阿苯達(dá)唑納米微粉制備工藝研究

陳 跡， 馬運(yùn)芳， 王建華

(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥學(xué)部， 烏魯木齊 830054)

阿苯達(dá)唑(Albendazole，ABZ)為苯并咪唑類藥物，廣泛應(yīng)用于臨床治療鉤蟲病、蛔蟲病、鞭蟲病、蟯蟲病、旋毛蟲病、絳蟲病、囊蟲病等寄生蟲病，臨床療效良好。近年來(lái)臨床用于治療棘球蚴和泡球蚴病也取得了良好的療效，被WHO推薦為抗包蟲病的首選藥物[1]。 但阿苯達(dá)唑?qū)匐y溶性藥物，現(xiàn)有的阿苯達(dá)唑片劑、膠囊劑、顆粒劑等，口服后腸道吸收差，生物利用度相對(duì)較低，病灶部位藥物濃度低，長(zhǎng)期用藥毒副作用增加，影響了阿苯達(dá)唑的抗包蟲作用[2]。為此，結(jié)合藥劑學(xué)中納米藥物的優(yōu)勢(shì)，目前對(duì)阿苯達(dá)唑制劑進(jìn)行的研究包括阿苯達(dá)唑β-環(huán)糊精包合物、阿苯達(dá)唑聚氰基丙烯酸正丁醋納米球(ABZ-PBCA-NP)[3]、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)將ABZ、ABZSX制成固體分散劑等，但都因?yàn)閭鹘y(tǒng)阿苯達(dá)唑原料所固有的難溶性使得載藥量低而無(wú)法工業(yè)化生產(chǎn)。近年來(lái)納米藥物晶體成為難溶性藥物給藥系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)之一，納米藥物晶體可解決多數(shù)難溶性藥物的溶解度和溶出度問(wèn)題，提高其口服生物利用度，改善體內(nèi)分布[4]。本研究從解決藥物原料溶解性的角度出發(fā)，依據(jù)納米藥物晶體的常見制備方法[5]，并結(jié)合阿苯達(dá)唑的特性，采用液相沉淀法將阿苯達(dá)唑普通粉體原料制備為納米粉體原料(已獲國(guó)家發(fā)明專利，專利號(hào)ZL201010527042.2)，從而改善其溶解特性，為制備其他制劑提供條件。

1 儀器與試藥

1.1儀器高速離心機(jī)(北京醫(yī)用離心機(jī)廠，LG10-2.4A),離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠，TGL-16B),激光粒度儀(英國(guó)馬爾文公司， Nano-ZS90),透射電子顯微鏡(日本電子株式會(huì)社，JEM-1230),掃描電子顯微鏡(日本電子株式會(huì)社，JSM-6380),電熱恒溫干燥箱(上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠，GZX-DH-40X45-S),電子天平(Sartorius公司，BP310S),電子天平(Sartorius公司，BP211D),雙頻數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司，KQ-200VDB型),精密增力電動(dòng)攪拌器(金壇市科析儀器有限公司，JJ-1),精密pH計(jì)(上海雷磁儀器廠，PHS-3B),冷凍干燥機(jī)(日本，Blomedical Freezer),超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)(寧波新芝科技股份有限公司，JY92-ⅡDN)。

1.2試藥阿苯達(dá)唑原料藥(廣西桂林南藥股份有限公司，20040301)，無(wú)水乙醇(天津市北方玻采購(gòu)銷售中心，20040401)，冰醋酸(天津市巴斯夫化工有限公司，20031009)，聚丙烯酸鈉(sigma-aidrich，09922AH)，泊洛沙姆-188型(南京威爾化工公司，20020506)，吐溫-80(天津市福晨化學(xué)試劑廠，20021212)，氫氧化鈉(安徽合肥工業(yè)大學(xué)化學(xué)試劑廠，20051006)為分析純，水為超純水。

2 方法與結(jié)果

2.1阿苯達(dá)唑納米微粉的制備采用液相沉淀法，精密稱取處方量的阿苯達(dá)唑于冰醋酸中使其完全溶解，制得阿苯達(dá)唑冰醋酸溶液。同時(shí)配制含有適量聚丙烯酸鈉和泊洛沙姆-188的混合溶液，采用NaOH調(diào)pH在所需范圍。超聲或攪拌條件下，將此混合溶液快速加入到恒溫的阿苯達(dá)唑的冰醋酸溶液中，得到阿苯達(dá)唑混懸液。

將制得的阿苯達(dá)唑混懸液，在高速離心機(jī)上10 000 r/min離心30 min。取出離心產(chǎn)品，棄除其上清液，向管中沉淀加入適量蒸餾水，清洗沉淀，再于離心機(jī)上離心20 min，同法再次清洗沉淀。將最終清洗的沉淀置于-35℃冰箱中預(yù)凍12 h后冷凍干燥；待其完全干燥后得阿苯達(dá)唑納米微粉。將其置于干燥器中避光保存。

2.2阿苯達(dá)唑納米微粉的粒徑及電位的測(cè)定精密稱取適量阿苯達(dá)唑納米微粉于10 mL容量瓶中，加入100 μL的10%吐溫溶液潤(rùn)濕，超聲5 min后用超純水定容至刻度，續(xù)超聲30 min。取5 mL分散溶液用激光粒徑檢測(cè)儀測(cè)定粒徑及電位。

2.3阿苯達(dá)唑納米微粉的電鏡檢測(cè)透射電鏡檢測(cè)：稱取適量阿苯達(dá)唑納米微粉，加入超純水，超聲使其充分分散。采用薄層顯色噴霧器霧化后均勻噴于銅網(wǎng)膜上，采用透射電鏡對(duì)其進(jìn)行觀察。掃描電鏡檢測(cè)：在載物盤上粘上雙面膠帶，然后取少量粉末試樣在膠帶上的靠近載物盤圓心部位，然后用吹氣橡膠球朝載物盤徑向朝外方向輕吹，以使粉末可以均勻分布在膠帶上，把粘結(jié)不牢的粉末吹走，真空蒸鍍金膜處理后，采用掃描電鏡和透射電鏡對(duì)制備的ABZ納米微粉進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀測(cè)。另外，對(duì)原料藥的粒徑分布圖和阿苯達(dá)唑納米微粉粒徑圖進(jìn)行比較，對(duì)比ABZ原料藥和液相沉淀法制備的ABZ納米微粉的掃描和透射電鏡圖、粒徑分布圖,原料藥為粗粉，粒徑為300～1 200 nm，粒度分布范圍廣，其外觀為不規(guī)則多面體，分布不均勻；液相沉淀法制備的ABZ納米微粉為超細(xì)粉，粒徑為200 nm左右，D(90)為382 nm，粒度分布范圍狹窄為105～531 nm，其外觀呈不規(guī)則粒狀，且分布均勻,見圖1。

A：ABZ原料藥掃描電鏡圖(×10 000) B: ABZ原料藥透射電鏡圖(×25 000) C: ABZ原料粒徑分布圖

D: ABZ微粉掃描電鏡圖 (×20 000) E: ABZ微粉透射電鏡圖(×25 000) F: ABZ微粉粒徑分布圖

2.4工藝優(yōu)化

2.4.1 單因素考察 采用液相沉淀法，按“2.1”項(xiàng)下所述方法制備阿苯達(dá)唑混懸液，測(cè)得混懸液的初始pH約為3，在此基礎(chǔ)上用1 mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)混懸液的pH值，使其分別為5、6、7、10、12。并將其混懸液制成微粉。使用馬爾文粒徑儀測(cè)定各不同pH值下的混懸液和微粉復(fù)溶后的粒徑、電位，粒徑在pH=3時(shí)最小，隨著pH值不斷增大，粒徑相應(yīng)變大。當(dāng)pH≥5時(shí)，粒徑基本保持不變，結(jié)果見圖2。

圖2 混懸液pH值與阿苯達(dá)唑微粉粒徑關(guān)系圖

經(jīng)方差分析，結(jié)果表明：pH=3與pH=5、6、7、12均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P≤0.05)。通過(guò)對(duì)各pH值粒徑大小的比較， pH=3時(shí)所得粒徑最小，納米混懸液平均粒徑為(58.00±0.28) nm，獲得干粉平均粒徑為(177.00±2.25) nm。因此，阿苯達(dá)唑納米微粉的最佳制備pH值，為其初始pH值(即pH=3),實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 不同pH值下阿苯達(dá)唑的粒徑、電位(n=3)

2.4.2 正交試驗(yàn) 結(jié)合單因素試驗(yàn)(pH)的結(jié)果，在其基礎(chǔ)上建立正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選取溫度(因素A)、攪拌速度(因素B)和超聲時(shí)間(因素C)作為考察因素，每個(gè)因素設(shè)3個(gè)水平，篩選最佳工藝參數(shù),見表2。

表2 因素和水平表

注：攪拌時(shí)間均為20 min。

由因素和水平設(shè)計(jì)表，設(shè)計(jì)L9(34)正交試驗(yàn)表。按照正交試驗(yàn)表?xiàng)l件，采用液相沉淀法制備阿苯達(dá)唑的混懸液和納米微粉。對(duì)其粒徑進(jìn)行檢測(cè)及形貌觀測(cè)，結(jié)果見表3、4。

表3 正交試驗(yàn)結(jié)果(n=3)

表4 方差分析表(n=3)

對(duì)結(jié)果進(jìn)行直觀分析，可知各因素對(duì)ABZ納米微粉粒徑的影響大小順序?yàn)锳>B>C,且A2>A1>A3, B3>B1>B2,C1>C3>C2。本實(shí)驗(yàn)以粒徑為參考指標(biāo)，微粉粒徑越小，其方案愈優(yōu)。故最優(yōu)方案組合為A3B2C2，即制備溫度40℃,攪拌速度500 r/min,超聲時(shí)間10 min。

正交結(jié)果進(jìn)行方差分析顯示：溫度和攪拌速度對(duì)粒徑影響有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，超聲時(shí)間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。按均方大小排列各因素的貢獻(xiàn)大小為：A>B>C，即制備溫度為主要影響微粉粒徑的原因，攪拌速度次之，而超聲與否不會(huì)影響微粉粒徑。正交結(jié)果的直觀分析和方差分析，結(jié)果基本一致，因此選定制備溫度40℃、500 r/min攪拌為最佳制備工藝。

2.4.3 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果 為了考察上述優(yōu)選制備條件工藝的穩(wěn)定性及可行性,按照上述篩選的最佳工藝制備3批阿苯達(dá)唑納米微粉，進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)。結(jié)果RSD=1.73%，用優(yōu)選的制備條件,阿苯達(dá)唑納米微粉的粒徑均較小，且分散均勻，粒徑為200 nm左右，工藝穩(wěn)定，重現(xiàn)性好，見表5。

表5 驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果

3 討論

目前常用的藥物微粉化方法可分為兩類：一類是通過(guò)機(jī)械方法將大塊固體粉碎，如球磨法、氣流粉碎法、高壓均質(zhì)法等;另一類是將原子或分子態(tài)的物質(zhì)凝聚成所需超細(xì)顆粒，如超臨界法、液相沉淀法、噴霧干燥法、噴霧-冷凍干燥法等[6-7]。氣流粉碎法和球磨法一般存在著產(chǎn)品粒度分布寬、能耗大、效率低、易使熱不穩(wěn)定藥物的結(jié)構(gòu)破壞或降解等特點(diǎn)；球磨法還易造成產(chǎn)品的污染；超臨界法設(shè)備昂貴，對(duì)溶劑的要求很高，而且不容易得到粒度分布均勻的藥物[8]；噴霧干燥法不適于熱敏性藥物顆粒的制備，并且由于溶劑的大量使用，而使實(shí)驗(yàn)結(jié)果不能排除溶劑的干擾； 噴霧-冷凍干燥法能耗較高。相比之下，液相沉淀法具有成本低、工藝簡(jiǎn)單、易操作等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景較廣。

液相沉淀法制備阿苯達(dá)唑納米微粉的原理實(shí)際是溶解在良溶劑中的阿苯達(dá)唑在不良溶劑中迅速析出結(jié)晶的過(guò)程，此過(guò)程也是一個(gè)晶體生長(zhǎng)的過(guò)程，是一個(gè)相變的過(guò)程，對(duì)于溶液中晶體的生長(zhǎng)，這個(gè)過(guò)程可以分為成核階段和長(zhǎng)大階段，為獲得粒度分布均勻且平均粒徑小的顆粒必須滿足以下條件：(1)高濃度；(2)濃度分布均一；(3)所有顆粒有同樣的晶體生長(zhǎng)時(shí)間。在阿苯達(dá)唑溶液加入不良溶劑中的瞬間，在局部反應(yīng)區(qū)內(nèi)可形成很高的過(guò)飽和度，適當(dāng)?shù)幕旌戏绞綄?duì)溶液濃度分布的均一性及所有顆粒有同樣的晶體生長(zhǎng)環(huán)境及時(shí)間具有重要的意義。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)勻速攪拌較超聲波的混合方式有效，溶液的溫度及pH值是晶體成長(zhǎng)的重要條件，溫度及pH值對(duì)最終得到的納米微粉的粒徑均有明顯影響。另外在形成的阿苯達(dá)唑混懸液中，納米晶體是高度分散的多相體系，擁有巨大的比表面積，需用穩(wěn)定劑維持穩(wěn)定性。加入親水性高分子物質(zhì)、表面活性劑等穩(wěn)定劑，一方面可在晶體析出時(shí)利用其特殊的空間結(jié)構(gòu)有效控制晶體的大小在納米范圍；另一方面可對(duì)納米微粉進(jìn)行表面修飾，并利用其分子空間位阻作用避免粒子聚集，增加阿苯達(dá)唑納米微粉的穩(wěn)定性及抗團(tuán)聚能力。本研究分別選用表面活性劑泊洛沙姆-188及親水性的聚電解質(zhì)聚丙烯酸鈉作為穩(wěn)定劑并兼具納米晶體的表面修飾作用，獲得了較好的結(jié)果，得到了粒徑較小、分布均勻、形貌較好的阿苯達(dá)唑納米微粉，其中作為食物添加劑的聚丙烯酸鈉運(yùn)用到藥物納米微粉的制備國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)未見報(bào)道，此項(xiàng)研究獲得了國(guó)家發(fā)明專利。

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