不同載體材料、制備方法對穿心蓮內(nèi)酯固體分散體穩(wěn)定性的影響

歐麗泉,曾慶云,趙國巍*,蔡 萍,衷友泉

(1.江西中醫(yī)藥大學(xué) 現(xiàn)代中藥制劑教育部重點實驗室,江西 南昌 330004;2.江西中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,江西南昌 330004)

穿心蓮內(nèi)酯是穿心蓮主要生物活性成分之一,具有多種藥理作用,但其溶解度低(74 μg/mL),導(dǎo)致口服給藥后生物利用度不理想。難溶性藥物在胃腸液中溶出緩慢,溶解度有限,表明溶解度或溶出速率是限制吸收的重要因素[1-4],固體分散體能有效改善難溶性藥物溶解度、溶出速率、生物利用度,此時藥物高度分散在載體材料中,能降低溶出時需要克服的能量位壘,藥物、載體材料之間的相互作用能抑制藥物粒子團(tuán)聚,親水性材料可提高藥物潤濕性,從而使其在過飽和狀態(tài)釋放[5-7]。但在固體分散體中分散的藥物相對其晶體形式而言,具有較高的能量,屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng),呈現(xiàn)轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定結(jié)晶態(tài)的趨勢[4,8-9],故該類制劑在長期貯存后會出現(xiàn)硬度增加、晶體析出、結(jié)晶粗化等老化現(xiàn)象,導(dǎo)致藥物溶解度、溶出速率下降,使得該方法優(yōu)勢消失[10-11]。

課題組前期以穿心蓮內(nèi)酯為模型藥,分別采用不同長度碳鏈修飾的載體材料(聚乙二醇8000 十二酸酯、聚乙二醇8000 十六酸酯、聚乙二醇8000二十二酸酯)、制備方法(真空干燥法、噴霧干燥法) 制備了穿心蓮內(nèi)酯固體分散體[12],發(fā)現(xiàn)噴霧干燥法制備后具有較好的藥劑學(xué)性質(zhì),可提高載體材料親脂性,改善結(jié)晶度等理化性質(zhì)及溶出率等藥劑學(xué)性質(zhì)。因此,本實驗根據(jù)《化學(xué)藥物穩(wěn)定性研究技術(shù)指導(dǎo)原則》 中的加速試驗方法,測定穿心蓮內(nèi)酯固體分散體吸濕性、相對結(jié)晶度、溶出度,考察載體材料、制備方法對其穩(wěn)定性的影響。

1 材料

1.1 儀器 B-290 型小型噴霧干燥機(瑞士Buchi公司)；OSB-2000 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海愛朗儀器有限公司)；DF-101S 型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司)；DZF-6050 型真空干燥箱(上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司)；ZRS-8G 型智能溶出度儀(天津市天大天發(fā)科技有限公司)；D8 Advance 型X 射線衍射儀(德國布魯克-AXS 公司)；Agilent 1200 型高效液相色譜儀(美國安捷倫公司)；LHH-150GSP 型綜合藥品穩(wěn)定性試驗箱(上海一恒科技有限公司)。

1.2 試劑與藥物 穿心蓮內(nèi)酯原料藥 (純度98%,西安昊軒生物科技有限公司)；穿心蓮內(nèi)酯對照品(純度99%,中國食品藥品檢定研究院,批號110797-200307)。聚乙二醇8000 (PEG8000)十二酸酯、PEG8000 十六酸酯、PEG8000 二十二酸酯[自制。方法為取PEG8000 16 g,平行3 份,分別與1.60 g 十二酸、2.05 g 十六酸、2.72 g 二十二酸在110 ℃下反應(yīng)16、16、24 h (催化劑0.16 g 對甲苯磺酸,反應(yīng)溶劑20 mL 甲苯),反應(yīng)后減壓濃縮除去甲苯,前2 種產(chǎn)物用二氯甲烷溶解,乙醚沉淀后離心,下層白色至淡黃色固體即分別為PEG8000 十二酸酯、PEG8000 十六酸酯；后1 種產(chǎn)物用四氫呋喃溶解,乙醚沉淀后離心,下層白色至淡黃色固體即為PEG8000 二十二酸酯]。α-氧化鋁(阿拉丁生化科技股份有限公司)。甲醇為色譜純(德國默克公司)；其他試劑均為分析純；水為二次去離子水。

2 方法

2.1 固體分散體制備（真空干燥法） 參考文獻(xiàn)[12-13]報道。將穿心蓮內(nèi)酯與各載體材料分別按1∶3 比例精密稱取,加入適量80%乙醇,80 ℃下攪拌溶解后減壓濃縮除去溶劑,收集固體,置于真空干燥箱中,室溫下干燥24 h,研細(xì)后過60 目篩,即得。

2.2 固體分散體制備（噴霧干燥法） 參考文獻(xiàn)[12-13]報道。將穿心蓮內(nèi)酯與各載體材料分別按1∶3 比例精密稱取,加入適量80%乙醇,80 ℃下攪拌溶解后進(jìn)行噴霧干燥,設(shè)定條件為霧化氣氮氣,體積流量40 mL/min；進(jìn)樣口溫度40 ℃；進(jìn)樣速率2 mL/min,收集固體,即得。

2.3 物理混合物制備 將穿心蓮內(nèi)酯與各載體材料分別按1∶3 比例精密稱取,置于研缽中研細(xì),過60 目篩,即得。

2.4 穩(wěn)定性考察 將固體分散體粉末置于真空干燥箱中,室溫下干燥24 h。根據(jù)《化學(xué)藥物穩(wěn)定性研究技術(shù)指導(dǎo)原則》 中的加速試驗方法,取上述粉末約20 g,平鋪于直徑120 mm 的培養(yǎng)皿中,攤成厚度≤10 mm 的薄層,置于綜合藥品穩(wěn)定性試驗箱中[溫度(40±2)℃、相對濕度(75±5)%],于第15、30、60 天測定含水量和穿心蓮內(nèi)酯含有量,于第30、60 天測定穿心蓮內(nèi)酯相對結(jié)晶度,并進(jìn)行溶出試驗。

2.4.1 含水量測定 稱取固體分散體粉末約1.0 g,均勻平鋪于已恒重的樣品盤上,置于MA45型水分測定儀中,105 ℃下加熱至粉末質(zhì)量不再變化為止,讀取水分蒸發(fā)比例,即為含水量,每批樣品平行測定3 份。

2.4.2 相對結(jié)晶度測定 將固體分散體粉末置于樣品槽中壓平,進(jìn)行X 射線衍射實驗,設(shè)定條件為石墨Cu-Kα 靶；工作電壓40 kV；電流40 mA；衍射范圍5°～55°；波長0.154 1 nm；掃描速率8°/min。

采用內(nèi)標(biāo)法[14-16]測定相對結(jié)晶度。精密稱取物理混合物1.00 g、α-Al2O30.20 g,研磨混勻,測定穿心蓮內(nèi)酯、α-Al2O3衍射峰積分強度 (I1、I2)；精密稱取固體分散體1.00 g、α-Al2O30.20 g,研磨混勻,測定兩者衍射峰積分強度(I3、I4)。以物理混合物中穿心蓮內(nèi)酯結(jié)晶度為100%,計算固體分散體中其相對結(jié)晶度,公式為相對結(jié)晶度=[(I3/I4)/ (I1/I2) ]×100%。

2.5 溶出試驗

2.5.1 色譜條件 參考文獻(xiàn)[17]報道。依利特C18色譜柱(4.6 mm×150 mm,5 μm)；流動相甲醇-水 (60∶ 40)；體積流 量1 mL/min；柱 溫30 ℃；檢測波長225 nm；進(jìn)樣量10 μL。

2.5.2 線性關(guān)系考察 稱取穿心蓮內(nèi)酯對照品0.013 25 g,置于50 mL 量瓶中,甲醇溶解定容至265 μg/mL,再用甲醇制成3.18、7.95、11.13、15.9、19.08、23.85、31.8 μg/mL 對 照 品溶液,在“2.5.1” 項色譜條件下進(jìn)樣測定。以溶液質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(X),峰面積為縱坐標(biāo)(Y) 進(jìn)行回歸,得方程為Y=4.643 6X+0.697 51(r=0.999 8),在3.18～31.8 μg/mL 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

2.5.3 測定方法 采用2020 年版《中國藥典》第四部通則“0931 溶出度與釋放度測定法” 中第二法(槳法) 測定。精密稱取固體分散體粉末0.25 g,平行6 份,設(shè)定溶出介質(zhì)為900 mL 經(jīng)超聲除氣的雙蒸水,轉(zhuǎn)速為100 r/min,溶出溫度為(37±0.5)℃,于5、10、15、30、45、60、90、120 min 各取樣1.5 mL,同時補充等體積同溫度的雙蒸水,0.22 μm 微孔濾膜過濾,將30 min 及30 min以后的續(xù)濾液稀釋1 倍,作為供試品溶液,在“2.5.1” 項色譜條件下進(jìn)樣測定,計算不同時間點穿心蓮內(nèi)酯溶出度。

3 結(jié)果

3.1 含水量 圖1 顯示,真空干燥24 h 后各固體分散體含水量非常低,均小于0.5%,并隨著時間延長呈緩慢增加的趨勢；真空干燥法、噴霧干燥法所制備固體分散體的含水量無明顯差異,可能是因為兩者具有相似的比表面積和孔體積[12]。

圖1 固體分散體含水量Fig.1 Water contents of solid dispersions

3.2 相對結(jié)晶度 圖2 顯示,初始狀態(tài)(0 d) 時噴霧干燥法所制備固體分散體的相對結(jié)晶度為30%～40%,顯著低于真空干燥法制備的(穿心蓮內(nèi)酯PEG8000 二十二酸酯固體分散體除外) (為60%～70%)；放置60 d 后,真空干燥法所制備固體分散體的相對結(jié)晶度均約增加20%,而噴霧干燥法所制備的增加程度均小于10%。

3.3 溶出試驗 圖3 顯示,真空干燥法所制備固體分散體中穿心蓮內(nèi)酯溶出曲線變化較大,與初始狀態(tài)(0 d) 相比顯著下降,而噴霧干燥法所制備的變化較小。

通過聚類分析對穿心蓮內(nèi)酯溶出情況作進(jìn)一步研究,結(jié)果見圖4。由此可知,由于各載體材料具有相似的結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì),故制備方法對穿心蓮內(nèi)酯溶出穩(wěn)定性有重要影響；在整個穩(wěn)定性試驗期間固體分散體始終分為2 組,噴霧干燥法制備的為第1 組,真空干燥法制備的為第2 組。

圖2 固體分散體相對結(jié)晶度Fig.2 Relative crystallinity degrees of solid dispersions

圖3 穿心蓮內(nèi)酯溶出曲線Fig.3 Dissolution curves for andrographolide

在真空干燥法所制備的固體分散體中,當(dāng)平方歐式距離小于7 時,穿心蓮內(nèi)酯PEG8000 二十二酸酯固體分散體從第1 組中獨立出來；當(dāng)平方歐式距離小于3 時,穿心蓮內(nèi)酯PEG8000 十二酸酯固體分散體(60 d)、穿心蓮內(nèi)酯PEG8000 十六酸酯固體分散體(60 d)、穿心蓮內(nèi)酯PEG8000 二十二酸酯固體分散體(60 d) 從第1 組中獨立出來,并且三者在120 min 內(nèi)的累積溶出度均降低到50%以下,可能是因為穿心蓮內(nèi)酯相對結(jié)晶度顯著增加所致。

在噴霧干燥法所制備的固體分散體中,當(dāng)平方歐式距離小于7 時,僅穿心蓮內(nèi)酯PEG8000 十二酸酯固體分散體(30 d)、穿心蓮內(nèi)酯PEG8000 十六酸酯固體分散體(30 d) 從第2 組中獨立出來,表明它們能保持較好的溶出穩(wěn)定性。

圖4 穿心蓮內(nèi)酯溶出率的聚類分析圖Fig.4 Cluster analysis diagram for the dissolution rates of andrographolide

4 討論

在高溫、高濕下放置60 d 后,6 種固體分散體含水量仍很低(＜2%),這是因為該制劑出現(xiàn)軟化現(xiàn)象,在表面形成了一層薄膜,可阻止水分子進(jìn)一步向內(nèi)部擴散,使其不易吸濕,具有較好的穩(wěn)定性[18-19]。

在穩(wěn)定性試驗前,以PEG8000 二十二酸酯為載體制備的固體分散體的相對結(jié)晶度低于以PEG8000 十二酸酯、PEG8000 十六酸酯為載體制備的,這是因為前者強親脂性使其與穿心蓮內(nèi)酯的相容性更高,可減慢該成分重結(jié)晶作用；在高溫、高濕下放置60 d 后,以PEG8000 二十二酸酯為載體制備的固體分散體的相對結(jié)晶度顯著低于以其他2 種材料為載體制備的,這是因為前者初始晶種數(shù)量少,重結(jié)晶速率慢,親脂性更強,能使其始終保持較低的相對結(jié)晶度。

另外,在穩(wěn)定性試驗前噴霧干燥法制備的固體分散體的相對結(jié)晶度顯著低于真空干燥法制備的,這是因為前者在制備過程中乙醇高度霧化,溶劑迅速汽化,導(dǎo)致大部分穿心蓮內(nèi)酯以無定形態(tài)固化下來；后者在制備過程中溶劑揮發(fā)速率較慢,穿心蓮內(nèi)酯在溶劑揮發(fā)時重新結(jié)晶,導(dǎo)致其結(jié)晶度較高。因此,采用噴霧干燥法制備固體分散體時具有較好的重結(jié)晶穩(wěn)定性,從而能保持理想的溶出穩(wěn)定性。