層狀復(fù)合氫氧化物對(duì)乙酰苯甲酸的負(fù)載與體外釋放_(tái)責(zé)任與使命——寧夏博士研究成果集萃

層狀復(fù)合氫氧化物對(duì)乙酰苯甲酸的負(fù)載與體外釋放⁽¹⁾

茍國(guó)敬⁽²⁾　許紅平　劉建平

寧夏醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)學(xué)院

摘　要:共沉淀-微波晶化法合成層狀復(fù)合氫氧化物（LDH）后,用不同方式將乙酰苯甲酸（ASP）組裝到LDH層間制成載藥體LDH-ASP,通過(guò)對(duì)合成及藥物釋放前后的液相分析與固相表征研究了LDH對(duì)ASP的負(fù)載及載藥體LDH-ASP在磷酸鹽介質(zhì)的溶釋現(xiàn)象。結(jié)果表明: LDH層間通道是負(fù)載、貯存及控制藥物釋放的微觀基礎(chǔ);載體選擇、藥物配比、反應(yīng)能量供給方式及攪拌強(qiáng)度是決定并影響LDH-ASP載藥效率的基本因素, LDH-ASP結(jié)構(gòu)參數(shù)可以反映藥物負(fù)載情況，并與其釋放性能明確相關(guān); LDH對(duì)ASP的負(fù)載與釋放均致晶胞參數(shù)改變、結(jié)晶度下降;載藥體與前體的晶態(tài)屬性、熱力學(xué)行為及表面特性相似,而釋放藥物后固相的晶態(tài)性征減弱、無(wú)定形性增強(qiáng)、通道吸附活性降低,有利于使命后載體在體內(nèi)降解消除。

關(guān)鍵詞:LDH　載藥體系　結(jié)晶度　負(fù)載效率　藥物釋放

Abstract:Layered double hydroxide LDH, obtained by a co-precipitation-microwave crystallization process, has been used as precursors to intercalate a model drug, antipyretic agent acetylsalicylic acid（ASP） to prepare a modified release formulation via different reaction patterns. The loading capacity and drug release process in phosphates have been investigated via analyzing both liquid phase and solid phase samples taken early or late respectively from intercalation and release reaction systems. The result showed that the interlayer region of LDH was the structural basis for this laminar compound to load, shield and control-release drugs; the loading efficiency was influenced by carrier style （mole ratio of LDH） , drug proportion, reaction pattern and power of agitator. The characteristic parameter of this complex substance

LDH-ASP reflected finely its loading efficiency and correlated definitely with its release property. Both the intercalation and release of drug caused alteration of lattice parameters and degradation of crystallinity. The crystalline property, thermodynamic change, and specific surface property of LDH-ASP were similar to those of the precursor LDH. However, when the offload product LDH-phosphate was compared with LDH-ASP and LDH, its crystalline state property was weakened, amorphous property intensified, and interlayer absorbability reduced, which all would be easy for off-carrier catabolism.

Keywords:LDH; loading drug system; crystallinity; loading efficiency; drug release

層狀復(fù)合氫氧化物（LDH）是一種多功能無(wú)機(jī)非金屬材料，在催化、吸附、阻燃、功能材料制備領(lǐng)域得到廣泛研究和應(yīng)用^{[1, 2]}。由于LDH能在層間插載藥物，具有獨(dú)特的生物可降解性^[3]和有利于細(xì)胞內(nèi)化及藥物釋放的條件^[4]，近年已受到生物醫(yī)學(xué)材料界的特別關(guān)注。Ambrogi等^[5]組裝布洛芬-MgAl-LDH復(fù)合體，體外釋放研究證明LDH作載體可獲得較好的緩釋效果。Aamir等^[6]研究吉非羅齊、布洛芬、萘普生、2-丙基戊酸對(duì)LDH的插層行為，證明這類(lèi)層狀化合物可用作抗炎藥物的控釋載體。Hussein等^[7]用α-萘乙酸（NNA）對(duì)ZnAl-LDH插層組裝制成納米復(fù)合物，發(fā)現(xiàn)客體NNA的釋放有突釋與控制釋放兩個(gè)階段。國(guó)內(nèi)學(xué)者也對(duì)LDH載藥性能作了探討，邢穎等^[8]研究了水楊酸插層水滑石組裝及性能，孫輝等^[9]將鎂鐵氧體與ZnAlLDH-drug混合制成復(fù)合載藥體，楊親正等^[10]通過(guò)離子交換將蟲(chóng)草素組裝到MgAl-LDH層間制成控釋復(fù)合物，楊貞等^[11]研究了順鉑-DNA模型對(duì)ZnAl-LDH和LiAl- LDH的復(fù)合組裝。

綜上所述，LDH適宜負(fù)載眾多藥物分子，有望成為新型無(wú)機(jī)緩控釋載體。LDH的載藥功能基于正電層板對(duì)藥物客體的立體化學(xué)與靜電控制，LDH對(duì)藥物的插層負(fù)載與控制釋放跟LDH柱撐模型動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換密切相關(guān)，藥物負(fù)載與釋放必然會(huì)引起LDH晶胞結(jié)構(gòu)及性質(zhì)方面的變化，LDH的載藥效率與載體組成、LDH-drug合成方法，LDH-drug的控釋性能與復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)必然有內(nèi)在聯(lián)系。探討這些基本問(wèn)題可為L(zhǎng)DH型緩控釋體系的研發(fā)提供必要的化學(xué)基礎(chǔ)；研究解熱鎮(zhèn)痛類(lèi)藥物對(duì)LDH的插層組裝及釋放行為，對(duì)降低這類(lèi)傳統(tǒng)藥物的胃腸道毒副作用、開(kāi)發(fā)更有用的新藥劑型有一定的理論指導(dǎo)意義。

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1　LDH前體合成

用MgCl₂· 6H₂O和AlCl₃· 6H₂O配制1.40和0.47 mol · L^-1原料溶液,按摩爾比Mg / Al = 4∶1，3∶1，2∶1混合，N₂保護(hù)下加2 mol · L^-1NaOH反應(yīng)1.5 h，控制60℃恒溫沉淀?xiàng)l件、終點(diǎn)pH≥11.20；延時(shí)陳化45 min后將漿料轉(zhuǎn)至N₂保護(hù)微波反應(yīng)器（MZ-2070EGZ型Haier微波爐改裝），用600W火力晶化10 ～ 15 min。晶化漿離心后用二次水在N₂氣氛洗滌、離心三次,乙醇淋洗一次后加乙醚處理；所得樣品在80℃N₂氣氛烘箱放置12 h，真空干燥后轉(zhuǎn)入干燥器封存。試劑均為分析純，N₂純度99.999%.

1.2　LDH-ASP載藥體組裝

稱取1.00 g LDH，以100.0 mL水分散后室溫膠溶68 h；稱取10.00 g ASP（2-乙酰苯甲酸, B.R.，SCRC國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑） ,以無(wú)水乙醇溶解、定容至100.00 mL，取10.00 mL與每100 mL LDH溶膠混均，制成組裝前初始體系；分別用超聲振蕩（S.V）、室溫磁攪拌（M.S.R.T）、常壓水熱（N.P.H.S）和微波水熱（M.W）等不同方法進(jìn)行離子交換反應(yīng)；載藥復(fù)合物樣品的處理方法與LDH相同。

1.3　LDH-ASP在pH 5.71混合磷酸鹽介質(zhì)的藥物釋放實(shí)驗(yàn)

稱取LDH-ASP樣品0.06 g置于有封蓋的離心管中，加50.0 ml，0.065 mol · L^- 1，pH 5.71的磷酸鹽緩沖溶液（PBS），振蕩混均后密封；在超聲浴37℃條件下釋放反應(yīng)8 h，分別于反應(yīng)中、末期搖擺振動(dòng)一次；反應(yīng)結(jié)束后離心分離，取上清液作液相分析，取固相樣品洗滌、干燥后作物相表征。

1.4　固相樣品結(jié)構(gòu)、形貌及性質(zhì)表征

用Rigaku D/max-rB型X射線粉末衍射儀（日本理學(xué)，Cu Kα，λ= 0.1542 nm）表征XRD，掃描速度1°/min，5°～70°。用Nicolet-380型FT-IR紅外光譜儀（美國(guó)Thermo Nicolet公司）測(cè)紅外光譜, KBr壓片，4000～400 cm^-1。法國(guó)SETARAM TG/DSC熱分析儀作熱分析，N₂氣氛，升溫速率2.5℃/min，20℃～800℃。將樣品用乙醇分散滴載于Formvar膜架，用JEM-1200EX透射電鏡表征粒子形貌與電子衍射圖譜，加速電壓100 kV，放大100～120 K。樣品在120℃，2.7 Pa真空度預(yù)處理8 h后，用ASAP 2010比表面積/孔隙分析儀（美國(guó)Micromeritics公司）在≤0.4 Pa真空度下測(cè)比表面數(shù)據(jù)。

1.5　化學(xué)分析方法

堿解法測(cè)ASP溶出度，取定量離心液，加NaOH溶液沸煮分解；冷卻、酸化，303 nm處測(cè)吸光度。二甲酚橙法測(cè)Al³⁺溶出度，取定量離心液加HAc-NaAc緩沖后，用5%二甲酚橙顯色，浴熱平衡后冷卻，550 nm處測(cè)吸光度。EDTA法^[12]滴Mg²⁺及Al³⁺，取定量離心液加三乙醇胺掩蔽Al³⁺后滴Mg²⁺；以氟化銨置換EDTA用Zn²⁺滴Al³⁺，Hg （NO₃）₂法滴定Cl^-離子。

2　結(jié)果與討論

2.1　載藥體LDH-ASP的組裝合成與藥物負(fù)載

2.1.1　LDH-ASP載藥體的物相分析

在化學(xué)分析確定載體LDH組成的基礎(chǔ)上，分別用超聲振蕩（S.V）、室溫磁攪拌（M.S.R.T）、常壓水熱（N.P.H.S）和微波水熱（M.W）方式將藥物ASP通過(guò)離子交換組裝到LDH層間制成載藥體LDH-ASP，通過(guò)反應(yīng)前后液、固相分析，研究組裝條件及組裝體結(jié)構(gòu)對(duì)LDH載藥性能的影響。合成條件及載藥率測(cè)定結(jié)果列于表1。圖1和2給出前體與載藥體LDH-ASP的XRD及FT-IR圖譜； XRD測(cè)試數(shù)據(jù)及運(yùn)算結(jié)果列于表2、3，IR定量數(shù)據(jù)列于表4。LDH有7個(gè)特征衍射峰，圖1-A標(biāo)出了其中（003） ， （006） ， （009） ， （0018）和（110）衍射，其2θ角及d值的平均值依次為（11.15°, 0.7933nm） ， （22.37°, 0.3970nm） ， （34.42°, 0.2604nm）和（60.37°, 0.1532nm） ，這些衍射位置及強(qiáng)度分布與JCPDS （國(guó)際粉末衍射標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合會(huì)）收錄卡片14-0191天然水滑石、Jade 5.0 （XRD模型處理軟件）檢索記錄PDF 35-0965鎂鋁復(fù)合氫氧化物及文獻(xiàn)^[5～12]結(jié)果相符，證明所制LDH屬R-3m （166）型六方晶系；主衍射d₀₀₃值與d₀₀₆，d₀₀₉有規(guī)則的整倍數(shù)關(guān)系，衍射強(qiáng)度與2θ₀₀₆，2θ₀₀₉對(duì)比懸殊，證明LDH晶胞（003）晶面與微晶宏觀表面平行、晶粒有顯著的層積特征，因此非常適宜作緩控釋藥物載體。圖1-B是以LDH為前體合成載藥體的XRD衍射模型，與圖1-A對(duì)應(yīng)（003） ， （006） ，（009） ， （0018）和（110）等2θ角及d值的統(tǒng)計(jì)平均值依次為（11.13°，0.7947nm） ，（22.36°，0.3973nm） ， （34.42°，0.2603nm）和（60.37°，0.1532nm） ；載藥體具有與前體非常相近的XRD特征，表明藥物對(duì)LDH的插層組裝沒(méi)有引起晶型改變，晶胞a軸向（110）晶面衍射d₁₁₀值與前體相同，晶胞c軸向（003）晶面衍射d₀₀₃和d₀₀₆值相對(duì)前體略有增加，這與尺寸較大的藥物分子取代氯離子、氫氧根離子等小尺寸客體導(dǎo)致LDH通道高度增加，而插層反應(yīng)基本不影響LDH板層構(gòu)造的事實(shí)相符，驗(yàn)證了LDH與藥物通過(guò)離子交換進(jìn)行插層組裝的微觀機(jī)制。圖1樣品均按結(jié)晶度降低序排列給出，結(jié)晶度數(shù)值以文獻(xiàn)［12］為基礎(chǔ)考慮主峰（2θ₀₀₃和2θ₁₁₀）面積強(qiáng)度ISR、特征峰（2θ₀₀₃，2θ₀₀₆，2θ₁₁₀）相對(duì)參考樣品的強(qiáng)度（I_iR，I_R）和樣品本體主峰（2θ₀₀₃）對(duì)各次級(jí)衍射（2θ₀₀₆，2θ₀₀₉，2θ₀₀₁₈） d值整倍關(guān)系的偏離度（SDR）運(yùn)算給出，這些因素對(duì)結(jié)晶度的加權(quán)滿足CRT= （7.21×I_iR+0.5064×I_R+5.125×ISR–SDR×493） /10。載藥體LDH-ASP的結(jié)晶度與前體相比整體下降，XRD表現(xiàn)為主峰（2θ₀₀₃）衍射強(qiáng)度降低，衍射峰形及規(guī)整度變化與結(jié)晶度數(shù)值變化趨勢(shì)吻合，說(shuō)明從LDH到載藥體的變化是一種結(jié)構(gòu)參數(shù)的量變過(guò)程。

圖1　前體（A）及LDH- ASP （B）的XRD衍射模型

圖2　前體（A）及LDH- ASP （B）的IR譜圖

LDH通常有5個(gè)特征IR吸收，圖2-A給出并標(biāo)注了合成LDH的4個(gè)主要吸收，1～4各吸收波數(shù)的平均值分別為3484.3，1633.4，1380.1，610.2cm^-1，按文獻(xiàn)［12］依次歸屬為層間水分子及層板羥基的伸縮振動(dòng)ν_O-H、彎曲振動(dòng)δ_O-H，層間無(wú)機(jī)離子通過(guò)層板H-O氫鍵與Mg原子遠(yuǎn)程配位骨架的振動(dòng)δ_X-HO-Mg，及LDH層板晶格氧的伸縮振動(dòng)ν_M-O。吸光譜定量結(jié)果表明，隨LDH結(jié)晶度增大（圖2-A按No.1，3，4，2排序） ν_O-H和δ_O-H吸收紅移，峰面積增大，δ_X-HO-Mg吸收除LDH-2外表現(xiàn)了相似變化，這說(shuō)明LDH結(jié)晶度較高時(shí)LDH層板-OH及層間無(wú)機(jī)離子OH^-，Cl^-受限程度低、振動(dòng)所需能量相對(duì)較低。圖2-B給出LDH-ASP的IR譜圖，所標(biāo)吸收峰1、2、4、9分別與圖2-A峰1、2、3、4對(duì)應(yīng)，標(biāo)志載藥體保持載體的IR吸收本征；所表現(xiàn)的新吸收（圖2-B中3，5，6，7，8）標(biāo)志載藥體中有新的客體介入，其中1473 cm^-1吸收（圖2-B峰3）歸屬為乙酰苯甲酸的苯環(huán)共軛振動(dòng)；1148和1266 cm^-1處吸收（圖2-B中6和5）為酚乙酸酯C-O鍵伸縮振動(dòng)；847 cm^-1弱吸收（圖2-B中7）歸屬為苯環(huán)C=C雙鍵彎曲振動(dòng)，764 cm^-1弱吸收（圖2-B中8）為鄰二取代苯環(huán)上C-H鍵的面外彎曲振動(dòng)；乙酸酯C=O鍵伸縮振動(dòng)（1687 cm^-1）、C=O與芳環(huán)的共軛振動(dòng)（1600 cm^-1）等理論吸收則與LDH載體原有δ_O-H吸收疊加，造成載藥體在這一波段（1612 cm^-1，圖2-B峰2）的吸收相對(duì)LDH （圖2-A峰2）而言峰位紅移、強(qiáng)度及面積增大；同時(shí)由于有機(jī)客體-OH伸縮振動(dòng)的疊加引起LDH-ASP在3600-2500 cm^-1范圍吸收峰位及面積變化。

圖3　LDH- ASP結(jié)晶度與C- O鍵吸收峰面積的關(guān)系

圖4　LDH藥物負(fù)載比隨反應(yīng)配比的變化

圖3給出LDH-ASP結(jié)晶度與負(fù)載ASP的ν_C-O吸收（1148cm^-1，圖2-B峰6）面積的相關(guān)性分析結(jié)果，隨ν_C-O吸收面積增大LDH-ASP結(jié)晶度呈現(xiàn)降低趨勢(shì)、表現(xiàn)非線性關(guān)系CRT=20.22+129.4S-684.0S²+1190.8S³-681.8S⁴，說(shuō)明ASP對(duì)LDH插層在一定程度上降低了載體的結(jié)晶規(guī)整性；ASP負(fù)載量越多，LDH結(jié)晶度降低程度越大。另對(duì)Mg/Al摩爾比分別為3.4和1.8的LDH-ASP吸光譜定量表明，載藥體中其他基團(tuán)的IR吸收，如苯環(huán)共軛振動(dòng)（1473cm^-1，圖2-B峰3）強(qiáng)度隨合成反應(yīng)能量供給強(qiáng)度的升高而增大；反應(yīng)方式相同時(shí)Mg_1.8AlLDH-ASP中苯環(huán)共軛振動(dòng)吸收強(qiáng)度大于Mg_3.4AlLDH-ASP。以上分析表明LDH-ASP中藥物成分的IR定量結(jié)果與LDH對(duì)ASP的負(fù)載量、微晶結(jié)構(gòu)及復(fù)合物的制備條件等因素有一定聯(lián)系。

表1　LDH- ASP的組裝條件與反應(yīng)結(jié)果

^aPi-microwave heating at i grade power （p5-120W，p2-600W） ；bS.V.-Supersonic vibration；cM.S.R.T.-magnetic stirring at room temperature with a low gear；dLoad capacity- The load ratio of LDH with ASP，calculated with the formula: m_ASP/m_LDH= ［m_ASP- （CV）_ASP］ /m_LDH；eDuty ratio，calculated with the formula:m_ASP（loaded） /m_ASP（theoretical）= ［m_ASP- （CV）_ASP］ /［（m_LDH/G_LDH） ×180.16］；fF （Al³⁺） Thefractional number of dissolution of Al³⁺，calculated with the formula:F （Al³⁺）= （CV） Al/ ［（m_LDH/G_LDH） ×26.9815］

表2　LDH前體及載藥體LDH- ASP的XRD測(cè)試數(shù)據(jù)

^aN.P.H.S - hydrothermal synthesis at normal pressure.

表3　LDH前體及載藥體LDH- ASP的XRD運(yùn)算結(jié)果

^aC.I. - Crystallinity index

2.1.2　LDH-ASP的藥物負(fù)載率分析

2.1.2.1　表觀載藥率

參照藥典與有關(guān)文獻(xiàn)選取LDH對(duì)藥物ASP的負(fù)載比（Load capacity=m_ASP（loaded） /m_LDH）和負(fù)載率［Duty ratio=m_ASP（Loaded） /m_ASP（theoretical）］作為評(píng)價(jià)組裝效果的基本指標(biāo)，研究藥物與載體的反應(yīng)配比（m_ASP/m_LDH）、層板電荷密度及反應(yīng)條件對(duì)LDH載藥效率的影響。圖4顯示，隨反應(yīng)配比按No.3、7、6、2、4、8、1樣序增大，LDH對(duì)ASP的負(fù)載比（Load capacity）總體呈弱線性增長(zhǎng)趨勢(shì)；表1顯示沿No.7、6、2、4、1、5樣序隨反應(yīng)配比增大，LDH的藥物負(fù)載率（Duty ratio）顯著升高，當(dāng)ASP按理論量的2.5倍（表1 No.10）配料時(shí)負(fù)載率可達(dá)到100%，這些數(shù)值變化說(shuō)明適度提高反應(yīng)混合物中插載客體的濃度配比有利于提高LDH的載藥效率。

LDH層板正電密度隨LDH層板Mg/Al摩爾比減小而增大，對(duì)比攪拌充分、反應(yīng)方式相同的合成反應(yīng)（No. 3、5、10），LDH對(duì)ASP的負(fù)載比隨Mg/Al摩爾比減小而增大，證明較高的層板正電密度有利于大體積負(fù)電性藥物粒子的插層組裝、實(shí)現(xiàn)較高的藥物負(fù)載效率。但LDH層板電荷密度對(duì)藥物負(fù)載的影響遠(yuǎn)不及反應(yīng)配比和反應(yīng)條件顯著，如反應(yīng)方式相同的合成實(shí)驗(yàn)No.1、6 （微波低熱及瞬間高熱處理）與No.2、7 （超聲振蕩）對(duì)比，藥物負(fù)載比并沒(méi)有隨Mg/Al摩爾比減小而增大，而是服從ASP過(guò)量程度越大LDH負(fù)載比越高的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)No.1與9對(duì)比，No.1的反應(yīng)配比及LDH層板電荷密度均低于No.9，但No.1負(fù)載比及負(fù)載率大于No.9；體系No.1受到微波加熱的時(shí)間和強(qiáng)度高于No.9，pH值改變量及m_product/m_LDH值對(duì)比顯示No.1的反應(yīng)程度也明顯高于No.9，這說(shuō)明能量強(qiáng)度及反應(yīng)程度對(duì)ASP與LDH的組裝效果也有重要影響。對(duì)比Mg/Al摩爾比3.4和1.8兩組LDH的藥物負(fù)載比（m_ASP/m_LDH）及反應(yīng)條件，超聲振蕩沒(méi)有獲得理想的載藥效率，因其能量傳遞效果不及微波輻射、振蕩分散也不及機(jī)械和磁攪拌直接有效；室溫磁攪拌反應(yīng)效果優(yōu)于超聲振蕩，甚至可獲得比常壓水熱反應(yīng)更高的負(fù)載比?？梢?jiàn)，在無(wú)機(jī)層狀載體LDH與有機(jī)藥物的離子交換中，充分?jǐn)嚢枰源龠M(jìn)反應(yīng)物有效接觸、維持LDH表面插層客體的較高濃度并及時(shí)轉(zhuǎn)移無(wú)機(jī)陰離子，對(duì)提高ASP-LDH的組裝效率有突出重要的意義；微波加熱除具有分子級(jí)能量同步輻射、供熱效率高等優(yōu)勢(shì)外，須借助機(jī)械攪拌實(shí)現(xiàn)反應(yīng)物的均勻接觸，但較長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)加熱、瞬時(shí)高功率處理和輔助攪拌（No.1）也可獲得理想的載藥效果。從No.3、5、10結(jié)果看，磁攪拌常壓水熱反應(yīng)是相對(duì)理想的組裝方式，能量供給持續(xù)穩(wěn)定、攪拌充分，提高攪拌速度能提升LDH的藥物負(fù)載比。

表4　不同結(jié)晶度LDH- ASP的紅外光譜數(shù)據(jù)

表5　濃鹽酸分解LDH- ASP的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

^aS_HCl（ASP） =10C_ASP/m_sample；bS_HCl（Al³⁺） =10C_Al/m_sample；cS_HCl（Mg²⁺） = （10C （Mg²⁺）） ×24.305/m_sample.

2.1.2.2　現(xiàn)實(shí)負(fù)載量

表1數(shù)據(jù)顯示隨體系pH值改變量按No.8、4、2、3序增大，載體中Al³⁺離子的溶出分?jǐn)?shù)F （Al³⁺）相應(yīng)增大，提示酸性藥物ASP對(duì)LDH插層組裝的同時(shí)對(duì)載體也有一定程度的化學(xué)溶蝕，這可能導(dǎo)致表觀數(shù)據(jù)偏離實(shí)際負(fù)載情況。為分析LDH-ASP的真實(shí)載藥量、計(jì)算載藥體在磷酸鹽緩沖介質(zhì)（PBS）中藥物溶出度，將所有LDH-ASP樣品用濃鹽酸分解、進(jìn)行液相分析，結(jié)果由表5給出。表中S_HCl（ASP） （mg · g^-1）代表每克LDH-ASP全部分解所釋放ASP的毫克數(shù)，是LDH-ASP中藥物的實(shí)際含量，反映復(fù)合物中LDH對(duì)ASP的現(xiàn)實(shí)負(fù)載量。圖5顯示用微波加熱和超聲振蕩方式合成No.7、2、6、1的實(shí)際載藥量S_HCl大小與表觀負(fù)載比（m_ASP/m_LDH）對(duì)應(yīng)一致；這些樣品合成過(guò)程pH改變量及m_product/m_LDH比值相對(duì)較低，與微波加熱和超聲振蕩攪拌不充分、LDH溶蝕程度較低等情況相符。因此只有在載體LDH未受到顯著溶蝕損耗時(shí)，表觀負(fù)載率相對(duì)次序才能與實(shí)際載藥量吻合；部分樣品的現(xiàn)實(shí)載藥量偏離表觀負(fù)載比次序，這與LDH/ ASP反應(yīng)配比、載體的有效反應(yīng)程度及溶損程度不同等多方面原因有關(guān)；分析現(xiàn)實(shí)載藥量與質(zhì)量比m_LDH-ASP/m_LDH的關(guān)系，能間接了解主反應(yīng)程度與載體溶損副反應(yīng)程度的相關(guān)性。圖6顯示按No.5、10、6、3、1、4、2序，隨質(zhì)量比m_product/ m_LDH增加LDH實(shí)際載藥量S_HCl降低，因?yàn)閙_product隨LDH有效反應(yīng)質(zhì)量的增加而增大，則比值m_product/m_LDH越大標(biāo)志有效負(fù)載藥物的LDH質(zhì)量越大、而LDH的損耗程度越低；而實(shí)際載藥量S_HCl降低反映插層主反應(yīng)程度的降低，因此LDH損耗程度降低與主反應(yīng)程度降低的負(fù)線性關(guān)系表明，在ASP對(duì)LDH的組裝反應(yīng)中載體被酸性介質(zhì)部分溶蝕的副反應(yīng)客觀存在，并對(duì)LDH-ASP的組裝及負(fù)載效果產(chǎn)生平行影響。

圖5　LDH- ASP表觀負(fù)載比與實(shí)際載藥量的關(guān)系

圖6　載藥量隨m_LDH-ASP/m_LDH的變化

2.1.3　LDH-ASP結(jié)構(gòu)參數(shù)與載藥性能的關(guān)系

圖7　載藥體的結(jié)晶度（A）、IR峰面積（B）與載藥性能的關(guān)系

LDH-ASP的藥物負(fù)載效率與制備條件有關(guān)，因此必然與制備條件所決定的微晶結(jié)構(gòu)有關(guān)，據(jù)XRD運(yùn)算數(shù)據(jù)及IR的定量結(jié)果可分析微晶結(jié)構(gòu)與其載藥性能的關(guān)系，結(jié)果分別由圖7、8給出。圖7顯示ASP負(fù)載比隨微晶結(jié)晶度升高而減小（圖7-A），隨微晶ν_C-O吸收峰面積增加而增大（圖7-B），證明LDH對(duì)藥物的水相負(fù)載以載體的結(jié)晶度降低為前提，負(fù)載程度越高、結(jié)晶度下降幅度越大。圖8-E為L(zhǎng)DH-ASP載藥率隨微晶通道高度h遞增而增大的趨勢(shì)，所選8組數(shù)據(jù)滿足有一定相關(guān)度的線性關(guān)系D.R =-1.8375 +7.1838h（R= 0.8790，SD=0.0399，n=8），證明層間通道是LDH插載藥物客體的主要場(chǎng)所，藥物負(fù)載量越大則載體LDH層間膨脹程度越大；LDH對(duì)藥物的負(fù)載與控制釋放主要依賴層間離子交換、而層表物理吸附僅為輔助因素，這是LDH用作藥物載體的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。圖8-D給出負(fù)載比隨微晶直徑Da增加而增大的趨勢(shì)，一方面隨橫向尺寸增大，載體LDH的載藥空間πDa²×h增大、客體插載量上升；另一方面LDH層板外表面積增大也會(huì)使藥物的物理吸附量增加，較高的非線性級(jí)數(shù)表明LDH載藥性能隨Da變化的關(guān)系復(fù)雜，只有當(dāng)影響客體負(fù)載的有利因素同時(shí)起作用或相互疊加時(shí)才會(huì)使負(fù)載比顯著升高。圖8-C給出載藥率隨LDH-ASP微晶縱向尺寸Dc增大而降低的線性趨勢(shì)，直線方程D.R =1.9142 – 0.1162Dc （R = 0.9593；SD=0.0205；n=7），為研究其微觀機(jī)制對(duì)Dc增大時(shí)微晶的通道高度h及結(jié)晶度變化作對(duì)應(yīng)分析，結(jié)果表明隨載藥體粒徑Dc增大微晶通道高度h呈非線性下降趨勢(shì)（圖8-B），結(jié)晶度隨產(chǎn)物粒徑Dc增大而增加（圖8-A），說(shuō)明組裝體LDH-ASP的縱向尺寸越大標(biāo)志層間負(fù)載程度越低、載體LDH原有堆積層的剝落程度越小，而由水及藥物吸附所造成的縱向團(tuán)聚越嚴(yán)重，載藥體粒徑Dc大小與載藥率高低因此呈負(fù)線性關(guān)系；換言之，產(chǎn)物粒徑Dc越大標(biāo)志插層反應(yīng)程度越小，藥物負(fù)載率越低。

圖8　LDH- ASP晶胞參數(shù)、粒子尺寸與載藥性能的關(guān)系

2.2　LDH-ASP的體外藥物釋放

為考查合成LDH-ASP在類(lèi)消化道環(huán)境對(duì)藥物的控釋性能，選擇弱酸性混合磷酸鹽緩沖溶液（PBS）為溶出介質(zhì)進(jìn)行LDH-ASP的體外釋放實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在表6中給出。以溶解分?jǐn)?shù)（Fractional number of dissolution，F(xiàn).D.）標(biāo)志ASP的溶出度，表示溶解平衡時(shí)已釋放ASP量占LDH-ASP最大載藥量（S_HCl）的分?jǐn)?shù)；溶出量（Sw）表示達(dá)到溶解平衡時(shí)每克LDH-ASP樣品所能釋放ASP的毫克數(shù)。數(shù)據(jù)分析顯示主體樣品間ASP溶出量Sw隨LDH-ASP負(fù)載比增大呈現(xiàn)非線性增長(zhǎng)趨勢(shì)；No.9、7、8、4、1、5、10之間ASP溶出度也隨LDH載藥率升高而增大，說(shuō)明ASP釋放度與LDH負(fù)載比及負(fù)載率之間有一定對(duì)應(yīng)關(guān)系。

表6　LDH- ASP在pH 5.71 PBS介質(zhì)溶出實(shí)驗(yàn)結(jié)果

^aF.D-The fractional number of dissolution，F(xiàn).D=C_ASP/S_max（ASP） ，S_max（ASP）=m_sample×S_HCl（ASP） / V_PBS；bSw （ASP） =C_ASPV/m_sample.

2.2.1　載體組成與LDH-ASP合成條件及結(jié)構(gòu)因素對(duì)藥物釋放性能的影響

圖9給出載藥體LDH-ASP的ASP溶出度隨載體LDH組成（Mg/Al摩爾比）改變而變化的趨勢(shì)，當(dāng)Mg/Al摩爾比為1.8時(shí)，溶出度按No.6、7、8、10次序增大，Mg/Al摩爾比為3.4時(shí)ASP溶出度按No.4、1、3、2序增大，與合成條件及LDH-ASP結(jié)構(gòu)參數(shù)均無(wú)簡(jiǎn)單明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系；合成反應(yīng)方式相近（超聲振蕩）的3個(gè)樣品間ASP溶出度按No.7、9、2樣序增大，這與Mg/Al摩爾比按1.8、2.7、3.4增加的次序吻合，因此只有當(dāng)制備條件相近時(shí)ASP溶出度才能表現(xiàn)隨LDH層板正電密度降低（Mg/Al摩爾比增大）而增大的趨勢(shì)。

圖10反映合成條件對(duì)LDH-ASP藥物溶出度的影響，按合成反應(yīng)能量供給強(qiáng)度和攪拌強(qiáng)度依次升高的方式排列，ASP溶出度依次遞增、線性相關(guān)度高；ASP釋放量Sw漸次增大的趨勢(shì)明顯、但線性相關(guān)度低。溶出度和溶出量隨合成反應(yīng)能量供給強(qiáng)度和攪拌強(qiáng)度升高而增大，提示LDH-ASP的釋藥性能與制備條件所決定的微晶結(jié)構(gòu)有一定內(nèi)在聯(lián)系。

圖9　LDH- ASP溶出度與LDH層板鎂鋁摩爾比的關(guān)系

圖10　LDH- ASP合成條件與ASP溶出度及溶出量的關(guān)系

圖11　LDH- ASP的微晶結(jié)構(gòu)與ASP溶出度的關(guān)系

根據(jù)LDH-ASP結(jié)構(gòu)參數(shù)與溶出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，圖11給出ASP溶出度與載藥體通道高度h （圖11-A）、粒子橫向直徑Da （圖11-B）、微晶結(jié)晶度（圖11-C）等結(jié)構(gòu)因素的對(duì)應(yīng)關(guān)系。由于影響藥物溶出因素的復(fù)雜性，各單一因素對(duì)溶出度沒(méi)有明顯的簡(jiǎn)單線性關(guān)系，但結(jié)合數(shù)值分布趨勢(shì)與理論分析看，如圖11-A所示微晶通道高度h越大、藥物溶出度應(yīng)越大，因?yàn)檩d體LDH層間距越大意味著所載客體受正電層板的靜電束縛相對(duì)越弱，在PBS溶液發(fā)生離子交換時(shí)所載ASP置換移出的通道越寬敞，溶出度越高；如圖11-B所示粒子橫向尺寸Da越大ASP溶出度越小，這符合離子交換規(guī)律，因?yàn)镈a越大意味著ASP從LDHASP微晶層間沿晶胞a、b軸向被磷酸根置換移出所需克服靜電束縛的路途越長(zhǎng)，溶出度因此越?。桓鶕?jù)文獻(xiàn)［12］結(jié)晶度對(duì)微晶性能應(yīng)有積極影響，即LDHASP結(jié)晶度越高ASP溶出度應(yīng)越大，但圖11-C顯示，所分析8個(gè)樣品中只有6、7、4、3、2呈現(xiàn)溶出度隨結(jié)晶度升高而顯著增大的趨勢(shì)，而樣品10、9、1、6正好相反，從表3查得它們的通道高度排序?yàn)閔₉>h₁>h₆，可見(jiàn)這組樣品的反常是由于通道高度對(duì)ASP靜電及空間束縛的負(fù)面影響超過(guò)結(jié)晶度的積極影響所造成的?；谝陨戏治鰧蓚€(gè)正向因素（Crystallinity，h）與一個(gè)負(fù)向因素（Da）組合為結(jié)構(gòu)因子（Structure factor=Crstallinity×h/Da），分析結(jié)構(gòu)屬性對(duì)溶出度的影響規(guī)律，結(jié)果如圖11-D所示，所涉樣品的藥物溶出度隨結(jié)構(gòu)因子增大呈現(xiàn)非線性上升趨勢(shì)，數(shù)值方程為F.D=-5.380+39.17S_F-80.55S_F²+54.82S_F³（R²=0.9473；SD=0.0169；n=7）。可見(jiàn)，LDH-ASP的藥物釋放性能與層狀微晶結(jié)晶度、晶胞參數(shù)及晶粒尺寸等結(jié)構(gòu)參數(shù)有明確的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.2.2　PBS釋放介質(zhì)對(duì)載體LDH的溶損現(xiàn)象

為了解LDH-ASP在藥物釋放過(guò)程中載體的變化，分析釋放平衡液相的鎂鋁離子濃度、對(duì)比固相質(zhì)量變化，結(jié)果列于表7。圖12-A、B分別顯示載藥體釋藥前后的質(zhì)量變化率隨ASP溶出度增大而上升的非線性趨勢(shì)，以及伴隨質(zhì)量變化率增大體系pH改變量升高的非線性關(guān)系。一方面LDH-ASP在PBS中釋放藥物后生成LDH-H_nPO₄^（3-n） -，LDH層間客體分子量減小必然引起固相質(zhì)量下降；另一方面液相濃度分析表明，固相質(zhì)量下降次序與LDH層板金屬離子溶出濃度增大的次序?qū)?yīng)，可見(jiàn)，載藥體釋放藥物后質(zhì)量下降是由LDH-ASP與PBS的離子交換和載體受弱酸性環(huán)境溶蝕兩方面原因造成的。圖13具體反映了不同樣品區(qū)間，ASP溶出度與固相質(zhì)量變化率及體系pH值改變量的關(guān)系，其中圖13-A No.6、7、8、4、1樣品區(qū)，伴隨ASP溶出度增大體系pH值改變量增大的趨勢(shì)與圖13-B中固相質(zhì)量變化率上升趨勢(shì)吻合，同時(shí)也與表7中鎂離子溶出度（F.D_Mg）增大的趨勢(shì)基本重合，證明離子交換與LDH層板溶蝕都是造成這組LDH-ASP樣品釋放藥物后質(zhì)量下降的原因；圖13-C中固相質(zhì)量變化率隨ASP溶出度升高而增大的趨勢(shì)，與表7中鎂離子溶出度變化次序相反，說(shuō)明ASPPBS的離子交換反應(yīng)是造成這組樣品固相質(zhì)量下降的主要原因。以上分析說(shuō)明，伴隨LDH-ASP對(duì)藥物的控制釋放弱酸性PBS介質(zhì)對(duì)載體LDH有不同程度的溶蝕作用，這是促進(jìn)ASP釋放溶出的有利因素，同時(shí)也是造成載體層板破損、微晶結(jié)晶度下降的原因之一。

圖12　ASP溶出度（A）及體系pH改變量（B）與固相質(zhì)量變化率的關(guān)系

圖13　ASP溶出度與pH變化（A）及固相質(zhì)量變化（B,C）的關(guān)系

表7　PBS釋放介質(zhì)對(duì)LDH層板的溶蝕作用

^aS_max（Al³⁺） -The maximum consistence of Al³⁺after complete dissolution of LDH，Smax （Al³⁺） =m_sample×S_HCl/ V_PBS；bS_max（Mg²⁺） -The maximum consistence of Mg²⁺after complete dissolution of LDH，S_max（Mg²⁺） =［m_sample×S_HCl/24.305］ /V_PBS；cF.D-The fractional number of dissolution，F(xiàn).D=C_cation/S_max。

表8　釋放藥物后固相LDH- PBS的XRD運(yùn)算結(jié)果

^aAV-averagevalue.

2.3　LDH對(duì)藥物ASP負(fù)載及釋放前后的物相變化

2.3.1　釋藥后固相產(chǎn)物的XRD模型與紅外吸收

將平衡后的LDH-ASP/PBS體系進(jìn)行液固相分離，研究LDH-PBS相對(duì)前體LDH及載藥體LDH-ASP微晶結(jié)構(gòu)的變化。圖14，15分別為載體LDH （No.02）、載藥體LDH-ASP （No.7）及釋放藥物后固相樣品（以結(jié)晶度降低序排列）的XRD及FT-IR表征圖譜(釋藥后固相按3號(hào)峰面積遞增序排列）。圖14顯示，釋藥后固相保留了LDH原（003）， （006）， （009）和（110）等衍射特征，2θ衍射角及d值的平均值依次為（11.29°，0.7835nm）， （22.75°，0.3906nm），（34.47°，0.2599nm）和（60.57°，0.1527nm），這些衍射仍符合JCPDS卡片14-0191天然水滑石的XRD特征，表明載藥體釋放藥物后仍在一定程度上保留了載體LDH的六方晶系特征；但主衍射2θ₀₀₃的峰強(qiáng)度與其高級(jí)衍射2θ₀₀₆，2θ₀₀₉的對(duì)比優(yōu)勢(shì)消失， （003）衍射沿前體LDH、載藥體LDH-ASP到釋藥后LDH-PBS(結(jié)晶度降低序）顯著減弱，表明載體的LDH層狀特征消減；另一方面，產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS的（003）， （006）和（009）衍射d值與前體及LDH-ASP載藥體的平均值相比均明顯降低，證明載藥體釋放藥物后晶胞c軸向LDH晶面間距減小，與小尺寸磷酸根取代大尺寸客體ASP導(dǎo)致LDH通道高度降低的事實(shí)相符；但d₀₀₃小于前體LDH則與層間客體大小不符，這提示釋藥過(guò)程對(duì)LDH-gust的原有柱層模型可能產(chǎn)生破壞作用、晶胞中部分柱撐結(jié)構(gòu)塌陷導(dǎo)致LDH層間距平均值下降；另外，d₁₁₀值在前體與載藥體之間保持不變，但在釋放藥物后下降約0.005nm，說(shuō)明釋藥過(guò)程不僅顯著影響LDH晶胞c軸向的層間距，而且使a，b軸向金屬離子的間距輕度收縮，這可能與弱酸性介質(zhì)對(duì)LDH層板中部分金屬離子的選擇性溶蝕及磷酸根對(duì)層板金屬離子的作用方式已發(fā)生改變等原因有關(guān)。表8顯示，釋藥產(chǎn)物的晶胞參數(shù)、粒子尺寸及微晶結(jié)晶度等也有顯著改變，參數(shù)c，h與載藥體及前體相比明顯降低，晶粒縱向尺寸Dc減小、結(jié)晶度下降，證明藥物釋放過(guò)程對(duì)LDH-ASP載藥晶粒c軸向的有序堆積層剝離嚴(yán)重、結(jié)晶性降低；LDH在經(jīng)歷兩次弱酸性環(huán)境的離子交換與溶蝕后其微晶結(jié)構(gòu)與晶態(tài)屬性已發(fā)生明顯變化，而晶體強(qiáng)度下降、溶蝕性增強(qiáng)將有利于使命后載體粒子在體內(nèi)的降解與消除。

圖14　LDH、LDH- ASP及釋藥產(chǎn)物L(fēng)DH- PBS的XRD衍射模型

圖15　LDH、LDH- ASP及釋藥產(chǎn)物L(fēng)DH- PBS的IR光譜

圖15為產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS的IR譜，1、2、3、4標(biāo)注峰吸收波數(shù)的平均值分別為3444，1647.9，1087.1，564.6cm^-1，與載藥體及前體相比，保留了羥基伸縮振動(dòng)ν_O-H（圖15-1，3444cm^-1）和彎曲振動(dòng)δ_O-H（圖15-2，1647.9cm^-1）及LDH層板晶格氧的伸縮振動(dòng)ν_M-O（圖15-4，564.6cm^-1），但羥基和LDH層板晶格氧的伸縮振動(dòng)吸收紅移、羥基彎曲振動(dòng)吸收藍(lán)移，表明層架羥基O-H及LDH晶格MO鍵結(jié)構(gòu)強(qiáng)度降低、原子間伸縮松散度增加；層間有序性降低、O-H面外彎曲振動(dòng)受限。產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS的特征吸收出現(xiàn)在約1087cm^-1處（圖15峰3），這與IR譜庫(kù)無(wú)機(jī)黏土材料在1100cm^-1附近的吸收相近，而大多數(shù)無(wú)機(jī)非金屬含氧酸根的X-O鍵伸縮振動(dòng)也出現(xiàn)在這一區(qū)間，因此該吸收可歸屬為磷酸根H_nPO₄^（3-n） -離子P-O鍵的伸縮振動(dòng)ν_P-O；按定量結(jié)果隨ν_P-O（1087cm^-1）吸收峰面積增大，與載藥體中ASP相關(guān)的吸收（如1266cm^-1處ν_C-O）消失、樣品結(jié)晶度降低，證明ν_P-O確為釋放產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS的特征IR吸收，該峰面積能定量反映LDH-ASP與PBS的交換程度。

圖16　LDH- P結(jié)晶度與ASP溶出度(A)及P- O鍵IR吸收面積(B)的關(guān)系

圖17　LDH-P結(jié)晶度與固相質(zhì)量變化(A)及體系pH變化(B)的關(guān)系

圖18　ASP溶出度與P- O鍵IR吸收面積的關(guān)系

圖19　P-O鍵吸收與固相質(zhì)量變化（A）、體系pH變化（B）的關(guān)系

2.3.2　固相TEM形貌及電子衍射譜征變化

圖20分別為前體（a，d-01，g-04）與載藥體（b-No.2，e-No.3，h-No.10）及釋藥產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS （c-No.2，f-No.3，i-No.10）的TEM形貌與電子衍射圖譜。圖20-a，d皆為前體LDH-01的TEM與電子衍射模型，樣品粒度均勻、層片輪廓清晰、縱向堆積團(tuán)聚程度高、晶片分散性差；與此前體相比超聲法組裝的載藥體（圖20-b，No.2）粒度均一性降低，晶片的分界模糊、團(tuán)聚加重、外圍溶解性增強(qiáng)，用常壓水熱法合成的LDH-ASP （圖20-e，No.3）層片特征鮮明、但晶片橫向粘結(jié)作用加強(qiáng)；兩個(gè)載藥復(fù)合物的電子衍射模型與前體相比，衍射輪征增強(qiáng)、輪徑增大，表明ASP對(duì)LDH的插層組裝沒(méi)有引起載體LDH晶型的本質(zhì)變化，衍射輪徑增大與大分子ASP取代小尺寸離子Cl^-，OH^-造成晶胞通道高度h增加的變化相符；衍射圈規(guī)則完整表明復(fù)合產(chǎn)物純度高、晶態(tài)性征強(qiáng)。圖20-c顯示LDH-ASP （No.2）在PBS介質(zhì)釋放藥物后固相的TEM形貌與載藥體相比溶散性增強(qiáng)、團(tuán)聚減輕、粒度下降、厚度與橫向直徑變??；電子衍射特征與載體及載藥體相比無(wú)本質(zhì)變化、但相對(duì)載藥體而言輪徑收縮，與取代ASP^-后微晶的通道高度降低的情況相符，LDH-PBS的LDH型晶體特征仍被保留、并具有較高的單晶純度；聯(lián)系載藥體LDH-ASP （No.2）的合成實(shí)驗(yàn)（表1-2）、藥物釋放數(shù)據(jù)（表6-2）及溶損分析數(shù)據(jù)（表7-2）看，載藥率及ASP釋放度均與樣本平均值相近，而LDH層板Mg/Al溶蝕的摩爾比（3.6）與前體LDH的組成（3.4）相近，說(shuō)明PBS介質(zhì)對(duì)該復(fù)合物中載體的溶蝕有一定對(duì)稱性，這是產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS保持較高晶相純度的原因之一。圖20-f為L(zhǎng)DH-ASP（No.3）釋放ASP后產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS （No.3）的TEM形貌，與LDH-ASP （No.3）及LDH前體相比，溶解性增強(qiáng)、層片界線模糊、粒度降低；電子衍射輪征消褪，反映釋放藥物后載體的結(jié)構(gòu)變化大、晶態(tài)性征減弱；聯(lián)系LDH-ASP （No.3）的藥物負(fù)載與釋放數(shù)據(jù)看，其載藥量及ASP溶出量均大于載藥體No.2，且PBS弱酸性介質(zhì)對(duì)Al3+的溶出選擇性偏高，可見(jiàn)當(dāng)PBS對(duì)載體的不對(duì)稱溶蝕作用加強(qiáng)時(shí)產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS的晶態(tài)性征將會(huì)明顯減弱。圖20-g，h，i分別為L(zhǎng)DH（04）、常壓水熱合成LDH-ASP （No.10）及釋藥產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS （No.10）的TEM形貌，LDH-PBS與LDH-ASP相比仍保持菱形層片特征，但粒徑變小、團(tuán)聚減弱、溶散性增強(qiáng)；載藥體的電子衍射譜與載體LDH相比輪征突出、層次對(duì)比增強(qiáng)，表明載藥體合成過(guò)程LDH的晶形更趨完善、層狀特征加強(qiáng)，載藥體晶相純度高；釋藥產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS的電子衍射與載藥體相比，衍射周期性變?nèi)酢⒊霈F(xiàn)明顯斷點(diǎn)，表明該復(fù)合物釋放藥物后載體的晶態(tài)性征變化較大，產(chǎn)物的晶相純度降低；聯(lián)系相關(guān)的液相分析結(jié)果看，LDH-ASP （No.10）具有最好的載藥性能與最高的藥物溶出度、同時(shí)存在顯著的不對(duì)稱溶蝕現(xiàn)象，這說(shuō)明PBS環(huán)境對(duì)載體層板內(nèi)外的選擇性溶蝕加劇會(huì)導(dǎo)致固相的晶態(tài)性征明顯弱化、純度顯著降低。

圖20　LDH （a,d,g）與LDH- ASP （b,e,h）及釋藥后固相（c,f,）i的TEM形貌及電子衍射圖譜

2.3.3　固相比表面積與孔道特征的變化

層狀載體LDH對(duì)藥物ASP的負(fù)載與釋放，除引起LDH晶胞參數(shù)、微晶結(jié)晶度、晶態(tài)分布與粒子形貌變化外，必然引起微晶孔道與比表面行為的相應(yīng)改變。表9給出LDH、LDH-ASP及LDH-PBS的N₂吸解實(shí)驗(yàn)結(jié)果。微孔比表面積S （Micropore）按LDH、LDH-ASP、LDH-PBS依次減小，說(shuō)明隨LDH經(jīng)歷離子交換次數(shù)的增加載體層間通道的吸附活性降低；相對(duì)前體而言，載藥體結(jié)晶度下降、但下降程度遠(yuǎn)不及釋藥產(chǎn)物顯著，通道高度h大于前體LDH、而LDHPBS的h小于LDH，因此LDH-ASP的微孔比表面活性降低主要與大尺寸藥物分子對(duì)LDH層間通道的占位及微晶團(tuán)聚有關(guān)，而產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS的微孔吸附活性降低除與通道高度降低有關(guān)外，則主要與載體結(jié)晶度下降及層柱結(jié)構(gòu)塌陷造成孔道構(gòu)造有序性降低有關(guān)。與前體相比LDH-ASP微孔體積增大，與通道高度增加和微晶橫向尺寸增大對(duì)應(yīng)，而LDH-PBS的微孔體積值提示二次交換后LDH的層間吸附行為已發(fā)生顯著改變，證明載體結(jié)晶度的下降不僅與LDH層狀特征弱化有關(guān)、而且還與LDH柱撐環(huán)境變化有關(guān)。對(duì)比S_BET及外比表面積值，LDHPBS反大于前體LDH，說(shuō)明藥物釋放雖然顯著弱化了載體層間構(gòu)造的有序性及微孔的吸附活性，但H_nPO₄^（3-n） -對(duì)LDH-ASP的離子交換和PBS對(duì)載體的溶蝕造成LDH結(jié)構(gòu)局域性崩裂、團(tuán)聚減弱、粒徑減小、總表面積增大；脫附孔徑值的對(duì)比也表明釋藥產(chǎn)物的比表面行為與前體LDH相比有較大改變，通道孔吸附活性降低而粒子外表活性增強(qiáng)；載藥體相對(duì)前體總表面積增加顯著，但孔體積大于、而孔徑小于LDH，說(shuō)明LDH-ASP中載體的層間通道微孔對(duì)總表面積的貢獻(xiàn)仍占較大比重，粒子尺寸對(duì)比（Da_LDH-ASP>Da_LDH）說(shuō)明載藥體總表面積的增加主要源自橫向直徑Da增大造成粒子外表面增加，另外團(tuán)聚作用也造成晶間空隙增多。

表9　LDH與LDH- ASP及LDH- PBS的N₂吸附-解吸測(cè)試結(jié)果

圖21給出LDH （圖21-a）、LDH-ASP （圖21-b）及釋藥產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS（圖21-c）的吸解等溫線，所有吸附線在中比壓區(qū)均無(wú)明顯上凸，貼近III型吸附、與平板孔吸附特征相符；但LDH和LDH-ASP的高比壓等溫線微顯V型特征，說(shuō)明三種樣品在高比壓區(qū)的吸附行為有細(xì)微差別，其中LDH的吸附線急劇上升、吸附量大，證明通道微孔小、毛細(xì)管凝聚顯著，LDH-ASP等溫線相對(duì)平緩，高比壓毛細(xì)管凝聚程度不及前體明顯，與通道高度h_LDH-ASP>h_LDH情況相符，但二者均在最高比壓呈V型特征說(shuō)明二者均易達(dá)到吸附飽和、有明確的孔徑限制；產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS的等溫線屬純III型吸附、斜率較小、未出現(xiàn)二次平緩，表明其吸附行為主要以較大的平板型粒子間隙實(shí)現(xiàn)，而這類(lèi)間隙的孔徑分布寬泛，不易達(dá)到吸附飽和或發(fā)生毛細(xì)管凝聚。所有樣品的脫附線在中高壓區(qū)均有明顯的滯后環(huán)線、并能與吸附線閉合，說(shuō)明LDH型固相富含高活性微孔，吸附與脫附的總量守恒、可逆性強(qiáng)。

圖21　LDH(a)、LDH- ASP(b)及LDH- PBS(c)的吸解等溫線

圖22　LDH(a)、LDH- ASP(b)及LDH- PBS(c)的孔徑分布

圖22根據(jù)脫附數(shù)據(jù)給出前體（圖22-a）、載藥體（圖22-b）及釋藥產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS （圖22-c）的孔徑微分分布趨勢(shì)?？讖骄底羁蓭孜恢冒碙DH、LDH-ASP、LDH-PBS依次向大孔徑區(qū)偏移，標(biāo)志吸附行為以LDH層間通道孔吸附為主，向微粒表面吸附和微粒間隙吸附方式偏移；對(duì)微孔區(qū)孔徑分布的局部分析表明LDH及LDH-ASP在10nm以下仍有相對(duì)最大分布，分別出現(xiàn)在6.3nm和3.5nm處，LDH-PBS單調(diào)延伸至極微孔區(qū)，表明LDH及載藥體能明顯表現(xiàn)層間通道及緊密堆積型微晶平板空隙等小孔吸附的特征，但釋藥產(chǎn)物L(fēng)DHPBS的吸附行為與前體及載藥體相比顯著改變，通道吸附特征明顯削弱。

2.3.4　固相熱分解行為的變化

為全面了解LDH-ASP的組裝與藥物釋放前后固相性質(zhì)的變化，對(duì)前體、載藥體及釋藥產(chǎn)物L(fēng)DH-PBS進(jìn)行差示掃描量熱（DSC）與熱重（TG）分析，結(jié)果由圖23給出。從這些樣品的TG線轉(zhuǎn)折及DSC典型吸熱區(qū)間判斷，以250℃為界可將分解過(guò)程區(qū)分為水脫除與LDH層板羥基脫除兩個(gè)階段；不同樣品的差別表現(xiàn)在物理吸附水與層間結(jié)構(gòu)水的脫除量、脫水DSC峰征及層板分解的DSC峰形等方面，熱分解行為的差異反映了藥物插載與釋放前后LDH晶態(tài)性質(zhì)的變化。圖23-a顯示LDH在80℃～194.5℃區(qū)間失重9.14%，由物理吸附水和層間結(jié)構(gòu)水脫除兩方面引起，其中層間水脫除（179.1℃～194.5℃，峰溫185.7℃）失重僅1.07%；第二階段的分解在297.9℃～800℃區(qū)間進(jìn)行，總失重24.4%，由層間無(wú)機(jī)陰離子（Cl^-，OH^-）對(duì)LDH層板羥基氫取代、層板解體及深度分解等多個(gè)微觀過(guò)程合并構(gòu)成^[12]，特征吸熱區(qū)間297.9℃～341.8℃，失重14.4%，峰溫321.5℃，峰面積882.4J · g^-1，與LDH柱撐結(jié)構(gòu)塌陷、層板解體等變化相對(duì)應(yīng)。圖23-b給出載藥體的熱分析結(jié)果，在80℃～203.8℃區(qū)間共失重10.3%，其中結(jié)構(gòu)水脫除（138.9℃～203.8℃，峰面積127.3J· g^-1）失重6.6%，與前體相比層間水含量較高，這與ASP大分子插層引起LDH層間通道升高、ASP親水性強(qiáng)等原因有關(guān)，且峰溫（196.3℃）相對(duì)前體升高說(shuō)明組裝藥物后LDH層間結(jié)構(gòu)水的穩(wěn)定性提高、與大分子的協(xié)同柱撐強(qiáng)度提高；在310.5℃～800℃范圍失重26.7%，歸結(jié)為層間藥物分解、LDH解體及深度分解等微觀過(guò)程，特征吸熱區(qū)間為310.5℃～ 408.5℃，峰溫350.4℃，峰面積1044J· g^-1，失重16.6%，與前體相比峰溫升高、峰面積顯著增大，這說(shuō)明LDH-ASP載藥體的分解焓及穩(wěn)定性均高于前體LDH，藥物的分子量大于前體層間無(wú)機(jī)陰離子造成失重量增加。圖23-c顯示，LDH-PBS的第一次失重發(fā)生在80℃～196.4℃區(qū)間，失重量12.5%，與前體及載藥體相比明顯升高，物理吸附水脫除表現(xiàn)特征吸熱（圖23-c-A，峰溫82.3℃，80℃～174.3℃），結(jié)構(gòu)水脫除（峰溫184.6℃，174.3℃～196.4℃，峰面積20.49J · g^-1）與LDH-ASP相比，峰溫相近但峰面積顯著減小、失重量（1.31%）明顯降低，表明釋放藥物

圖23　LDH(a)、LDH- ASP(b)及LDH- PBS(c)的熱分析曲線

后LDH-PBS含水總量增加但層間結(jié)構(gòu)水含量降低、且熱焓值及穩(wěn)定性下降；LDH-PBS的第二次分解發(fā)生在196.4℃～800℃區(qū)間，總失重13.07%，可看作H_n－與LDH層板羥基氫的中和及LDH解體等微觀過(guò)程構(gòu)成，但總失重量明顯小于前體及載藥體，且吸熱范圍寬泛、無(wú)特征DSC吸熱峰形，證明釋放藥物后LDH-PBS的無(wú)定形性征增強(qiáng)而晶態(tài)屬性明顯減弱，這與XRD、TEM結(jié)論吻合。

熱分析結(jié)果表明LDH-ASP的熱分解特征明顯，TG曲線與DSC吸熱峰界線分明，與前體相比層間結(jié)構(gòu)水含量增加、體系熱焓值增加、層板熱分解溫度提高；釋放藥物后LDH-PBS的物理吸附水含量顯著升高、無(wú)定形性征增強(qiáng)、載體LDH晶態(tài)性征明顯減弱。

3　結(jié)論

（1） LDH的層間通道是藥物負(fù)載、貯存及控制釋放的主要場(chǎng)所，LDH層表的吸附與脫釋僅起輔助作用，這是LDH用作藥物載體的特殊性。

（2）適度增加藥物配比、提高反應(yīng)能量、加強(qiáng)攪拌、選用正電密度較高的LDH對(duì)提高ASP-LDH負(fù)載率有積極意義；LDH-ASP的載藥性能隨微晶通道高度增加、橫向尺寸增大及縱向尺寸減小而升高。

（3） PBS環(huán)境下LDH-ASP的藥物釋放是離子交換、PBS-LDH化學(xué)溶蝕的復(fù)合過(guò)程；藥物釋放后載體的晶胞結(jié)構(gòu)受損、結(jié)晶度顯著降低。

（4） LDH-ASP藥物釋放性能與層狀微晶的結(jié)晶度、晶胞參數(shù)及晶粒尺寸等因素有關(guān)，ASP釋放度隨載藥體的結(jié)晶度升高、通道高度增加、橫向尺寸減小、層板正電密度降低而增大。

（5） LDH對(duì)ASP的負(fù)載與釋放引起載體在晶胞結(jié)構(gòu)和晶態(tài)屬性方面的不同變化，LDH對(duì)ASP的負(fù)載率和LDH-ASP的藥物釋放度隨產(chǎn)物結(jié)晶度降低而增大；LDH-ASP載藥體與前體LDH的晶態(tài)屬性、熱力學(xué)行為及吸附行為相似，但釋放藥物后LDH-PBS的晶態(tài)性征顯著減弱、無(wú)定形性增強(qiáng)、通道吸附活性降低；而釋藥體的晶態(tài)性征減弱、溶解性增強(qiáng)有利于使命后載體LDH的體內(nèi)消除。

References

［1］ Zang，Y.B.；Hou，W.G.；Wang，W.X. Acta Chem. Sinica. 2007，65，773（in Chinese）

（臧運(yùn)波，侯萬(wàn)國(guó)，王文興，化學(xué)學(xué)報(bào)，2007，65，773.）

［2］ Zheng，J.H.；Tian，X.K；Yu，K.C. Acta Chem. Sinica. 2006，64，2331（in Chinese）

（鄭建華，田熙科，俞開(kāi)潮，化學(xué)學(xué)報(bào)，2006，64，2331.）

［3］ Kwak， S.Y.； Kriven， W.M.； Wallig， M.A.； Choy， J.H. Biomaterials. 2004，25，5995

［4］Azzam，T.；Domb，A.J. Current Drug Delivery. 2004，1，165

［5］Ambrogi，V.；Fardella，G.；Grandolini，G.；Perioli，L. International Journal of Pharmaceutics. 2001，220，23

［6］AamirI.K.；Lixuei，A.J.；Dermot，O.H. Chem. Commun. 2001，22，2342

［7］ Hussein， M.Z.； Zainal， Z.； Yahaya， A.H.J. Control. Release.2002， 82， 417

［6］ Xing，Y.；Evans，D.G.；Duan，X. Acta Chem. Sinica 2003，61，267（in Chinese）

（邢穎，Evans D.G.，段雪，化學(xué)學(xué)報(bào)，2003，61，267.）

［9］ Sun，H.；Zhang，H.；Duan，X. Chinese Science Bulletin. 2004，49，2525（in Chinese）

（孫輝，張慧，段雪等，科學(xué)通報(bào)，2004，49，2525.）

［10］ Ling，J.Y.；Yang，Q.Z.；Zhang，C.K. Chinese Chemical Letters. 2003，14，1097

（凌建亞，楊親正，張長(zhǎng)鎧，中國(guó)化學(xué)快報(bào)，2003，14，1097.）

［11］Yang，Z.；Guo，Z.J. Chinese Journal of Inorganic Chemistry. 2003，19，673 （in Chinese）

（楊貞，郭子建，無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)，2003，19，673.）

［12］ Gou，G.J.；Ma，P.H.；Chu，M.X. Acta Chem. Sinica. 2004，62，2150（in Chinese）

（茍國(guó)敬，馬培華，褚敏雄，化學(xué)學(xué)報(bào)，2004，62，2150.）

【注釋】

(1)E-mail: ggj64@yahoo.com.cn
　　Received October 12, 2007; revised December 16, 2007; accepted September 5, 2008。

(2)教育部科學(xué)技術(shù)研究重點(diǎn)項(xiàng)目基金（No.207127）、寧夏自然科學(xué)基金（No.NZ0659）、寧夏高等學(xué)?？茖W(xué)技術(shù)研究基金及寧夏醫(yī)學(xué)院特殊人才科研啟動(dòng)基金（No.JC200518）資助項(xiàng)目。