甲壳胺
甲壳胺是由氨基葡葡糖和乙酰氨基葡葡糖聚合物组成的多糖,它可由甲壳中的甲壳素部分脱乙酰化而得到。它也在某些微生物和酵母菌中天然存在。甲壳胺一词系指一系列具有不同分子量(50 kDa~2000 kDa)、粘度和脱乙酰度(40%~98%)的甲壳胺聚合物。甲壳胺不溶于中性和碱性溶液,但可与无机酸和有机酸如谷氨酸、盐酸、乳酸和醋酸形成盐。聚合物的氨基被质子化,产生的可溶性多糖带有正电荷。最常用的甲壳胺盐是谷氨酸盐和盐酸盐。
基本信息
- 性质
不溶于中性、碱性溶液、溶于水
- 中文名称
甲壳胺
- 存在地点
某些微生物和酵母菌中天然存在
- 组成成分
氨基葡糖、乙酰氨基葡糖聚合物
- 分类
多糖
- 用途
粉末压片辅料、控制剂型、药用等
前言
甲壳胺盐可溶于水中,溶解度取决于脱乙酰度和pH值。较低脱乙酰度(40%)的甲壳胺可溶于pH高达9的溶液,而脱乙酰度大约85%的只能溶于pH6.5以下的溶液。溶液中加入盐可显著影响甲壳胺的溶解度。离子强度越高,溶液度越低。甲壳胺溶液的粘度随甲壳胺浓度的增加而增加,温度升高粘度降低。粘度也随甲壳胺脱乙酰度的增大而增加,这是因为高、低脱乙酰度的甲壳胺具有不同的分子构象。高脱乙酰度的甲壳胺分子高度电离,具有一个更灵活的链状伸展构象。而低脱乙酰度的甲壳胺分子,由于低电离度,具有条状或卷曲状构象。
用途
片剂
甲壳胺作为粉末直接压片的辅料,具有极其优良的特性。常用辅料(甘露醇、乳糖或淀粉)中加入甲壳胺可降低休止角而改善混合粉末的流动性。将甲壳胺与乳糖、盐酸心得安混合直接压片,溶出试验结果表明属零级释放。甲壳胺如果以高于5%的浓度加入片剂中,作为崩解剂,效果优于玉米淀粉和微晶纤维素。甲壳胺的崩解效果取决于结晶度、脱乙酰度、分子量和粒子大小。Upadrashta等发现甲壳胺还是一个优良的片剂粘合剂,与其它辅料相比较,粘合效果排列顺序如下:羟丙甲基纤维素>;甲壳胺>;甲基纤维素>;羧甲基纤维素钠。甲壳胺的另一个优点是它有可能用于易产生溃疡的药物如阿司匹林的给药。事实上,多糖在低pH形成凝胶特性以及它的抗酸和抗溃疡性,使这一聚合物可预防某些活性化合物对胃的刺激性。Kawashima等制备了含有甲壳胺的阿司匹林片剂,甲壳胺的存在使阿司匹林缓慢释放,减少了阿司匹林最常见的副作用——胃刺激性。Acikgoz等研究发现甲壳胺可减弱另一抗炎药,双氯芬酸钠对胃粘膜的刺激性。
控释剂型
在制药工业中,甲壳胺用于开发药物控释给药系统的可能性已被广泛探讨。这是因为它具有独特的聚合阳离子特性、胶凝性和成膜性。这些给药系统应能控制药物给药速度,延长有效治疗作用时间,也可能将药物向特定的部位靶向给药。文献已报道大量的给药系统,包括微粒系统、控释骨架、溶蚀性骨架和控释凝胶系统。
将甲壳胺和甲壳胺的衍生物与其他辅料合用,制备具控释特性的片剂,发现药物的释放速率,在某种程度上,与使用的甲壳胺的量和类型直接相关,且可得到零级释药模型。大多数可形成凝胶的聚合物在高pH值时形成凝胶,因此甲壳胺可用于肠控释是显然的。用甲壳胺、Carbomer?934P和柠檬酸的水合胶体骨架系统制备了茶碱控释片,发现甲壳胺的用量超过片重的50%时,可形成非溶蚀型骨架片,而当用量小于33%时,可形成快速释放骨架片。甲壳胺的用量小于10%,可作崩解剂。制备片剂时加入藻酸钠使片子有更广泛的释药特性。柠檬酸能使甲壳胺凝胶化,因此影响控释特性,Carbomer使甲壳胺的崩解性能下降。Akbuga研究了甲壳胺马来酸盐骨架片的释放特性与药物理化性质的关系,发现药物溶解性、解离度和分子量是重要的影响因素。
凝胶
Miyazaki等探讨用甲壳胺干凝胶作为难溶性药物如吲哚美辛和盐酸罂粟碱的缓释骨架。药物分散在凝胶中显示零级释放,在pH7.4缓冲液中24 h吲哚美辛释放40%,在0.1NHCl中24 h盐酸罂粟碱释放100%。Kristl等对利多卡因(及其盐)从甲壳胺水合胶体和凝胶中释放研究结果也证实了这些结果。脱乙酰度和甲壳胺含量是影响释放的重要因素。凝胶的释放模型符合零级动力学。Knapczyk用93%和66%脱乙酰度甲壳胺和乳酸制备凝胶,发现由高脱乙酰度的甲壳胺制备的凝胶,与药物的结合比低脱乙酰度甲壳胺制备的凝胶更稳定。
促进溶出
难溶性药物的溶出度是一个影响药物吸收的重要因素。已发现甲壳胺与难溶性药物(如灰黄霉素或泼尼松龙)研磨,可增加它们的溶出性能。对低溶解度的酸性药物,如吲哚美辛,甲壳胺的带正电荷的氨基糖基与带负电荷的药物相互作用形成凝胶,增加药物的溶解度和控制释放。Hou等发生由甲壳胺和吲哚美辛制成的颗粒,置酸性胃液pH颗粒比未置低pH的颗粒,在pH7.5时释放药物快。这是由于在低pH时甲壳胺膨胀形成凝胶。相比,如果颗粒与戊二醛交联,膨胀性和形成凝胶性降低,在肠道pH下棕达到缓释作用。
生物粘附
Takayama等用甲壳胺和透明质酸钠制备口腔片,研究其生物粘附性以及模型药物的释放速率。发现只用甲壳胺制备的片剂,比单用透明质酸钠或用这两种聚合物制备的片剂粘膜粘附性差。药物的释放速率高度取决于甲壳胺在片剂中的重量比,甲壳胺比例在10%和60%之间,可得到一恒定释放速率,比例更高时,释放快速增加。
Miyazaki等对用甲壳胺和海藻酸钠制备的口腔粘附片进行了体内、体外测定。随海藻酸含量的增加,体外生物粘附力增加,说明了海藻酸的强生物粘附性。体内试验表明,一方面,片剂与舌下部位的粘膜紧密粘附,另一方面,明显改善药物舌下给药的生物利用度。另外,由于生物粘附系统既无刺激性又无不愉快的味道或不适感,易于被病人接受。
结肠给药
最近,甲壳胺以胶囊形式,用于胰岛素的结肠特殊给药。甲壳胺胶囊用肠溶衣(羟丙甲基纤维素邻苯二甲酸酯)包衣,除含有胰岛素外,还含有各种吸收促进剂和酶抑制剂。发现该胶囊在结肠区崩解,说明崩解作用或者是由于升结肠处(相对于终端回肠)的低pH值,或者是由于能够降解甲壳胺的微生物酶的存在。
微球和微囊
甲壳胺微球用于植入或口服控释给药系统,已被广泛研究过。一般来说,这种微球是由乳化交联过程或由荷相反电荷的大分子间的配位作用而制备的。