海藻多糖空心膠囊藥物溶出度研究

吳 佩, 李 婷, 李 敬, 袁 毅, 張秀梅, 韓麗君

(1. 中國(guó)海洋大學(xué), 山東 青島 266003; 2. 中國(guó)科學(xué)院 海洋研究所, 山東 青島 266071)

海藻多糖空心膠囊藥物溶出度研究

吳 佩1, 李 婷2, 李 敬2, 袁 毅2, 張秀梅1, 韓麗君2

(1. 中國(guó)海洋大學(xué), 山東 青島 266003; 2. 中國(guó)科學(xué)院 海洋研究所, 山東 青島 266071)

海藻多糖空心膠囊是以海藻多糖與植物膳食纖維作為主要材料研制的一種植物空心膠囊。對(duì)海藻多糖植物空心膠囊(植物殼)、明膠空心膠囊的阿奇霉素、頭孢氨芐和布洛芬 3種藥物模型的膠囊劑進(jìn)行了藥物溶出度和溶出速率的對(duì)比研究。結(jié)果顯示海藻多糖空心膠囊在藥物最終溶出量和加速穩(wěn)定性試驗(yàn)上優(yōu)于或同等于明膠空心膠囊, 因此海藻多糖空心膠囊具有代替動(dòng)物明膠空心膠囊的潛在可能性。

植物空心膠囊; 明膠空心膠囊; 藥物溶出度

藥物溶出度是指藥物的片劑或膠囊劑等口服固體制劑在規(guī)定的溶劑中溶出的速度和程度[1]。它是一種模擬口服固體制劑在胃腸中崩解和溶出的體外檢驗(yàn)方法。目前, 對(duì)藥物溶出度的研究?jī)H僅用來(lái)針對(duì)內(nèi)容物(即藥物), 溶出度的高低可以間接反應(yīng)口服給藥后藥物在人體一定時(shí)間內(nèi)的溶出情況。一些國(guó)家的藥典對(duì)一些藥物制劑規(guī)定要進(jìn)行藥物溶出度的研究, 以作為控制生物利用度的指標(biāo)。膠囊劑系指將藥物填裝于空心硬質(zhì)膠囊或密封于彈性軟質(zhì)膠囊中而制成的固體制劑。對(duì)于膠囊劑來(lái)說(shuō), 溶出過(guò)程包括空心膠囊(膠囊殼)的溶解和內(nèi)容藥物的溶解。所以膠囊殼的質(zhì)量也是影響藥物溶出的重要因素, 因此國(guó)外已有許多學(xué)者將溶出度的研究用于膠囊殼質(zhì)量的評(píng)價(jià)。Podczeck等[2]將茶堿充填于明膠、明膠／PEG和HPMC(hydroxypmpyl methyl cellulose)空心膠囊中,發(fā)現(xiàn)膠囊殼原料和制劑生產(chǎn)工藝是影響藥物溶出的主要因素, 并且以 HPMC為膠囊殼原料的茶堿膠囊劑的藥物溶出程度最大。Cole等[3]以布洛芬和醋氨酚為模型藥物, 研究了以動(dòng)物明膠和 HPMC為膠囊殼原料的膠囊劑的藥物溶出度, 發(fā)現(xiàn) HPMC的布洛芬膠囊劑在磷酸鹽緩沖液中的溶出有滯后現(xiàn)象, 在60 min時(shí)溶出不完全, 而在tris 緩沖液(三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽)中溶出較快, 30 min時(shí)可以達(dá)到最大溶出度。而HPMC的醋氨酚膠囊劑和明膠醋氨酚膠囊劑在水溶液和tris緩沖液中的溶出度基本一致。

本文首次在國(guó)內(nèi)將藥物溶出度的研究用于評(píng)價(jià)空心膠囊殼的質(zhì)量。海藻多糖空心膠囊是中國(guó)科學(xué)院海洋研究所承擔(dān)國(guó)家 863課題研制及生產(chǎn)的一種植物性空心膠囊。 其主要成分是海藻多糖和植物膳食纖維素。與動(dòng)物明膠空心膠囊相比, 植物空心膠囊的干燥失重低, 降低了吸濕藥物的質(zhì)量變化; 植物性的原材料克服了明膠中氨基酸與醛基化合物之間的交聯(lián)反應(yīng), 避免了藥物溶出度降低的風(fēng)險(xiǎn), 消除了潛在動(dòng)物源傳染病及穆斯林禁食等缺陷。因此植物性空心膠囊的質(zhì)量更加穩(wěn)定。本實(shí)驗(yàn)室在成功研制海藻多糖空心膠囊的基礎(chǔ)上, 對(duì)其進(jìn)行了體外藥物溶出度的研究, 并與動(dòng)物明膠空心膠囊進(jìn)行了對(duì)比, 目的是考察內(nèi)容藥物的溶出是否會(huì)受到不同品質(zhì)膠囊殼的影響, 從而考察植物空心膠囊取代動(dòng)物明膠空心膠囊的可行性。

試驗(yàn)選擇了 3種臨床上最常用頭孢氨芐、阿奇霉素、布洛芬藥物作為模型藥物, 分別制成海藻多糖膠囊劑和動(dòng)物明膠膠囊劑, 參照中國(guó)藥典2005年版各項(xiàng)下所述方法[4]對(duì)不同藥物模型膠囊劑的藥物溶出進(jìn)行了研究和對(duì)比, 結(jié)果顯示 3種藥物的海藻多糖膠囊劑的最終溶出優(yōu)于或同等于明膠膠囊劑。

1 材料與方法

1.1 材料

頭孢氨芐藥粉由華北制藥有限公司提供; 阿奇霉素藥粉由石藥集團(tuán)歐意藥業(yè)有限公司提供;布洛芬藥粉由遼寧福源藥業(yè)有限公司提供。

海藻多糖空心膠囊由中國(guó)科學(xué)院海洋研究所和秦皇島藥用膠囊有限公司共同研制; 動(dòng)物明膠空心膠囊由哈爾濱藥源公司提供。

試驗(yàn)在河北省藥檢所、青島市藥檢所和中國(guó)科學(xué)院海洋研究所實(shí)驗(yàn)室分別完成。

1.2 方法

1.2.1 頭孢氨芐膠囊劑的溶出度

將粉狀頭孢氨芐作為模型藥物分別填充于海藻多糖空心膠囊和動(dòng)物明膠空心膠囊制備成頭孢氨芐膠囊劑, 每粒膠囊劑含頭孢氨芐 250 mg, 參照國(guó)家2005年版藥典標(biāo)準(zhǔn), 以900 mL水作為溶出介質(zhì), 轉(zhuǎn)速為100 r/min, 經(jīng)45 min時(shí), 取溶出液適量, 微膜過(guò)濾, 準(zhǔn)確量取過(guò)濾液 1 mL, 并用溶出介質(zhì)稀釋至10 mL, 紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)在262 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度; 另外準(zhǔn)確稱取頭孢氨芐對(duì)照品適量, 加溶出介質(zhì)溶解并稀釋制成每1 mL中含25 μg的溶液,同法測(cè)定吸光度值, 根據(jù)公式計(jì)算每粒膠囊劑的溶出度。

1.2.2 阿奇霉素膠囊劑的藥物溶出度及溶出速率

將粉狀阿奇霉素作為模型藥物分別制成海藻多糖膠囊劑和動(dòng)物明膠膠囊劑(每粒含阿奇霉素250mg), 在溫度40℃, 相對(duì)濕度75%的條件下放置0、1、2、3、6個(gè)月, 并分別測(cè)定藥物溶出度及藥物溶出速率。以0.1 mol/L磷酸氫二鈉緩沖液(pH6.0)900 mL為溶出介質(zhì), 100 r/min, 經(jīng)45 min時(shí), 取溶出液適量, 微膜過(guò)濾, 準(zhǔn)確量取過(guò)濾液2 mL, 并用溶出介質(zhì)稀釋至10 mL。作為對(duì)照另取等量的阿奇霉素藥物粉末和海藻多糖空心膠囊殼或動(dòng)物明膠空心膠囊殼置于同一量瓶中, 加乙醇及溶出介質(zhì)適量, 振搖溶解后, 微膜過(guò)濾, 使其最終稀釋倍數(shù)和阿奇霉素膠囊劑溶出液一致。精密量取上述兩種溶出溶液各5 mL, 分別置具塞試管中, 加入硫酸溶液5 mL, 混勻, 放置30 min, 冷卻至室溫, 在482 nm的波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度, 樣品溶液與對(duì)照溶液的吸光度比值即為溶出度。

1.2.3 布洛芬膠囊劑的藥物溶出度

將粉狀布洛芬作為模型藥物分別制成海藻多糖膠囊劑和明膠膠囊劑(含布洛芬 250 mg), 以磷酸鹽緩沖液(pH7.2)為溶出介質(zhì), 分別在 3、6、9、12、15、20、25、30 min取溶出介質(zhì)5 mL(同時(shí)補(bǔ)介質(zhì)5 mL),微膜過(guò)濾, 取過(guò)濾液2 mL, 稀釋至25 mL。使用紫外分光光度計(jì)在222 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。

另精密稱取干燥至恒重的布洛芬對(duì)照品, 用pH7.2的磷酸鹽緩沖液配制成質(zhì)量濃度(C)分別為2、4、8、12、16、20 mg/L的系列溶液, 在222 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度值A(chǔ), 經(jīng)回歸得回歸方程A=0.0461C+0.0044(R=0.9999)。表明布洛芬在2～20 mg/L范圍內(nèi)C和吸光度值A(chǔ)的線性關(guān)系良好, 根據(jù)回歸方程計(jì)算每粒膠囊劑的布洛芬溶出量。

2 結(jié)果

2.1 頭孢氨芐膠囊劑的藥物溶出度

以頭孢氨芐為模型藥物的膠囊劑, 45 min時(shí)的溶出結(jié)果如表1。海藻多糖頭孢氨芐膠囊劑的平均溶出度為 99.84%, 明膠頭孢氨芐膠囊劑的平均溶出度為 96.49%(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求＞70%), 海藻多糖頭孢氨芐膠囊劑的溶出度高于明膠頭孢氨芐膠囊劑3.35%。

2.2 阿奇霉素膠囊劑的藥物溶出度及溶出速率

將海藻多糖阿奇霉素膠囊劑和明膠阿奇霉素膠囊劑在溫度 40℃, 相對(duì)濕度 75%的條件下分別儲(chǔ)存0、1、2、3、6個(gè)月, 測(cè)定兩種樣品的藥物溶出度及溶出速率, 其結(jié)果見(jiàn)表2和圖1。

表1 頭孢氨芐膠囊劑的溶出度Tab.1 The dissolution of cefalexin capsules

表2 阿奇霉素膠囊劑的溶出度Tab. 2 The dissolution of azithromycin capsules

圖1 海藻多糖阿奇霉素膠囊劑(A)和明膠阿奇霉素膠囊劑(B)的溶出速率對(duì)比Fig. 1 The comparison of in vitro dissolution of algal polysaccharide azithromycin capsules(A) and gelatin azithromycin capsules(B)

由表2可知, 海藻多糖阿奇霉素膠囊劑和明膠阿奇霉素膠囊劑藥物溶出速率有較大的差異, 在 0月時(shí),溶出介質(zhì)不加胰酶, 45 min后, 兩種膠囊劑阿奇霉素的累積溶出量均在90%以上, 但在1, 2, 3, 6個(gè)月時(shí), 如果溶出介質(zhì)中不加胰酶, 明膠阿奇霉素膠囊劑幾乎不溶出, 而不需加胰酶的海藻多糖阿奇霉素膠囊劑的累積溶出量仍然平均在 96%以上, 明顯優(yōu)于明膠阿奇霉素膠囊劑。因此, 隨著膠囊劑放置時(shí)間的延長(zhǎng), 海藻多糖阿奇霉素膠囊劑的溶出更具有優(yōu)勢(shì)。

圖1為放置2個(gè)月后海藻多糖阿奇霉素膠囊劑和明膠阿奇霉素膠囊劑的溶出速率對(duì)比。由圖1可看出明膠阿奇霉素膠囊劑在 20 min時(shí)才開始溶出,45 min最終溶出度為91.9%, 而海藻多糖阿奇霉素膠囊劑在10 min時(shí)已經(jīng)溶出, 最終溶出度為99.6%。不管從溶出速率還是最終溶出度上海藻多糖阿奇霉素膠囊劑都優(yōu)于明膠阿奇霉素膠囊劑。

表3 布洛芬膠囊劑的藥物溶出度Tab. 3 The dissolution of ibuprofen capsules

2.3 布洛芬膠囊劑的藥物溶出度和溶出速率

將布洛芬膠囊劑放入轉(zhuǎn)籃后, 不同時(shí)間點(diǎn)取樣,222 nm處測(cè)定吸光度值, 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程A=0.0461C+0.0044, 計(jì)算出各時(shí)間點(diǎn)的累計(jì)溶出百分率, 結(jié)果見(jiàn)表3和圖2。

從圖2可以看出, 海藻多糖布洛芬膠囊劑和明膠布洛芬膠囊劑溶出速率存在一定差異：明膠布洛芬膠囊劑溶出較快, 3 min時(shí)就開始溶出; 9 min時(shí)已溶出50%, 在15 min時(shí)基本達(dá)到最大溶出率。而海藻多糖布洛芬膠囊劑溶出則相對(duì)緩慢, 在第15分鐘開始溶出, 25 min時(shí)才達(dá)到最大溶出率。但是兩種膠囊劑在30 min的最終溶出度均高于98%。

圖2 海藻多糖布洛芬膠囊劑(A)和明膠布洛芬膠囊劑(B)的溶出速率對(duì)比Fig. 2 The comparison of in vitro dissolution of algal polysaccharide ibuprofen capsules(A)and gelatin ibuprofen capsules(B)

3 討論

對(duì)于胃溶型膠囊劑來(lái)說(shuō), 空心膠囊(膠囊殼)的溶解是藥物吸收的限速步驟。由于藥物的溶出度直接影響藥物在體內(nèi)的吸收和利用, 因而是評(píng)價(jià)膠囊劑外殼性能的一個(gè)重要指標(biāo), 也是評(píng)價(jià)空心膠囊藥物相容性的指標(biāo)之一。

本文在研究海藻多糖空心膠囊和明膠空心膠囊對(duì)模型藥物的溶出度和溶出速率的基礎(chǔ)上, 進(jìn)行了3種具有代表性藥物模型的植物性和動(dòng)物性膠囊劑的對(duì)比。模型藥物頭孢氨芐為半合成的第一代口服廣譜頭孢菌素, 具有較強(qiáng)的廣譜抗菌活性, 主要用于耐青霉素的葡萄球菌、鏈球菌、肺炎球菌、大腸桿菌等的感染; 阿奇霉素是新型大環(huán)內(nèi)酯類, 主要應(yīng)用于呼吸道、皮膚軟組織及泌尿生殖系統(tǒng)感染[5]; 布洛芬片是一種解熱鎮(zhèn)痛非甾體抗炎藥, 主要用于風(fēng)濕及類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的治療。這 3種藥物在臨床應(yīng)用上具有廣泛性和代表性。

從不同藥物模型膠囊劑的溶出結(jié)果可以看出,頭孢氨芐和阿奇霉素這兩種模型藥物的海藻多糖膠囊劑在45 min規(guī)定時(shí)間內(nèi)的溶出度和溶出速率均高于明膠膠囊劑, 特別是在高溫高濕條件下的試驗(yàn)結(jié)果也表明, 海藻多糖阿奇霉素膠囊劑明顯穩(wěn)定于明膠阿奇霉素膠囊劑。海藻多糖布洛芬膠囊劑和明膠布洛芬膠囊劑進(jìn)行溶出速率的對(duì)比研究發(fā)現(xiàn), 海藻多糖布洛芬膠囊劑的溶出速率低于明膠膠囊劑, 這正好和以阿奇霉素為模型藥物的膠囊劑的結(jié)果相反。分析原因可能是因?yàn)棰俨煌乃幬锬Ｐ湍z囊劑的藥物溶出度或者溶出速率會(huì)受到膠囊殼質(zhì)量的影響; ②空心膠囊殼的溶解可能也會(huì)受到不同模型藥物的影響。

另外在進(jìn)行兩種阿奇霉素膠囊劑溶出度和溶出速率研究的同時(shí), 作者也進(jìn)行了藥物穩(wěn)定性的研究,因此試驗(yàn)條件比正常的儲(chǔ)存條件偏高溫高濕, 所以海藻多糖阿奇霉素膠囊劑的溶出度和溶出速率明顯優(yōu)于明膠阿奇霉素膠囊劑。這可能是由于明膠空心膠囊殼的原材料主要為蛋白質(zhì), 受到較高溫高濕條件的影響, 導(dǎo)致藥物溶出速率降低; 海藻多糖空心膠囊殼原材料主要為膳食植物纖維, 性質(zhì)穩(wěn)定, 高溫高濕對(duì)其影響不大, 因此導(dǎo)致兩種阿奇霉素膠囊劑的溶出速率出現(xiàn)較大的差異。

對(duì)海藻多糖空心膠囊和明膠空心膠囊 3種模型藥物膠囊劑的最終溶出度結(jié)果來(lái)看, 海藻多糖膠囊劑優(yōu)于或者同等于明膠膠囊劑。

[1]中國(guó)藥品生物制品檢定所．中國(guó)藥品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)范[S].

[2]Podczeck F, Jones B E. The in vitro dissolution of theophylline from different types of hard shell capsules[J]. Drug Dev Lnd Pharm, 2002, 28(9)：1163-1169.

[3]Cole E T, Scott R A, Cade D,et al. In vitro and in vivo pharmacoscintigraphic evaluation of ibuprofen hypromellose and gelatin capsules[J]. Pharm Res, 2004, 21：793-798.

[4]國(guó)家藥典委員會(huì). 中華人民共和國(guó)藥典(二部)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2005, 95-294.

[5]謝俊霞, 孫英華, 孫進(jìn), 等. 市售阿奇霉素固體制劑的溶出行為[J]. 沈陽(yáng)藥科大學(xué)學(xué)報(bào), 2005, 22(5)：338-341.

The in vitro dissolution of algal polysaccharide hard shell capsules

WU Pei1, LI Ting2, LI Jing2, YUAN Yi2, ZHANG Xiu-mei1, HAN Li-jun2
(1. Ocean University of China, Qingdao 266003,China; 2. Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences,Qingdao 266071,China)

Sep. ,30, 2009

plant capsules; gelatin capsules; in vitro dissolution

Algal polysaccharide hard shell capsule is a kind of plant capsule mainly containing algal polysaccharide extracted from marine Rhodophyte and plant cellulose. The performances of in vitro dissolution of cefalexin,azithromycin, and ibuprofen of algal polysaccharide hard shell capsules have been investigated respectively and compared with that of gelatin capsules. This study confirmed that algal polysaccharide hard shell capsules were superior or equal to gelatin capsules in ultimate dissolution rates and accelerated stabilities. In this way, algal polysaccharide hard shell capsules can therefore be considered as a viable alternative to gelatin capsules.

R943 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1000-3096(2010)02-0019-04

2009-09-30;

2009-10-12

國(guó)家 863計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目(2007AA091604); 中國(guó)科學(xué)院知識(shí)創(chuàng)新工程重要方向項(xiàng)目(KZCX2-YW-209)

吳佩(1985-), 女, 碩士研究生, 研究方向：生物資源綜合利用, E-mail：wupei0826@yahoo.cn; 張秀梅, 通信作者, 教授, 博士研究生導(dǎo)師, E-mail：gaozhang@ouc.edu.cn; 韓麗君, 通信作者, 研究員, 博士研究生導(dǎo)師, E-mail：ljhan@ms.qdio.ac.cn

張培新)