巖白菜素固體分散體的制備

呂志陽,鄭 濤,陳 璟,顧雪梅,汪 潔,陳 靜,趙文靜,周冰倩,楊雨微*

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)翰林學(xué)院,江蘇 泰州 225300;2.泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 泰州 225300)

巖白菜素為巖白菜、巖陀、鬼燈檠等虎耳草科植物的有效成分[1],具有鎮(zhèn)咳、鎮(zhèn)痛、抗菌、抗炎、增強(qiáng)免疫、保護(hù)肝腎、抗HIV、抗凝血、預(yù)防糖尿病等藥理作用,其性狀為白色疏松針狀結(jié)晶或結(jié)晶性粉末,遇光和熱變色,在甲醇中可溶,在水或乙醇中微溶[2],由于該成分溶解度小,導(dǎo)致其片劑溶出緩慢,難以發(fā)揮最佳療效。因此,本實(shí)驗(yàn)采用固體分散技術(shù)改善巖白菜素相關(guān)制劑的體外溶出情況,從而提高其生物利用度,增強(qiáng)藥物療效[3]。

熱熔擠出技術(shù)能使物料達(dá)到分子水平的混合[4],與傳統(tǒng)方法相比,它不需使用有機(jī)溶劑,綠色環(huán)保；工藝簡(jiǎn)單,可連續(xù)化操作；生產(chǎn)效率高,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,而且更適合工業(yè)化大生產(chǎn)[5],現(xiàn)已成為制備固體分散體的主要手段。因此,本實(shí)驗(yàn)采用該方法制備巖白菜素固體分散體。

1 材料

1.1 試劑與藥物 巖白菜素原料藥(純度98%,西安瑞林生物科技有限公司,批號(hào)201801140)；巖白菜素對(duì)照品(純度99%,中國(guó)食品藥品檢定研究院,批號(hào)B802826)。聚乙烯己內(nèi)酰胺-聚醋酸乙烯酯-聚乙二醇接枝共聚物 (Soluplus,批號(hào)84414368E0)、共聚維酮 (Kollidon VA-64,批號(hào)43964124U0) (德國(guó)巴斯夫公司)。甲醇為色譜純(江蘇漢邦科技公司)；乙腈為色譜純(德國(guó)巴斯夫公司)；水為蒸餾水(自制)。

1.2 儀器 Thermo Process 11 熱熔擠出機(jī)、CL21R 微量臺(tái)式離心機(jī)(美國(guó)賽默飛世爾科技公司)；D/max2500/陽極轉(zhuǎn)靶X 射線衍射儀(日本理學(xué)電機(jī)株式會(huì)社)；DSC 200F3 型差示掃描量熱儀[耐士科技(上海) 有限公司]；MPA 傅立葉變換近紅外光譜儀 (布魯克光譜儀器公司)；Agilent 1260 高效液相色譜儀(美國(guó)安捷倫公司)；FA1204B 電子天平(萬分之一,上海精密科學(xué)有限公司)；ZRS-8GD 智能溶出試驗(yàn)儀(天大天發(fā)科技有限公司)；KQ-500DE 數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。

2 方法與結(jié)果

2.1 巖白菜素固體分散體制備 設(shè)定熱熔擠出機(jī)的第一區(qū)段溫度為50 ℃,其他各區(qū)段溫度均為200 ℃,待溫度達(dá)到相應(yīng)設(shè)定值后平衡20 min,再設(shè)定螺桿轉(zhuǎn)速為60 r/min。選擇巖白菜素、載體材料(Kollidon VA-64、Soluplus) 作為擠出物料(兩者比例均分別為1∶3、1∶5、1∶7),各精密稱定質(zhì)量后充分振蕩混合,置于擠出機(jī)加料斗中,物料經(jīng)擠出模孔以絲條狀物形狀擠出,室溫下冷卻12 h,將擠出物置于研缽中研磨粉碎,過80 目篩,即得,保存在干燥器中備用[6]。

2.2 體外溶出度測(cè)定 采用2015 年版《中國(guó)藥典》 二部附錄XC 中的槳法測(cè)定,設(shè)定溶出條件[7]為溶出介質(zhì) 0.1 mol/L 鹽酸 900 mL,轉(zhuǎn)速50 r/min,溫度(37±0.1) ℃。取巖白菜素、巖白菜素固體分散體、物理混合物(巖白菜素與2 種載體材料比例均為1∶5) 各約0.1 g,精密稱定,均勻撒于溶出杯中,從樣品接觸介質(zhì)開始計(jì)時(shí),于5、10、15、30、45、60 min 各取樣 2 mL,0.45 μm微孔濾膜過濾,取續(xù)濾液,及時(shí)補(bǔ)充等量同溫介質(zhì)2 mL,14 000 r/min 離心5 min,取上清液10 μL,HPLC 法進(jìn)行測(cè)定[8],計(jì)算累積溶出度,溶出曲線見圖1。由此可知,物理混合物中巖白菜素溶出情況與原料藥中幾乎一致,30 min 內(nèi)累積溶出度只有60%左右；固體分散體中該成分累積溶出度顯著提高,并且它與2 種載體材料的比例為1∶5時(shí)最明顯,60 min 內(nèi)分別為92.9%、95.9%。

圖1 巖白菜素溶出曲線Fig.1 Dissolution curves for bergenin

2.3 表征

2.3.1 差式掃描量熱分析(DSC) 以空鋁坩堝為參比,在另一鋁坩堝中放入巖白菜素、巖白菜素固體分散體(巖白菜素與載體材料比例分別為1∶3、1∶5、1∶7)、載體材料、物理混合物各約7 mg,設(shè)定保護(hù)氣為N2；升溫速度為10.0 ℃/min,范圍為0～280 ℃ (最高溫度一般選取大于藥物熔點(diǎn)20 ℃者),結(jié)果見圖2。由此可知,巖白菜素在143、242 ℃處有明顯吸熱峰,在242 ℃處更尖銳,即為該成分熔點(diǎn)；Soluplus 體系中物理混合物在242 ℃處的吸熱峰依然存在,而Kollidon VA-64 體系中物理混合物在該溫度下的吸熱峰已經(jīng)消失,其原因可能與Kollidon VA-64 的網(wǎng)狀體結(jié)構(gòu)與巖白菜素結(jié)構(gòu)中的羥基更容易形成氫鍵有關(guān),同時(shí)在143 ℃處也均有吸熱峰,與巖白菜素一致,推測(cè)該成分晶型可能沒有改變,僅是與載體材料的簡(jiǎn)單混合；固體分散體在242 ℃處的譜線均趨于平緩,吸熱峰消失,表明巖白菜素以無定形狀態(tài)存在,并且具有良好的相容性。

圖2 樣品DSC 曲線Fig.2 DSC curves for samples

2.3.2 X 射線衍射(XRD) 取巖白菜素、巖白菜素固體分散體 (巖白菜素與載體材料比例為1∶5)、載體材料、物理混合物適量,置于鋁盤中,設(shè)定輻射源為Cu-Kα 靶(石墨單色器衍射光束單色比)；管電流為100 mA,電壓為40 kV；掃描速度為2°/min,2θ 范圍為0°～40°,結(jié)果見圖3。由此可知,載體材料在10°～25°處無明顯結(jié)晶特征衍射峰,即均為非結(jié)晶化合物；巖白菜素在9.8°、12.5°、15.9°、19.8°、21.6°、24.4°處的晶體衍射峰較明顯,表明該成分以晶體狀態(tài)存在；物理混合物中巖白菜素特征衍射峰仍存在,表明該成分仍以結(jié)晶態(tài)形式分散；固體分散體中載體材料特征峰消失,表明它們都對(duì)巖白菜素有一定抑制作用,導(dǎo)致后者以非結(jié)晶狀態(tài)分散。

圖3 樣品XRD 圖Fig.3 XRD patterns for samples

2.3.3 傅里葉變換紅外光譜(FTIR) 取巖白菜素、巖白菜素固體分散體(巖白菜素與載體材料比例為1∶5)、載體材料、物理混合物適量,溴化鉀壓片,設(shè)定波數(shù)范圍為400～4 000 cm-1,結(jié)果見圖4。由此可知,巖白菜素結(jié)構(gòu)中的芳香環(huán)O-H 特征峰振動(dòng)位于3 382 cm-1,脂肪族C=C 伸縮振動(dòng)峰位于1 697 cm-1,苯環(huán)上伸縮振動(dòng)峰主要包括1 608、1 459 cm-1；Soluplus 在1 622、1 656 cm-1處有羰基基團(tuán)伸縮振動(dòng)；物理混合物在3 382 cm-1附近可見較小的伸縮振動(dòng)；固體分散體在3 382 cm-1附近的譜線趨于平緩,伸縮振動(dòng)幾乎消失,表明巖白菜素與載體材料之間可能形成了氫鍵。

3 討論

3.1 載體輔料篩選 Soluplus 是一種同時(shí)具有親水、親脂性結(jié)構(gòu)的新型固體增溶劑,既能作為固態(tài)溶液的基體聚合物,有適宜的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg) 和極強(qiáng)的可操作性,又能增加難溶性藥物的溶解度[9]；Kollidon VA-64 為聚乙烯咯烷與乙酸乙烯組成(6∶4) 的共聚高分子,為白色、流動(dòng)性粉末,水溶性極強(qiáng),可作為新型載體材料用于提高難溶性藥物的生物利用度[10]。巖白菜素母核上含有多個(gè)羥基,可與Soluplus、Kollidon VA-64 上的羰基形成分子間氫鍵,故后兩者對(duì)該成分均有抑晶作用,能有效提高它在熱熔擠出物中的分散程度,從而增加其溶解度[11]。

圖4 樣品FTIR 圖Fig.4 FTIR spectra for samples

3.2 擠出溫度篩選 為了使物料能順利擠出,藥物在高溫下應(yīng)盡量減少降解[12]。巖白菜素熔點(diǎn)在240 ℃左右,而Kollidon VA-64、Soluplus 玻璃化溫度分別為107、76 ℃。熱熔擠出溫度一般高于藥物熔點(diǎn)或輔料玻璃化溫度20 ℃,但由于巖白菜素熔點(diǎn)過高,初試采用260 ℃時(shí)發(fā)現(xiàn)擠出物出現(xiàn)焦糊碳化現(xiàn)象,而且難以用于實(shí)際生產(chǎn),再將輔料的玻璃化溫度降至160 ℃,但發(fā)現(xiàn)擠出物從螺旋口擠出時(shí)呈粒狀,并一捏即碎,不能呈絲條狀擠出,未達(dá)到擠出要求。為了使巖白菜素能充分地在輔料中高度分散,最終確定擠出溫度為200 ℃,此時(shí)擠出物呈黃色透明絲狀,成型容易,制備后性質(zhì)良好[13]。