胶束表面活性剂中的药物释放—Rheolab应用

摘要

了解药物释放过程是设计和优化药物创新载体的关键步骤。在本应用中，我们介绍了一项关于商用药物阿司匹林（乙酰水杨酸，来自德国拜耳公司）在载体（基于氯化十六烷基吡啶的知名表面活性剂体系）中的药物释放的研究。通过DWS微流变学方法跟踪样品的粘弹性性质随时间变化的过程来监测该过程。

介绍

扩散波谱法（DWS）是一种光散射技术[1,2]，使用户能够对粘弹性流体样品进行快速准确的微流变分析。它提供了有关介质线性流变特性的信息，即频率相关的储能模量和损耗模量，分别为G’(ω)和G’’(ω)，以及复数粘度η*[3]。DWS可以应用于各种软物质系统，可以对其性能进行分析和监测，并且由于其非破坏性、快速测量，特别适用于跟踪时间依赖过程。在制药行业需要设计和优化释放机制的背景下，使用非侵入性DWS微流变监测药物在广泛的频率范围内的释放过程是有重要意义的。

在这项工作中，我们监测了商用阿司匹林在水性表面活性剂溶液中的释放过程。像其他非甾体抗炎药（以下简称NSAIDs）[4,5]一样，阿司匹林的浓度在胶束微观结构和整个系统动力学形成中起着至关重要的作用。过去，其他NSAIDs浓度的影响只能通过手动改变其在悬浮介质中的量来研究。由于DWS技术的时间分辨率高，并且样品可以完全密封在试管中，我们可以跟踪单个样品中阿司匹林的溶解过程。

溶解过程中，随着阿司匹林浓度增加，改变了悬浮介质的流变特性。我们通过DWS微流变学跟踪这一过程。这样，蒸发和环境污染都不会影响测量。结果表明，基于DWS的微流变学对药物分子输送和释放的研究具有很大益处。

样品制备

将半片商业阿司匹林-C（拜耳）泡腾片（相当于95 mM乙酰水杨酸总量）溶解在10 ml水中。溶液脱气，然后加入100 mM氯化西吡氯铵。

为了进行DWS微流变学，将直径为522 nm的聚苯乙烯颗粒（microparticles GmbH，德国）添加到溶液中（最终浓度为1% w/w），相当于传输平均自由程l*约为400μm。将0.3 mL溶液装入2 mm路径长度玻璃试管中并密封以避免蒸发。随后将试管装入LS Instruments的DWS RheoLab仪器中。在25°C下，使用自动测量程序跟踪药物释放过程，该程序每小时获取标准化强度相关函数g2(t)-1。为清楚起见，仅显示部分结果。

结果和讨论

图1. a) g2(t)-1和b)在药物释放过程中不同时间测量的胶束溶液的MSD。时间以小时计（见图例）。

图1. a显示了含有示踪颗粒的胶束溶液在阿司匹林溶解时相关函数g2(t)-1的时间演化。从不同时间的样品相关函数可以看出系统动力学的变化（参见小时图例）：在实验开始时，相关函数的特征是单衰变，在较长的时间内出现双衰变。此外，大约100小时后，衰变再次向较短的滞后时间转变。

在图1b中，显示了均方根位移MSD的相应演变。从单衰减到双衰减相关函数的转变对应于从纯粘性（直线MSD线）到粘弹性行为（MSD曲线具有中间平台）的动力学演变。在图1b中还可以看到MSD右移动和左移的演变过程。

从MSD中，使用DWS RheoLab提供的软件计算流变特性。阿司匹林溶解时，复数粘度η*随角频率ω的变化如图2a所示。从每条复数粘度曲线的牛顿平台，我们可以确定零剪切速率粘度η0，并跟踪其随时间的变化（图2b）。

图2.a)在不同测量时间下（参见图例中的小时数），复数粘度η*随角频率ω的变化；b)零剪切速率粘度η0随测量时间的变化。

结果表明，零剪切速率粘度随时间呈非单调增加趋势。可见，随着阿司匹林溶解，其在系统中的浓度增加，粘度增加了近三个数量级。这些结果与文献中类似的胶束系统的结果一致，粘度随NSAIDs的浓度而改变[4,5]。因此，本工作的复数粘度的演变可归因于胶束结构的形态变化。

结论

在溶解过程中，悬浮介质中药物浓度的增加会引起的流变学变化，我们通过DWS RheoLab成功监测了商业阿司匹林在表面活性剂水溶液中的释放过程。

我们的结果与文献中NSAIDs引起的表面活性剂胶束结构变化的结果具有良好的一致性，突显了DWS微流变学作为监测和分析药物释放过程的新技术的高潜力。这将有助于设计新的创新载体。

参考文献

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