作 者
岳书岐1,孙弘芮1,孙杰1,
吴佳梅1,于欣灵2,* 张国荣1
作者单位
引用格式
岳书岐,孙弘芮,孙杰,等.姜黄素制剂的研究进展[J].农产品加工,2025,(07):78-81.
基金项目
国家级大学生创新创业训练计划项(202210199032);吉林省教育厅科学技术研究项目 (JJKH20241088KJ);吉林省 大学生创新创业训练计划项目 (S202210199042)。
摘 要
姜黄素是从姜科植物根茎中提取的多酚类化合物,具有多种药理作用,由于其稳定性差、水溶性低、生物利 用度低等缺点限制了该药的临床应用。适宜的制剂可有效提高姜黄素的稳定性、溶解度和生物利用度,并具有缓释和靶向作用。对姜黄素脂质体、自乳化与自微乳化、纳米颗粒、胶束、固体分散体等不同递药系统进行分析总结,旨在为姜黄素制剂的进一步研究提供参考。
关 键 词
姜黄素;制剂;研究进展
正 文
姜黄素 (Curcumin,Cur) 是从姜科植物姜黄、莪术、郁金等根茎中分离出来的多酚类物质,具有抗肿瘤、抗炎、抗病毒、抗氧化、抗纤维化等药理作用,是治疗多种疾病的潜在药物,尤其在抗肿瘤、抗结肠炎等方面具有较好的应用前景。但其水溶性低、口服吸收差、生物利用度低、体内代谢快等特点使姜黄素临床应用受到限制[1-2]。因此,需要开发和制备适宜的制剂,克服姜黄素的局限性,才能更好地为临床服务。重点介绍了姜黄素脂质体、自乳化与自微乳化、纳米颗粒、胶束、固体分散体的设计与应用,旨在为姜黄素制剂的进一步研究提供参考。
1 脂质体
脂质体是由磷脂和胆固醇组成的一种类脂质双分子层结构的药物载体,其制备方法有逆向蒸发法 和薄膜分散法等。主要是将磷脂、胆固醇溶于有机溶剂,通过旋转蒸发或减压浓缩等方法除去有机溶剂形成薄膜,加入药物,通过超声波、机械剪切等 方式使药物被包裹在成分内部,制得脂质体。脂质体安全、无毒,可提高药物的稳定性,延长药物在体内的作用时间,提高其生物利用度和靶向性,在药物载体方面有很大的开发潜力。
NIU Y 等人[3]制备姜黄素脂质体,在温度 25 ℃, pH 值 7.0 的磷酸盐缓冲溶液中,180 min 后姜黄素脂质体的相对强度下降约 14.5%,而游离姜黄素的相对强度下降可达 68.9%,表明脂质体包裹姜黄素可有效提高姜黄素的稳定性。TAKAHASHI M 等人[4] 分别对大鼠灌胃给药姜黄素脂质体和游离姜黄素,结果表明,口服姜黄素脂质体的大鼠血浆姜黄素浓度显著高于口服游离姜黄素的大鼠。姜黄素脂质体组中姜黄素的 Cmax 值 [(319.2±70.4) μg/L] 高于游离姜黄素组的 Cmax 值 [(64.6±10.7) μg/L],表明脂质体制剂增加了姜黄素的生物利用度。扈丹丹等人[5]用薄膜分散法制备 cTnI 抗体修饰的载有姜黄素心肌梗死靶向脂质体 (cT-Cur-LIP),该脂质体可有效将姜黄素靶向运输到缺血心肌,提高心肌梗死大鼠的治疗效果。
综上,采用脂质体包裹姜黄素可对姜黄素起保护作用,提高姜黄素的稳定性。姜黄素脂质体的生物利用度高于游离姜黄素,姜黄素脂质体靶向制剂,可将药物富集于某一器官或组织,增加药物疗效。但由于脂质体的热力学不稳定性,姜黄素可从中漏出,还需进一步研究壳聚糖等包衣脂质体,以提高制剂的稳定性。
2 自乳化与自微乳化
自乳化药物传递系统 (SEDDS) 是由药物、油相、表面活性剂和助乳化剂形成的制剂。SEDDS 在水中温和搅拌可自发形成粒径在 5 μm 左右的乳化剂。随着乳化剂用量的增加,这种自乳化系统可在胃肠道环境下形成粒径小于 100 nm 的纳米乳,则被称为自微乳化药物传递系统 (SMEDDS)[6-7]。与 SEDDS 相比,SMEDDS 具有粒径小、表面积大的特点,在药物的跨胃黏膜转运过程中发挥重要作用[8]。药物分散在纳米级别的乳滴中,能有效提高溶解度和溶出速率,提高吸收率,降低最低给药量,减少副作用。此外,药物被包裹在水包油 (O/W) 型微乳内相的油相中,可避免药物水解和掩盖药物刺激性气味[9],说明 SMEDDS 是极具潜力的新型口服给药传递系统。
韩华等人[10]制备共载姜黄素 - 小檗碱的自微乳给药系统 (Cur/BER-SMEDDS),所得制剂具有较高的载药能力,载药量可达 94.81 mg/g。另外,通过直接释药法测定 Cur/BER-SMEDDS 浓缩液中的姜黄素在人工肠液和人工胃液中 10 min 后累积溶出率分别为90.54%和 84.20%,而姜黄素原料药在人工肠液和人工胃液中 10 min 后累积溶出率分别为 51.09%和 54.58%,说明此给药系统可提高药物在胃肠道中的溶出速率。任金妹等人[11]通过复方自微乳中姜黄素和胡椒碱(PIP) 的体外释放试验发现,采取透析袋扩散法测定姜黄素在 pH 值 4.8 和 pH 值 7.5 的释放介质中 108 h 累积释放率分别为 94.85%和 84.38%,表明自微乳制剂具有缓释特性,能够缓慢释放姜黄素,从而发挥长效作用,避免突释效应。以上 2 个试验分别采取不同的释放度试验方法,药物释放速率差别较大,直接释药法中 Cur-SMEDDS 可与大量释放介质直接接触,累积释放率可较快达到峰值,且远远高于透析袋法的释放速率[12]。吴雪梅等人[13]研究发现,姜黄素微乳制剂的吸收量比姜黄素混悬液增加 14 倍,说明微乳制剂可改善姜黄素的吸收,提高生物利用度。
综上,自乳化与自微乳化制剂不仅可提高药物的溶解度,还可改善药物代谢动力学过程,如改善吸收并提高生物利用度、缓释作用等。值得注意的是,自乳化与自微乳化制剂制作方法简单,适用于工业化大规模生产,是具有良好发展潜力的口服给药系统,但其载药量小、制剂稳定性差及潜在毒性是需要进一步研究解决的问题。
3 纳米颗粒
纳米颗粒是将药物包埋到可降解聚合物或天然高分子材料中,制备成的纳米级微粒具有体积小、比表面积大的特点。制备方法主要有乳液挥发法、聚合物包裹法和纳米沉淀法等。纳米颗粒包裹药物,可防止药物被过早代谢,提高药物的稳定性,使其更好地分散于溶液中,利于人体吸收。
贾前生等人[14]制备乳铁蛋白 - 姜黄素纳米颗粒,所得制剂在溶液中分布均一且形态稳定,载药量为 (152.03±2.43) mg/g。体内吸收试验显示,与游离姜黄素相比,姜黄素纳米颗粒可提高血药浓度峰值,血药浓度回落缓慢。郑毅等人[15]通过乳液挥发法制备姜黄素纳米颗粒,在 pH 值 7.4 的 PBS 溶液中 6 h 后并未发生明显降解,表明纳米颗粒提高了姜黄素的稳定性。体外释药结果显示,姜黄素混悬液 2 h 后药物释放量达 78%,而姜黄素纳米颗粒 96 h 后药物释放量为 75%,说明纳米颗粒具有一定的缓释效果。 YALLAPU M M 等人[16]研制出一种新型负载姜黄素的磁性纳米颗粒 (MNP-Cur),使姜黄素的生物利用度提高了 2.5 倍。MNP-Cur 表现出强大的磁共振成像和磁性靶向能力,在热疗、磁共振成像和抗癌药物靶向运输中具有重要意义[17]。
综上,负载姜黄素的纳米颗粒可增加姜黄素的稳定性,提高其生物利用度,且具有一定的缓释效果。一些具有靶向作用的纳米颗粒递送载体还可将姜黄素靶向递送到某些组织或细胞,使药物富集到目标器官,降低给药量,减轻对健康细胞的损害。姜黄素纳米颗粒是极有发展前景的新型给药载体,但其潜在毒性与降解动力学还需要进一步研究,以提高其使用的安全性。
4 胶束
胶束是由两亲性的高分子材料在水环境中自组装形成的具有球形壳核结构的纳米粒。高分子材料的疏水尾端会在胶束内部聚集,避免与极性的水分子接触;亲水头端暴露在外部,与水分子相互作用,保护内部疏水基团。例如,将两亲性高分子材料溶于非极性溶剂中,则可制成亲水头端在内、疏水尾端在外的反胶束。其制备方法有薄膜分散法、透析法、溶剂挥发法、微相分离法、超临界流体蒸发法等。胶束将不溶或微溶于水的化合物包裹在内部,亲水端暴露于外,可有效提高药物的溶解度。
孙吴倩等人[18]制备姜黄素 / 甲氧基聚乙二醇 - 聚己内酯 (Cur/MP) 纳米胶束,该胶束溶液均一澄清,呈黄色,带有乳白色光泽,而游离态姜黄素则在水中呈微小的颗粒状,说明该胶束能极大地提高姜黄素的水溶性。细胞试验结果显示,在 24 h 和 48 h Cur/MP 胶束组对人非小细胞肺癌 A549 细胞半抑制浓度均低于姜黄素组,说明 Cur/MP 胶束增强了姜黄素对 A549 细胞的抑制作用,提高了药物在抗肿瘤方面的效果。张志坤[19]制备姜黄素 / 甲氧基聚乙二醇天冬氨酸苄酯(Cur/mPEG-PBLA) 胶束,稳定性试验结果显示制剂具备较好的稀释稳定性、储存稳定性和血浆稳定性。刘雅茹等人[20]制备载姜黄素的胆固醇 - 透明质酸胶束,该载药胶束的粒径为 (148.9±3.1) nm,外观呈球形且粒度分布较均匀,在 pH 值 7.4 的磷酸盐缓冲液中,10 h 和 48 h 累积释放率分别约为 45%和 55%,提示其具有一定的缓释性能。GUPTA A等人[21]制备负载姜黄素的 mPEG -PCL 胶束,该胶束的粒度、聚合物分散性指数和药物负载,均大于姜黄素溶液组,分别为 (74.80±8.68) d·nm、0.46±0.12 和 (8.12±1.23) %。与游离药物相比,载姜黄素的胶束在溶解过程中表现出持续释放的特性,在 12 h 内释放了约 50%的药物,而游离药物则在 10 h 内完全释放。
综上,胶束能够提高姜黄素的水溶性和稳定性,增加其对肿瘤细胞的抑制作用,具有一定的缓释效果。姜黄素胶束具有良好的应用前景,但要达到临床应用,还需对胶束制剂的体内代谢动力学等进行深入研究。
5 固体分散体
固体分散体 (SD) 主要是将药物高度分散于固 体载体中形成的一种制剂,使用亲水载体可提高药物溶解度[22]。其制备方法主要有研磨法、冷冻干燥法和溶剂蒸发法等。固体分散体可通过降低药物粒径、增加药物表面积和孔隙率来增强药物的溶解度。 MAI N N S 等人[23]采用研磨法、冷冻干燥法和溶剂蒸发法,制备了姜黄素和羟丙基 - β - 环糊精 (HP-β-CD) 的固体分散体。研究发现,将 HP-β- CD 摩尔从 1 增加到 8,而姜黄素用量不变,姜黄素的溶解度范围依次为 0.89~6.61,0.27~5.23 和 2.64~ 14.16 μg/mL,表明 HP-β-CD 用量的增加,增强了姜黄素的溶解度。姜红等人[24]通过溶剂蒸发法以二氧化硅为载体,与姜黄提取物双去甲氧基姜黄素、去甲氧基姜黄素和姜黄素制备成固体分散体,当提取物与载体配比为 1∶8 时,提取物中 3 种主要成分累计溶出率最高。刘子瑶等人[25] 通过灌胃给药姜黄素,研究猪体内的药代动力学过程,结果显示与姜黄素混悬剂相比,姜黄素固体分散体的相对生物利用度为280.39%,表明固体分散体使机体对姜黄素的吸收率有显著提升,提高其生物利用度。
综上,固体分散体可增加姜黄素的水溶性,提高其生物利用度。在改善水溶性较差的药物方面有较大的潜力,但如何进一步提高增溶能力和给药系统的稳定性还有待进一步研究。
6 结语
对不同的姜黄素递药系统,如脂质体、自乳化与自微乳化、纳米颗粒、胶束、固体分散体进行了分析总结。通过制备适宜制剂可有效提高姜黄素的水溶性、稳定性和生物利用度,还可制成缓释制剂和靶向制剂。姜黄素的制剂研究与不断发展为姜黄素的临床应用提供条件,但仍存在载药量较小、稳定性较差及具有潜在毒性等问题。因此,制备兼具
载药量大、稳定性好、靶向性高、细胞毒性小等特性的姜黄素制剂仍需要科研工作者进一步深入研究。
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