液中干燥法制備阿莫西林微囊及其溶出度考察

劉洋，宋麗娜，孫淑英（1.解放軍第05醫(yī)院藥劑科，遼寧錦州11001；.沈陽藥科大學藥學系，沈陽110016）

微囊（Microcapsule）系利用天然的或合成的高分子材料（統(tǒng)稱為囊材）作為囊膜壁殼，將固態(tài)或液態(tài)藥物包裹成為藥庫型的微型膠囊。制備微囊的過程稱為微囊化，通過微囊化方法，可以將藥物制成緩控釋制劑或靶向制劑，一些微囊還可以將活細胞或者生物活性物質(zhì)包裹在內(nèi)。藥物微囊化后可以增加藥物的穩(wěn)定性，延長藥物的作用時間，防止藥物在胃內(nèi)破壞或?qū)ξ傅拇碳ぷ饔?，掩蓋藥物的不良嗅味，防止藥物的揮發(fā)損失；使某些液體藥物固體化，有利于制劑的工業(yè)生產(chǎn)；減少復方制劑中的配伍禁忌[1]。常用的微囊化方法有物理化學法、物理機械法和化學法，本文所采用的液中干燥法即屬于物理化學法。筆者以阿莫西林為模型藥物，采用乙基纖維素為囊材，加入聚乙二醇4000（PEG4000）作為致孔劑，應用液中干燥法，利用其高分子聚合物良好的成膜性和化學穩(wěn)定性，使之有效地達到平緩而持久的緩釋作用。羥氨芐青霉素微囊的包封率已作為前期重點考察項目進行了研究，而本次研究重點對制劑的制備工藝進行篩選，并對其粉體學性質(zhì)和溶出度進行了考察，為此制劑的中試進行了前期準備，為進一步的工業(yè)化生產(chǎn)提供了實驗室研究基礎，為其他類似藥物的緩釋研究提供了方法學借鑒。

1 材料

1.1 儀器

8HW-1型恒溫磁力攪拌器（杭州儀表電機廠）；JB50-D型增力電動攪拌機（上海標本模型廠）；TG328B型電子分析天平（上海天平儀器廠）；RCD-3型藥物溶出度測定儀（上海黃海藥檢儀器廠）；片劑四用儀（上海黃海藥檢儀器廠）；WFZ800-D2型紫外分光光度儀（北京第二光學儀器廠）；恒溫水浴箱（江蘇省醫(yī)療器械廠）。

1.2 藥品與試劑

阿莫西林微囊（解放軍第205醫(yī)院制劑研發(fā)組制備，批號：S100529、S100610、S100616，包 封 率 ：45.81% 、46.06% 、45.69%）；阿莫西林標準品（華北制藥集團有限責任公司，批號：20090617，純度：≥99.5%）；乙基纖維素（日本旭化成公司，黏度：45 cPa·s）；油酸山梨坦（醫(yī)藥級，上海大眾制藥廠）；PEG4000（上海化學試劑采購站，進口分裝）；微粉硅膠（寧波北侖雅旭化工有限公司，批號：20100122）；液狀石蠟、鹽酸、正己烷、丙酮、氫氧化鈉、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀均為分析純。

2 方法與結果

2.1 制備方法

稱取乙基纖維素溶于適量丙酮中，加入相應比例的阿莫西林標準品、微粉硅膠及PEG4000，在15～17℃攪拌20 min，分散均勻，所得的混懸液在不斷攪拌下，加入到含有油酸山梨坦的液狀石蠟中，在高速攪拌下，由15～17℃緩慢升溫至24～26℃，維持攪拌數(shù)小時，最后升溫至35～37℃，揮盡丙酮，減壓過濾，所得的微囊用適量正己烷洗滌3次，減壓干燥，即得。

2.2 工藝條件的篩選

2.2.1工藝條件的預試驗篩選。本研究通過采用L16（45）的正交試驗，對囊心與囊材的質(zhì)量比（A）、分散相與連續(xù)相的體積比（B）、PEG4000的用量（C），以轉(zhuǎn)速為800 r/min、時間為4 h進行了篩選預試驗。

2.2.2 工藝條件的優(yōu)化篩選。通過預試驗確定了A、B、C為影響成囊的關鍵因素。以“2.2.1”項確定的轉(zhuǎn)速與時間為前提安排試驗，采取每個因素取3個水平，用L9（34）正交試驗優(yōu)化工藝條件[2]。以微囊的圓整度[以平面臨界角（α）表示]和24～28目篩的產(chǎn)率（f）加權評分[3]。

2.3 微囊的粉體學性質(zhì)考察[3]

2.3.1 圓整度。將15 g微囊置于一光滑平板上，將平板的一側緩慢抬起，測量微囊開始滾動前傾斜平面與水平面的夾角（α），α越小，則微囊的圓整度越好。

2.3.2 堆密度（D）。稱取過24～28目的微囊10 g，置于10 ml量筒中，從距離平面2 cm處下落，重復10次，測定其體積。按D（g/ml）＝m（g）/V（ml）計算其堆密度。

2.3.3 脆碎度（Fr）。稱取過24～28目的微囊10 g（m1），置于片劑四用儀中，加入4個一定大小的小球，震蕩5 min，取出微囊，過35目篩，稱取留在篩網(wǎng)上的微囊質(zhì)量（m2）。按Fr＝（m1－m2）/m1計算其脆碎度。

2.3.4 產(chǎn)率。以過24～28目的微囊（m2）占微囊總質(zhì)量的（m1）百分比表示產(chǎn)率。按f＝（m2/m1）×100%計算其產(chǎn)率。

2.3.5 粒徑分布。采用篩析法，稱取微囊100 g，用標準篩篩分10 min，收集通過一系列篩網(wǎng)的微囊，分別稱其質(zhì)量，繪制粒徑分布圖。

2.4 線性關系考察

精密稱定阿莫西林標準品50 mg于250 ml量瓶中，用0.1 mol/L鹽酸溶解并加至刻度，精密量取0.5、1.0、1.5、3.0、4.5 ml，用0.1 mol/L鹽酸稀釋至25 ml，在230 nm波長處測定吸光度。以質(zhì)量濃度（c）為橫坐標、吸光度（A）為縱坐標，得回歸方程A＝1.99×10－2c+1.18×10－2（r＝0.9997）。結果表明，阿莫西林檢測質(zhì)量濃度在0.1～0.9 mg/ml范圍內(nèi)與吸光度呈良好的線性關系，符合Lambert-Beer定律，說明吸光度與阿莫西林的質(zhì)量濃度具有可靠的線性相關性。

2.5 重復性試驗

按照“2.1”項下方法連續(xù)制備3批樣品，批號為S100529、S100610、S100616，以包封率為考察對象進行測定。結果，包封率RSD＝1.47%（n＝3），表明制備方法重復性較好。

2.6 回收率試驗

精密稱定阿莫西林標準品50 mg于250 ml量瓶中，加入等量的乙基纖維素，用0.1 mol/L鹽酸溶解并加至刻度，過濾，精密量取續(xù)濾液0.5、1.0、1.5、3.0、4.5 ml，用0.1 mol/L鹽酸稀釋至25 ml，在230 nm波長處測定吸光度。按“2.4”項下標準曲線，計算平均回收率為99.75%，RSD＝1.12%（n＝5）。

2.7 包封率測定[4]

精密稱取阿莫西林微囊適量，在乳缽中用0.1 mol/L鹽酸研磨溶解，精確轉(zhuǎn)移，并稀釋至250 ml，過濾，精密量取續(xù)濾液2.5 ml稀釋至25 ml，在230 nm波長處測定吸光度。按“2.4”項下標準曲線計算包封率。

2.8 溶出度測定[5]

稱取阿莫西林微囊適量，置于溶出度測定儀，設定溫度為（37±0.5）℃，溶出介質(zhì)為磷酸鹽緩沖液（PBS，pH 6.8）900 ml，以100 r/min轉(zhuǎn)速攪拌，分別在0.5、1、2、3、4、6、8、10、12 h各取5 ml溶出液（同時向溶出杯中補加5 ml PBS），用微孔濾膜濾過，取續(xù)濾液在230 nm波長處測定吸光度，按“2.4”項下標準曲線計算累積溶出度。

2.9 處方篩選

2.9.1 工藝條件的預試驗篩選結果。通過預試驗，確定轉(zhuǎn)速800 r/min和時間4 h，此條件下微囊的圓整度、產(chǎn)率較為理想；同時篩選出A、B、C作為微囊制備工藝條件優(yōu)化篩選的必要條件。影響因素與因素水平取值見表1。

表1 影響因素與因素水平取值Tab 1 Factors and levels

2.9.2 工藝條件的優(yōu)化篩選結果。以圓整度、產(chǎn)率來評價微囊的質(zhì)量，通過建立極差分析表統(tǒng)計正交試驗結果，同時進行方差分析檢驗，確認各因素對微囊質(zhì)量的影響大小順序。正交試驗設計及試驗結果見表2，正交試驗結果極差分析見表3，正交試驗結果方差分析見表4。

表2 正交試驗設計及試驗結果Tab 2 Results of orthogonal design

由表3、表4結果可見，各因素對微囊質(zhì)量的影響大小次序為：B＞C＞A，即V分散相∶V連續(xù)相＞PEG4000用量＞m囊心∶m囊材，最優(yōu)化條件為A1B2C3，即保證成囊質(zhì)量的最佳處方為：m囊心∶m囊材為1∶0.8，V分散相∶V連續(xù)相為1∶3.5，PEG4000用量為8.0%，轉(zhuǎn)速為800 r/min，時間為4 h。

2.9.3 處方驗證試驗。按照“2.9.2”項下試驗結果進行3次平行試驗，產(chǎn)品批號分別為S100529、S100610、S100616，測定微囊的包封率。結果，包封率分別為45.81%、46.06%、45.69%，RSD＝0.412%（n＝3），表明制備方法合理、穩(wěn)定、可行。

2.9.4 微囊的粉體學性質(zhì)。取連續(xù)3批微囊樣品，批號分別為S100529、S100610、S100616，分別按“2.3”項下方法測定其圓整度、堆密度、脆碎度及產(chǎn)率。阿莫西林微囊的粉體學性質(zhì)考察結果見表5。

表3 正交試驗結果極差分析Tab 3 Results of extreme difference analysis

表4 正交試驗結果方差分析Tab 4 Results of variance analysis

表5 阿莫西林微囊的粉體學性質(zhì)（±s，n＝3）Tab 5Powder properties of Amoxicillin microcapsul（e±s，n＝3）

表5 阿莫西林微囊的粉體學性質(zhì)（±s，n＝3）Tab 5Powder properties of Amoxicillin microcapsul（e±s，n＝3）

產(chǎn)率，%72.471.672.0批號S100529 S100610 S100616圓整度，°13.614.413.9堆密度，g/ml 0.7990.7700.792脆碎度0.900.870.89

2.9.5 微囊的粒徑分布。取連續(xù)3批次微囊樣品，批號分別為S100529、S100610、S100616，按“2.3.5”項下方法測定其粒徑分布的平均值。微囊的粒徑分布見圖1。

圖1 阿莫西林微囊的粒徑分布Fig 1 Particle size distribution ofAmoxicillin microcapsule

由圖1可見，微囊粒徑符合正態(tài)分布，70%以上的微囊粒徑處于24～28目之間；粒徑＜20目和＞28目的微囊所占比例較少，均＜10%；粒徑處于20～24目之間的微囊也只占12%。表明微囊的粒徑控制較為理想，制備條件穩(wěn)定、重復性良好。

2.9.6 微囊的溶出度測定。取連續(xù)3批微囊樣品，批號分別為S100529、S100610、S100616，按“2.4”項下的標準曲線計算微囊的溶出度。阿莫西林微囊的溶出曲線見圖2。

由圖2可見，微囊在初始的0.5 h內(nèi)未出現(xiàn)明顯的突釋現(xiàn)象，1 h內(nèi)囊壁中的藥物與部分囊心藥物釋放，1～12 h囊心藥物釋放較為平穩(wěn)，避免了普通藥物制劑的峰谷波動情況出現(xiàn)，說明此工藝條件下制備的微囊釋藥性符合緩釋制劑的釋放要求。

3 討論

圖2 阿莫西林微囊的溶出度曲線Fig 2 Dissolution curves ofAmoxicillin microcapsule

溫度的高低易影響乙基纖維素的乳化黏性[6]。丙酮是作為被揮散溶劑而使用的，它的用量可關系到微囊的圓整度，也可影響初始的乳化狀態(tài)。丙酮作為分散相，液狀石蠟作為連續(xù)相，使之形成溶劑-非溶劑關系，使囊材在溫度的影響下由乳化狀態(tài)而逐漸析出，對藥物進行包裹。當初始溫度較高時，丙酮的揮散速率較快，乙基纖維素的乳化程度下降，流體黏性較大，成囊較為明顯，粒徑較大，碰觸后易形成粘連；若初始為低溫時，乳化時間相應延長，成囊速率較為遲緩，粒徑小而且更為圓整，出現(xiàn)粘連的情況較少。具有微囊雛形后需控制升溫速率，使囊壁逐漸硬化，黏性降低，即使在較高剪切力下，粘連情況發(fā)生亦會減少，微囊較為圓整，并有較好的包封率及粉體學性質(zhì)。揮散分散相的時間以4 h為宜，可以滿足微囊的硬化、包封、釋藥的要求。所以初始溫度、成囊溫度、分散相揮散溫度改變溫度時機的選擇和溫度的時間控制成為本研究成敗的關鍵因素。

攪拌速度能影響微囊的粒徑：轉(zhuǎn)速在600～1000 r/min時會得到圓整度好、粒徑均勻的微囊；當轉(zhuǎn)速＜600 r/min時，剪切力明顯較低，成囊較為困難，容易出現(xiàn)粘連現(xiàn)象；當轉(zhuǎn)速＞1000 r/min時，剪切力較大，流體性狀變化較為明顯，會顯著影響藥物的包封率，形成的空囊數(shù)量較多。PEG4000具有水溶性[7]，作為致孔劑使用，在丙酮中只以分散狀態(tài)存在，所以在微囊化過程中會有一定量裹入微囊中而不能達到預期目的，同時會降低藥物的包封率，因此在制備過程中應注意到這一問題的存在。

本研究主要針對制備方法中各選定參數(shù)對微囊的各項性質(zhì)是否具有差異性影響，而不著重強調(diào)差異是否具有顯著性，研究的目的之一也是為考察選定的制備方案是否具有可行性，所以P設為0.10。

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