均和对乙酰氨基酚都不释放，在pH7.4的人工肠液中2h释放均约30％，在pH7.4的人工结肠液中释放量明显增大，但是释放不完全。Lorenzo-Lamosa等用壳聚糖制成微球后用丙烯酸树酯类肠溶聚合物包衣制成结肠靶向控释系统，将酶降解和pH敏感包衣技术相结合，显示一定的结肠靶向性。总而言之，上述包衣载体材料还存在材料本身降解产物的生物相容性、对活性功能成分控释速度慢、无法避免在上消化道出现活性功能成分泄漏以及活性功能成分释放不完全的不足之处。

变性淀粉已从过去单一品种发展到今天的2000多种，即使在国内也已经有360多种。产品的应用也从过去的原料发展到今天的原料、辅料及各种添加剂和改良剂。变性淀粉种类繁多，各种变性淀粉因其本身的理化特性都具有自己的应用领域。酯化淀粉是淀粉羟基被无机酸及有机酸酯化而得到的产品，该类淀粉亲水性强、糊液稳定透明、粘度高、凝沉性弱，可代替无机流动添加剂改善某些药粉和工业用粉的流动性；还可做药片造粒粉的润滑剂，干果的抗粘剂及杀虫粉剂的基料等；医药工业上可用作药片的崩解剂，作血浆代用品。醚化淀粉是淀粉分子中的羟基与反应活性物质醚化剂反应生成的淀粉取代基醚，该类淀粉易于糊化、糊液透明度高、溶液粘度高且稳定，在医药中用作崩解剂、代血浆且具有抑制肿瘤的作用；羧甲基淀粉是很好的药物崩解剂；交联淀粉在医药上具有潜在的诊断与治疗的作用。综上所述，由于变性淀粉具有许多独特而优良的理化特性，经过近两个世纪的发展，其已经在医药、食品等领域得到广泛应用。但是，由于现有的应用在食品和医药上的变性淀粉均具有良好的消化性能，即在人体小肠内已被胰淀粉酶消化降解，因此现有的变性淀粉是无法应用到口服结肠靶向控释薄膜包衣材料的。

发明内容

为了解决目前口服结肠靶向控释系统中缺乏相关的包衣载体材料以及现有研究中的包衣载体材料对活性功能成分控释速度慢、无法避免在上消化道出现活性功能成分泄漏以及活性功能成分释放不完全的不足之处，本发明的首要目的在于提供一种变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料。本发明通过控制反应调节变性淀粉的抗消化能力，并提供一种以此作为口服结肠靶向控释薄膜包衣材料，来提高活性功能成分的口服结肠靶向控释效果，拓展变性淀粉的应用价值。

本发明的另一目的在于提供上述薄膜包衣材料的制备方法。

本发明的再一目的在于提供上述薄膜包衣材料在口服结肠靶向控释系统中的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料的制备方法，包括下述步骤：

(1)变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣液的制备：

将变性淀粉加入到包衣溶剂中，配成含变性淀粉质量百分比为2～5％的溶液或混悬液，然后添加用量为变性淀粉质量10～35％的增塑剂，制得包衣液，即变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料。

(2)变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统的建立：

采用通用包衣方法利用步骤(1)中得到的包衣液对活性功能成分的微粒、微丸或片剂进行包衣，即可制得变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统。

为了更好地实现本发明，本发明中适用于口服结肠靶向控释薄膜包衣材料的变性淀粉包括酯化淀粉、醚化淀粉或交联变性淀粉等。

所述酯化淀粉为醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉或黄原酸酯淀粉等；醚化淀粉为羟丙基淀粉或羧甲基淀粉等；交联变性淀粉为三氯氧磷交联淀粉等。

所述醋酸酯淀粉的取代度为1.0～2.7，磷酸酯淀粉的取代度为1.0～2.4、黄原酸酯淀粉取代度为1.1～2.6；羟丙基淀粉的取代度为0.6～3.2，羧甲基淀粉取代度为0.2～0.6；三氯氧磷交联淀粉的交联度为1.12×10^-2～3.35×10^-2。

所述包衣溶剂为去离子水或有机溶剂，有机溶剂包括丙酮、95％乙醇(体积百分比浓度)、或二甲基亚砜等。

所述增塑剂为甘油或癸二酸二丁酯等。

一种变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料就是通过上述制备方法制备而成的。

上述薄膜包衣材料在口服结肠靶向控释系统中的应用。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明首次将变性淀粉成功地应用在口服结肠靶向控释薄膜包衣系统中，显著地提高了活性功能成分在结肠部位的释放率，并且释放速率快，18h内释药可达到80％以上；在胃和小肠内的泄漏量较少，仅为10％左右。

2、本发明所制备的各种活性功能成分的变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统具有更优良的释放性能，可取得更好的应用效果，具有良好的应用前景。

3、本发明将变性淀粉的应用拓展到制备生物活性成分的口服结肠靶向控释薄膜包衣材料，既为生物活性成分口服结肠靶向控释提供了一种新的薄膜包衣材料，也为变性淀粉开辟了一个新的应用领域，同时，淀粉的来源丰富，成本低，采用变性淀粉作为生物活性成分口服结肠靶向控释薄膜包衣材料与其他高分子材料相比，具有生产成本低、可再生、可生物降解等优势，将产生良好的社会效益和经济效益。

4、本发明适用的活性功能成分可以是多肽蛋白类生物大分子，可以避免这类大分子在上消化道中的失活；治疗哮喘、心绞痛、关节炎等疾病的药物、治疗结肠疾病如溃疡性结肠炎、出血性结肠炎、克隆氏病等药物以及治疗结肠癌的药物，可以提高局部药物浓度，从而提高疗效，还可以减少化疗药物对胃肠道的刺激，减少由于胃肠道吸收所引起的全身性毒副作用；可使毒性大杀肠虫药和结肠诊断试剂可以减小剂量，极大的提高用药安全性。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但实施方式并不仅限于此。

实施例一

利用醋酸酯淀粉(实验室制备，制备方法参照《药物控释载体醋酸酯淀粉的消化性能研究》李晓玺等，功能高分子，2003，(4))制备口服结肠靶向控释薄膜包衣材料，包括如下步骤：

(1)醋酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣液的制备：

分别将取代度为1.0、2.02和2.70的醋酸酯淀粉0.6g加入到20ml丙酮溶液中，配成含醋酸酯淀粉质量百分比为3％的丙酮溶液，再分别加入用量为醋酸酯淀粉质量10％、15％和35％的增塑剂癸二酸二丁酯，即得到醋酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣液(即醋酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料)。

(2)醋酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统的建立：

将BSA粉末与微晶纤维素(BSA粉末与微晶纤维素质量比为1∶4)充分混合后，压片后制成BSA片，然后在包衣机中将步骤(1)得到的包衣液在40℃下均匀的包裹在BSA片表面，制得BSA醋酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片(即BSA醋酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统)。

表1是本实施例制备的多肽蛋白类生物大分子牛血清白蛋白(BSA)醋酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片的BSA释放性能。

表1

未经醋酸酯淀粉薄膜包衣的BSA片芯在人工胃液和人工小肠液中的释药速率非常快，5min后BSA的释放率即达到55.9％，5h内药物释放完全。本实施例所得到的BSA醋酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片的BSA结肠靶向释放性能显著提高，经过人工胃液和人工小肠液后其释放量小于10％，在结肠中18h后释放量可达87％。

实施例二

利用磷酸酯淀粉(实验室制，制备方法参考《甘薯淀粉磷酸单酯制备条件的优化》陈玲等，郑州工程学院学报，2004(1))制备口服结肠靶向控释薄膜包衣材料，包括如下步骤：

(1)酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣液的制备：

分别将取代度为1.0、1.58和2.4的磷酸酯淀粉0.4g加入到20ml去离子水中，80℃加热10分钟，分别配成含磷酸酯淀粉质量百分比为2％的混悬液，然后均加入用量为磷酸酯淀粉质量15％的甘油，即配成磷酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣液(即磷酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料)。

(2)磷酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统的建立：

将5-ASA粉末与微晶纤维素(5-ASA粉末与微晶纤维素质量比为1∶3)充分混合后，在挤出一滚圆机中制得粒度1.4～1.7mm的微丸，然后在流化床中将步骤(1)得到的包衣液在60℃下均匀的包裹在5-ASA微丸表面，制得5-ASA磷酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣微丸(即5-ASA磷酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统)。

表2是本实施例制备的治疗结肠炎的5-氨基水杨酸(5-ASA)磷酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣微丸的5-ASA释放性能。

表2

未经磷酸酯淀粉薄膜包衣的5-ASA微丸在人工胃液和人工小肠液中的释药速率非常快，2min后5-ASA的释放率达到58.9％，2h内药物释放接近完全。本实施例所得到的5-ASA磷酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣微丸的5-ASA结肠靶向释放性能显著提高，经过人工胃液和人工小肠液后其释放量均小于10％，取代度为2.40的释放量小于2％，显示出良好的结肠靶向性；在结肠中18h后释放量最高可达89％。

实施例三

利用黄原酸酯淀粉(实验室制，制备方法参考《变性淀粉》张力田，华南理工大学出版社，1992)制备口服结肠靶向控释薄膜包衣材料，包括如下步骤：

(1)黄原酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣液的制备：

分别将取代度为1.13、1.82和2.60的黄原酸酯淀粉0.6g加入到20ml去离子水中，80℃加热10分钟，配成均为含黄原酸酯淀粉质量百分比为4％的混悬液，然后分别加入用量为黄原酸酯淀粉质量15％、18％和20％的甘油，即配成不同的黄原酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣液(即黄原酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料)。

(2)黄原酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统的建立：

将治疗包括鞭虫病(鞭虫传染病)，钩虫病(十二指肠传染病)和蛔虫病在内的肠道疾病药物甲苯咪唑粉末与微晶纤维素(甲苯咪唑粉末与微晶纤维素质量比为1：4)充分混合后，压片后制成甲苯咪唑片，然后在包衣机中将步骤(1)得到的包衣液均匀的包裹在甲苯咪唑片表面，制得甲苯咪唑黄原酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片(即甲苯咪唑黄原酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统)。

表3是本实施例制备的甲苯咪唑黄原酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片的甲苯咪唑释放性能。

表3

未经黄原酸酯淀粉薄膜包衣的甲苯咪唑片芯在人工胃液和人工小肠液中的释药速率非常快，5min后甲苯咪唑的释放率即达到67.9％，1h内药物释放完全。本实施例所得到的甲苯咪唑黄原酸酯淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片的甲苯咪唑结肠靶向释放性能显著提高，经过人工胃液和人工小肠液后其释放量小于10％，在结肠中18h后释放量可达92％。传统的甲苯咪唑药片在胃肠道释放可能引起不必要的全身副作用，而甲苯咪唑的结肠靶向局部释放可以降低药物对全身的毒害作用。

实施例四

利用羟丙基淀粉(实验室制，制备方法参考《高取代度羟丙基木薯淀粉流变特性的研究》陈玲等，食品与发酵工业，1998(3))制备口服结肠靶向控释薄膜包衣材料，包括如下步骤：

(1)羟丙基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣液的制备：

分别将取代度为0.62、2.02和3.20的羟丙基淀粉0.6g加入到20ml去离子水中，80℃加热10分钟，分别配成含羟丙基淀粉质量百分比为3％的混悬液，然后加入用量均为羟丙基淀粉质量20％的甘油，即配成不同的羟丙基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣液(即羟丙基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料)。

(2)羟丙基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统的建立：

将BSA粉末与微晶纤维素(BSA粉末与微晶纤维素质量比为1：3)充分混合后，压片后制成BSA片，然后在包衣机中将步骤(1)得到的包衣液均匀的包裹在BSA片表面，制得BSA羟丙基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片(即BSA羟丙基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统)。

表4是本实施例制备的BSA羟丙基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片的BSA释放性能。

表4

未经羟丙基淀粉薄膜包衣的BSA片芯在人工胃液和人工小肠液中的释药速率非常快，5min后BSA的释放率即达到55.9％，5h内药物释放完全。本实施例所得到的BSA羟丙基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片的BSA结肠靶向释放性能显著提高，经过人工胃液和人工小肠液后其释放量小于10％，在结肠中18h后释放量均在85％以上。

实施例五

利用羧甲基淀粉(实验室制，制备方法参考《制备羧甲基淀粉的研究》陈玲等，食品工业科技，1997(2))制备口服结肠靶向控释薄膜包衣材料，包括如下步骤：

(1)羧甲基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣液的制备：

分别将取代度为0.2、0.4和0.6的羧甲基淀粉0.6g加入到20ml去离子水中，分别加入用量为羧甲基淀粉质量12％的甘油，即配成含羧甲基淀粉质量百分比为2％的口服结肠靶向控释薄膜包衣液(即羧甲基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料)。

(2)羧甲基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统的建立：

将5-ASA粉末与微晶纤维素(5-ASA粉末与微晶纤维素质量比为1：4)充分混合后，压片后制成5-ASA片，然后在包衣机中将步骤(1)得到的包衣液均匀的包裹在5-ASA片表面，制得5-ASA羧甲基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片(即5-ASA羧甲基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统)。

表5是本实施例制备的5-ASA羧甲基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片的5-ASA释放性能。

表5

未经羧甲基淀粉薄膜包衣的5-ASA片在人工胃液和人工小肠液中的释药速率非常快，2min后5-ASA的释放率达到58.9％，2h内药物释放接近完全。本实施例所得到的5-ASA羧甲基淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片的5-ASA结肠靶向释放性能显著提高，经过人工胃液和人工小肠液后其释放量小于10％，在结肠中18h后释放量可高达97％。

实施例六

利用三氯氧磷交联淀粉(实验室制，制备方法参考《三氯氧磷交联木薯淀粉的消化性能及酶降解程度》李晓玺等，化学工程，2002(4))制备口服结肠靶向控释薄膜包衣材料，包括如下步骤：

(1)三氯氧磷交联淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣液的制备：

分别将交联度为1.12×10^-2、2.08×10^-2和3.35×10^-2的三氯氧磷交联淀粉0.6g加入到20ml二甲基亚砜溶液中，分别加入用量均为三氯氧磷交联淀粉质量的14％的甘油，即配成含三氯氧磷交联淀粉质量百分比为5％的口服结肠靶向控释薄膜包衣液(即三氯氧磷交联淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料)。

(1)三氯氧磷交联淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统的建立：

将5-ASA粉末与微晶纤维素(5-ASA粉末与微晶纤维素质量比为1：4)充分混合后，压片后制成5-ASA片，然后在包衣机中将步骤(1)得到的包衣液均匀的包裹在5-ASA片表面，制得5-ASA三氯氧磷交联淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片(即5-ASA三氯氧磷交联淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣系统)。

表6是本实施例制备的5-ASA三氯氧磷交联淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片的5-ASA释放性能。

表6

未经三氯氧磷交联淀粉薄膜包衣的5-ASA片在人工胃液和人工小肠液中的释药速率非常快，2min后5-ASA的释放率达到58.9％，2h内药物释放接近完全。本实施例所得到的5-ASA三氯氧磷交联淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣片的5-ASA结肠靶向释放性能显著提高，经过人工胃液和人工小肠液后其释放量小于9％，在结肠中18h后释放量可达90％。

Claims (6)

1、一种变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：

将变性淀粉加入到包衣溶剂中，配成含变性淀粉质量百分比为2～5％的溶液或混悬液，然后添加用量为变性淀粉质量10～35％的增塑剂，制得包衣液，即变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料；

所述变性淀粉包括酯化淀粉、醚化淀粉或交联变性淀粉；所述酯化淀粉为醋酸酯淀粉、磷酸酯淀粉或黄原酸酯淀粉；醚化淀粉为羟丙基淀粉或羧甲基淀粉；交联变性淀粉为三氯氧磷交联淀粉；所述醋酸酯淀粉的取代度为1.0～2.7，磷酸酯淀粉的取代度为1.0～2.4、黄原酸酯淀粉取代度为1.1～2.6；所述羟丙基淀粉的取代度为0.6～3.2，羧甲基淀粉取代度为0.2～0.6；所述三氯氧磷交联淀粉的交联度为1.12×10^-2～3.35×10^-2。

2、根据权利要求1所述的一种变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料的制备方法，其特征在于：所述包衣溶剂为去离子水或有机溶剂。

3、根据权利要求2所述的一种变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂包括丙酮、95％乙醇或二甲基亚砜。

4、根据权利要求3所述的一种变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料的制备方法，其特征在于：所述增塑剂为甘油或癸二酸二丁酯。

5、一种变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料，是通过权利要求1～4任一项所述的制备方法制备得到。

6、根据权利要求5所述的变性淀粉口服结肠靶向控释薄膜包衣材料在制备口服结肠靶向控释薄膜包衣材料中的应用。