5-氨基水楊酸pH依賴型控釋微丸的制備及質(zhì)量評(píng)價(jià)

程 娟，田麗娟，周建平，黃春玉，戴銀娣，謝 俊*

1南京金陵藥業(yè)股份有限公司技術(shù)中心，南京 210009；2中國藥科大學(xué)藥劑教研室，南京 210009

5-氨基水楊酸（美沙拉嗪）是治療潰瘍性結(jié)腸炎和克隆氏病的有效藥物。在英國胃腸病學(xué)會(huì)制定的成人炎癥性腸病 （inflammatory bowel disease，IBD）處理指南中建議，各類IBD以美沙拉嗪為一線治療藥物[1]。該藥主要是在小腸下段局部消炎起效，定位釋藥、增大藥物與病灶接觸面積和濃度均可提高療效[2]。因此結(jié)腸定位緩釋微丸是其理想劑型的最佳選擇。本文采用擠出滾圓法制備美沙拉嗪載藥丸芯，對(duì)丸芯進(jìn)行評(píng)價(jià)后以尤特奇（Eudrigit S100）水分散體包衣，得到了具有結(jié)腸定位釋放特性的微丸。

1 儀器與試劑

1.1 儀器

E-35A型擠出機(jī) （重慶英格制藥機(jī)械有限公司）；R-250型拋圓機(jī) （重慶英格制藥機(jī)械有限公司）；流化床 （重慶精工制藥機(jī)械責(zé)任有限公司）；ZRS-8G智能溶出儀 （天津大學(xué)無線電廠）；320型pH酸度計(jì)（Mettler Toledo公司）；LabTech UV Blue Star紫外可見分光光度計(jì) （北京萊伯泰科儀器有限公司）；顯微鏡（Novel公司）；BT-1600圖像顆粒分析系統(tǒng)（丹東百特科技有限公司）。

1.2 藥品與試劑

5-氨基水楊酸（純度＞98%，牡丹江恒遠(yuǎn)藥業(yè)有限公司，批號(hào)：20110701）；Eudrigit S100水分散體（羅姆公司）；HPMC-E5（卡樂康公司）；PEG 6000（西隴化工有限公司）；微晶纖維素WJ-102（安徽山河藥用輔料股份有限公司，批號(hào)：101001）；乳糖（美劑樂公司）；檸檬酸三乙酯 （上海晶純?cè)噭┯邢薰荆?；超?xì)滑石粉（西隴化工有限公司）；其余試劑均為分析純。

2 方法與結(jié)果

2.1 載藥丸芯制備及質(zhì)量評(píng)價(jià)

將藥物與賦形劑粉碎過篩，混勻，加入適量粘合劑，制軟材，置擠出滾圓機(jī)中制濕微丸，（60±5）℃烘干，篩分18～24目的微丸，得載藥丸芯。

載藥丸芯的制備受處方和工藝影響，處方篩選中對(duì)不同的載藥量、賦形劑種類、粘合劑種類及其用量進(jìn)行研究；工藝優(yōu)化中對(duì)不同的擠出速度、滾圓機(jī)的轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)頻率和時(shí)間進(jìn)行考察。以制備所得的載藥丸芯的圓整度、粒度分布和收率、脆碎度和流動(dòng)性為指標(biāo)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。

2.1.1 處方因素 賦形劑是調(diào)節(jié)軟材性質(zhì)的重要因素，其種類和用量對(duì)載藥軟材的塑性和彈性都有較大影響。選擇淀粉、乳糖、微晶纖維素（MCC）作為賦形劑，初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，MCC是較好的成丸賦形劑，載藥量變化范圍為60%～95%。

粘合劑的種類和用量是影響軟材的粘彈性和微丸脆碎度、硬度的重要因素。選擇純化水、乙醇-水溶液、HPMC E5的乙醇-水溶液作為粘合劑[3]，初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，HPMC E5的乙醇-水溶液作為粘合劑，其制備的微丸較易成型，粘合劑用量范圍為40～70 g/100 g混粉。

2.1.2 工藝因素 擠出速度對(duì)微丸的質(zhì)量有很大影響。固定其它工藝因素和丸芯處方，考察不同擠出速度（20、30、40 Hz）對(duì)微丸質(zhì)量的影響。擠出速度越快，單位時(shí)間內(nèi)的擠出物越多，工作效率較高。

滾圓速度對(duì)微丸的粒徑分布、收率、硬度、圓整度等均有明顯影響。固定其它工藝因素和丸芯處方，考察不同的滾圓速度（20、30、40 r·min-1）和不同的滾圓時(shí)間（3、5、8 min）對(duì)微丸質(zhì)量的影響，初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，滾圓速度的設(shè)定跟擠出物性質(zhì)有關(guān)，而滾圓時(shí)間以8 min為佳，滾圓時(shí)間越長(zhǎng)微丸的圓整度越好且硬度越大[4]。

2.1.3 正交試驗(yàn) 表1中以處方因素[載藥量（%）、粘合劑用量（mL/100 g）]和工藝因素[擠出速度（Hz）、滾圓速度 （r·min-1）]設(shè)計(jì)了4因素3水平的正交試驗(yàn)，以圓整度（長(zhǎng)短徑比AR值，X），圓形度（C），目標(biāo)粒徑收率（%，Y），脆碎度（%，H）和流動(dòng)性（休止角°，F(xiàn)）為素丸的質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行處方和工藝優(yōu)化。

表1 正交試驗(yàn)的因素和水平

圓整度是評(píng)價(jià)微丸的重要基本指標(biāo)之一，圖像分析軟件的應(yīng)用對(duì)圓整度的評(píng)價(jià)比目測(cè)更為準(zhǔn)確可靠[5]，對(duì)微丸進(jìn)行顯微鏡觀察和BT-1600圖像分析軟件對(duì)微丸的圓整度進(jìn)行評(píng)價(jià)，圓整度評(píng)價(jià)以圓形度數(shù)值在0.96～1區(qū)間的顆粒百分比為計(jì)。

以分樣篩對(duì)微丸進(jìn)行篩分，計(jì)算粒度分布和目標(biāo)粒徑的收率。采用脆碎度測(cè)定儀對(duì)微丸的脆碎度進(jìn)行評(píng)價(jià)，以5分鐘內(nèi)微丸的碎裂百分?jǐn)?shù)為計(jì)。通過休止角的測(cè)定對(duì)微丸的流動(dòng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

根據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)微丸質(zhì)量的影響，設(shè)定每項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)均為0.2，綜合評(píng)分方法為0.2+（F/18 0 ）×0.2。首先計(jì)算各因素的極差值可以得出載藥量對(duì)微丸的綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)影響最大；其次是滾圓速度和擠出速度，影響最小的是粘合劑用量。根據(jù)正交設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最佳處方應(yīng)為A3D2C1B2。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的最優(yōu)處方制備微丸，得到綜合評(píng)分為0.06的樣品，與正交設(shè)計(jì)結(jié)果一致。

圖1是正交設(shè)計(jì)各組實(shí)驗(yàn)所得的微丸在顯微鏡下的照片，可以看出高載藥量組（1、2、3）成型性均較差，微丸成棒狀，不易滾圓；而低載藥量組（7、8、9）的微丸具有較好的圓整度和圓形度。同等載藥量下，滾圓速度30 r·min-1（2、6、7）有相對(duì)較好的成型性。

圖1 微丸顯微鏡觀察

2.2 釋放度的測(cè)定[2]

2.2.1 測(cè)定波長(zhǎng)的選擇 5-氨基水楊酸在0.1 mol· L-1HCl和pH 7.5磷酸鹽緩沖液中于330 nm處存在最大吸收，而輔料在此波長(zhǎng)處基本無吸收，不干擾主藥測(cè)定，因此含量測(cè)定波長(zhǎng)選擇330 nm。

2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立 以0.1 mol·L-1HCl和pH 7.5磷酸鹽緩沖液為溶劑，配制質(zhì)量濃度分別為5、10、20、30、40、50、60、70 μg·mL-1的5-氨基水楊酸溶液。在330 nm處測(cè)定吸收度A，對(duì)質(zhì)量濃度C進(jìn)行線性回歸，在0.1 mol·L-1HCl中，線性方程為：A1= 0.0101C+0.0096（r=0.9999）；在pH 7.5磷酸鹽緩沖液中，線性方程為：A2=0.0124C+0.0083（r=0.9999）。2.2.3 方法學(xué)考察結(jié)果 精密稱取5-氨基水楊酸及輔料適量，分別以0.1 mol·L-1HCl，PBS（pH 7.5）配制成高、中、低濃度的溶液，經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過濾，在330nm處測(cè)定吸收度，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算含量，以測(cè)得量與加入量計(jì)算回收率。在0.1 mol·L-1HCl中，回收率分別為99.22%、99.28%、100.21%，RSD為0.57%；在PBS（pH 7.5）中，回收率分別為100.34%、99.73%、99.15%，RSD為0.23%。日內(nèi)、日間精密度RSD均＜2%。5-氨基水楊酸質(zhì)量濃度為55 μg·mL-1，在PBS（pH 7.5）和0.1 mol·L-1HCl溶液中12 h之內(nèi)穩(wěn)定。

2.3 包衣緩釋微丸的制備

采用流化床設(shè)備通過持續(xù)或短時(shí)間噴霧方法進(jìn)行包衣。包衣轉(zhuǎn)速為4 r·min-1，霧化壓力為0.1 MPa，進(jìn)風(fēng)溫度為45℃～55℃，隔離衣膜材選用HPMC E5，增塑劑為PEG6000，包衣增重5%，緩釋衣膜材選用尤特奇水分散體，增塑劑為檸檬酸三乙酯，包衣增重6%～15%。增重達(dá)到后繼續(xù)吹熱空氣干燥30 min，將干燥后的包衣微丸烘箱中進(jìn)行熱處理。2.3.1 釋放度實(shí)驗(yàn)方法 按照 《中國藥典》2010年版二部附錄XD釋放度測(cè)定法，以及XIXD緩釋、控釋和遲釋制劑指導(dǎo)原則等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。采用轉(zhuǎn)籃法，轉(zhuǎn)速為100 r·min-1，溫度為（37±0.5）℃，釋放介質(zhì)為1000 mL的0.1 mol·L-1的鹽酸或PBS（pH 7.5）溶液。取5-氨基水楊酸緩釋微丸6份（按5-氨基水楊酸計(jì)500 mg/份），置于轉(zhuǎn)籃中，在前述釋放條件下，先以0.1 mol·L-1鹽酸溶液為釋放介質(zhì)，2 h后換成PBS（pH 7.5）溶液為釋放介質(zhì)。在1、2、4、6、8、10、12、14h時(shí)取溶液10mL，同時(shí)補(bǔ)充同溫同體積的新鮮介質(zhì)，立即用0.45μm微孔濾膜濾過，濾液在330nm處測(cè)吸收度，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線方程，計(jì)算藥物濃度和累積釋放率。

2.3.2 包衣增重篩選 包衣增重對(duì)藥物釋放行為有很大影響，分別考察了6%～15%的包衣增重對(duì)緩釋微丸的釋放度影響。結(jié)果見圖2。從圖2中可以看出，在2 h內(nèi)，釋放介質(zhì)為pH 1.2人工胃液，藥物幾乎無釋放。2 h后釋放介質(zhì)更換為pH 7.5人工腸液，藥物隨包衣膜的溶解緩慢釋放，達(dá)到了結(jié)腸控釋的目的。隨著包衣增重的增加，釋放越來越緩慢。

圖2 包衣增重對(duì)釋放度的影響

2.3.3 老化時(shí)間考察 由于采用的是水分散體包衣技術(shù)，因此包衣結(jié)束后的熱處理對(duì)包衣膜的愈合影響較大，從而影響藥物的釋放曲線。對(duì)熱處理的溫度（40、50、60℃）和時(shí)間（12、24、48 h）進(jìn)行了考察。結(jié)果表明，40℃和50℃的老化溫度達(dá)不到膜愈合的最低溫度，60℃才能完成老化過程，24小時(shí)可以完成膜的完全愈合，繼續(xù)老化對(duì)膜愈合和釋放速率無影響。因此，確定老化工藝參數(shù)為60℃、24 h。

3 結(jié)論與討論

本文制備了5-氨基水楊酸 （美沙拉嗪）pH依賴型控釋微丸。以擠出滾圓法制備了含5-氨基水楊酸80%的高載藥丸芯，丸芯圓整度佳，硬度好，目標(biāo)粒徑收率高；以Eudright S100水分散體為膜材制備了控釋微丸，在pH 7.5的人工腸液中可持續(xù)恒速釋放藥物。

3.1 載藥丸芯制備

載藥丸芯的處方組成和制備工藝對(duì)其成型均有較大影響，根據(jù)正交設(shè)計(jì)的結(jié)果，載藥量是主要處方影響因素；滾圓速度和擠出速度對(duì)成型均有一定影響；粘合劑的用量的影響最小。載藥量的變化其實(shí)就是主藥和微晶纖維素配比的變化，微晶纖維素由于其獨(dú)特的分子海綿性質(zhì)，具有其他輔料不可比擬的吸水力和保水力，是擠出滾圓制備微丸的不可或缺的賦形劑[6-7]。當(dāng)微晶纖維素含量提高，載藥量降低時(shí)，微丸的圓整度有較大改善，這是因?yàn)槲⒕Юw維素的含量提高后軟材的整體吸水能力和保水能力提高，在滾圓的過程中，丸芯中有充足的水分保證其有一定的可塑性。軟材的濕擠出條進(jìn)入滾圓機(jī)后被迅速切割成短棒，粘合劑及液橋帶來的作用力使得在高速滾圓的過程中短棒不會(huì)松散成粉，隨著小短棒或橢圓形的丸芯在滾圓鍋中自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的過程，具有良好變形能力的微丸被慢慢滾圓成型[圖2（7）、（8）、（9）]。如果微晶纖維素的含量較低、載藥量較高，則丸芯的吸水力和保水力都下降，滾圓時(shí)丸芯的水分不充足，隨著滾圓過程中的水分迅速蒸發(fā)丸芯越來越硬，無法滾圓成型，多以短棒或橢圓形成型[圖2（1）、（2）、（3）]。

在丸芯的質(zhì)量評(píng)價(jià)中，對(duì)圓整度的評(píng)價(jià)采用了圖像軟件分析的方法。該方法具有樣本采集量大、分析均勻性好、分析方法精準(zhǔn)、分析結(jié)果可靠的優(yōu)勢(shì)。

3.2 pH依賴型控釋微丸制備

pH依賴型控釋微丸的制備主要是通過流化床包尤特奇腸溶控釋衣的方法，由于采用丙烯酸樹脂水分散體包衣，包衣結(jié)束后需要對(duì)包衣膜進(jìn)行老化，完成膜的愈合。該工藝中，包衣增加重量、包衣后的老化溫度、老化時(shí)間均對(duì)釋放度有影響。隨著包衣增重的提高，釋放速率降低。膜材在pH 1.2的酸性條件下不溶，而在pH 7.5的弱堿性條件下溶解并緩慢釋放藥物。如圖2所示，6%～15%的增重在pH 1.2的釋放介質(zhì)中均無釋藥，在pH 7.5的釋放介質(zhì)中，6%的增重釋藥較快，1 h釋藥量＞25%；而15%的增重釋藥過慢，4 h釋藥量＜40%；8%、10%和12%的增重均可達(dá)到藥物設(shè)計(jì)各控制點(diǎn)釋放度的要求[8]，但8%的增重在12 h累積釋藥量＞90%，更符合12 h控釋的設(shè)計(jì)，因此選擇8%為最佳包衣增重率。水分散體包衣膜需要老化，隨著老化的完成，膜逐漸完成愈合最終態(tài)，愈合后的膜是連續(xù)完整的。老化過程的工藝參數(shù)影響膜愈合的程度，從而影響藥物的釋放速率。

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