藥用乳糖性質(zhì)對低劑量片劑含量均勻度的影響

黃 晚，王晨暉，杞少鋆，姚 舉，孫鳳英

（吉林大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，吉林 長春 130012）

低劑量制劑一般指活性藥物成分（API）占總體比重為2%（歐洲標(biāo)準(zhǔn)）或者1%（美國標(biāo)準(zhǔn)）［1］以下的藥物制劑，適用于治療窗狹窄、副作用在較高劑量時比較明顯或者本身生物利用度較高的藥物.目前已上市的低劑量制劑其劑型絕大多數(shù)為片劑，少數(shù)為硬膠囊.片劑的常規(guī)制備方法包括干法制粒（DG）、濕法制粒（WG）等，也可以通過選擇適宜的輔料進行混合后直接壓片（DC）.片劑最重要的考察指標(biāo)為含量均勻度（CU），對于API含量極少，每片絕大部分為輔料的低劑量片劑，獲得合格的含量均勻度，無疑是對輔料、工藝及制備手段的挑戰(zhàn).目前已上市的低劑量片劑，處方復(fù)雜，制備工藝對機器和輔料要求很高，同時為了進一步改善低劑量片劑的含量均勻度，新型輔料的研發(fā)及設(shè)備的改良優(yōu)化也在不斷進行之中，檢測手段亦推陳出新［2］.噴霧干燥乳糖為新型的藥用－水乳糖，通過噴霧干燥技術(shù)制得的球形乳糖顆粒，具有極好的流動性，目前已被推廣用于直接壓片和干法制粒，并特別指出適用于低劑量片劑的制備及控制片重.另一方面，常規(guī)應(yīng)用于濕法制?；蚋煞ㄖ屏５难心ィ^篩－水乳糖，其顆粒外形多為不規(guī)則塊狀，流動性較差.以往的研究表明，將噴霧干燥乳糖應(yīng)用于手工濕法制粒壓片與研磨／過篩乳糖相比，可以得到更好的含量均勻度，這一結(jié)果在大規(guī)模投料生產(chǎn)上已得到印證.本文使用本實驗室自行合成的帕潘立酮衍生物——正戊立酮作為模型藥物，針對噴霧干燥乳糖、研磨／過篩乳糖及其制備出的顆粒的粉體性質(zhì)和最終成片的評價結(jié)果進行了研究和分析.

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 藥物和輔料

正戊立酮鹽酸鹽，本實驗室合成；乳糖：MEGGLE FLOWLAC 100（M 100），MEGGLE GRANULAC 200（M 200）（德國 MEGGLE集團上海辦事處惠贈）；Foremost Spray Dried Lactose NF 316Fastflo（F 316），NF Lactose Monohydrate 314WG＿GENERAL（F 314）（北京鳳禮精求商貿(mào)有限責(zé)任公司惠贈）；METHOCEL HPMC K100LV，K4M，K15M（上?？房蛋录夹g(shù)有限公司惠贈）.硬脂酸鎂（遼寧奧達制藥有限公司提供）.

1.1.2 其他試劑

鹽酸，磷酸氫二鈉，磷酸二氫鈉，磷酸鈉，正辛醇，北京化工廠出品；色譜甲醇，F(xiàn)isher SCI；無水乙醇，國藥集團出品.

1.2 方法

1.2.1 干／濕顆粒壓片

壓片處方比例見表1.稱量相應(yīng)藥物和輔料（藥物和輔料均過細篩），使用三維混合運動儀（SYH－5，南京方鷗機械設(shè)備制造廠生產(chǎn)）混合輔料與藥物.使用干法制粒機（GL2－25，開創(chuàng)機械生產(chǎn)）干法制粒；濕法制粒，使用攪拌機（JB－10L，江蘇泰興機械生產(chǎn)）及噴霧噴灑70%乙醇水溶液作為潤濕劑制備軟材，使用多功能濕顆粒機（Pharmag WG－30，德國）制備濕顆粒，45℃烘箱干燥.所得的干／濕顆?；旌?%硬脂酸鎂進行壓片（ZP－8旋轉(zhuǎn)壓片機，上海天祥健臺制藥機械有限公司生產(chǎn)）.

表1 處方設(shè)計

1.2.2 粉體性質(zhì)研究

使用激光粒度儀（L－13320mW，貝克曼庫爾特，美國）測量粒徑；使用粉末性能測試儀（PTG S4，PTTD200，Pharma－test，德國）測量松／緊密度、流動性和休止角；利用差式掃描量熱儀（DSC 1，梅特勒－托利多公司，美國）研究藥物和輔料的熱穩(wěn)定性質(zhì)；利用SEM掃描電鏡（JSM－6700F，日本電子株式會社）拍攝顆粒的微觀表面形態(tài).

1.2.3 正戊利酮體外分析方法的建立

體外分析方法如下：流動相為甲醇－水－三乙胺（V甲醇∶V水∶V三乙胺＝80∶19.5∶0.5），冰醋酸調(diào)pH值至10.22.吸收波長為280nm，色譜柱：Luna C18（2）（4.6mm×150mm，孔徑5μm，Phenomenex）.流速1.0mL／min，柱溫30℃.

1.2.4 藥片相關(guān)性質(zhì)檢測

根據(jù)中國藥典相關(guān)要求進行藥片硬度、脆碎度的檢查.含量均勻度檢查方法如下：取制得的藥片（n＝10或n＝39）投入含500mL去離子水的燒杯中，持續(xù)攪拌至藥片完全溶解；取釋放介質(zhì)5mL過0.45μm濾膜，收集濾液，進行HPLC檢測；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得出每片含藥量，根據(jù)中國藥典（2010版）關(guān)于含量均勻度檢查法的相關(guān)描述進行檢查.溶出曲線繪制方法為：將每批次藥片（n＝6）投入含500mL溶出介質(zhì)為去離子水的溶出杯中，溶出條件為溶出法第二法，即漿法，50r／min，37℃.在給定的時間點（0.5，1，1.5，2，4，6，8h）通過取樣針頭取樣5mL并回補5mL溶出介質(zhì).將取樣液體過0.45μm 濾膜，取濾液進行HPLC檢測.利用Origin軟件處理相關(guān)數(shù)據(jù)，繪制溶出曲線.

2 結(jié)果和分析

2.1 粉體性質(zhì)

分別使用Foremost和MEGGLE兩種品牌的乳糖，混合HPMC和藥物后所得到的混合物（DC）以及經(jīng)制粒后所形成的干／濕顆粒（DG／WG）粉體性質(zhì)差別很大（見表2）.

M 100和F 316是噴霧干燥乳糖，可以應(yīng)用于直接壓片.與藥物和HPMC進行混合后（M 100DC，F(xiàn) 316DC），其流動性優(yōu)異.但是研磨／過篩－水乳糖M 200和F 314經(jīng)過混合HPMC、藥物所得到的混合物M 200DC和F 314DC因為流動性太差以至于未能得到檢測數(shù)據(jù).經(jīng)過濕法制粒后，研磨／過篩乳糖濕顆粒（M 200WG，F(xiàn) 314WG）的流動性改善很多，但仍劣于噴霧干燥乳糖濕顆粒（M 100WG，F(xiàn) 316 WG）.另一方面，經(jīng)干法制粒后，研磨／過篩乳糖干顆粒的流動性為可接受／好，與之前的混合物相比有所改善.至于噴霧干燥乳糖干顆粒（M 100DG，F(xiàn) 316DG），對比兩者的100g下落時間及相似的休止角，可以發(fā)現(xiàn)M 100DG的流動性變化不大，具有自發(fā)流動的性質(zhì)，F(xiàn) 316DG則更傾向于在外力作用下進行流動，因此所花費的下落時間更多.其原因可能為這兩種噴霧干燥乳糖的粒徑分布雖然均處于100μm范圍內(nèi)，但其實際粒徑分布則有所差別，M 100具有更多小顆粒分布于＜32μm的范圍內(nèi).

表2 混合物，干／濕顆粒粉體性質(zhì)

松／緊密度是衡量粉體性質(zhì)的另一項指標(biāo)，并由此可計算出粉體的Carr系數(shù)和Hausner系數(shù)，分別說明物料的可壓性［4］和流動性［5］.M 100DG的Carr指數(shù)為16.67，顯著大于F 316DG的11.11（見表3），從側(cè)面印證了其自發(fā)流動性好，因此在同樣壓力的壓片環(huán)境下，可壓性差（顆粒易流動造成更多縫隙，不易成片，需加大壓片壓力），但在重力作用下好的流動性可使得整體制備過程中混合藥物分布得更加均勻.

表3 混合物，干／濕顆粒粉體性質(zhì)松／緊密度及流動性評價

粒度分布（見圖1及表4）反映出粉體樣品中不同粒徑顆粒占顆?？偭康陌俜謹?shù)，常用的指標(biāo)有d10，d50，d90.d90是指某樣品的累計粒度分布數(shù)達到90%時所對應(yīng)的粒徑大小，其物理意義是粒徑小于它的顆粒占總量的90%.d50，d10以此類推，其中d50常用來表示粉體的平均粒度.跨距是描述粒度分布寬窄的數(shù)值，越小則說明粒度分布越集中，因此在物料貯存、運輸和生產(chǎn)時因重力等外界作用造成分層的程度越輕且易于重新混勻.由表4及圖1的結(jié)果可見，濕顆粒的粒徑均遠大于使用同樣乳糖所制備的干顆粒，且粒度分布更趨向統(tǒng)一.經(jīng)過制粒過程后，初始粒徑相差很大的噴霧干燥乳糖和過篩／研磨乳糖形成粒徑分布相近的顆粒，但由于顆粒表面性質(zhì)不盡相同，其流動性和可壓性均具有較大差異，直接導(dǎo)致之后壓片所得到的片劑中藥物含量均勻度出現(xiàn)差異.

圖1 噴霧干燥乳糖和研磨／過篩乳糖制備的干／濕顆粒的粒度分布

表4 顆粒粒度分布 μm

2.2 干法／濕法制粒對藥物及輔料穩(wěn)定性的影響

經(jīng)過制粒之后，乳糖與HPMC和藥物形成了更為復(fù)雜的混合物.正戊立酮鹽酸鹽的熔點為225℃.DSC結(jié)果（見圖2）曲線所體現(xiàn)的是占總體絕大多數(shù)乳糖的熱變化.但是從乳糖曲線上失去結(jié)晶水的第一個峰和第二個熔融峰（圖2中（A）和（B））在顆粒制備后的峰偏移和變化可以看到，幾乎所有干顆粒都有峰形變寬（樣品融化并伴隨降解，樣品純度低）及向左偏移（熔點溫度下降）的現(xiàn)象，并多出現(xiàn)峰分叉（乳糖結(jié)晶晶型發(fā)生變化），說明經(jīng)過干法制粒后，乳糖的穩(wěn)定和均一性較濕顆粒中的乳糖要差.

圖2 DSC結(jié)果

值得注意的是，M 200DG的第一個失去結(jié)晶水的峰形幾乎消失不見，缺少乳糖結(jié)晶水的干顆粒流動性和可壓性極差，且其密度為所有批次壓片中最小的，以至于在之后的壓片過程中，無法成功壓得M 200DG藥片.

2.3 顆粒微觀表面結(jié)構(gòu)

通過SEM電鏡可以直觀地觀察到所制備顆粒的微觀表面結(jié)構(gòu)（見圖3）.

圖3 干／濕顆粒微觀表面形態(tài)（放大倍數(shù)分別為40倍和100倍）

噴霧干燥乳糖因其球形的形態(tài)結(jié)構(gòu)，即使經(jīng)過制粒過程后，少部分未形成顆粒的乳糖可以大大改善整體物料的流動性.研磨／過篩乳糖的濕顆粒為不規(guī)則立體形狀，且表面孔隙更小、更緊密（見圖4）.

圖4 干／濕顆粒微觀表面形態(tài)（放大倍數(shù)分別為40倍和100倍）

干法制粒后，無論是噴霧干燥乳糖還是研磨／過篩乳糖，都形成了粒徑差異極大的不規(guī)則立方體，與濕顆粒相比，干顆粒中未制成粒的球形噴霧干燥乳糖也幾乎無法觀察到，且干顆粒SEM結(jié)果中能明顯見到未制成粒的棒狀HPMC.

2.4 壓片相關(guān)檢查結(jié)果

2.4.1 硬度／脆碎度結(jié)果

經(jīng)干法／濕法制粒所得的壓片，其硬度差距較大（見表5）.使用噴霧干燥乳糖的批次硬度普遍大于使用研磨／過篩乳糖的批次.值得注意的是，M 200DG未能成功壓制成片，與其失去結(jié)晶水、流動性和可壓性極差有關(guān).盡管官方推薦M 200可應(yīng)用于干法制粒，但對于與HPMC搭配的該處方來說，結(jié)果是失敗的，需要添加有助于提高流動性的其他輔料，如微晶纖維素等，改善其總體的流動性.

2.4.2 含量均勻度結(jié)果

根據(jù)中國藥典相關(guān)要求進行片含量均勻度檢測，結(jié)果見表6.使用研磨／過篩乳糖的濕法制粒片含量均勻度在第一次抽檢（n＝10）時均不合格，追加抽檢20片（n＝30）后檢測合格.盡管其M 200WGT和F 314WGT含量均勻度RSD值均小于5%，但含藥量檢測值均高于設(shè)計值（3mg／片）.這與M 200 WG和F 314WG的較小的密度有關(guān)，壓片過程中通過控制片重未達到控制含藥量的目的，同樣片重，M 200WG和F 314WG填充的顆粒會較多，因此含藥量會高于其他批次的壓片.

表6 含量均勻度結(jié)果

值得注意的是，噴霧干燥乳糖F 316應(yīng)用于直壓時，在第一次抽檢（n＝10）時未能通過，追加抽檢后，勉強合格，但其含量均勻度RSD值顯著大于其余批次的藥片（P＜0.05），這可能與其較大的CAM系數(shù)有關(guān)，可壓性差導(dǎo)致其片重差異較大，也因此導(dǎo)致抽檢藥片時藥物的含量均勻度結(jié)果具有一定的隨機性，處于及格和不及格的交界處.

2.4.3 體外溶出曲線

體外溶出實驗中，在考察了不同溶出介質(zhì)之后［13］，由于正戊立酮鹽酸鹽在水中具有較好的溶解度，故優(yōu)選去離子水為藥片溶出介質(zhì)，結(jié)果見圖5.

圖5 片溶出曲線（溶出介質(zhì)為去離子水，漿速50r／min，溫度37℃）

對比兩個品牌乳糖批次壓片的溶出結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)直壓片普遍溶出較快（M 100DCT和F 316 DCT），基本在1.5h內(nèi)可完全溶出，且溶出度均在90%以上，M 100DCT甚至還出現(xiàn)了溶出過度的現(xiàn)象.類似地，M 200WGT溶出度也在1.5h之后達到了100%，其原因可能是因為在含量均勻度檢測時，藥片內(nèi)部顆粒包含有藥物部分的HPMC遇到溶出介質(zhì)后形成凝膠態(tài)膜，使得藥物未能完全徹底地溶于溶出介質(zhì)（盡管肉眼已無可見殘余物），使得實際檢測得到的含藥量略偏小.在溶出進行時，溶蝕和降解同時進行，使得藥片中藥物因滲透作用逐漸釋放至周圍介質(zhì)中，因此溶出的更加完全和徹底.

描述藥物釋放機制的方程有多種，如零級釋放、一級釋放，而大多數(shù)情況下，多孔聚合物骨架系統(tǒng)（porous matrix system）藥物釋放一般符合Fick定律，其釋放動力學(xué)過程可以用Higuchi方程來進行描述［7］.通過方程擬合釋放結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)藥片的釋放曲線基本符合Higuchi方程，即意味藥物釋放遵守骨架擴散機制（R2＞0.995），但是通過Korsmeyer－Peppas方程的釋放系數(shù)n的范圍［8］，M 200WGT和M 100WGT主要控制釋放的方式為super case－II transport（n＞1），即意味著藥物釋放主要由骨架溶蝕控制.而對于n＜0.5的，則屬于quasi－Fickian擴散（case I transport），藥物釋放主要由濃度梯度驅(qū)動的溶出擴散控制.對于0.5＜n＜1（特別是0.49＜n＜0.59），藥物擴散的主要機制則為Fick擴散和溶出機理的聯(lián)合作用［9］.與濕法制粒批次的藥片相比，干法制粒批次的藥片，因其在制備過程中HPMC為經(jīng)過黏合劑黏合形成了凝膠骨架結(jié)構(gòu)，其緩釋作用主要是在接觸到釋放介質(zhì)后形成水化膜時開始進行［10］，因此其釋放也更多地受到藥片顆粒粒徑分布的影響.另一方面，濕法制粒批次的藥片，因為經(jīng)過潤濕劑（主要是水）的作用，藥物分布于HPMC形成的骨架之中，在釋放時基本遵循Higuchi方程.該結(jié)果在使用另一品牌乳糖的同處方設(shè)計中，得到了證實［3］.噴霧干燥乳糖直壓法制得的批次藥片，其硬度、脆碎度和含量均勻度均與噴霧干燥乳糖濕法制得的批次藥片相近，但溶出略快于后者.干法制粒制得的批次藥片釋放最慢，主要原因是干法制粒所得藥片的顆粒粒徑小，比表面積大，因此使得HPMC所形成的凝膠骨架更加緊密［10］.F 316DGT的溶出在一定時間內(nèi)符合一級釋放模型，可以定義為緩釋.綜合考慮藥片含量均勻度結(jié)果和溶出行為曲線，噴霧干燥乳糖濕法制粒片和干法制粒片，結(jié)果優(yōu)于研磨／過篩－水乳糖的片劑（見表7）.

表7 藥片釋放方程擬合結(jié)果

3 結(jié)論

對于傳統(tǒng)劑型片劑來說，低劑量制劑意味著藥片中絕大部分為填充劑、稀釋劑等藥用輔料.乳糖是優(yōu)良的片劑輔料，品牌繁多、型號各異，用戶可根據(jù)需要進行選擇.而不同品牌粉體性質(zhì)相似的幾種乳糖在同一處方經(jīng)制備后在流動性、密度以及含量均勻度方面差異明顯.噴霧干燥乳糖經(jīng)濕法制粒后所形成的顆?；旌衔锲淞６冗m中，粒徑分布跨距小，在實際應(yīng)用中具有更優(yōu)越的重分散性.同時，能保持乳糖晶型在制粒過程中的穩(wěn)定.本研究中的結(jié)果為其他低劑量片劑的設(shè)計提供了有價值的結(jié)果和參考.

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