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柠檬酸作为载体在固体分散体中的应用以提高山奈酚的溶解度和降尿酸效果

期刊:Int. J. Food Eng.DOI:10.1515/ijfe-2022-0214

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创研究。以下是对该研究的学术报告:

作者及研究机构
本研究的主要作者包括Danni Song、Changqing Xie、Rong Yang、Aijinxiu Ma、Honghui Zhao、Fengmao Zou、Xiangrong Zhang和Xu Zhao。他们分别来自沈阳药科大学的功能食品与葡萄酒学院和中药学院。该研究发表于《International Journal of Food Engineering》期刊,于2023年1月19日在线发表。

学术背景
本研究的主要科学领域是药物制剂和功能性食品。研究背景基于山柰酚(Kaempferol, KPF)是一种广泛存在于日常饮食中的黄酮类化合物,具有多种药理活性,如抗癌、抗氧化、抗炎和神经保护等。然而,由于其水溶性差,限制了其在临床治疗和食品领域的应用。为了提高山柰酚的溶解度和生物利用度,本研究采用固体分散体(Solid Dispersion, SD)技术,以柠檬酸(Citric Acid, CA)为载体,制备山柰酚-柠檬酸固体分散体(KPF-CA-SD),并评估其在体外溶解度和体内降尿酸效果。

研究流程
本研究包括以下主要步骤:
1. 材料准备:山柰酚(纯度>98%)和柠檬酸等试剂从商业供应商购买。
2. 溶解度研究:在不同pH的磷酸盐缓冲液(PBS)和不同浓度的十二烷基硫酸钠(SDS)溶液中,评估山柰酚的溶解度。
3. 稳定性研究:通过储存、反应、干燥和溶解四个条件,评估山柰酚的稳定性。
4. KPF-CA-SD制备:通过超声波辅助法制备山柰酚-柠檬酸固体分散体,优化药物与载体比例、溶剂用量、反应时间和温度等参数。
5. 体外溶解实验:在pH 7.4的PBS-0.2% SDS溶液中,评估KPF-CA-SD的溶解度和累积释放率。
6. 物理化学表征:通过X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等技术,分析KPF-CA-SD的晶体结构、热力学性质和形貌特征。
7. 药效学研究:在高尿酸血症小鼠模型中,评估KPF-CA-SD的降尿酸效果和肾脏保护作用。
8. 组织病理学检查:通过苏木精-伊红(H&E)染色,观察肾脏组织的病理变化。

主要结果
1. 溶解度研究:山柰酚在水中的溶解度仅为0.918 μg/mL,而在pH 7.4的PBS-0.2% SDS溶液中,溶解度提高到50.52 μg/mL。
2. KPF-CA-SD制备:优化后的制备条件为山柰酚与柠檬酸的比例为1:20,在40°C下超声20分钟。
3. 体外溶解实验:KPF-CA-SD的累积释放率从纯山柰酚的约50%提高到80%以上。
4. 物理化学表征:XRD和DSC结果表明,KPF-CA-SD中山柰酚的晶体结构发生了变化,FTIR分析显示山柰酚与柠檬酸之间存在相互作用。
5. 药效学研究:KPF-CA-SD显著降低了高尿酸血症小鼠的血清尿酸水平,并表现出肾脏保护作用。
6. 组织病理学检查:KPF-CA-SD改善了高尿酸血症小鼠的肾脏病理损伤。

结论
本研究通过柠檬酸作为载体制备山柰酚固体分散体,显著提高了山柰酚的溶解度和生物利用度。在高尿酸血症小鼠模型中,KPF-CA-SD表现出显著的降尿酸效果和肾脏保护作用。这为山柰酚在抗高尿酸血症治疗中的应用提供了一种安全有效的剂型选择。

研究亮点
1. 创新性方法:首次采用柠檬酸作为载体制备山柰酚固体分散体,显著提高了山柰酚的溶解度。
2. 系统性研究:从体外溶解实验到体内药效学研究,全面评估了KPF-CA-SD的性能。
3. 应用价值:为山柰酚在功能性食品和药物制剂中的应用提供了新的技术路径。

其他有价值的内容
本研究还探讨了柠檬酸作为载体的潜力,为其他水溶性差的天然化合物的制剂开发提供了参考。此外,研究中对山柰酚的稳定性和物理化学性质的详细表征,为进一步优化其制剂工艺提供了科学依据。

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