天津中医药  2026, Vol. 43 Issue (8): 1000-1008

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李一帆, 谭丽华, 王萌.
LI Yifan, TAN Lihua, WANG Meng.
负载旋覆代赭汤的白及多糖胃漂浮剂的制备、表征及其胃肠道滞留性能评价
Preparation, characterization and gastrointestinal retention evaluation of a Bletilla striata polysaccharide gastric floating formulation loaded with Xuanfu Daizhe Tang
天津中医药, 2026, 43(8): 1000-1008
Tianjin Journal of Traditional Chinese Medicine, 2026, 43(8): 1000-1008
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1672-1519.2026.08.08

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收稿日期: 2026-03-16
负载旋覆代赭汤的白及多糖胃漂浮剂的制备、表征及其胃肠道滞留性能评价
李一帆 , 谭丽华 , 王萌     
天津中医药大学组分中药国家重点实验室,天津 301617
摘要:[目的] 针对胃食管反流病,制备负载旋覆代赭汤提取物(XDT-P)的白及多糖胃漂浮剂(XDT@BSP-FS),并评价其漂浮与滞留性能。[方法] 通过混合溶胀法制备白及多糖(BSP)-油酸甘油酯(GMO)水凝胶骨架(BSP-FS),负载XDT-P得到XDT@BSP-FS,对其漂浮性能、微观结构、理化表征、流变与力学特性、体外消化及在体滞留性能进行系统评价。[结果] XDT@BSP-FS可在0 s内快速起漂,形成的浮层厚度为0.52 cm,漂浮可稳定维持 > 8 h。结构表征显示XDT@BSP-FS内部形成致密层状多孔网络,热分析(DSC)与红外(FT-IR)结果显示XDT-P在BSP-FS骨架中以物理结合形式存在。相同剂量XDT@BSP-FS表现出优于市售药物Gaviscon®的韧性。体内外荧光成像结果显示,XDT@BSP-FS灌胃后于活体成像中胃肠道荧光信号可持续 > 4 h,离体成像中至6 h仍可检测到明显荧光信号,而吲哚菁绿(ICG)水溶液组荧光信号于4 h时已明显减弱。[结论] XDT@BSP-FS具备快速起漂、长效漂浮与良好的体内滞留性能,可为胃食管反流相关疾病的胃滞留给药系统研究提供参考。
关键词旋覆代赭汤    白及多糖    胃食管反流病    胃肠道滞留    胃漂浮剂    

胃食管反流病(GERD)是一种常见的慢性消化系统疾病,由胃内容物反流进入食管引起,典型症状包括灼烧性胸痛、反流、吞咽困难及食管黏膜损伤等,对患者生活质量和工作效率造成明显影响[1-3]。目前GERD的治疗药物主要是以奥美拉唑为首的质子泵抑制剂(PPI)类,但长期使用易引起包括微量元素缺乏、感染风险上升,以及胃肠道、肾脏与心血管系统相关不良反应[4-6]。因此,有必要进一步探索更安全、有效的给药策略与制剂形式。

胃滞留药物递送系统(GRDDS)包括胃漂浮给药系统、生物黏附型给药系统及高密度胃滞留给药系统等,能够延长药物在胃内滞留时间并提高药物的临床疗效[7]。胃漂浮给药系统是GRDDS的重要类型之一,部分胃漂浮体系由成胶聚合物与产气组分(如碳酸钙、碳酸氢钠)构成,进入胃内可在胃内容物上方形成凝胶筏状结构,从而减少胃内容物反流进入食管,发挥对食管黏膜的保护作用[8-9]。目前其常用成胶物质(如卡波姆、海藻酸盐等)普遍存在pH环境依赖性强、贮存期易提前发生离子交联凝胶化、力学稳定性不足等问题,迫切需要筛选性能更佳的成胶基质[10-11]。中药来源的天然大分子物质通常被认为具有较好的凝胶化特性,其具有的相关药理活性也成为进一步开发天然大分子水凝胶药物传递系统的关键因素。白及多糖(BSP)具有生物黏附性且生物相容性良好,可作为基质材料构建缓释体系,具有进一步开发为胃漂浮剂的潜力[12-15]

中医认为,GERD多属“胃气上逆”,其临床表现除反酸、烧心外,常伴随恶心、嗳气及反胃等症状[16-17]。传统中药复方具有多成分、多靶点和多通路协同作用的特点,可对复杂病理过程实施整合性干预[18-20]。在临床实践中,上述整合性干预优势多以复方配伍的形式得到集中呈现。特别是在“胃气上逆”相关症状的治疗中,中药复方具有疗效确切、作用安全等优势,其中经典复方旋覆代赭汤具有代表性。旋覆代赭汤(XDT)出自张仲景《伤寒杂病论》,以旋覆花、代赭石配伍为核心,发挥和胃降逆、止呕定逆并兼补中益气之效,历代用于“胃气上逆”所致的呕吐、呃逆、反胃等[21]。现代实验证明旋覆代赭汤在反流模型中可改善黏膜屏障功能,提示其在GERD干预中的潜在应用价值[22]。然而,现有多数中药复方给药形式以口服汤剂或颗粒剂为主,胃内滞留时间有限,制约了其在胃内局部作用的充分发挥[23-24]。相比之下,口服胃漂浮凝胶可在胃内容物表面形成低密度凝胶结构,从而延长制剂在胃内的驻留时间并有助于减少胃内容物反流进入食管,在一定程度上提高局部递送过程的持续性与可控性。因此,将XDT这类用于“胃气上逆”相关症状干预的中药复方提取物开发为胃漂浮凝胶,更符合GERD相关疾病对胃内长时滞留给药的需求。

本研究以BSP为凝胶基质制备负载旋覆代赭汤提取物(XDT-P)的白及多糖胃漂浮剂(XDT@BSP-FS)。采用黏度测定及漂浮性能评价,对漂浮剂的理化性质进行表征;并对其微观形貌、热学性质、官能团特征、流变学行为及机械强度进行系统表征。此外,结合体内及离体荧光成像实验,对XDT@BSP-FS在胃肠道内的滞留行为进行评价,以验证其胃漂浮与黏附特性对实现长效胃肠道滞留的作用。

1 仪器与材料

Milli-QⅡ超纯水仪(美国密理博公司);旋转蒸发仪(东京理化器械株式会社);RW 16顶置式电动搅拌器(艾卡仪器设备有限公司);BILON-FD 50 AE真空冷冻干燥机(上海比朗仪器制造有限公司);H1650-W台式高速离心机(长沙湘仪离心机仪器有限公司);TK-20 B透皮扩散试验仪(上海锴凯科技贸易有限公司);NTV-P3黏度计(上海尼润智能科技有限公司);FA-2004万分之一天平(天津天马衡基仪器有限公司);TM 3000 1235扫描电子显微镜(日本日立公司);Tensonor 27红外光谱仪(布鲁克科技有限公司);TA Q20差示扫描量热仪(美国Waters公司);ZDHW电热套(北京中兴伟业仪器有限公司);PT-501 B普赛特单臂拉力试验机(东莞市普赛特检测设备有限公司)。

白及多糖(纯度≥98%,批号:BPS 230421,陕西帕尼尔生物科技有限公司);旋覆花、代赭石(批号:19120256、20050111,天津市同義中药饮片科技发展有限公司);姜制半夏、生姜、人参、甘草(批号:G2006035-0、201001、2105028-01、220415101,天津中新药业集团有限公司);Gaviscon®(批号:017576,Reckitt Benckiser Healthcare Limited);碳酸钙、碳酸氢钠、油酸甘油酯(GMO)、脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)、人工小肠液、人工胃液、吲哚菁绿(批号:Z12M10Y82834、Z11A10Y85574、J17HS185484、Y20J 10S93422、N29GS169351、J05HM179887,D25IR207 11A,JR26870A、LN0V05,上海源叶生物科技有限公司);十二烷基硫酸钠、单硬脂酸甘油酯(GMS)、溴化钾(批号:A23GS158465、P16B022、Q/12 GF 01-2022,天津市光复科技发展有限公司)。

2 方法与结果 2.1 白及多糖胃漂浮剂的制备 2.1.1 白及多糖浓度筛选

以不同浓度的BSP制备BSP凝胶(BSP-Gel),综合BSP-Gel的外观状态、涂展性、均一性及稳定性等指标筛选其适宜用量。1)离心实验:吸取3 mL BSP-Gel样品于5 mL离心管中离心30 min,转速3 500 r/min(离心半径6.6 cm),观察其是否出现分层现象;2)低温实验:吸取30 mL BSP-Gel样品于50 mL离心管中并密封,在-20 ℃低温环境下放置保存24 h,观察其是否出现分层现象;3)热恒温实验:吸取30 mL BSP-Gel样品于50 mL离心管中,在60℃水浴中密封放置6 h,观察其是否出现分层现象;4)分散均一性评价:采用外观观察法进行半定量评价。取BSP-Gel于室温下静置后,观察其外观状态是否均一,并记录是否存在明显颗粒团聚、局部聚集、分层或沉降等现象。根据观察结果将分散均一性分为3个等级:均一,指体系外观均匀,无明显团聚、分层或沉降;较均一,指体系基本均匀,但存在轻微颗粒聚集或轻度沉降,经轻微振摇后可恢复均一状态;不均一,指体系存在明显团聚、分层或沉降,且难以通过轻微振摇恢复。结果见表 1,当BSP浓度为15 mg/mL时,所得BSP-Gel呈白色、流动性较好,易涂抹铺展,质地细腻均匀且物理性质稳定,因此确定15 mg/mL BSP作为制剂基质用量。

表 1 不同浓度BSP制备的BSP凝胶物理性能比较 Tab. 1 Physical properties of BSP-Gel prepared at different BSP concentrations
基质 浓度(mg/mL) 颜色外观 涂展性 分散均一性 稳定性
离心 -20℃ 60℃
BSP 10 白色流体 均匀细腻 未分层 未分层 未分层
BSP 15 白色流体 均匀细腻 未分层 未分层 未分层
BSP 20 白色半流体 均匀细腻 未分层 未分层 未分层
2.1.2 低密度赋形剂筛选

称取0.3 g BSP粉末,加入16 mL纯水充分润湿后静置溶胀30 min。随后分别加入4 mL低密度赋形剂GMO、GMS及AEO并混匀,使赋形剂的浓度为20%(V/V),制备得到白及多糖胃漂浮剂(BSP-FS)。

使用旋转黏度计(64号转子,转速50 r/min)测定所制备的BSP-FS的黏度。用注射器吸取10 mL样品置于人工胃液(SGF)中,采用透皮扩散仪模拟胃肠蠕动节律进行体外漂浮实验,温度设为(37.0± 0.5)℃,转速为100 r/min,实时观察并用计时器记录BSP-FS的漂浮滞后时间(自投入介质至样品完全漂浮于液面所需时间)、连续漂浮持续时间(样品持续漂浮且未发生下沉的时间),并用游标卡尺测量浮层厚度,以评估BSP-FS的漂浮性能。选取临床所用阳性药Gaviscon®作为对照,以相同方法考察其漂浮性能,最终依据综合评分筛选出最适宜的低密度赋形剂,结果见表 2表 3。不同低密度赋形剂对BSP-FS的漂浮性能产生明显影响。采用GMO或AEO时,BSP-FS在SGF中均可实现即时起漂并连续漂浮超过8 h,形成较稳定的浮层;而采用GMS时,体系黏度较高、分散性较差,连续漂浮时间仅为2 h。与阳性对照Gaviscon®相比,GMO组与AEO组在起漂时间及连续漂浮持续时间方面具有良好的一致性。

表 2 不同低密度赋形剂制备的BSP-FS及Gaviscon®漂浮性能对比 Tab. 2 Floating performance of BSP-FS prepared using different low-density excipients in comparison with Gaviscon®
体系/样品 分散均一性 黏度(mPa·s) 浮层厚度(cm) 漂浮滞后时间(s) 漂浮时间(h)
BSP-FS(GMO) 均一 3 361 0.52(完全铺展) 0 > 8
BSP-FS(GMS) 较均一 9 547 0.41(完全铺展) 0 2
BSP-FS(AEO) 均一 6 729 0.43(完全铺展) 0 > 8
Gaviscon® 不均一 3 078 0.13(未完全铺展) 2 > 12
表 3 BSP-FS性能评分标准 Tab. 3 Comprehensive scoring criteria for BSP-FS
指标 成型度 均匀度 黏度(mPa·s) 是否平铺及漂浮厚度 总漂浮时间
优(1.0) 凝胶形成良好 细腻均匀 4 500~6 000 可充分铺展, 厚度 > 0.5 cm > 8 h
良(0.7) 可形成凝胶 较细腻 2 000~4 499或6 000~7 499 铺展较好, 厚度0.4~0.5 cm 3~8 h
中(0.3) 可形成凝胶 略显粗糙 7 500~9 000 铺展有限, 厚度 < 0.4 cm < 3 h
差(0.0) 未见凝胶形成 粗糙明显 < 2 000或 > 9 000 未能完全铺展 不漂浮
2.1.3 制剂性能多维度评价

为了进一步确定最优低密度赋形剂,并确定漂浮剂最终处方,基于表 3构建的评分标准,对选用不同低密度赋形剂所制备的BSP-FS进行评价,见图 1。GMO组综合评分最高(4.5分),高于GMS组(3.2分)、AEO组(3.8分)及Gaviscon®组(3.5分)。GMO的加入能够形成质地细腻且分散均匀的漂浮剂,其表观黏度处于适宜区间;在SGF条件下,体系可在较短时间内产生稳定漂浮并实现充分铺展,且漂浮状态可维持8 h以上。综上,确定GMO为最优低密度赋形剂,BSP-FS处方确定为:15 mg/mL BSP和20% GMO(V/V)。

图 1 BSP-FS和Gaviscon®物理性能评分图 Fig. 1 Comprehensive scoring of BSP-FS formulations using various low-density excipients and Gaviscon®
2.1.4 旋覆代赭汤提取物制备

旋覆花9 g,人参6 g,半夏9 g,生姜10 g,甘草6 g,代赭石9 g,共计49 g,加入圆底烧瓶中,以490 mL纯水浸泡2 h后加热回流提取2 h,过滤,减压浓缩至50 mL,置于-80 ℃条件下预冻,冻干得旋覆代赭汤提取物(XDT-P)。XDT-P为实验室条件下制备的标准化水提取物,重点用于后续制剂表征、消化、滞留性能研究。

2.1.5 制剂制备方法

分别称取0.45 g BSP、1.8 g XDT-P,加入24 mL纯水,搅拌使其完全溶解,随后加入6 mL GMO,搅拌至体系均匀,制备得到负载XDT-P的BSP-FS(XDT@BSP-FS)。

2.2 XDT@BSP-FS表征 2.2.1 形貌特征

将XDT@BSP-FS冻干样品固定于导电胶带上并进行喷金处理,在加速电压3.0 kV条件下采用扫描电镜(SEM)观察其微观结构,结果见图 2。XDT@BSP-FS则呈现致密、连续的层状三维多孔凝胶网络,孔径约为393~758 μm,孔道曲折,该结构特征为其在胃中的铺展成膜与长期稳定漂浮提供了结构基础。

图 2 XDT@BSP-FS的SEM图像 Fig. 2 SEM images of XDT@BSP-FS
2.2.2 热稳定性表征

在40~600 ℃的扫描范围,升温速率为30℃/min的条件下对BSP、XDT-P、XDT@BSP-Gel、BSP-FS及XDT@BSP-FS粉末进行差示扫描量热(DSC)测试,见图 3。BSP在328.6 ℃处出现明显热转变峰,并在401.7 ℃和455.5 ℃附近发生热分解,表明其高温稳定性有限。XDT@BSP-Gel中BSP相关热转变峰略有前移,但高温主分解峰推迟至490.8 ℃。加入GMO后,BSP-FS的热分解峰出现在375.4 ℃和429.1 ℃,整体分解温度较BSP提高。XDT@BSP-FS在389.0 ℃、426.0 ℃及513.9 ℃出现特征峰,其中高温分解峰与XDT-P(516.6 ℃)接近。上述结果表明,GMO的引入有助于提高制剂的热稳定性。

图 3 BSP、XDT-P、BSP-FS、XDT@BSP-Gel及XDT@BSP-FS粉末DSC图 Fig. 3 DSC Thermograms of BSP, XDT-P, BSP-FS, XDT@BSP-Gel and XDT@BSP-FS at different ratios
2.2.3 官能团表征

称取BSP、XDT-P、BSP与XDT-P混合粉末、BSP-FS、XDT@BSP-Gel、BSP-Gel和XDT@BSP-FS各样品粉末1~2 mg,与烘干溴化钾按1∶200的质量比混合后充分研磨至细粉,并压片制得透光薄片,在4 000~400 cm-1波数范围内进行红外光谱扫描,记录分析红外图,结果见图 4。BSP在3 337 cm-1(-OH)、2 926 cm-1(-CH)、1 150~1 030 cm-1(C-O-C/C-O)具有典型多糖吸收峰,892 cm-1为β-糖苷键特征峰;BSP与XDT-P混合粉末中上述峰位保留,未见新峰,XDT-P与BSP为物理复合体系;XDT@BSP-FS在1 741 cm-1出现明显吸收,表明GMO成功引入,XDT@BSP-FS制备成功。

注:A, BSP;B,XDT-P;C,BSP与XDT-P混合粉末;D,BSP-FS;E,XDT@BSP-Gel;F,BSP-Gel;G,XDT@BSP-FS。 图 4 红外表征结果图 Fig. 4 FT-IR spectra
2.2.4 流变学行为表征

采用黏度计(7号转子,转速12~20 r/min)测定XDT@BSP-FS在不同剪切条件下的黏度和剪切应力的变化,表征其流变学行为。用注射器吸取10 mL XDT@BSP-FS进行测试,每组平行测定3次,记录黏度及剪切应力随剪切速率变化的数据,见表 4。XDT@BSP-FS在不同剪切速率下呈现明显的剪切变稀特征,表明其属于典型的非牛顿流体。在外力作用下,体系流动阻力降低、流动性增强,有利于流动与涂布过程。剪切作用解除后,体系仍可保持较好的结构稳定性。

表 4 XDT@BSP-FS的黏度和剪切应力随剪切速率的变化 Tab. 4 FT-IR spectra Rheological behavior of XDT@BSP-FS
转速(r/min) 剪切速率(s-1) 黏度(mPa·s) 剪切应力(dyne/cm2)
12.00 2.5 6 261 13.1
14.00 2.9 5 862 15.5
16.00 3.3 5 497 17.0
18.00 3.7 5 225 17.8
20.00 4.1 4 970 18.8
20.00 4.1 4 825 18.6
18.00 3.7 5 045 17.5
16.00 3.3 5 347 16.9
14.00 2.9 5 627 15.2
12.00 2.5 6 066 12.8
2.2.5 机械强度表征

按照2.1.5项制备XDT@BSP-FS。分别取10 mL XDT@BSP-FS与10 mL Gaviscon®置于SGF中,使样品在烧杯内竖直放置的L型金属钩周围成型并维持直立的浮层结构。将装置固定于拉力试验机,以300 mm/min恒定速度提拉探头沿竖直方向向上穿过已成型的浮层,连续记录探头作用力随时间的变化,获得时间-力曲线,并以样品所承受的拉力表征样品的机械强度,结果见图 5。XDT@BSP-FS的最大作用力为0.061 N,低于Gaviscon®的0.086 N。但XDT@BSP-FS的力值上升斜率较小,峰值后仍维持一定的残余力值,相较之下,Gaviscon®在峰值后力值快速衰减。XDT@BSP-FS在穿透过程中表现出较好的结构保持能力,有利于浮层完整性的维持。

注:图A,XDT@BSP-FS;图B,Gaviscon® 图 5 XDT@BSP-FS与Gaviscon®在SGF中的机械强度随时间变化图 Fig. 5 Temporal evolution of mechanical strength for XDT@BSP-FS and Gaviscon® in SGF
2.3 XDT@BSP-FS体外消化研究

按照2.1.5项下平行制备6份XDT@BSP-FS,在透皮扩散仪中建立动态搅拌条件以模拟胃肠道运动节律,温度维持在(37.0±0.5)℃,转速设定为100 r/min。用注射器吸取10 mL XDT@BSP-FS置于含磁力搅拌子的烧杯中,分别以SGF和人工肠液(SIF)作为介质,于0、1、2、3、4、6、8和20 h用游标卡尺测量浮层厚度并采集图像,采用Image J软件计算铺展面积。按照公式(1)、(2)计算面积和厚度的相对减少率,即消化率(%),用以表征制剂消化降解程度,其中H0和A0分别为初始时刻的浮层厚度与铺展面积,Ht和At分别为t时刻的浮层厚度与铺展面积。

$ \text{厚度消化率} (\%) = \frac {H _ {0}-H _ {t}}{H _ {0}} \times 100 \% $ (1)
$ \text{面积消化率} (\%) = \frac {A _ {0}-A _ {t}}{A _ {0}} \times 100 \% $ (2)

结果见图 6,XDT@BSP-FS在SGF中的消化率高于SIF,呈两个阶段:0~4 h快速消化,4~20 h缓慢消化。以浮层厚度为指标计算,SGF中4 h和20 h的厚度消化率分别为76.93%和96.92%,SIF中厚度消化率分别为72.56%和91.70%;以铺展面积为指标计算,SGF中4 h和20 h的面积消化率分别为74.10%和95.90%,SIF中面积消化率分别为55.23% 和95.34%。XDT@BSP-FS的消化具有明显介质依赖性,即在SGF中结构更快松散并被消化,呈现先快后慢的阶段性;在SIF中结构相对更稳定,消化进程延缓但持续进行,提示其具备一定的环境响应特征,有利于在胃内形成作用窗口并在后续阶段逐步消化清除。XDT@BSP-FS在SGF中消化较快而在SIF中相对稳定,可能与酸性条件下多糖凝胶网络更易发生表层侵蚀和结构松散有关[25-26]。Wang等[27]研究表明,BSP在模拟胃肠消化过程中整体较为稳定,其更明显的降解主要发生于后续肠道菌群发酵阶段。因此推测本实验观察到的XDT@BSP-FS在SGF中较快消解,主要为漂浮体系浮层结构对胃相环境的响应,而不完全归因于BSP在SGF中的显著降解,且其在SIF中的相对稳定也具有一定合理性。这种“胃快肠慢”的行为特征与胃漂浮给药系统胃内滞留释药、随后逐步转运清除的设计预期一致[28]

注:图A-B,XDT@BSP-FS在SGF(A)和SIF(B)中不同消化时间点的浮层铺展面积及浮层厚度变化;图C-D,基于浮层厚度(C)和铺展面积(D)计算的消化率随时间变化曲线。 图 6 XDT@BSP-FS在SGF和SIF中的体外消化行为及结构演变图 Fig. 6 In vitro digestive behavior and structural evolution of XDT@BSP-FS in simulated gastric fluid SGF and SIF
2.4 XDT@BSP-FS滞留性能评价 2.4.1 实验动物

SD大鼠,雄性,体质量180~200 g;C57BL/6J小鼠,4~6周,雄性,体质量18~20 g,购自斯贝福生物技术有限公司(动物伦理审批号:IRM-DWLL-2021712)。

2.4.2 小动物体内活体荧光成像分析

随机选取健康的SD大鼠1只和C57BL/6J小鼠1只,实验前禁食24 h,自由饮水。称取吲哚菁绿(ICG)固体粉末10.00 mg,配制成ICG质量浓度为2 mg/mL的XDT@BSP-FS。实验开始后,分别对SD大鼠和C57BL/6J小鼠进行灌胃给药,其中SD大鼠给药体积为2 mL,C57BL/6J小鼠给药体积为0.6 mL。分别于给药后0、0.5、1、2和4 h,在小动物活体成像系统下采集荧光成像图像,成像参数设定为激发波长785 nm、发射波长810 nm、曝光时间10 s,结果见图 7图 8。XDT@BSP-FS在胃肠道内可滞留超过4 h。给药0.5 h后,荧光信号主要集中于胃部,随时间延长逐渐向肠道转移,胃部荧光面积逐渐减小、肠道荧光面积逐渐增大。整个观察过程中,胃肠道内始终可检测到荧光信号,XDT@BSP-FS的黏附作用有助于其在胃肠道内的持续滞留。

注:图A,侧卧;图B,仰卧。 图 7 C57BL/6J小鼠活体成像图 Fig. 7 In vivo fluorescence imaging of C57BL/6J mice
注:图A,侧卧;图B,仰卧。 图 8 SD大鼠活体成像图 Fig. 8 In vivo fluorescence imaging of SD rats
2.4.3 制剂在胃肠道中的离体滞留分析

随机选取健康且生长状态相似的雄性C57BL/6J小鼠12只,实验前禁食24 h,自由饮水。小鼠均采用灌胃方式给药,其中6只灌胃0.6 mL含2 mg/mL ICG的XDT@BSP-FS,另6只灌胃等体积的ICG水溶液。分别于给药后0、0.5、1、2、4和6 h处死小鼠,解剖取出胃肠道并蛇形铺展,在小动物活体成像系统下采集胃肠道荧光成像图像,设置参数为激发波长785 nm、发射波长810 nm、曝光时间10 s,结果见图 9。与口服ICG水溶液相比,XDT@BSP-FS在胃肠道内的荧光信号维持时间更长,至6 h仍可检测到明显荧光,说明XDT@BSP-FS具有较好的胃肠道滞留能力。结合图 7~9的荧光成像结果,从整体趋势上看,XDT@BSP-FS在胃肠道内表现出一定的滞留优势。需要说明的是,本研究中的活体及离体荧光成像结果目前主要用于对制剂在胃肠道内滞留行为进行定性评价。

注:图A,ICG水溶液;图B,XDT@BSP-FS。 图 9 给药后C57BL/6J小鼠胃肠道内荧光成像图 Fig. 9 In vivo fluorescence imaging of the gastrointestinal tract of C57BL/6J mice
3 讨论

GERD的发生与胃内容物反流以及胃内压力和排空动力学异常密切相关,口服制剂在胃内的快速排空常限制其在胃内局部作用的持续发挥。对于中药复方制剂而言,其药效依赖多成分协同作用,胃内驻留时间不足可能削弱其对相关症状的干预效果。胃漂浮给药系统通过降低制剂表观密度,使其在胃内容物表面维持漂浮状态,从而延长胃内滞留时间,有利于实现药物的持续释放并减少给药频次,在改善GERD相关症状方面具有潜在应用价值[29-30]。因此,通过制剂设计延长药物在胃内的滞留时间、提高其在胃内的稳定存在,是GERD治疗制剂优化的重要方向。

本研究最终确定XDT@BSP-FS的处方为:BSP质量浓度15 mg/mL,GMO体积分数20%,XDT-P负载量60 mg/mL。通过对其漂浮性能、微观形貌、热学性质、官能团特征、流变学行为、力学性能、体外消化特性及体内滞留行为进行系统评价,验证所制备XDT@BSP-FS具有结构分布均一、漂浮稳定性良好及长效胃肠道滞留能力的特征。需要指出的是,本研究中的活体及离体荧光成像结果主要用于直观评价制剂在胃肠道内的滞留行为。由于相关实验样本量及成像条件有限,因此当前结果仍以定性分析为主,后续将进一步扩大样本量并开展荧光强度的系统定量研究。上述结果表明,XDT@BSP-FS在满足胃内滞留需求的同时具备良好的结构与力学基础,可为GERD相关中药复方制剂的胃内局部递送提供支持。

本研究的创新性不仅在于构建了胃漂浮给药系统,还在于提出并验证了以中药来源BSP替代传统合成高分子材料的制剂设计思路。传统胃漂浮系统的设计重点主要集中于材料的成胶性、膨胀性及漂浮性能,以满足制剂在胃内滞留和药物缓释的基本需求。现有研究多采用羟丙甲纤维素(HPMC)、聚氧化乙烯(PEO)、卡波姆(聚丙烯酸类交联聚合物)等合成或半合成高分子构建亲水凝胶骨架,或采用海藻酸盐(Alginate)等成胶材料与碳酸钙等产气剂联用,通过形成并包埋CO2的筏状结构实现漂浮[31-32]。相比之下,本研究所选用的BSP不仅可作为凝胶骨架赋予制剂良好的结构支撑作用,还具有一定的生物黏附特性,因此并非仅作为单纯的成胶辅料存在,而是兼具制剂学功能与潜在生物学活性,体现出“药辅合一”的特点。BSP作为中药来源天然多糖,兼具成胶、黏附滞留及潜在黏膜修复活性的特征[13-14],在胃滞留给药系统中展现出独特优势,有望增强GERD治疗中局部滞留、持续释放、黏膜保护的综合效应。因此,本研究不仅为GERD相关中药复方制剂的开发提供了实验依据,也为中药多糖在胃滞留给药系统中的应用拓展了新的研究思路。

4 结论

本研究成功构建了负载XDT-P的BSP胃漂浮制剂XDT@BSP-FS。该制剂具有快速起漂、持续漂浮和较好的胃肠道滞留能力。理化表征结果证明其制备可行,体内外成像结果支持其在胃肠道内具有较好的滞留表现。本研究为XDT用于GERD干预的胃内滞留递送策略及其中药复方胃漂浮给药系统的进一步开发奠定了实验基础。

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Preparation, characterization and gastrointestinal retention evaluation of a Bletilla striata polysaccharide gastric floating formulation loaded with Xuanfu Daizhe Tang
LI Yifan , TAN Lihua , WANG Meng     
State Key Laboratory of Component-based Chinese Medicine, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 301617, China
Abstract: [Objective] To prepare a Bletilla striata polysaccharide gastric floating agent loaded with Xuanfu Daizhe Tang extract (XDT@BSP-FS) for gastroesophageal reflux induced nausea and vomiting, and to evaluate its floating and gastric retention properties. [Methods] A Bletilla striata polysaccharide (BSP) -glyceryl monooleate (GMO) hydrogel framework (BSP-FS) was prepared via a mixed swelling method, followed by loading with Xuanfu Daizhe Tang to yield XDT@BSP-FS. The floating performance, microstructure, physicochemical properties, rheological and mechanical properties, in vitro digestion behavior, and in vivo retention behavior were systematically evaluated. [Results] XDT@BSP-FS exhibited immediate floating (0 s), formed a floating layer with a thickness of 0.52 cm, and maintained stable buoyancy for over 8 h. Structural characterization revealed the formation of a dense, lamellar porous network within XDT@BSP-FS. Thermal analysis (DSC) and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) indicated that Xuanfu Daizhe Tang existed within the BSP-FS framework predominantly through physical interactions. At equivalent doses, XDT@BSP-FS demonstrated superior mechanical toughness compared with the commercially available product Gaviscon®. In vivo and ex vivo fluorescence imaging demonstrated that, following intragastric administration of XDT@BSP-FS, the gastrointestinal fluorescence signal persisted for more than 4 h in vivo, and obvious fluorescence was still detectable at 6 h ex vivo. By contrast, the fluorescence signal in the indocyanine green (ICG) aqueous solution group was already markedly attenuated at 4 h. [Conclusion] XDT@BSP-FS exhibited rapid flotation, prolonged floating duration, and favorable in vivo retention behavior, providing a reference for the development of gastroretentive drug delivery systems for gastroesophageal reflux related diseases.
Key words: Xuanfu Daizhe Tang    Bletilla striata polysaccharide    gastroesophageal reflux disease    gastrointestinal retention    gastric floating agent