含碳酸氫銨羥基喜樹堿粉霧劑的研制

江榮高，薛艷，楊宗發(fā)（1.重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，重慶40410；.西安楊森制藥有限公司，西安710043；3.重慶醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，重慶 400030）

含碳酸氫銨羥基喜樹堿粉霧劑的研制

江榮高1＊，薛艷2，楊宗發(fā)3#（1.重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，重慶404120；2.西安楊森制藥有限公司，西安710043；3.重慶醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，重慶 400030）

目的：提高10-羥基喜樹堿（HPCT）粉霧劑的沉積性能。方法：利用噴霧干燥法制備HPCT粉霧劑，考察處方中加入碳酸氫銨后粉末的密度、比表面積、表面形態(tài)、粒度及體外沉積性能。結(jié)果：制備出了敲擊密度為0.015g·mL－1、比表面積為19.81m2·g－1、體積平均直徑為15.64μm的粉末，該低密度、大粒徑的多孔性粉粒大大提高了藥物的體外沉積性能，粉霧劑的體外沉積率由18.0%提高至51.6%。結(jié)論：加入碳酸氫銨能夠顯著提高HPCT粉霧劑的沉積性能。

10-羥基喜樹堿；碳酸氫銨；粉霧劑；體外沉積

10-羥基喜樹堿（10-Hydroxycamptothecin，HPCT）是喜樹堿的半合成衍生物。已有體外研究[1，2]證實(shí)HPCT對(duì)肺腺癌細(xì)胞株SPC-A1或A54具有明顯抑制細(xì)胞增殖作用，臨床研究[3，4]也證實(shí)了HPCT在肺癌治療上的有效性。雖然目前HPCT已作為臨床上常用的抗肺癌化療藥物之一，但其靜脈注射給藥后主要分布于肝、腎、脾、腸等組織，在肺中的濃度非常低[5]，因而靜脈注射給藥途徑不利于其抗肺癌作用的發(fā)揮。與靜脈注射相比，HPCT吸入給藥后可將肺靶器官的HPCT濃度提高13.5～27.8倍[6]，證實(shí)了吸入給藥在治療肺癌的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

干粉吸入劑（DPIs）具有不含拋射劑、靠吸氣觸動(dòng)霧化及提高敏感性藥物的穩(wěn)定性等優(yōu)勢(shì)。低密度、大粒徑的多孔性粉粒（Low density and porous particles，LDPPs）能提高DPIs的霧化和沉積性能[7]，并能延長(zhǎng)藥物在肺部的滯留時(shí)間[8]。本文在處方中加入碳酸氫銨噴霧干燥[9]，成功制備了HPCT的LDPPs，大大提高了HPCT的沉積性能，有望提高HPCT對(duì)肺癌的療效，現(xiàn)介紹如下。

1 儀器與試藥

噴霧干燥儀（瑞士Buchi公司）；粉體測(cè)定儀（天津藥物研究院）；霧滴（粒）分布測(cè)定裝置（照《中國(guó)藥典》2010年版附錄ⅩH自制，重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校）；X-650型掃描電鏡（日本日立公司）；Powderhaler吸入器（上海天平制藥廠）；UV-2550型紫外-可見分光光度計(jì)（日本島津公司）；Mastersizer 2000型激光粒度儀（英國(guó)馬爾文儀器有限公司）；NOVA-2000型比表面及空隙度分析儀（美國(guó)Quantanchrome公司）。

HPCT（湖北浩信藥業(yè)有限公司，批號(hào)：20060201，純度：98.82%）；L-亮氨酸（無錫晶海氨基酸有限公司，批號(hào)：20030407，藥用級(jí)）；碳酸氫銨（天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所，批號(hào)：20060710，分析純）；乳糖（上海華茂乳制品有限公司，批號(hào)：20030803，藥用級(jí)）；HPCT粉霧劑A（處方A）制劑（批號(hào)：20110123，濃度：0.9%）、HPCT粉霧劑B（處方B）制劑（批號(hào)：20110125，濃度：0.18%）均由重慶三峽醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校自制。

2 方法與結(jié)果

2.1 噴霧干燥法制備可吸入細(xì)粉粉末

取乳糖5g、L-亮氨酸0.5g、HPCT 50mg，加入pH10.5的氫氧化鈉溶液300mL，攪拌使近溶。按照下述條件噴霧干燥得處方A：進(jìn)口溫度130℃，噴液速度3mL·min－1，熱風(fēng)量90%，霧化空氣流速700L·h－1；處方B與處方A相似，不同之處在于噴霧干燥前溶液中加入了23g碳酸氫銨，目的是考察碳酸氫銨的加入對(duì)粉霧劑性能的影響。

2.2 粉末的質(zhì)量

2.2.1 外觀形態(tài)。2種處方噴霧干燥粉末的掃描電鏡照片見圖1。

圖1結(jié)果表明，加入碳酸氫銨對(duì)噴霧干燥粉粒的外觀影響非常大，碳酸氫銨的加入不僅大大提高了粉粒的幾何粒徑，且使光滑的粉粒表面密布許多50～200nm大小的圓形孔隙，而有的孔隙呈溝壑狀。

圖1 粉末的掃描電鏡照片（×10000）A.處方A；B.處方BFig 1SEM photograph of the powder（×10000）A.prescriptionA；B.prescription B

2.2.2 比表面積。精密稱取樣品約40mg，以比表面及空隙度分析儀測(cè)定比表面積。結(jié)果，處方A、B粉末的比表面積分別為0.5401、19.81m2·g－1，后者為前者的36.6倍，進(jìn)一步證實(shí)了粉粒電鏡掃描結(jié)果所表明的多孔性結(jié)構(gòu)。

2.2.3 密度及流動(dòng)性。取噴霧干燥粉末適量，置于10mL量筒中，讀取體積；然后在粉體測(cè)定儀上敲擊1000下，再次讀取體積（VT）。將粉末完全倒出并精密稱取重量（m），求得堆密度（ρB＝m/10）及敲擊密度（ρT＝m/VT），用Carr’s指數(shù)＝[（ρT－ρB）/ρT]×100%計(jì)算壓縮度，以此評(píng)價(jià)粉末的流動(dòng)性。結(jié)果，處方B的堆密度及敲擊密度均遠(yuǎn)低于處方A，而Carr’s指數(shù)也小于處方A，表明其具有更好的流動(dòng)性，詳見表1。

表1 2種處方粉末的密度及流動(dòng)性（n＝5）Tab 1Density and flow ability of 2kinds of powder（n＝5）

2.2.4 粒徑。取粉末樣品適量，均勻分散于丙酮中，用激光粒度儀測(cè)定粒徑。為防止粉粒聚集，應(yīng)即時(shí)測(cè)定，且整個(gè)操作過程控制在2min以內(nèi)。與掃描電鏡所得結(jié)果類似，處方B粉末的體積平均直徑（15.64μm）遠(yuǎn)大于處方A（2.02μm），且B的粒度分布（0.08～120.67μm）也寬于A（0.11～7.72μm）。粉粒的空氣動(dòng)力學(xué)直徑（da）與其幾何直徑（d）及粉粒密度ρ的關(guān)系如下：da＝d（ρ/ρ0x）1/2，其中ρ0為參比密度（1g·mL－1），x為形狀因子（球形時(shí)為1）。根據(jù)文獻(xiàn)推算ρT與ρ存在如下關(guān)系[10]：ρT≈0.8ρ，因此可以求出2個(gè)處方的da值。結(jié)果，2種處方的da值均約2μm，都處于可吸入的粒徑范圍，詳見表2。

表2 2種處方粉末的平均粉粒密度與空氣動(dòng)力學(xué)直徑（n＝5）Tab 2 Mean particle density and aerodynamic diameter of 2kinds of powder（n＝5）

2.3 體外沉積試驗(yàn)

2.3.1 紫外分光光度法測(cè)定藥物濃度。HPCT在pH10.5的氫氧化鈉溶液中在281nm波長(zhǎng)處有最大吸收，且該波長(zhǎng)下輔料均無干擾。含量測(cè)定方法學(xué)考察結(jié)果為：HPCT檢測(cè)濃度線性范圍為0.5～12μg·mL－1，回歸方程為c（濃度）＝0.0616A（吸光度）－0.0022（r＝0.9999）。高、中、低濃度（12、5、0.5μg·mL－1）回收率依次為100.5%、100.1%和99.7%。對(duì)同一樣品溶液測(cè)定6次，求得含量的RSD均小于0.6%，表明方法的重復(fù)性良好。但樣品對(duì)光照比較敏感，應(yīng)盡量避光操作。

2.3.2 沉積試驗(yàn)方法?？刂骗h(huán)境相對(duì)濕度小于45%，稱取上述噴霧干燥的載藥細(xì)粉約30mg填裝于3號(hào)膠囊，用霧滴（粒）分布測(cè)定裝置和Powderhaler吸入器測(cè)定該粉霧劑的沉積性能。以pH10.5的氫氧化鈉溶液為接受液，按《中國(guó)藥典》2010版附錄ⅩH[11]操作，每次10粒膠囊，重復(fù)5次。樣品經(jīng)適當(dāng)稀釋后用紫外分光光度法測(cè)定，用隨行標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算接受液中藥物含量，計(jì)算霧滴（粒）分布量，計(jì)算公式如下：

同時(shí)用pH10.5的氫氧化鈉溶液清洗試驗(yàn)后的囊殼內(nèi)藥物質(zhì)量，并計(jì)算其所占裝量的比例作為膠囊內(nèi)殘留量，所得結(jié)果見表3。

表3 2種處方體外沉積及囊殼內(nèi)殘留結(jié)果（n＝5）Tab 3 In vitro deposition and residue in capsules of 2kinds of powder（n＝5）

由表3可見，雖然處方B的囊殼內(nèi)殘留量低于處方A，但二者并無顯著性差異（P＞0.05）；不過處方B的可吸入部分顯著高于處方A[12]（P＜0.05）。

3 討論

（1）粒徑、密度、比表面積測(cè)定結(jié)構(gòu)及電鏡掃描結(jié)果表明，碳酸氫銨的加入使得粉末由原來的比較“密實(shí)”的、光滑的圓整球形微粒變成了低密度的、多孔性的、大粒徑的近球狀粉粒。這是因?yàn)樘妓釟滗@作為一種熱敏感型發(fā)泡劑，在30℃左右就開始分解產(chǎn)生NH3和CO2，在50℃以上就產(chǎn)生升華現(xiàn)象，分解或升華均產(chǎn)生大量的氣體促使干燥后期的粉末“爆炸”，從而使得粉粒變得疏松多孔。

（2）低密度、大粒徑的孔性粉粒在DPIs的應(yīng)用上獨(dú)具特點(diǎn)[7]：一方面增加了粉粒間有效距離，減弱范德華力，有利于吸入時(shí)藥物重新分散成da在5μm以下的粉粒；另一方面有利于粉粒在吸入時(shí)受到氣體的牽引，使之具有較好的氣流順應(yīng)性，提高沉積效果。

（3）相比于噴霧冷凍干燥法制備超輕的供吸入載藥粉末[13]，本文所采用的加入碳酸氫銨后通過噴霧干燥法制備LDPPs具有工藝簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉及生產(chǎn)周期短等優(yōu)點(diǎn)。沉積試驗(yàn)結(jié)果表明，具有LDPPs特性的HPCT粉霧劑的體外沉積性能得到顯著改善，高達(dá)51.6%的霧滴（粒）分布量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通粉霧劑通常7%～25%[13]的霧滴（粒）分布量。

（4）本研究所得LDPPs的幾何粒徑有些偏大，雖然大幅度提高了粉末的氣流順應(yīng)性，但可能因機(jī)械截留機(jī)制而影響其沉積于深肺的效率，因此幾何粒徑最好降低至10μm以下。另外，筆者在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，比表面積巨大的粉末（處方B）具有較強(qiáng)的引濕性，這對(duì)DPIs的應(yīng)用非常不利，因此如何降低該粉末的引濕性是下一步研究的重點(diǎn)之一。

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Preparation of 10-hydroxycamptothecin Inhalation Powder Containing Ammonium Bicarbonate

JIANG Rong-gao（Chongqing Three Gorges Medical College，Chongqing 404120，China）
XUE Yan（Xi’an Janssen Pharmaceutical Co.，Ltd.，Xi’an 710043，China）
YANG Zong-fa（Chongqing Medical and Pharmaceutical College，Chongqing 400030，China）

OBJECTIVE：To improve the in vitro deposition performance of 10-hydroxycamptothecin（HPCT）inhalation powder.METHODS：HPCT inhalation powder was prepared with spray drying technology，and the density，specific area，surface features，diameter and in vitro deposition were investigated when ammonium bicarbonate was incorporated into the formulation.RESULTS：The spray dried product turned out to be ultra-light，large and porous particle，with tapped density of 0.015g·mL－1，specific area of 19.81m2·g－1and volume mean diameter of 15.64μm.The in vitro depositon fraction of the dry powder inhalations was improved from 18.0%to 51.6%.CONCLUSION：Ammonium bicarbonate can greatly improve the in vitro deposition performance of HPCT inhalation powder.

10-hydroxycamptothecin；Ammonium bicarbonate；Inhalation powder；In vitro deposition

R943；R979.1

A

1001-0408（2012）01-0051-03

DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2012.01.18

2011-02-28

2011-06-28）