基于滲透壓原理的丹酚酸B控釋膠囊的制備及釋放機制研究

王立，李沐謠，孫斯桐，張文君，呂江唯，崔聞宇（哈爾濱商業(yè)大學藥學院，哈爾濱 150076）

丹酚酸B 是傳統(tǒng)的活血化瘀中藥丹參中水溶性成分——丹參酚酸中含量最豐富、生物活性最強的化合物[1-2]。藥理研究表明丹酚酸B 具有抗氧化、清除自由基、抑制血小板聚集和血栓形成、改善血流量、調節(jié)脂質代謝、抑制細胞凋亡、抗纖維化等多種活性[3]，對心、腦、肝、肺等器官均具有重要的藥理作用[4-5]。目前主要用于心血管疾病和肝臟疾病的治療，具有效價高、引發(fā)過敏反應概率小等特點[6]。丹酚酸B 在胃腸道中不穩(wěn)定、肝臟首過效應大等限制了其藥物的發(fā)展[7-9]。

基于滲透壓原理的控釋膠囊，是以半透膜內外滲透壓差為主要釋藥動力的緩控釋固體制劑[10]，具有零級釋藥特征，不被外部環(huán)境（胃腸道蠕動、胃內食物、釋放介質pH 值）所影響，體內外釋藥相關性良好，能降低由血藥濃度波動引起的不良反應，減少服藥次數(shù)，提高患者的依從性，并且能夠增加難溶性藥物的溶解度，提高生物利用度[11]。基于滲透壓原理的微孔控釋膠囊是將膠囊劑與微孔控釋制劑相結合而產生的[12]，其藥物選擇較靈活，制備及處方工藝簡單，適合工業(yè)化生產[13-14]。

為滿足心腦血管疾病患者的用藥需求，以及改善丹酚酸B 存在的問題，本文以丹酚酸B 為模型藥，制備控釋膠囊，優(yōu)化膠囊殼和內容物的制備工藝及處方。

1 試藥

丹酚酸B 原料藥（批號：20180609，西安生物科技有限公司）；丹酚酸B 對照品（批號：P24A10F86797，含量≥98%，上海源葉生物科技有限公司）；鹽酸（批號：20140925，北京生化精細化學品有限責任公司）；磷酸二氫鉀（批號：20170714，天津市天力化學試劑有限公司）；醋酸纖維素（CA，批號：ZY131128，乙酰：40%，羥基：2%，上海紫一試劑廠）；丙酮（批號：20190324，天津市科密歐化學試劑有限公司）；聚乙二醇400（批號：20160802，無錫市亞泰聯(lián)合化工有限公司）；聚乙二醇2000（批號：103723）、聚乙二醇4000（批號：103724）、聚乙二醇6000（批號：103725）、檸檬酸三乙酯（TEC，批號：106153）、檸檬酸三丁酯（TBC，批號：105179）（阿拉丁化學試劑有限公司）；鄰苯二甲酸二乙酯（DEP，批號：20111123，天津市博迪化工有限公司）；鄰苯二甲酸二丁酯（DBP，批號：20160830，天津市富宇精細化工有限公司）；淀粉（批號：20170709）、微晶纖維素（MCC，批號：20130311）、氯化鈉（批號：20160506）、乳糖（批號：20160608）、羧甲基纖維素鈉（批號：20170323）（天津市光復精細化工研究所）；蔗糖（批號：20071128，天津市東麗區(qū)天大化學試劑廠）。

2 方法與結果

2.1 含量測定

2.1.1 色譜條件 色譜柱：SHARPSIL-U C18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動相：乙腈∶1.5%甲酸水（30∶70，V/V）；檢測波長：286 nm；柱溫：30℃；流速：1.0 mL·min－1；進樣量：20 μL。

2.1.2 方法學驗證試驗 精密稱取丹酚酸B 對照品5.0 mg，置于10 mL 的量瓶中，加流動相溶解并定容。取續(xù)濾液稀釋至適當質量濃度，進樣測定，記錄峰面積A，以質量濃度C為橫坐標，繪制標準曲線，其在水溶液中標準曲線方程為A＝4.8727×104C－2.26853×105，r＝0.9995，線性范圍為15～250 μg·mL－1。本法日內RSD為1.2%（n＝5），日間RSD為1.7%（n＝5）；回收率在98.8%～100.2%，RSD為1.5%（n＝6）；24 h 內穩(wěn)定性的RSD為1.7%（n＝9），滿足測定要求。

2.2 釋放度測定

2.2.1 測定波長的確定 稱取適量丹酚酸B 對照品、處方內空白輔料，分別用蒸餾水配制成一定濃度的溶液，在200～400 nm 內紫外掃描，丹酚酸B 在286 nm 處有最大吸收，空白輔料無干擾，故選擇286 nm 為丹酚酸B 的檢測波長。

2.2.2 線性關系考察 精密稱取丹酚酸B 對照品，配制成5、10、20、30 和40 μg·mL－1系列質量濃度的對照品溶液。分別在286 nm 處測定吸光度，以濃度C為橫坐標，吸光度A為縱坐標，繪制標準曲線。丹酚酸B 對照品在水、pH 1.2 鹽酸緩沖溶液和pH 6.8 磷酸鹽緩沖溶液中的標準曲線方程分別為A＝0.0137C＋0.0147，r＝0.9996；A＝0.0112C＋0.0095，r＝0.9999；A＝0.0221C－0.0106，r＝0.9999，線性范圍均為5～40 μg·mL－1。

2.2.3 釋放度測定方法 取同一批丹酚酸B 控釋膠囊，按照2015年版《中國藥典》溶出度與釋放度的測定法，以900 mL 的去離子水為溶出介質，溫度為（37±0.5）℃，轉速為100 r·min－1，在第2、4、6、8、10、12 h 取樣，用0.45 μm 濾膜濾過，測定其在286 nm 波長處的吸光度，代入標準曲線計算丹酚酸B 的累積釋放度。

2.3 丹酚酸B 微孔型控釋膠囊的制備

2.3.1 囊殼的制備 本實驗采用蘸膠法，將成膜材料CA、增塑劑TEC 加入丙酮溶液中，加熱攪拌成均勻膠液。將0 號明膠膠囊體，蘸膠一次后，迅速裝入恒速旋轉儀上，見圖1，使膠囊水平勻速旋轉，并將致孔劑PEG2000 均勻的噴灑在膠囊的表面。在室溫下干燥后，重復3 次。拔殼、切割、整理，即得控釋膠囊殼（見圖2），其電鏡圖（見圖3）與空膠囊殼電鏡圖（見圖4）對比可見，控釋膠囊殼內部疏松多孔，能夠釋放藥物，故選擇此制備工藝。

圖1 工藝裝置圖Fig 1 Diagram of the device

圖2 蘸膠法制備工藝的膠囊殼圖Fig 2 Capsule shell diagram of the dipping process

圖3 蘸膠法制備工藝的膠囊電鏡掃描圖Fig 3 Electron microscopy scan of capsules prepared by dipping method

圖4 空膠囊殼的電鏡掃描圖Fig 4 Electron microscopy scan of capsule shell

2.3.2 囊芯的制備 將20 mg 丹酚酸B 及滲透壓活性物質NaCl、阻滯劑CMC-Na、稀釋劑MCC分別過80 目篩，按各處方量混合均勻，壓成大片后粉碎，20 目制粒。加入1%滑石粉，即為膠囊內容物。

2.4 各因素對藥物體外釋放度的影響

2.4.1 CA 濃度 選擇6%、7%、8%濃度的CA，調整囊殼厚度?？疾祗w外累積釋放度，3 種濃度CA與零級方程的擬合度分別為0.960、0.997、0.987。CA 濃度為6%和7%時，累積釋放度均較高，CA濃度為8%時，膠囊殼過厚，影響藥物釋放。但CA濃度為6%時，釋放過快且存在突釋，r（7%）＞r（8%）＞r（6%），故本試驗確定CA 濃度為7%。

2.4.2 致孔劑種類及用量 選擇PEG2000、PEG4000、PEG6000 作為致孔劑，考察體外累積釋放度，3種致死劑與零級方程的擬合度分別為0.997、0.991、0.981?？芍狿EG2000 零級擬合度最好，而PEG4000 和PEG6000 釋放速率過快（10 h 累積釋放度即達80%），故選用PEG2000 作為致孔劑。調整致孔劑PEG2000 的用量分別為5、10、15、20 mg，考察體外累積釋放度，其與零級方程的擬合度分別為0.994、0.998、0.988、0.954。可知用量為10 mg 時，累積釋放度與零級擬合度最好。當致孔劑用量較低，釋藥途徑不足，導致累積釋放度低；當致孔劑用量較大，釋藥過快，所以選擇致孔劑的用量為10 mg。

2.4.3 增塑劑種類及用量 選擇檸檬酸三乙酯（TEC）、檸檬酸三丁酯（TBC）、鄰苯二甲酸二乙酯（DEP）、鄰苯二甲酸二丁酯（DBP）和PEG4000 作為增塑劑，考察體外累積釋放度，各增塑劑與零級方程的擬合度分別為0.998、0.993、0.993、0.995、0.996。TEC 的累積釋放度較高，且零級擬合度最好，所以選擇TEC 作為膠囊殼的增塑劑。調整增塑劑的用量為10%、20%、30%，考察體外累積釋放度，與零級方程的擬合度分別為0.990、0.996、0.991?？梢娫鏊軇┯昧繛?0%時累積釋放度較高，且r（20%）＞r（30%）＞r（10%），所以選擇增塑劑用量為20%。

2.4.4 稀釋劑種類的考察 選擇MCC、淀粉、MCC∶淀粉（1∶1）作為內容物中的稀釋劑，考察體外累積釋放度，各稀釋劑與零級方程的擬合度分別為0.999、0.994、0.993，當MCC 為稀釋劑時，累積釋放度與零級擬合度最好，故選用MCC 為稀釋劑。根據(jù)前期研究發(fā)現(xiàn)稀釋劑用量影響很小，故確定其余處方用量后加入稀釋劑將內容物定量至100 mg。

2.4.5 滲透壓活性物質種類及用量的考察 將NaCl、乳糖、蔗糖、NaCl∶乳糖（1∶1）、NaCl∶蔗糖（1∶1）為滲透壓活性物質，考察體外累積釋放度，各滲透壓活性物質與零級方程擬合度分 別 為0.996、0.987、0.994、0.992、0.986。可見NaCl 的累積釋放度與零級擬合度最好，故選NaCl 為滲透壓活性物質。調整滲透壓活性物質NaCl 的用量分別為20、30、40 mg，考察體外累積釋放度，各用量與零級方程的擬合度分別為0.994、0.999、0.973。當用量為30 mg 時，累積釋放度與零級擬合度最好；當用量為40 mg 時，釋放過快。故選擇用量為30 mg。

2.4.6 阻滯劑種類及用量的考察 選擇CMC-Na、HPMC K4M 作為阻滯劑，考察體外累積釋放度，各阻滯劑與零級方程的擬合度分別為0.997、0.994。當CMC-Na 為阻滯劑時，制劑的累積釋放度與零級方程的擬合度最好，故選用CMC-Na 為阻滯劑。調整膠囊內容物中的阻滯劑CMC-Na 的用量分別為2、4、6 mg，考察體外累積釋放度，各用量與零級方程的擬合度分別為0.997、0.995、0.993?？梢娪昧繛? mg 時，制劑的累積釋放度與零級方程的擬合度最好，所以選擇阻滯劑用量為2 mg。

2.5 最優(yōu)處方的確定與驗證

根據(jù)以上單因素考察結果，確定最優(yōu)處方為每粒膠囊CA 濃度7%，致孔劑PEG2000 用量10 mg，增塑劑TEC 20%，滲透壓活性物質NaCl 用量30 mg，阻滯劑CMC-Na 用量2 mg，稀釋劑MCC用量48 mg，平均粒重0.132 99 g。按最優(yōu)處方制備3 批控釋膠囊進行累積釋放度測定，釋放曲線見圖5，可見12 h 累積釋放度可達90%，r分別為0.9913、0.9905、0.9918。累積釋放度與零級方程、一級方程、Higuchi 方程模型擬合情況見表1，其與零級方程擬合度較好，符合零級釋放規(guī)律。

圖5 驗證處方的釋放曲線Fig 5 Release profile of the verified prescription

表1 丹酚酸B 微孔控釋膠囊體外累積釋放度曲線的模型擬合(n ＝6)Tab 1 Model fitting of in vitro release profile salvianolic acid B microporous controlled-release capsules (n ＝6)

2.6 控釋膠囊釋放機制的考察

2.6.1 釋放介質的滲透壓 以水、0.5、1.0 和1.5 mol·L－1NaCl 溶液為不同滲透壓的釋放介質，考察藥物釋放行為，結果見圖6。制品在水中的釋放曲線與在 0.5、1 和1.5 mol·L－1氯化鈉中釋放曲線的f2值分別為56.38、36.53、24.26，在0.5 與1 mol·L－1氯化鈉中釋放曲線的f2值為47.27，在1 與1.5 mol·L－1氯化鈉中釋放曲線的f2值為41.93，在 0.5 與1.5 mol·L－1氯化鈉中釋放曲線的f2值為29.66。0.5 mol·L－1NaCl 與水為釋放介質時，f2值＞50，釋放行為相似。隨著NaCl 濃度的增加，減緩了控釋膠囊釋的放速率，且不同NaCl 濃度之間釋藥行為存在差異。提示滲透壓與控釋膠囊中藥物的釋放密切相關。

圖6 滲透介質對藥物釋放的影響（n ＝6）Fig 6 Effect of osmotic medium on the drug release（n ＝6）

2.6.2 擴散作用對釋放的影響 分別制備有、無滲透壓活性物質為膠囊內容物，灌裝于同一批次的膠囊殼內，考察累積釋放度，釋放曲線f2值為26.13，說明滲透壓活性物質對藥物的釋放影響較大。提示滲透壓的存在對擴散機制具有影響，可促進藥物的釋放。

2.6.3 釋藥途徑對藥物釋放的影響 將同一批次的膠囊殼以有、無致孔劑，分別裝入同一批次的膠囊內容物，考察累積釋放度，f2值為16.13，表明有、無致孔劑對藥物的釋放影響很大。雖然CA 具有一定的滲透性，但膠囊殼有一定厚度。在控釋膠囊劑中致孔劑對藥物的釋放起重要作用，為丹酚酸B 藥物的釋放提供釋藥途徑。

2.6.4 溶出儀轉速 分別以不同轉速（80、100、120 r·min－1）進行體外累積釋放度試驗，考察轉速對藥物釋放的影響。轉速為80 與100 r·min－1的釋放曲線f2值為83.64；80 與120 r·min－1的釋放曲線f2值為72.14；100 與120 r·min－1的釋放曲線f2值為83.90，不同轉速的釋放曲線相似，說明藥物的釋放不受溶出環(huán)境影響。

2.6.5 釋放介質的pH 值 分別以不同pH 值（水、pH 1.2 的HCl 溶液、pH 6.8 的PBS 緩沖溶液）的溶出介質進行體外累積釋放度試驗，考察不同pH 值對藥物釋放的影響。在水與pH 1.2 的HCl 溶液中釋放曲線f2值為71.33，在水與pH 6.8的PBS 緩沖溶液中釋放曲線f2值為63.90，在pH 1.2 的HCl 溶液與pH 6.8 的PBS 緩沖溶液中釋放曲線f2值為82.44，不同pH 值的溶出介質釋放曲線相似，說明藥物的釋放不受溶出環(huán)境影響。

3 討論

在膠囊殼的制備工藝中，膠囊殼需要較厚的殼體做支撐，致孔劑直接與膠液混勻制得的囊殼中致孔劑幾乎被包裹在內膜中，形成的微小孔徑可能是CA 材料本身。模仿片劑包衣機原理，將致孔劑均勻地噴到膠囊殼的膠液表面。此試驗裝置為自制，存在一定誤差，日后需進一步優(yōu)化。通過對丹酚酸B 微孔控釋膠囊的釋放度影響因素試驗可知，釋放行為受致孔劑的用量以及滲透壓差的影響。由于膠囊殼較厚，CA 膜中形成的小孔不足以讓控釋膠囊釋放，故必須由滲透壓差做主導，致孔劑提供釋放途徑，才能促使藥物達到控釋效果。CA 分子量、取代度可能對釋放有一定影響，在接下來的研究中會對其進行進一步考察。

本課題制備的丹酚酸B 微孔控釋膠囊控釋效果良好，由于控釋制劑藥物的溶解性差異較大，可固定膠囊殼的制備工藝及處方，調節(jié)膠囊內容物的處方，適用于不同溶解性質的藥物。