賀智勇,吳朝花,嚴(yán)俊麗,李海志,沈祥春,陶玲#
(1.貴州醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,貴陽550004;2.貴州省普通高等學(xué)校天然藥物藥理與成藥性評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴陽 550025)
阿司匹林磷脂復(fù)合物的制備及其表征
賀智勇1,2*,吳朝花1,2,嚴(yán)俊麗1,2,李海志1,2,沈祥春1,2,陶玲1,2#
(1.貴州醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院,貴陽550004;2.貴州省普通高等學(xué)校天然藥物藥理與成藥性評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴陽 550025)
目的:制備阿司匹林磷脂復(fù)合物(ASP-PC)并進(jìn)行表征。方法:以ASP與PC的復(fù)合率為指標(biāo),采用單因素試驗(yàn)篩選ASP-PC的制備方法、PC種類、溶劑種類、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、溶劑體積和藥脂比,并進(jìn)行驗(yàn)證。采用紫外分光光度法、熱重分析法、X射線衍射法和傅里葉紅外光譜分析對(duì)所制ASP-PC進(jìn)行表征。結(jié)果:采用磁力攪拌-冷凝回流法,藥物-大豆磷脂比為1∶3(mol/mol),溶劑為四氫呋喃(50 mL),58℃下反應(yīng)3 h,所制ASP-PC的平均復(fù)合率為83.52%(RSD=1.16%,n=3)。與ASP、ASP和PC的物理混合物比較,紫外光譜顯示ASP-PC沒有出現(xiàn)新的吸收峰;熱重分析、X射線衍射分析和傅里葉紅外光譜分析顯示ASP-PC中的ASP與PC發(fā)生了相互作用,且ASP-PC在0~300℃范圍內(nèi)質(zhì)量變化較小。結(jié)論:成功制得ASP-PC,其中ASP與PC復(fù)合成功,但仍有微量ASP以晶體形式存在。
阿司匹林;磷脂復(fù)合物;制備工藝;光譜學(xué)性質(zhì)
ABSTRACTOBJECTIVE:To prepare aspirin phospholipid complex(ASP-PC)and conduct the characterization.METHODS:Using the combination rate of ASP and PC as index,single factor test was used to screen the preparation method of ASP-PC,PC type,solvent type,reaction time,reaction temperature,solvent volume and drug-lipid ratio.The verification test was conducted.UV spectrophotometry,Thermogravimetric analysis,X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy were used for the characterization of ASP-PC.RESULTS:Magnetic stirring-condensing reflux method was adopted,drug-soybean phospholipids ratio was 1 ∶3(mol/mol),solvent was tetrahydrofuran,reacting for 3 h under 58 ℃.The average combination rate of prepared ASP-PC was 83.52%(RSD=1.16%,n=3).Compared with ASP,physical mixture of ASP and PC,UV spectrum showed that ASP-PC had no new absorption peak.Thermogravimetric analysis,X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy showed the ASP and PC in ASP-PC were interacted;and ASP-PC changed little in quality within 0-300 ℃.CONCLUSIONS:ASP-PC can be successfully prepared,in which,ASP and PC were combined successfully;while there are still trace amounts of ASP in the form of crystals.
KEYWORDSAspirin;Phospholipid complex;Preparation technology;Spectroscopic properties
阿司匹林(Asprin,ASP)又名乙酰水楊酸,在干燥空氣中穩(wěn)定,遇潮會(huì)緩慢水解為水楊酸和醋酸,微溶于水;傳統(tǒng)用于解熱鎮(zhèn)痛、抗炎抗風(fēng)濕疾病,數(shù)年來已廣泛用于抑制血小板聚集,成為心血管疾病的重要基礎(chǔ)治療藥物[1]。另外,其在抑制動(dòng)脈粥樣硬化、抗腫瘤、防治心肌纖維化[2]等方面的臨床用途也不斷得到擴(kuò)展。但ASP在抑制環(huán)氧酶(COX)活性從而發(fā)揮抑制血小板聚集效果的同時(shí),間接導(dǎo)致胃黏膜上皮脫落增加并超過更新速度,使胃黏液減少,引起胃黏膜損傷或加重潰瘍的程度。此外,ASP水溶性差、生物利用度低、胃腸道藥物殘留量高,其酸性直接致胃黏膜損傷,可透過胃腸黏膜上皮脂蛋白膜層,破壞脂蛋白膜的保護(hù)作用,使胃酸可逆地彌散到組織中損傷細(xì)胞,致毛細(xì)血管破損而出血,是導(dǎo)致患者停藥的主要原因[3-4]。提高ASP的生物利用度,可減少藥物在胃腸道的殘留量,減輕藥物對(duì)胃腸道的直接刺激作用,對(duì)于提高患者依從性、維持心腦血管疾病患者的抗凝治療具有重要意義。
磷脂(Phospholipid,PC)復(fù)合物是指藥物與PC以一定的配比關(guān)系結(jié)合而成的復(fù)合物。PC主要成分為磷脂酰膽堿,由于其兩親性的特性而成為藥物遞送系統(tǒng)領(lǐng)域的一種特殊載體[5-6],可以改善藥物的溶解度和藥物的釋放速率。PC復(fù)合物和胃腸液之間具有較低的界面張力,可以促進(jìn)藥物透膜轉(zhuǎn)運(yùn),提高藥物較低的膜滲透率[7],從而改善口服藥物的滲透和吸收[8],提高藥物的生物利用度,減少藥品不良反應(yīng),甚至起到一定的損傷修復(fù)作用等。因此,本研究旨在篩選具有較高復(fù)合率的ASP-PC復(fù)合物(簡稱ASP-PC)的制備工藝并進(jìn)行表征,以期在ASP-PC基礎(chǔ)上,為制備溶解性能改善、生物利用度提高、胃腸道副作用減輕的阿司匹林新遞送系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。
D/Max-2200型全自動(dòng)X射線衍射儀(日本理學(xué)電機(jī)公司);Nicolet 6700型傅里葉變換紅外分析儀(美國Thermo Fisher Scientific公司);Q50型熱重分析儀(美國Waters公司);UV-5800PC型紫外分光光度(UV)計(jì)(上海元析儀器有限公司)。
ASP原料藥[阿拉丁試劑(上海)有限公司,批號(hào):D1316056,純度:99%];注射用大豆PC(批號(hào):20140702,磷脂酰膽堿含量:≥90%;批號(hào):20140703,磷脂酰膽堿含量:≥80%)和注射用蛋黃PC(批號(hào):20150101,磷脂酰膽堿含量:≥80%)均購自上海太偉藥業(yè)有限公司;四氫呋喃(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司);其他試劑均為分析純。
ASP和PC按照一定比例溶于適量的有機(jī)溶劑中,一定溫度條件下攪拌反應(yīng)一定時(shí)間后,減壓回收有機(jī)溶劑;加入適量石油醚,充分溶解后,經(jīng)0.22μm微孔濾膜過濾;濾液回收石油醚,真空干燥得到ASP-PC,-20℃冷凍保存。收集濾膜上殘余沉淀,干燥12 h并稱質(zhì)量,得到未復(fù)合的ASP的量,計(jì)算復(fù)合率。復(fù)合率=(ma-mb)/ma×100%,式中,ma為ASP的初始投藥量,mb為未復(fù)合ASP的量。
2.2.1 制備方法 根據(jù)文獻(xiàn)[9]以及預(yù)試驗(yàn)結(jié)果,設(shè)定ASP與PC比例為1∶3(mol/mol)、四氫呋喃50 mL,考察不同制備方法(室溫1 000 r/min磁力攪拌12、24 h;冰浴150 W超聲0.5、1 h;58℃下冷凝回流,1 000 r/min磁力攪拌2、3 h)對(duì)ASP-PC復(fù)合率的影響。不同制備方法對(duì)ASP-PC復(fù)合率的影響結(jié)果見表1。
表1 不同制備方法對(duì)ASP-PC復(fù)合率的影響Tab 1 Effects of different preparation methods on the combination ratio ofASP-PC
由表1可知,采用磁力攪拌-冷凝回流法,溫度為58℃,反應(yīng)時(shí)間為3 h時(shí),所制ASP-PC復(fù)合率最高。
2.2.2 PC種類 按“2.2.1”項(xiàng)下條件制備ASP-PC,考察不同種類PC(磷脂酰膽堿含量≥80%的大豆PC、磷脂酰膽堿含量≥90%的大豆PC和磷脂酰膽堿含量≥80%的蛋黃PC)對(duì)ASP-PC復(fù)合率的影響。結(jié)果顯示,所制ASP-PC的復(fù)合率分別為54.56%、83.56%、54.20%,由此確定PC為磷脂酰膽堿含量≥90%的大豆PC。
2.2.3 反應(yīng)溶劑 根據(jù)“2.2.1”“2.2.2”項(xiàng)下條件制備ASP-PC,考察不同反應(yīng)溶劑(四氫呋喃、乙酸乙酯、甲醇、無水乙醇、二氯甲烷、丙酮)對(duì)ASP-PC復(fù)合率的影響。結(jié)果顯示,所制ASP-PC的復(fù)合率分別為83.56%、58.03%、31.39%、14.18%、8.49%、61.90%,由此確定反應(yīng)溶劑為四氫呋喃。
2.2.4 反應(yīng)時(shí)間 根據(jù)“2.2.1”~“2.2.3”項(xiàng)下條件制備ASP-PC,考察不同反應(yīng)時(shí)間(1、2、3、3.5、4 h)對(duì)ASP-PC復(fù)合率的影響。結(jié)果顯示,所制ASP-PC的復(fù)合率分別為47.53%、57.32%、83.56%、74.87%、65.28%,由此確定反應(yīng)時(shí)間為3 h。
2.2.5 反應(yīng)溫度 根據(jù)“2.2.1”~“2.2.4”項(xiàng)下條件制備ASP-PC,考察不同反應(yīng)溫度(30、40、50、58 ℃)對(duì)ASP-PC復(fù)合率的影響。結(jié)果顯示,所制ASP-PC的復(fù)合率分別為39.73%、41.81%、57.46%、83.56%,由此確定反應(yīng)溫度為58℃。
2.2.6 溶劑體積 根據(jù)“2.2.1”~“2.2.5”項(xiàng)下條件制備ASP-PC,考察不同溶劑體積(30、50、70、90 mL)對(duì)ASP-PC復(fù)合率的影響。結(jié)果顯示,所制ASP-PC的復(fù)合率分別為50.0%、83.56%、59.13%、54.70%,由此確定溶劑體積為50 mL。
2.2.7 ASP與PC比例 根據(jù)“2.2.1”~“2.2.6”項(xiàng)下條件制備ASP-PC,考察ASP與PC不同比例(1∶1、1∶2、1∶3、1∶3.5、1∶4,mol/mol)對(duì)ASP-PC復(fù)合率的影響。結(jié)果顯示,所制ASP-PC的復(fù)合率分別為12.52%、46.87%、83.56%、84.26%、88.83%,綜合考慮確定ASP與PC比例為1∶3。
根據(jù)“2.2”項(xiàng)下篩選得到的處方工藝:采用磁力攪拌-冷凝回流法,ASP與PC比例為1∶3(mol/mol),四氫呋喃50 mL,58℃條件下反應(yīng)3 h,重復(fù)3次,制備3批次的ASP-PC。計(jì)算得其平均復(fù)合率為83.52%,RSD為1.16%(n=3),說明該工藝穩(wěn)定、重復(fù)性好。
2.4.1 UV分析 將ASP、PC、ASP與PC物理混合物和ASP-PC分別溶于適量無水乙醇中,以無水乙醇為空白對(duì)照,在190~400 nm波長范圍內(nèi)進(jìn)行UV掃描。結(jié)果顯示,與ASP和物理混合物比較,ASP-PC沒有出現(xiàn)新的吸收峰,但吸光度有所減小。這表明ASP-PC中ASP的發(fā)色基團(tuán)結(jié)構(gòu)未發(fā)生變化,但可能由于PC的極性鍵與ASP發(fā)生了相互作用,導(dǎo)致其吸光度減小。光譜圖見圖1。
2.4.2 熱重分析 采用熱重分析儀對(duì)ASP、PC、ASP與PC物理混合物和ASP-PC進(jìn)行熱重分析,溫度范圍0~300℃。結(jié)果顯示,ASP、PC和物理混合物在整個(gè)溫度范圍內(nèi)質(zhì)量均有所下降,但ASP-PC的質(zhì)量變化較小,表明ASP與PC極性端結(jié)合使得ASP-PC的熔點(diǎn)較原來的化合物有所上升,使ASP穩(wěn)定性增大。熱重分析圖見圖2。
圖1 紫外吸收光譜圖Fig 1 UV absorbance spectra
圖2 熱重分析圖Fig 2 Thermogravimetric analysis spectra
2.4.3 X射線衍射分析 在室溫下,采用X射線衍射對(duì)ASP、PC、ASP與PC的物理混合物和ASP-PC的晶體狀態(tài)進(jìn)行分析。工作電壓40 kV,測(cè)試條件Cu靶,工作電流40 mA,掃描范圍0°~80°,掃描速度4°/min。結(jié)果顯示,ASP以結(jié)晶形式存在;PC表現(xiàn)出無定形的特征;物理混合物表現(xiàn)出ASP結(jié)晶的衍射峰,但強(qiáng)度較ASP顯著減弱;ASP-PC中ASP結(jié)晶的衍射峰均消失,僅在7.454°、15.721°附近有結(jié)晶峰存在,這可能是ASP與PC的極性端之間的相互作用,使部分晶體特征被抑制所致。X射線衍射分析圖見圖3。
圖3 X射線衍射分析圖Fig 3 X-ray diffraction analysis
2.4.4 傅里葉紅外光譜分析 采用傅里葉紅外光譜儀對(duì)ASP、PC、ASP與PC的物理混合物和ASP-PC進(jìn)行分析,以KBr為參比制劑進(jìn)行紅外光譜分析,波長范圍400~4 000 cm-1。結(jié)果顯示,ASP-PC保留了PC的1 733 cm-1波長處的特征吸收峰,但其寬度以及峰的強(qiáng)度發(fā)生了一定的變化;另外,不再保持—COOH基團(tuán)的特征峰,其吸收峰的形狀和寬度也發(fā)生了變化,這可能是ASP當(dāng)中的某個(gè)官能團(tuán)與PC分子的某些部位發(fā)生了相互作用所致。傅里葉紅外光譜圖見圖4。
圖4 傅里葉紅外光譜圖Fig 4 Fourier transform infrared spectra
根據(jù)Giraud MN等[10]研究表明,通過將ASP與二棕櫚酰磷脂酰膽堿(DPPC)制備成復(fù)合物,可以明顯增加ASP在胃腸道內(nèi)的吸收,但關(guān)于ASP-PC的制備技術(shù)的研究尚未見報(bào)道。
由于DPPC目前市場(chǎng)價(jià)位過高,不利于后期大生產(chǎn)的應(yīng)用,因此筆者選用了大豆PC和蛋黃PC進(jìn)行PC種類的考察,結(jié)果表明,磷脂酰膽堿含量≥90%的大豆PC所制的ASP-PC復(fù)合率最高。反應(yīng)溶劑考察結(jié)果表明,介電常數(shù)較小的四氫呋喃中所制的ASP-PC復(fù)合率較高,可能是由于溶劑的介電常數(shù)大,所產(chǎn)生的反向電勢(shì)也大,相應(yīng)降低了反應(yīng)物間的作用力,不利于電荷相反的離子間的化合反應(yīng)[9]。隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,所制的ASP-PC復(fù)合率在一定范圍內(nèi)增加,但是當(dāng)反應(yīng)時(shí)間超過3.0 h后復(fù)合率反而有下降的趨勢(shì),這可能是由于反應(yīng)時(shí)間過長、PC不穩(wěn)定引起的。盡管隨著反應(yīng)溫度的增加,復(fù)合率呈上升的趨勢(shì),但是PC在大于60℃時(shí)易氧化變性,因此反應(yīng)溫度確定為58℃。溶劑體積過大時(shí),ASP與PC的碰撞機(jī)會(huì)減少,而當(dāng)溶劑體積過小時(shí),PC濃度過高可能會(huì)出現(xiàn)飽和,兩種情況都會(huì)降低復(fù)合率,綜合考慮確定溶劑體積為50 mL。隨著PC加入量的增加,復(fù)合率相應(yīng)增加,當(dāng)藥脂比增加到1∶3.5和1∶4時(shí)復(fù)合率雖然較高,但是與1∶3時(shí)比較增加幅度很小??紤]到PC過多會(huì)使ASP-PC干燥變慢且成本增加,因此選擇1∶3作為ASP和PC的最佳比例。
通過UV、紅外光譜、X射線衍射和熱重分析可知,ASP和PC的物理混合物只是ASP與PC簡單地加和;而ASP-PC中ASP的羧基特征吸收峰基本消失,且沒有新的化學(xué)鍵形成,從而推測(cè)ASP羧基上的氧可能與PC的極性端通過偶極-偶極作用力而形成了PC復(fù)合物。
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Preparation and Characterization of Aspirin Phospholipid Complex
HE Zhiyong1,2,WU Chaohua1,2,YAN Junli1,2,LI Haizhi1,2,SHEN Xiangchun1,2,TAO Ling1,2
(1.School of Pharmacy,Guiyang Medical University,Guiyang 550004,China;2.Key Laboratory of Natural Medicinal Pharmacology and Drugability in Guizhou Colleges and Universities,Guiyang 550025,China)
R943
A
1001-0408(2017)25-3562-04
2017-02-04
2017-04-05)
(編輯:鄒麗娟)
DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.25.28
貴州省普通高等教育科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(No.黔教合人才團(tuán)隊(duì)字〔2014〕31);貴陽市科技計(jì)劃項(xiàng)目(No.筑科合同〔20141001〕12號(hào))
*碩士研究生。研究方向:藥物制劑新技術(shù)和新劑型。電話:0851-8841610。E-mail:254964684@qq.com
#通信作者:教授,碩士生導(dǎo)師。研究方向:藥物制劑新技術(shù)和新劑型。電話:0851-88416160。E-mail:649511230@qq.com