山奈酚微孔滲透泵片的制備工藝研究

趙堂開,葛婷婷,王琢文,張雨晨,要 輝,閔 清*,白育庭

(1.湖北科技學(xué)院醫(yī)學(xué)部藥學(xué)院,湖北 咸寧 437100;2.湖北科技學(xué)院醫(yī)學(xué)部臨床醫(yī)學(xué)院;3.湖北科技學(xué)院鄂南特色中藥湖北省工程研究中心)

山萘酚(kaempferol,KAE)又稱山奈素,為黃色晶體狀粉末,分子結(jié)構(gòu)式為C15H10O6,相對(duì)分子質(zhì)量為286.236,熔點(diǎn)276℃～278℃,是一種廣泛存在于各種天然植物中的黃酮類有效成分[1-2]。目前已有大量藥理研究表明,其具有抗炎、抗氧化、抗抑郁、抗驚厥、抗癌、抗癡呆、保護(hù)缺血腦組織和預(yù)防心血管疾病等臨床藥理活性[3-4]。山奈酚可通過誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡,抑制腫瘤細(xì)胞黏附、遷移和侵襲以及增強(qiáng)傳統(tǒng)腫瘤治療方法的作用等方式發(fā)揮抗癌功效;通過調(diào)節(jié)炎癥相關(guān)蛋白表達(dá)以及抑制轉(zhuǎn)錄因子激活等方式減少炎癥因子的產(chǎn)生,抑制炎癥的發(fā)生和發(fā)展;還可以通過改善胰島素敏感指數(shù),增加胰島素敏感性,發(fā)揮對(duì)糖尿病的防治功效[5]。

山奈酚按照生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)屬于Ⅱ類藥物[6],含有的酚羥基導(dǎo)致其對(duì)周圍環(huán)境比較敏感,不穩(wěn)定。此外,山奈酚水溶性較差,口服生物利用度偏低,故采用多次給藥的方式才能夠維持穩(wěn)定有效的血藥濃度,但反復(fù)用藥易導(dǎo)致血藥濃度的波動(dòng)[7],因此,提高山奈酚的生物利用度對(duì)于其臨床推廣和實(shí)際應(yīng)用具有十分重要的意義。

滲透泵片為緩控釋制劑中的代表,可使藥物在機(jī)體內(nèi)均勻恒速釋放,且釋藥行為不受胃腸道pH、內(nèi)容物等因素的影響,生物利用度較普通口服片劑高[8]。微孔滲透泵片是滲透泵片的一種,由主藥、輔料及滲透壓促進(jìn)劑壓制成片芯,外面包裹薄膜衣,衣層含致孔劑,在水系環(huán)境中,致孔劑溶解并形成微孔,水溶液滲入微孔溶解主藥和滲透壓促進(jìn)劑,形成滲透壓并將藥物通過微孔釋放到介質(zhì)中[9-10]。微孔滲透泵片不需要在包衣膜上進(jìn)行打孔,制備工藝簡(jiǎn)單。本試驗(yàn)對(duì)影響藥物釋放的片芯及包衣液處方進(jìn)行考察研究,最終制備能在12h內(nèi)緩慢釋放山奈酚的微孔滲透泵片。

1 材料與方法

1.1 儀器及試劑

溶出儀(ZRS-8G,天大分析儀器);包衣鍋(BY-300,上海天闔儀器);高效液相色譜儀(LC2050,島津儀器);單沖壓片機(jī)(TP-5,上海天闔儀器);紫外分光光度計(jì)(TU-1800,普析通用儀器)。

山奈酚對(duì)照品(上海麥克林生化科技有限公司,貨號(hào):k861302);氯化鈉(天津歐博凱化工有限公司,批號(hào):20220106);乳糖(阿拉丁試劑,批號(hào):20220303);羥丙基甲基纖維素(阿拉丁試劑,批號(hào):20220403);PEG-400(國(guó)藥集團(tuán),批號(hào):20191222);鄰苯二甲酸二丁酯(國(guó)藥集團(tuán),批號(hào):20200904);醋酸纖維素(國(guó)藥集團(tuán),批號(hào):20180119)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 片芯制備

將山奈酚與適量填充劑、促滲劑、助懸劑、助溶劑、溶解度調(diào)節(jié)劑等輔料過100目篩,以等量遞增法按處方用量進(jìn)行混勻,然后以75%乙醇溶液為潤(rùn)濕劑制軟材,過24目篩制粒,55℃下干燥,再過24目篩整粒,加入適量潤(rùn)滑劑,混勻,用淺圓沖壓制成直徑10mm的片芯。

1.2.2 包衣處理

以丙酮為溶劑,將處方量的醋酸纖維素(CA)溶解后加入處方量的增塑劑和致孔劑,混勻,即得包衣液。將片芯放置于包衣鍋內(nèi),維持片床溫度約35℃、包衣液噴速6mL/min、包衣鍋轉(zhuǎn)速30r/min、噴霧壓力0.5～0.7MPa的條件下進(jìn)行包衣,才能使衣膜達(dá)到預(yù)定增重。制成的包衣片在40℃下固化24h,即得成品。

1.2.3 山奈酚標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立

稱取適量山奈酚標(biāo)準(zhǔn)品,加磷酸鹽緩沖液(pH6.8)稀釋定容,配置濃度依次為0.0125、0.0250、0.0500、0.0800、0.1000mg/mL的溶液,230nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度,以吸光度與濃度進(jìn)行線性回歸,得回歸方程為Y=10.331X-0.0323,R2=0.9911。結(jié)果表明,濃度在0.0125～0.1000mg/mL濃度范圍內(nèi),濃度與吸光度呈良好線性關(guān)系。

1.2.4 體外釋放度測(cè)定

采用轉(zhuǎn)籃法進(jìn)行體外釋放度實(shí)驗(yàn),轉(zhuǎn)速設(shè)定75rpm/min,溶出介質(zhì)為磷酸鹽緩沖液(pH6.8),體積1000mL,溫度37℃。分別于實(shí)驗(yàn)開始后0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、12.0h取樣10mL,取樣后立即向各溶出杯中補(bǔ)充等量等溫的溶出介質(zhì)。樣品經(jīng)0.45μm濾頭過濾,取續(xù)濾在230nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光值,將吸光值代入1.2.3項(xiàng)下的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算濃度,同時(shí)計(jì)算體外藥物累積釋放量,繪制釋放曲線。

2 結(jié) 果

2.1 山奈酚微孔滲透泵片的處方篩選

本實(shí)驗(yàn)分別考察了NaCl占片芯總重30%、乳糖占片芯總重30%以及兩者的混合物各占片芯總重的15%,作為滲透壓促進(jìn)劑對(duì)山奈酚釋放度的影響,結(jié)果如圖1所示。單用乳糖12h的釋放度為63.5%,單用NaCl 12h的釋放度為55.5%,NaCl和乳糖聯(lián)合使用12h的釋放度為79.1%。乳糖與NaCl聯(lián)合使用,適量乳糖的加入增強(qiáng)了片劑的可壓性,且保證充足的滲透壓,故選擇乳糖與氯化鈉聯(lián)合作為促滲劑。

圖1 不同促滲劑處方的釋放度曲線

以NaCl和乳糖的混合物作為促滲劑,對(duì)其用量進(jìn)行篩選。分別選用占片芯重量30%、36%、42%的NaCl與乳糖的混合物(乳糖:NaCl的質(zhì)量配比為2∶1)作為滲透壓促進(jìn)劑制備山奈酚微孔滲透泵片,測(cè)定釋放度,結(jié)果見圖2。30%NaCl與乳糖的混合物12h的釋放度為83.8%,36%NaCl與乳糖的混合物12h的釋放度為89.3%,42%NaCl與乳糖的混合物12 h的釋放度為92.4%;上述結(jié)果表明滲透壓促進(jìn)劑的用量對(duì)藥物釋放有一定程度的影響。隨著促滲劑用量的增加,藥物釋放速率逐步增加,可能的原因?yàn)榇贊B劑用量的增加能夠維持較高的滲透壓,使藥物在更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不斷向外釋放。釋藥曲線顯示促滲劑的用量占比為42%時(shí),釋放度均為最高,故選擇占比為42% NaCl和乳糖混合物作為共同促滲劑。

圖2 不同用量促滲劑的釋放度曲線

2.2 包衣液處方的考察

2.2.1 PEG400用量對(duì)藥物釋放的影響

考察研究相當(dāng)于CA用量10%、20%、40%、60%的PEG400,對(duì)同一批片芯進(jìn)行包衣,測(cè)定所制微孔滲透泵片的藥物釋放度。結(jié)果如圖3所示,PEG400的用量對(duì)微孔滲透泵片藥物的釋放影響顯著。隨著PEG400用量增大,藥物釋放速率也隨之加快,12h時(shí)累積釋放度相應(yīng)增高。其原因?yàn)镻EG400使用量的增加導(dǎo)致片劑遇介質(zhì)后在衣膜上形成的微孔數(shù)量增加,此外PEG400還可以通過氫鍵等作用增強(qiáng)膜的水合作用,從而增加藥物的釋放速率。當(dāng)PEG400使用量為40%時(shí),釋放速率穩(wěn)定、適中,因此,確定最佳致孔劑PEG400使用量為40%。

圖3 不同PEG400用量的釋放度曲線

2.2.2 增塑劑用量對(duì)藥物釋放的影響

增塑劑的加入可以提高衣膜的韌性,改善衣膜機(jī)械性能差,在藥物釋放過程中破裂引起藥物突釋的現(xiàn)象,繼而獲得良好緩控釋性能。本研究分別加入相當(dāng)于CA重量20%、30%、40%的DEP作為增塑劑,對(duì)同一批山奈酚微孔滲透泵片片芯包衣,檢測(cè)釋放度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4?？芍鏊軇┑挠昧繉?duì)藥物釋放產(chǎn)生了一定程度的影響,隨著DEP用量增加導(dǎo)致釋藥速率降低。增塑劑用量不可過大,過量的增塑劑會(huì)導(dǎo)致聚合物薄膜軟化,導(dǎo)致包衣液的粘連和聚集,增加包衣難度,當(dāng)DEP用量為30%時(shí),釋藥曲線較平穩(wěn),藥物突釋較少,故確定增塑劑DEP的用量為30%。

圖4 不同用量增塑劑DEP的釋放度曲線

2.2.3 包衣增重對(duì)藥物釋放的影響

衣膜的厚度用包衣增重來(lái)表示,制備增重分別為4%、5%、6%的微孔滲透泵片,檢測(cè)釋放度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知包衣增重為4%和5%時(shí),藥物累積釋放率相當(dāng)。衣膜厚度的增加導(dǎo)致釋藥速率明顯減慢,累積釋放率也隨之顯著降低。因?yàn)橐履ず穸鹊脑黾訒?huì)降低水分向衣膜內(nèi)部的滲透速率,片芯沒有得到溶解,繼而滲透壓減小,藥物釋放速率減慢,同時(shí)藥物向衣膜外的釋放速率也降低。所以,包衣增重確定4%為宜。

圖5 不同包衣增重釋放度曲線

3 討 論

本研究對(duì)山奈酚微孔滲透泵片的處方進(jìn)行考察,確定了最優(yōu)片芯及包衣液處方,工藝簡(jiǎn)易,重現(xiàn)性優(yōu)良。體外釋放實(shí)驗(yàn)顯示,山奈酚微孔滲透泵片能夠延緩藥物的釋放,對(duì)于長(zhǎng)期反復(fù)用藥的病患,該劑型可以減少給藥次數(shù),延長(zhǎng)藥物藥效,并且提高患者用藥順應(yīng)性,改善血藥濃度波動(dòng)的情況,最終提升制劑的安全可靠性。

將山奈酚標(biāo)準(zhǔn)品溶液,在200～400nm波長(zhǎng)范圍進(jìn)行掃描,最大吸收峰在230nm處,處方中其它輔料在230nm波長(zhǎng)處無(wú)吸收,因此,選用230nm作為測(cè)定波長(zhǎng)。

微孔滲透泵片釋藥的主要?jiǎng)恿?lái)源于包衣膜內(nèi)外的滲透壓,促滲劑可以很好的調(diào)節(jié)滲透壓。因此,合適的滲透壓促進(jìn)劑是藥物制劑成功的關(guān)鍵因素[11]。由于山奈酚本身溶解度較差,其飽和溶液不能產(chǎn)生并維持足夠的滲透壓來(lái)保持合適的釋藥速率,故需加入適量的促滲劑[12-13]。本實(shí)驗(yàn)采用乳糖和NaCl作為滲透壓產(chǎn)生源,并在前期預(yù)實(shí)驗(yàn)考察了兩者不同的質(zhì)量比例對(duì)藥物釋放的影響。當(dāng)乳糖和NaCl的質(zhì)量比為1∶1和1∶2時(shí)藥物釋放出現(xiàn)時(shí)滯現(xiàn)象;而當(dāng)質(zhì)量比為2∶1時(shí),山奈酚累積釋放率最高,故選擇質(zhì)量比為2∶1的作為促滲劑處方。

由于山奈酚為難溶性藥物,需要在片芯處方中加入適量的表面活性劑進(jìn)行增溶,本實(shí)驗(yàn)片芯處方中填加了1.8%十二烷基硫酸鈉確保藥物充分的溶解并維持藥物在片芯中均勻分散。此外,目前微孔滲透泵包衣過程中多使用有機(jī)溶劑溶解包衣材料,存在一定的安全和環(huán)保問題,故對(duì)包衣液溶劑的更換和改進(jìn)也必將成為今后有價(jià)值的研究方向。