黄酮类化合物共晶的研究进展*
Research progress on eutectic of flavonoids*
孙丹玲 张莹 邓月义**
（桂林医学院药学院，广西 桂林，541004）
*基金项目：广西壮族自治区自然科学基金项目（2020GXNSFAA159019）资助。
作者简介：孙丹玲（1997-），女，浙江慈溪人，硕士研究生，主要从事物理药剂学研究，E-mail: 1391973714@qq.com，Tel: 18757127623，桂林医学院药学院，541004。
** 通讯作者：邓月义（1981-），男，硕士研究生导师，教授，主要从事物理药剂学研究，E-mail: dengyyqust@hotmail.com，Tel: 18877328079，桂林医学院药学院，541004。
摘要：黄酮类化合物具有广泛的生物活性，利用共晶技术在不改变结构的前提下引入药学可接受的共形成体，能有效地改善黄酮类化合物的理化性质和生物利用度。通过查找、梳理、分析和总结近期国内外关于黄酮类化合物共晶的相关文献，介绍了共晶的研究近况、制备方法以及应用前景。
关键词：黄酮类化合物：共晶技术：应用前景
Abstract: Flavonoids have a wide range of biological activities. Co-crystal can effectively improve the physicochemical properties and bioavailability of flavonoids by incorporating pharmacologically acceptable co-former without changing their structures. Through searching, analyzing and summarizing the recent literatures about co-crystals of flavonoids, the research advancement, preparation methods, application prospect of co-crystal were introduced.
Key words: flavonoids; co-crystal; advancement
我国植物资源十分丰富，处于世界前列，特别是亟待探索和开发的热带雨林，自古以来就有神农氏尝遍百草家喻户晓的故事，浓厚的药学文化和丰富的采药用药经验为现代医药做出了不可磨灭的贡献[1]。黄酮类化合物通常是指一类重要的含氧杂环天然植物中提取的有机化合物，具有2个苯环（a环和b环）和3个碳原子，母核中含有甲氧基、异戊烯氧基等助色基团的存在，药物形态大多呈黄色，其广泛分布于天然植物的根茎叶和果实中[2]。黄酮类化合物具有防治心脑血管疾病、保肝、镇咳、抗氧化、抗炎、抗肿瘤等作用，已经成为国际和国内竞相追逐待开发的天然药物之一[3]。
其中槲皮素是天然植药用植物中最常见的黄酮类化合物之一，又名槲黄酮、五羟黄酮，具有多重药理活性，呈明亮的淡黄色针状晶体，微溶于冷水且易溶于醇类，分子式为C15H10O7，槲皮素具有良好的抗病毒、抗肿瘤以及防治基因突变性疾病等功效，其在食品、医药领域具有广泛的应用前景[4-7]，此外在改善畜禽肉质产品上有着不错的功效，特别是可以提高畜禽对饲料中营养物质的吸收[8-9]。而且槲皮素的来源广泛，之前曾在沙棘、银杏和洋葱等100多种植物中均发现了槲皮素。木犀草素是一种天然黄酮类化合物，呈酸性，目前开发应用较少，在各种水果蔬菜和中草药中比较常见，以及具有多种药理作用如有抑制尿酸生成、祛痰、抑菌、抗病毒以及治疗SARS等[10]。而且其有多靶点、副作用轻、疗效好等优势。虽然黄酮类化合物已成为国内外天然药物开发研讨的热点，但临床研究发现，大部分黄酮类化合物由于水溶性差，口服后生物利用度值较低，影响了临床疗效，并成为其广泛应用于工业化生产带来了诸多问题。
一、黄酮类化合物剂型的研究近况
1.1 脂质体
SLN是以天然或合成的固体脂质为载体制成的固体凝胶给药系统，它包埋在脂质核心或粘附在脂质表面，粒径在10-1000nm之间[11-12]，郭童林[13]制备Que-SLN通过采用熔融超声法，单因素，正交试验筛选最优处方，进而考察其水溶性，理化性质，体外释放特性，雌激素样神经保护、血脑屏障渗透性和细胞摄取率的差异为槲皮素药物开发和有效的脑药物递送系统提供了参考。
1.2 纳米乳剂
最近这些年，科学家们在生物材料科学和纳米药物递送技术方面积极创新改革，能够设计出具有多种功能的高度复杂的纳米载体。Shin等[14]用油包水(O/W)纳米乳液为共配体系统，增强木犀草素的卵泡传递。由聚（环氧乙烷)-聚(ε-己内酯）和卵磷脂在O/W界面上组装而成的负载木犀草素的纳米乳液，具有优异的抗滴聚结和聚集的稳定性。此外，体内毛发生长评价表明，制备的木犀草素负载纳米乳液具有促进毛发生长的活性，与在有机溶剂中使用木犀草素溶液的情况相当。
1.3 固体分散体
Gilley等[15]通过将槲皮素加入到具有纤维素衍生物的无定型固体分散体（ASD）中来增加槲皮素生物利用度。槲皮素分散在纤维素酯的基质中，包括6-羧基乙酸丁酸纤维素（CCAB），乙酸琥珀酸羟丙基甲基纤维素（HPMCAS）和乙酸辛酯（CASub），以提供稳定性。CASub和CCAB与亲水性聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的混合物进一步增强了槲皮素溶解性。ASD中含10％Q，20％PVP，70％CASub在肠pH条件下显着地增强了槲皮素溶液浓度，与单独的槲皮素相比，浓度/时间曲线下面积（AUC）增加18倍。这种新型固体分散体方法有望增强槲皮素生物利用度。
Alshehri等[16]采用聚乙二醇4000(PEG4000)为共配体用溶剂蒸发法和熔融法等不同方法制备了木犀草素固体分散体，制备的固体分散体的木犀草素溶出释放率显著提高。抗氧化研究结果表明，木犀草素固体分散体的形成比纯木犀草素具有更高的自由基清除活性。使用PEG4000获得的固体分散体最大限度地提高了木犀草素的溶解度、体外溶解度。
二、关于黄酮类化合物共晶的研究
药物共晶，作为一种新型的合成技术，可以通过适当的共晶配体，在不改变现有药物分子本身共价键结构的条件下改变常规药物分子的晶体结构，对常规活性成分进行改性，使药物具有溶解性、加速溶出、改善耐药性等多种性质的目的[17-21]。
黄酮类化合物吸收不良和具有较低的口服生物利用度。这一事实与黄酮类化合物的低水溶性有关。共结晶是改善上述活性药物成分的机械性能和物理化学的一种有效的替代方法。基于溶液的筛选需要多种溶剂选择和严格的结晶条件，热和机械方法提供了增强实验效率的方法。
2.2 黄酮类化合物共晶
张羽男等[22]利用溶液挥发法制备出全新的木犀草素共晶，通过核磁、红外、差热等方法进行表征，实验过程中，讨论了API与CCF的摩尔比和单溶剂的种类等因素对制备药物共晶的影响。燕柳艳等[23]采用加液研磨法合成了木犀草素-哌嗪药物共晶，其中木犀草素和哌嗪摩尔比以1：2的比例进行混合，加入0.5mL乙酸乙酯轻轻研磨直至溶剂挥干制备得到，通过对其进行表征，体外溶解性以及大鼠体内药动学实验，并与二者同比例物理混合物比较，共晶与木犀草素的、等方法检测结果存在明显差异，在十二烷基硫酸钠溶液中的溶解度较物理混合物有所提高。
VASISHT等[24]选择了小分子药用辅料如烟酰胺和吡啶甲酸，制备得到的共晶通过差示扫描量热法、红外光谱以及粉末X射线衍射法进行表征，通过溶出度、平衡溶解度、药代动力学、以及抗溶血和抗氧化研究，发现了其共晶和槲皮素相比在生物制药参数方面有显著的改善。Smith A J[25]等人合成并评估了四种新的槲皮素共晶体：槲皮素-咖啡因（QUE·CAF）、槲皮素-咖啡因-甲醇（QUECAF·MeOH）、槲皮素-异烟酰胺（QUEINM）、槲皮素-可可碱二水合物（QUETBR·2H2O）。这些共晶体都显示出明显优于单独使用槲皮素的药代动力学特性。共结晶能够克服槲皮素的水不溶性，在溶解度的表现力上都有很大的提高，而且在生物利用度方面液提供了一定的理论依据。
三、共晶的制备方法
药物共晶的制备方法有溶剂挥发法、研磨法、气相扩散法、凝胶扩散法、溶剂热法、升华法、熔化法和超临界流体法等，其中最常见的制备方法是溶剂挥发法和研磨法[26-29]。
3.1溶剂挥发法
溶剂挥发法是运用超分子合成子形成共晶的方法是包含药物活性分子和配体按一定比例溶解于单一或者混合溶剂中，通过溶剂在一定温度下缓慢冷却并挥发获得药物共晶体的方法。由于API和用途不同配体进行选择时，应该考虑两者溶解度，大量实践表明，溶解度相差太大会导致即便一部分形成了共晶，极少可以制备出高质量的单晶，用这种方法得到的固体样品会有不同的空间排列结构。此外，可以利用相图预测共晶的形成区域。通过使用该方法，可能培育出相对来说适合于单晶X-射线衍射的高品质单晶。
3.2 研磨法
研磨法分为无液干磨和溶液辅助研磨。无液干磨是在研磨过程中不添加任何溶剂的情况下直接研磨原料药和配体。这种方法需要在外在机械力下研磨，并且由于低共晶结晶度山而不适合于制备所有的低共熔物。溶液辅助研磨是一种边均匀研磨使其充分混合并在过程中滴加少量溶剂的方法。在研磨过程中，分子活性增加，使API和CCF的作用机会增大。但是溶液辅助研磨不易控制产物的质量，培养出来的多为粉末状晶体产物，而非单晶体[30-34]。这可能使得产物质量不均一，而导致药品纯度低。
3.3 热熔挤出法
热熔挤出法相对于传统的制备技术来说，它的优点显而易见，不仅在制备过程不需要添加任何其他溶剂，而且通过机械外力的作用下，往往可以制备出高品质单晶，因此也被认为是一种绿色技术。热熔挤出工艺选择合适的挤压温度是个需要进行大量预实验的过程，太低或太高都会影响共晶的结晶度。GAJDA等人[35]研究了解半晶态(PXM)或非晶态(SOL)聚合物对模型茶碱-烟酰胺(TP:NA, 1:1)共晶的影响，这些共晶具有显著不同的API (TP, m.p = 271.4°C)和共成体系(NA, m.p = 128.7°C)的熔融温度，通过HME进行整齐和基质辅助共结晶。与加工整齐的共晶组分相比，PXM的加入使TP:NA共晶嵌在聚合物基体中，提高了共晶形成效率。另一方面，共晶组分与SOL共处理导致共晶嵌入到非晶聚合物基体或部分非晶TP:NA/SOL复合材料中。API的一步配方:使用HME与聚合物共成混合物可能导致相变化或形成非晶态固体分散体，这突出了最终产品的基质选择和相控制的重要性。
3.4 超临界流体法
PADRELA等[36]研究了超临界流体增强雾化技术（SEA）在药物共晶筛选和设计中的可行性。研究证明了超临界流体在生产原料药共晶方面的能力，证实了超临界技术作为筛选和生产药物共晶的替代方法的潜力。进一步的工作目前正在进行中，以彻底表征这种新的TPL-SAC共晶体和分析其物理化学性质。在未来的工作中，我们将广泛研究利用SEA技术控制共晶化学计量学，以及共晶形成的动力学和热力学方面。在实验操作过程中，冷却结晶需要更加严格的条件，不利于共晶体的制备，而喷雾干燥技术可以大大优化这一过程。喷雾干燥与超临界流体技术相比在成本上是廉价的，并且用于实验室和生产设施中，并且还可以连续生产。
四、结论与展望
最近几年，国内外掀起了对黄酮类化合物共晶研究的热潮，但目前药用辅料的选择范围受到了限制，影响其共晶制备的筛选，未来多元化辅料的选择可能会是其发展的方向之一。黄酮类药物的难溶性问题一直是影响做成制剂最重要的原因，因此，寻找更多有潜质的辅料之外，共晶的制备方法已成为黄酮类化合物共晶研究中重要的环节，将技术从实验到工业化生产的跨越，是我们作为药学工作者最终的目标。随着共晶理论的更新换代和付诸于实践技术的日新月异，在前人的基础上，我们需要做出更大的创新，在中草药活性分子的开发指日可待。未来，更多的天然植药用植物中特别是像黄酮、黄酮醇类等有效的生物小分子成分将被制备成药物共晶，这就要求更好的溶解度、溶出、生物利用度以及药理活性。
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