TWI678206B - 含γ-米糠醇自乳化液之藻酸微球及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種含γ-米糠醇自乳化液之藻酸微球及其製造方法，係混合γ-米糠醇及藻油取得第一混合液，加入第一乳化劑及第二乳化劑至第一混合液取得第二混合液，將第二混合液包埋至藻酸鹽凝膠中以得到微球前驅物，將微球前驅物滴入氯化鈣溶液以製得含γ-米糠醇自乳化液的藻酸微球。這種含γ-米糠醇自乳化液的藻酸微球可以將γ-米糠醇輸送至腸道才釋放，可提升γ-米糠醇的生物利用率。

Description

含γ-米糠醇自乳化液之藻酸微球及其製造方法

本發明涉及一種藻酸微球，特別是涉及一種包含γ-米糠醇自乳化液之藻酸微球。

γ-米糠醇是一種由阿魏酸(ferulic acid)與植物固醇形成之阿魏酸固醇酯所構成的化合物，具有降低膽固醇活性、抗氧化、抗糖尿病、抗發炎、抑制腫瘤形成、以及保護神經等性質，因此受到各界關注。

過往的研究顯示，γ-米糠醇在亞急性毒性(subacute toxicity)、慢性毒性(chronic toxicity)、致畸胎性(teratogenicity)以及發育毒性(developmental toxicity)上是安全的，因此已經在營養、醫藥或化妝品上廣泛應用。舉例來說，γ-米糠醇已經被用於添加在防曬劑、抗老化劑、藥物的原料等等。

根據生物藥物分類系統(Biopharmaceutical Classification System，BCS)，口服藥物的生物利用度受其溶解度和腸滲透性的影響。γ-米糠醇在BCS的分類中屬於第二類藥物(BCSII)，此類藥物的特性是低溶解而高滲透，這種特性會限制其透過腸胃道吸收時的生物利用度。

為解決γ-米糠醇的溶解度低、生物利用性差以及代謝速度快等缺陷，本發明之目的在於設計適用於γ-米糠醇的自乳化藥物傳遞系統(self-emulsifying drug delivery system，SEDDS)以提高γ-米糠醇的溶解度、生物利用性，並且延長γ-米糠醇在消化道停留的時間。

本發明係提供一種含有γ-米糠醇自乳化液之藻酸微球(self-emulsified alginate bead，SEAB)之製造方法，其包含下列步驟：混合γ-米糠醇及藻油取得第一混合液；加入第一乳化劑及第二乳化劑至第一混合液取得第二混合液；將第二混合液包埋至藻酸鹽凝膠中以得到微球前驅物；將微球前驅物滴入氯化鈣溶液並攪拌預定時間，以形成藻酸微球；過濾收集藻酸微球，並依序以蒸餾水及酒精潤洗。

較佳地，第一乳化劑為TWEEN 80。

較佳地，第二乳化劑為SPAN 80。

較佳地，γ-米糠醇在藻酸微球所佔的重量百分比為0.1至0.5%。

較佳地，藻酸微球之直徑為1.5mm至3.0mm。

較佳地，藻酸微球溶解後，其產生之液滴尺寸分布在100nm至2500nm之間。

較佳地，預定時間為15至30分鐘。

基於上述目的，本發明再提供一種含γ-米糠醇自乳化液之藻酸微球，係以上述之藻酸微球之製造方法製成。

藉由上述之製造方法，透過將自乳化處理後的γ-米糠醇包埋於固態的藻酸鹽凝膠中，利用藻酸鹽凝膠凝固而成的藻酸微球作為載體，使含有γ-米糠醇自乳化液的藻酸微球能夠耐受胃部環境，在抵達腸道後才開始溶解，隨 後逐漸將γ-米糠醇釋放，以使γ-米糠醇達到最大生物利用度，藉此使γ-米糠醇的療效能夠以最大限度發揮。

1‧‧‧藻酸微球

2‧‧‧藻酸鹽凝膠

3‧‧‧γ-米糠醇自乳化液

S1~S6‧‧‧步驟

第1圖係為本發明之含有γ-米糠醇自乳化液之藻酸微球之製造方法的流程圖。

第2圖係為包含自乳化液之藻酸微球之示意圖。

第3圖係為藻酸微球溶解後開始釋放自乳化液之示意圖。

第4圖係為包含不同比例自乳化液的藻酸微球的照片。

第5圖係為在電子顯微鏡下放大100倍之包含不同比例自乳化液的藻酸微球的照片。

第6圖係為在電子顯微鏡下放大5000倍之包含不同比例自乳化液的藻酸微球的表面的照片。

第7圖係為包含不同比例自乳化液的藻酸微球在模擬胃液中經過不同時間後留存的γ-米糠醇的含量。

第8圖係為以吸光度(600nm)測定包含不同比例自乳化液的藻酸微球在模擬腸液中γ-米糠醇的釋放率(濁度)。

為使本發明的特徵及優點更淺顯易懂，下面將以本發明之較佳實施例配合圖式說明，並結合各種試驗來佐證本發明的效果。

第1圖係為本發明之含有γ-米糠醇之藻酸微球之製造方法的流程圖。此製造方法可包含：步驟S1，混合γ-米糠醇及藻油取得第一混合液。步驟S2，加入第一乳化劑及第二乳化劑至第一混合液取得第二混合液。其中，第一乳化劑可為TWEEN 80，第二乳化劑可為SPAN 80。步驟S3，將第二混合液包埋至藻酸鹽凝膠中以取得微球前驅物。步驟S4，將微球前驅物滴入氯化鈣溶液並攪拌預定時間，形成藻酸微球，所製得的藻酸微球之直徑可介於1.5mm至3mm之間。其中，攪拌的預定時間可為15至30分鐘。步驟S5，過濾並收集藻酸微球。步驟S6，依序以蒸餾水及酒精潤洗。其中，γ-米糠醇在所製得的藻酸微球中，可佔其總重量的0.1wt%至0.5wt%。

以上述方法製成的藻酸微球1如第2圖所示。藻酸微球1由包埋γ-米糠醇自乳化液3(即第二混合液)的藻酸鹽凝膠2所構成。使用者在使用時吞服藻酸微球1，此時藻酸微球1的藻酸鹽凝膠2將對包埋在其中的γ-米糠醇自乳化液3產生保護效果，在經過胃部時不會被胃酸溶解，維持微球的狀態抵達腸道。在抵達腸道之後，如第3圖所示，構成藻酸微球1的藻酸鹽凝膠2逐漸被腸液溶解，而包埋在其中的γ-米糠醇自乳化液3釋出，在藻酸鹽凝膠2逐漸溶解的期間將產生大、小兩種液滴尺寸，其液滴尺寸分布在100nm至2500nm之間，其中小液滴即為γ-米糠醇自乳化液3，大液滴則是由尚未溶解的藻酸鹽凝膠2、以及仍包埋在其中的γ-米糠醇自乳化液3組成。藉由逐漸溶解的藻酸鹽凝膠2可延長γ-米糠醇自乳化液3的釋放時間。

實例

在本發明之含有γ-米糠醇自乳化液之藻酸微球之製造方法的一實例中，所使用的原料可包含：食品級藻酸納(低黏度，2%溶液時為160~200mPa)、氯化鈣、γ-米糠醇、以及Tween 80與Span 80。

在製備含有γ-米糠醇自乳化液之藻酸微球的過程中，首先將γ-米糠醇(2.4g)加到藻油(60mL)中，並將混合物攪拌(400rpm)直到澄清。接著，可將Tween 80(24g)以及Span 80(16g)加入混合物中以製成γ-米糠醇自乳化液(後稱自乳化液)。接著配合表1所示，依照不同比例將自乳化液包埋在藻酸鈉中以製成含有γ-米糠醇自乳化液之藻酸微球的前驅物。具體來說，可藉由同軸微球產生器(Unit-Varj1，Nisco Engineering AG，瑞士)擠出預定量的γ-米糠醇自乳化液及藻酸鈉後，將得到的前驅物從氯化鈣溶液上方10cm處滴入氯化鈣溶液中，此時藻酸鈉接觸氯化鈣，將反應為藻酸鹽凝膠並逐漸凝固，同時以磁攪拌棒持續攪拌(100rpm)氯化鈣溶液以避免滴入的前驅物黏在一起，攪拌15至30分鐘確保前驅物不會彼此沾黏後，過濾收集氯化鈣溶液中的藻酸微球，並依序用蒸餾水以及95%酒精潤洗，以得到含有γ-米糠醇自乳化液之藻酸微球。此實例所製得之藻酸微球的直徑介於1.78mm至2.4mm之間。

根據上述實例，分別以以下的實驗來檢測所製造的藻酸微球的包埋率、觀察其微結構並進行體外釋放試驗。其中體外釋放實驗包含：含量分析、濁度測量以及液滴尺寸測量，並對測量結果進行統計分析。

包埋率試驗

首先在包埋率試驗中，可分別取包含不同比例自乳化液的藻酸微球各200mg在研缽中研磨，使用異丙醇(10mL)使其分散在容量瓶中，並以500rpm攪拌1小時。接著以0.45mm之濾網過濾殘渣，並以分光光度計測定327nm的吸收率來測定γ-米糠醇的含量。包埋率的計算公式如下：包埋率(%)=去微球後的γ-米糠醇/藻酸微球中的γ-米糠醇X 100

包埋有不同比例自乳化液的藻酸微球的照片如第4圖所示，包含較少比例(5~10%)自乳化液的藻酸微球實質上呈圓球形，而隨著自乳化液比例升高(>=15%)，由於是以擠出滴落的方式製成，故其凝固所呈的形狀為梨形或淚滴形。由於圓球形具有最低的表面積，可以減少接觸面積，並且避免形狀造成的不均勻溶解，因此留有完整圓球形的藻酸微球會是較佳的選擇。

接著，包含有不同比例自乳化液的藻酸微球的包埋率如表1所示，含有5%自乳化液的藻酸微球的包埋率達到98.93%為最佳，而隨著自乳化液比例升高，包埋率下降。此實例中，所得之γ-米糠醇在藻酸微球中所佔的重量百分比為0.117%至0.432%。

掃描式電子顯微鏡(SEM)攝影

此實驗使用掃描式電子顯微鏡(Model ABT-150S，Topcon Corp，日本)觀察藻酸微球的微結構。首先將樣品以雙面膠固定在鋁棒上，接著以金-鈀 塗層塗覆樣品(JBS-ES 150，離子濺射塗佈機，Topcon Corp.，日本)，其加速電位為15kV。

SEM拍攝的照片如第5圖及第6圖所示，第5圖的(a)~(f)係依序為控制組(0%，僅有藻酸鹽凝膠)及包含5%、10%、15%、20%、30%的自乳化液的藻酸微球在100倍放大比率下以SEM拍攝的表面照片，第6圖的(g)至(1)係依序為控制組(0%，僅有藻酸鹽凝膠)及包含5%、10%、15%、20%、30%的自乳化液的藻酸微球在5000倍放大比率下以SEM拍攝的表面照片。

藻酸鹽為基底的微球的特徵為多孔及塌陷結構，第5圖中可見的脊狀結構代表其強烈的凝膠化，藻酸鹽與氯化鈣產生交聯(cross-link)及聚集(aggregation)，藉由二價鈣離子的交換以構成強力的結構。當藻酸鹽凝膠未包埋自乳化液時，如第6圖(g)所示，在5000倍放大比率下表面可觀察到由凍乾藻酸鹽中的水結晶昇華產生的微顆粒，而有包埋自乳化液的藻酸微球(h)至(1)中由於使用了界面活性劑，因此其表面更加光滑，且會在表面形成微小的孔洞。

體外釋放試驗

藥物釋放的方式在現在的醫療中佔了很重要的部分，如何讓藥物在消化器官中正確的位置被吸收以達到最大利用率是很重要的課題。理想的口服給藥系統應能夠克服胃酸及消化酶等造成的降解，將藥物運送到腸道中再釋放，以提升利用率。因此在體外釋放試驗中分別模擬了胃以及腸道的環境，並分別進行測試。試驗方式如下：首先以2g NaCl及6mL HCl加入500mL蒸餾水中以製備模擬胃液，並以0.01M的HCl調節pH值到1.2，接著補蒸餾水至1L。模擬腸液為0.2M，pH 6.8的磷酸鹽緩衝溶液。將包含不同比例自乳化液的藻酸微球(0.2g)懸浮在100 mL的模擬胃液中2小時，接著轉移至100mL模擬腸液中懸浮4小時。模擬胃液(或模擬腸液)的溫度維持在37℃，並以50rpm的速度進行攪拌。在模擬胃液中分析了γ-米糠醇的含量和濁度，並在模擬腸液中分析濁度與液滴大小。

γ-米糠醇的含量測定

在模擬胃液中，檢測了γ-米糠醇的含量。由於經過模擬胃液試驗後並未觀察到藻酸微球破裂，因此對浸泡過模擬胃液的藻酸微球使用異丙醇萃取，並以327nm的的紫外光進行吸收測定以測量γ-米糠醇的含量。結果如第7圖，第7圖所示的是包含不同比例自乳化液的藻酸微球在模擬胃液中與時間相關聯的留存率，在不同浸泡時間(0至120分鐘)後，包含相同比例自乳化液的藻酸微球之間所含的γ-米糠醇的含量並沒有顯著差異，代表藻酸微球在經過模擬胃液浸泡後並不會改變其中所包埋的γ-米糠醇的含量。

濁度分析及液滴大小測試

在模擬腸液中藻酸微球將逐漸溶解，將所得溶液以0.45mm的過濾器濾除雜質，並使用600nm波長測定濁度(turbidity)，並以濁度推測γ-米糠醇的釋放率。結果如第8圖所示，第8圖所示的是包含不同比例自乳化液的藻酸微球在模擬腸液中γ-米糠醇的釋放率，在經過180分鐘後各種藻酸微球的自乳化液的釋放率達到100%，而在不同時間點中比較各種藻酸微球的溶解率，含有越高比例自乳化液的藻酸微球的溶解率(即釋放率)越高。

接著使用動態光散射(Dynamic light scattering)來測定藻酸微球溶解後的液滴尺寸(Zetasizer Nano-ZS，Malvern，英國)。使用合適的緩衝液將樣品稀釋至十分之一的液滴濃度以防止多重散射效應(multiple scattering effect)。此技術基於液體中粒子進行布朗運動時所引起的光散射來測定，而粒子的運動方式 與其大小有關，繼而可推測其尺寸。測量溫度為25℃，每個紀錄平均測量8次，且所有樣品至少重複測定一次。結果如表2所示：

表2示出了在50分鐘、100分鐘、125分鐘時包含不同比例自乳化液的藻酸微球溶解時產生的液滴尺寸。藻酸微球溶解時會大致分為兩種尺寸，在本實例中係介於129nm至1916nm之間，小的液滴即為尚未自乳化的γ-米糠醇自乳化液，大的液滴則是由尚未完全溶解的藻酸鹽凝膠以及其所包埋的γ-米糠醇自乳化液組成。這種分布型態的狀況下，釋出的γ-米糠醇自乳化液將會自乳化便於被人體吸收，而大的液滴則會吸附在腸黏膜延長在腸道中停留的時間，並隨著時間經過，藻酸鹽凝膠逐漸溶解並釋放γ-米糠醇自乳化液，以延長γ-米糠醇釋放的速度，並且此延長效果可至少持續125分鐘。

藉由上述發明，本發明所提供的包含γ-米糠醇自乳化液的藻酸微球以及其製造方法透過在藻酸微球中包埋γ-米糠醇自乳化液，控制其能通過胃部不受胃液破壞，直到在腸道時才被腸液溶解而緩慢釋放γ-米糠醇自乳化液，並且 藻酸微球溶解時會產生成大、小液滴，可以藉由尚未完全溶解的藻酸鹽凝膠更延長γ-米糠醇在腸道的時間，使其利用率及效果時間延長。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技術者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視申請專利範圍所界定者為準。

Claims (6)

1. 一種含有γ-米糠醇自乳化液之藻酸微球之製造方法，其包含：混合γ-米糠醇及藻油取得一第一混合液；加入一第一乳化劑及一第二乳化劑至該第一混合液取得一第二混合液；將該第二混合液包埋至一藻酸鹽凝膠中以得到一微球前驅物；將該微球前驅物滴入一氯化鈣溶液並攪拌一預定時間，以形成一藻酸微球；過濾收集該藻酸微球；以及依序以蒸餾水及酒精潤洗該藻酸微球；其中該第一乳化劑為TWEEN 80；其中該第二乳化劑為SPAN 80。
2. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中，γ-米糠醇在該藻酸微球所佔的重量百分比為0.1至0.5%。
3. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該藻酸微球之直徑為1.5mm至3mm。
4. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該藻酸微球溶解後，其產生之液滴尺寸分布在100nm至2500nm之間。
5. 如申請專利範圍第1項所述之製造方法，其中該預定時間為15至30分鐘。
6. 一種含γ-米糠醇自乳化液之藻酸微球，係以如申請專利範圍第1項至第5項中的任一項所述之藻酸微球之製造方法所製成。