摘要

目的 研究纤维类药用辅料的膳食纤维特性以及在消化道的过程。

方法 通过测定纤维的吸水性、持水性、持油性，并以简单的颗粒剂赋性，考察颗粒的溶出; 用细胞膜红色荧光探针荧光示踪考察纤维在消化道内的变化过程。

结果 水溶性纤维辅料无膨胀性，持水性能差; 溶胶性纤维辅料溶胀性能、持水性能在 3 种类型的纤维辅料中最好; 3 种纤维的持油性能无差异。不同纤维制成的颗粒在相同介质中的差异表现在溶出的速度和纤维素辅料的溶解速度有关，溶胀系数越强溶出速度越慢。在荧光示踪实验中，用细胞膜红色荧光探针为荧光染料，在小鼠体内荧光强度的持续时间与纤维材料的持油性能有关，持油性能越强在体内的荧光强度越强且荧光持续时间长。

结论 纤维类药用辅料的持水性可能会影响水溶性药物的溶出，持油性能可能会影响脂溶性药物在体内的滞留时间。

关键词

纤维素; 药用辅料; 膳食纤维; 吸水性; 持水性; 持油性; 荧光示踪; 体外释放

正文

纤维类药用辅料来源广泛，有人工合成的材料，也有来自天然产物中提取的材料［1］。目前，已有部分天然纤维材料如壳聚糖用于药物研发和生产。天然来源的膳食纤维具有来源广、成本低、方便易得等特性，具有巨大的应用前景。虽然不同种类的纤维性质差异巨大，但作为药用辅料都具有类似膳食纤维的性质，如可吸水膨胀、对水分和油的吸收等［2 － 6］。纤维类型的药用辅料具有和膳食纤维类似的性质，但鲜有研究，现考察纤维类辅料的溶胀性、持水性、持油性，研究其对药物释放的影响，以此考察天然来源的膳食纤维材料替代纤维类辅料的可行性。

1 实验部分  

1.1仪器与试药

溶出仪( 天大天发有限公司) ; 小动物活体成像仪( 英国马尔文) 。5 － 氨基水杨酸( 5 － ASA，成都麦卡希化工有限公司) ; 细胞膜红色荧光探针( DID，江苏凯基生物有限公司) ; 其余试剂为分析纯。

1. 2 方法与结果

1. 2. 1 纤维素辅料的性质研究 

称取溶胀性纤维辅料与水不溶性纤维各 0． 5 g，记录重量，置 10mL 量筒中，记录下干品体积。准确加入 5 mL 蒸馏水，于 37 ℃下放置 24 h，分别读取液体中膳食纤维的溶胀后体积，计算溶胀系数( SW) = ( V2 －V1 ) /m。V1 表示纤维干燥时的原始体积，V2 表示溶胀后纤维的体积，m 表示纤维的质量。每种样品平行测定 3 份。由表 1 可知: 水不溶性纤维辅料的膨胀系数普遍比水凝胶型的纤维辅料的膨胀系数小，在实验用到的材料中，膨胀系数最大的为阿拉伯胶，其次为甲基纤维素、羧甲基纤维素钠( CMC － Na) 、海藻酸钠( SA) 、乙基纤维素、果胶、黄原胶、竹笋、燕麦等。

称取溶胀性纤维辅料与水不溶性纤维各称取一定量样品于 50 mL 的离心管中，加入 25 mL去离 子 水，在 37 ℃ 下 搅 30 min，于 3 × 103 r·min －1离心 30 min，弃去上清液并用滤纸吸干离心管 壁 残 留 水 分，称量。按 公 式“持 水 性 能 =( W2 － W1 ) /W1 × 100% ”计算，其中，W1 为纤维干重( g) ; W2 为纤维湿重。每种样品平行测定 3份。由表 2 可知: 水凝胶纤维的持水性均为负数，说明在该过程中，纤维溶解; 凝胶型纤维的膨胀系数依次为: 阿拉伯胶、果胶、CMC － Na、海藻酸钠、甲基纤维素; 水不溶性纤维的膨胀系数由大到小依次为竹笋纤维、燕麦纤维、乙基纤维素，表明水凝胶型的膳食纤维辅料溶胀系数普遍大于水不溶性的纤维辅料。

将各纤维辅料各称取 1． 0 g 膳食纤维于离心管中，加入食用油 10 g，在 37 ℃下静置 l h，于 3 ×103 r·min －1离心 30 min，去上层油，残渣用滤纸吸干游离的油，称量。按持油系数 = ( W2 － W1 ) /W1 × 100% 计算，其中，W1 为纤维干重( g) ; W2 为纤维湿重。每种样品平行测定 3 份。由表 3 可知: 各种纤维辅料的持油系数分布相似，和纤维类型无明显关系。

1 . 2. 2 纤维素对水溶性药物释放的影响

不同性质的纤维素辅料在应用中表现出不同的性质，对药物体外释放的影响不同。水溶性膳食纤维选择低聚木糖、麦芽糊精; 溶胀性膳食纤维选择CMC － Na、SA; 不溶性膳食纤维选择燕麦纤维、乙基纤维素。将纤维素类辅料与药物湿法制粒，0. 45 g 5 － 氨基水杨酸与 2． 05 g 的纤维素混合均匀后，加入适量的润湿剂( 水/乙醇) ，用 16 目筛网挤压制粒，50 ℃ 烘干至恒重。精密称定 12． 5mg 5 － 氨基水杨酸于 25 mL 量瓶中，分别用人工肠液、人工胃液定容，分别移取 1、2、3、4、5、10 mL置量瓶中，用相应介质定容。

于 254 nm 处测定紫外吸收。在 pH1． 3 的人工胃液介质中，5 － 氨基水杨酸浓度与吸光度的线性方程为: Y =1. 604X － 2 × 10 － 4 ( r2 = 0． 9991) ; 在 pH6． 8 的人工肠液介质中，5 － 氨基水杨酸浓度与吸光度的线性 方 程 为: Y = 10． 616X － 0． 0212 ( r2 =0. 9999) 。采用《中国药典》中规定的转篮法，在人工胃液、人工肠液两种不同的介质条件下，分别加入一定量的载药颗粒样品，每个样品平行测定 6 份，900 mL，37 ℃、转速为 100 r·min －1，分别在 0． 25、0． 5、1、2、3、4、5、6、8 h 时 取 样，按“1. 2. 1”项中方法，在 257 nm 处测定吸光度，计算释放出的 5 － 氨基水杨酸的量，并绘制释放曲线。由图 1 可知: 不同纤维类药用辅料所制成的颗粒在酸性介质释放速率差异大，水溶性纤维辅料所制的颗粒，随着纤维辅料的溶解，药物迅速释放; 溶胀性纤维所制颗粒的药物释放缓慢而稳定; 亲水性水不溶性纤维有速释的过程，而疏水性纤维所制颗粒的释放速度缓慢而稳定。

由图 2可知: 不同纤维类药用辅料所制成的颗粒在人工肠液中的药物释放行为差异大。水溶性纤维辅料所制的颗粒，药物迅速释放，在 15 min 内释放完全; 溶胀性纤维 CMC － Na 所制颗粒的药物释放缓慢而稳定，SA表现为释放速率快且相对稳定，在 2 h 将药物释放完毕; 亲水性水不溶性纤维制成的颗粒速释，15 min 内药物释放完全，而疏水性纤维所制颗粒的释放速度缓慢而稳定。综上，在溶胀性纤维辅料中，溶胀速度和释药速度有关，溶胀系数越大，持水性能越强，其释药速度越快。

1.2. 3 纤维类辅料在小鼠体内的示踪

随机选择 22． 5 ± 2． 5 g 的小鼠，麻醉后，用剃毛刀除去小鼠腹部的绒毛，再用脱毛膏敷于腹部 5 min，用纸巾大致擦拭干净后，用温水冲淋，于保温箱中待麻醉失效，禁食 24 h 后实验。将甲基纤维素、海藻酸钠、CMC － Na、低聚木糖、抗性糊精、麦芽糊精、乙基纤维素、燕麦纤维各称取 0． 2 g，加 入2 μg·mL －1的 DID 溶液( 用 50% 乙醇溶解) 10 mL混合均匀。将剃毛后的小鼠随机分组，每 组 7只，将 DID 标记的纤维素小鼠灌胃 1 mL，并分别在 1、2、4、6、12、18、24 h 时将小鼠麻醉，活体成像观察荧光聚集情况。

不同种类 DID 混合的膳食纤维辅料，对小鼠体内荧光强度的表现不同。溶胀性甲基纤维素在小鼠体内 8 h 时出现最大的荧光强度; SA 在24 h 内荧光强度由强变弱，但4 h 后荧光强度较稳定; CMC － Na 在 8 ～ 12 h 出现了最大的荧光强度; 低聚木糖 DID 荧光强度较小; 麦芽糊精和抗性糊精的荧光强度集中在4 ～8 h; 乙基纤维素的荧光强度低且变化小; 燕麦膳食纤维的荧光强度先增大后减小，6 h 时荧光强度最大。DID 染料是脂溶性，纤维辅料的持油性能会对 DID 的负载有影响。持油性强的纤维，对 DID 的负载能力强，持油性能由强至弱依次为甲基纤维素、低聚木糖、CMC － Na、麦芽糊精、抗性糊精、海藻酸钠、燕麦纤维、乙基纤维素，大致符合图 3 所示结果。

2 讨 论  

不同纤维类药用辅料所制成的颗粒在相同介质中的释放速率差异大，水溶性纤维辅料所制的颗粒，其药物释放速率与辅料水溶性相关。溶胀性纤维辅料制成颗粒的释放速率与其溶胀速率有关。不溶性纤维分为亲水性与疏水性，前者如燕麦膳食纤维，由于其亲水性，虽不会溶解但在水中可很快分散，故而呈现快速释药的行为;后者如乙基纤维素，其混合了小分子水溶性药物，在介质中会溶解，溶解后形成的孔隙会让在颗粒里面的药物溶解释放，故而药物的释放速度较稳定。DID 是脂溶性荧光染料，在一定的激发波长下可发射荧光。

纤维类型的辅料由于具有纤维类物质固有的持油性，包载染料后，在体内代谢时会发出荧光，可标示其位置和状态。在实验中，可明显看到持油性差的水不溶性纤维辅料包载 DID，在小鼠体内的荧光强度和荧光维持时间不如持油性能好的水溶性纤维和溶胀性纤维。但该方法只能定性不能定量，因此，在一些持油性能接近的纤维辅料中，荧光强度和维持时间不能直接由图片判断，需借助其他方法。