雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物的制備及評(píng)價(jià)

陳麗麗，安杉杉，陳燕忠，呂竹芬，謝清春

(廣東藥學(xué)院藥物研究所/廣東省藥物新劑型重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州510006)

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雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物的制備及評(píng)價(jià)

陳麗麗，安杉杉，陳燕忠*，呂竹芬，謝清春

(廣東藥學(xué)院藥物研究所/廣東省藥物新劑型重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州510006)

摘要：目的制備雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物，探討其形成機(jī)理并考察其穩(wěn)定性。方法用靜態(tài)離子交換法制備雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物，通過正交設(shè)計(jì)法優(yōu)化處方制備工藝；通過光學(xué)顯微鏡觀察藥物樹脂復(fù)合物的形態(tài)外觀；通過X-ray衍射分析、差示掃描量熱分析以及紅外光譜分析探討藥物樹脂復(fù)合物的形成機(jī)理；通過吸濕平衡曲線評(píng)價(jià)雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物的防潮性能；通過破壞性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物的耐酸性能。結(jié)果優(yōu)化所得最佳制備工藝：藥物初始濃度為1.0 g·L-1，藥物樹脂質(zhì)量比為1︰3，溶液介質(zhì)離子強(qiáng)度為0.001 mol·L-1的氫氧化鈉溶液，制備溫度為30 ℃。經(jīng)紅外光譜分析、X-ray衍射和DSC分析，藥物樹脂復(fù)合物所載藥物是以化學(xué)鍵的形式結(jié)合到離子交換樹脂上的。雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物也具有一定的防潮和耐酸性能。結(jié)論雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物是通過化學(xué)鍵形成的，且在一定程度上能夠提高藥物的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：雷貝拉唑鈉；離子交換樹脂；藥物樹脂復(fù)合物；穩(wěn)定性

雷貝拉唑鈉(rabeprazole sodium，RAB)作為新一代質(zhì)子泵抑制劑[1]，治療反流食管炎、胃潰瘍和十二指腸潰瘍有良好的療效[2-4]。但雷貝拉唑鈉對(duì)濕、熱和光不穩(wěn)定，尤其是遇酸降解更快[5]，因此，研究提高雷貝拉唑鈉穩(wěn)定性的劑型和技術(shù)尤為重要。

離子交換樹脂(ion exchange resin，IER)分子中含有活性基團(tuán)，能與其他物質(zhì)進(jìn)行離子交換，形成樹脂復(fù)合物[6]，并可進(jìn)一步制備成混懸劑、透皮制劑和氣霧劑等多種遞藥系統(tǒng)[7]。IER的離子交換能力及微孔吸附能力可被應(yīng)用于改善藥物的理化性質(zhì)[8-10]。IER通過其離子交換和微孔吸附作用將藥物分散在其高分子骨架體系中，避免環(huán)境因素對(duì)藥物的影響。因此，將性質(zhì)不穩(wěn)定的藥物制備成藥物樹脂復(fù)合物后通常會(huì)比藥物本身更穩(wěn)定[11]。

本文采用靜態(tài)離子交換法，制備了雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物，考察了其制備的工藝參數(shù)，評(píng)價(jià)了樹脂復(fù)合物的穩(wěn)定性。

1儀器與試藥

1.1儀器e2695系列高效液相色譜儀(2489 UV

檢測(cè)器，美國Waters公司)；THZ-82型水浴恒溫振蕩器(江蘇省金壇市宏華儀器廠)；KQ-300DA型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；DV130光學(xué)顯微鏡(重慶奧特光學(xué)儀器有限公司)；FTIR NICOLET 6700型紅外光譜測(cè)定儀(美國Nicolet公司)；DSC4000型熱分析儀(美國Perkin Elmer公司)；Delsa Nano C粒度測(cè)定儀(美國BECKMAN COULTER公司)

1.2試藥雷貝拉唑鈉(批號(hào)RAD20131201，常州康麗制藥有限公司)；離子交換樹脂Duolite AP143(Rohm and Haas，陶氏化學(xué)公司)；氯化鈉、氫氧化鈉、氯化鎂、溴化鈉、硝酸鉀等試劑均為分析純。

2方法與結(jié)果

2.1藥物樹脂復(fù)合物的含量測(cè)定方法

2.1.1色譜條件以Kromasil 100-5 C18(250 mm×4.6 mm，5 μm) 為色譜柱；流動(dòng)相為甲醇-磷酸鹽緩沖鹽(pH值為7.0)= 60∶40混合溶液；檢測(cè)波長為292 nm；柱溫為30 ℃；流速為1 mL·min-1；進(jìn)樣量為10 μL。

2.1.2含量測(cè)定方法雷貝拉唑鈉：精密稱取雷貝拉唑鈉10 mg，置于10 mL量瓶中，甲醇：0.05 mol·L-1氫氧化鈉溶液(3∶2)溶解并稀釋至刻度。精密量取1 mL該溶液置于10 mL量瓶中，用流動(dòng)相稀釋并定容至刻度，用0.22 μm濾膜濾過，精密量取10 μL，注入液相色譜儀。

雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物：精密稱取雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物適量(約相當(dāng)于雷貝拉唑鈉10 mg)，置于100 mL量瓶中，加入1 mol·L-1的氯化鈉溶液(用氫氧化鈉溶液調(diào)至pH值為9)為解離介質(zhì)，渦旋1 min后，置于100 W下超聲30 min，搖勻，移取適量置于10 mL離心管中，以5 000 r·min-1離心5 min，取2 mL上清液，加入0.5 mol·L-1的氫氧化鈉溶液2 mL ，用0.22 μm濾膜濾過，精密量取10 μL，注入液相色譜儀。

2.2雷貝拉唑鈉復(fù)合物的制備精密稱取雷貝拉唑鈉適量，置于錐形瓶中，加入一定體積0.001 mol·L-1的氫氧化鈉溶液適量，攪拌溶解，然后加入適量的離子交換樹脂，在一定溫度下水浴振蕩12 h，靜置、濾過，用0.001 mol·L-1的氫氧化鈉溶液洗滌濾留物，干燥，即得雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物。

2.3制備工藝的篩選

2.3.1正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在單因素考察的基礎(chǔ)上可知，影響藥物利用率和樹脂交換藥量的主要因素為藥物濃度、藥物與樹脂質(zhì)量比(簡稱藥脂比)、氫氧化鈉溶液濃度和制備溫度，對(duì)這4個(gè)因素進(jìn)行考察，每個(gè)因素設(shè)置3個(gè)水平，按照L9(34)正交表進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，以藥物利用率(E)和樹脂交換藥量(Q)為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用加權(quán)評(píng)分法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析篩選最佳處方(設(shè)E、Q權(quán)重系數(shù)分別為0.7和0.3)。因素水平見表1，正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果和方差分析見表2～3。

表1正交實(shí)驗(yàn)因素與水平

Tab.1 Factors and levels in the orthogonal design

水平因素A,藥物質(zhì)量濃度/g·L-1B,氫氧化鈉溶液濃度/mol·L-1C,藥脂比D,溫度/℃10.250.001 1︰12020.500.010 1︰23031.000.100 1︰340

表2正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果

Tab.2 Results of orthogonal test

編號(hào)ABCD(誤差)樹脂交換藥量/g︰g藥物利用率/%總因子指數(shù)11 1 1 1 0.6260.320.349221 2 2 2 0.3569.800.372031 3 3 3 0.1957.350.013642 1 2 3 0.6362.670.404052 2 3 1 0.3264.510.244062 3 1 2 0.3089.700.749873 1 3 2 0.6464.040.438683 2 1 3 0.4589.740.846493 3 2 1 0.3090.610.7686K10.2450.3970.6480.454K20.4660.4870.5150.520K30.6850.5110.2320.421R0.4400.1130.4160.099

表3方差分析結(jié)果

Tab.3 Results of analysis of variance

因素SSfFF臨界值顯著性(P)A0.290219.33319.000*B0.02221.46719.000C0.271218.06719.000D(誤差)0.01521.00019.000

注:F0.05(2，2)=19。

由表2可知，因素A和C是主要影響因素。各因素對(duì)藥物利用率和樹脂交換藥量的影響順序依次是A>C>B>D。由表3可知，A因素對(duì)藥物利用率和樹脂交換藥量有顯著性影響。優(yōu)化后的最佳處方工藝為A3B3C1D2，即藥物初始質(zhì)量濃度為1.0 g·L-1，藥物與樹脂質(zhì)量比為1︰3，溶液介質(zhì)離子強(qiáng)度為0.001 mol·L-1的氫氧化鈉溶液，制備溫度為30 ℃。

2.4藥物樹脂復(fù)合物的表征

2.4.1雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物的X-ray衍射分析取雷貝拉唑鈉、空白樹脂、兩者的物理混合物和雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物適量，分別進(jìn)行X-ray衍射。分析測(cè)試條件：Cu靶，管壓為40 kV，管流為50 μmA，狹縫寬度DS=SS=1°，接受狹縫為0.3 mm，掃描范圍為2°～50°，掃描速度為3°·min-1，步寬為0.01°。X-ray分析圖譜見圖1。

A

B

C

D

圖1雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物確證的 X-ray 圖譜

A.空白樹脂；B.雷貝拉唑鈉；C.雷貝拉唑鈉樹脂物理混合物；D.雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物

Fig.1X-ray curves of different samples for validation of sodium rabeprazole -resin complex

A.blank resin；B.sodium rabeprazole；C.physical mixture；

D.rabeprazole-resinate complex

由圖1可知，雷貝拉唑鈉是以結(jié)晶形式存在的；物理混合物中雷貝拉唑鈉的特征峰仍存在，但強(qiáng)度有所減弱。而雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物中藥物的特征峰消失，表明雷貝拉唑鈉是以離子鍵結(jié)合至離子交換樹脂上，而不是簡單的物理吸附。

2.4.2雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物的DSC分析取雷貝拉唑鈉、空白樹脂、兩者的物理混合物和雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物適量，以空白鋁皿為對(duì)照，升溫速率10 ℃·min-1，溫度范圍為20～200 ℃，分別進(jìn)行差示掃描量熱法分析。見圖2。 由圖2可知，物理混合的樹脂和雷貝拉唑鈉的DSC圖出現(xiàn)各自的獨(dú)立吸收峰，而形成藥物樹脂復(fù)合物后，僅出現(xiàn)一個(gè)峰，雷貝拉唑鈉的吸收峰消失，表明雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物中的藥物是以離子鍵交換至樹脂上，而不是簡單的物理吸附。

圖2差示掃描熱分析圖

a.空白樹脂；b.雷貝拉唑鈉；c.物理混合物；d.雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物

Fig.2DSC thermograms

a.blank resin；b.sodium rabeprazole；c.physical mixture；

d.sodium rabeprazole-resinate complex

2.4.3雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物的紅外光譜分析取雷貝拉唑鈉、空白樹脂、兩者的物理混合物和雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物適量，與溴化鉀晶體共同研磨后壓片，在400～4 000 cm-1范圍內(nèi)掃描圖譜。見圖3。

由圖3可知，在雷貝拉唑鈉結(jié)構(gòu)中，746 cm-1是咪唑環(huán)上C-H的特征峰。雷貝拉唑鈉與樹脂結(jié)合后，C-H特征峰消失，其他特征峰發(fā)生一定的位移和強(qiáng)度減弱，而物理混合物的紅外光譜為雷貝拉唑鈉與樹脂特征峰的簡單疊加。空白樹脂結(jié)構(gòu)中季銨基在1 020～1 250 cm-1范圍內(nèi)有中等及弱的吸收特征峰，但與雷貝拉唑鈉結(jié)合后，這些特征峰都發(fā)生了一定的位移，而在二者的物理混合物中卻無類似變化。以上變化均源于離子交換樹脂中季銨基與藥物以離子鍵結(jié)合，從而導(dǎo)致紅外光譜譜帶頻率變化或譜帶數(shù)目的增減。

圖3紅外光譜圖

a.空白樹脂；b.雷貝拉唑鈉；c.物理混合物；d.雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物

Fig.3Infrared spectrogram

a.blank resin；b.sodium rabeprazole；c.physical mixture；

d.sodium rabeprazole-resinate complex

2.5穩(wěn)定性研究

從第10天來看，雷貝拉唑鈉原料藥的吸濕率高達(dá)50.7%，而空白樹脂和雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物的吸濕率分別為39.2%和35.7%。結(jié)果表明，雷貝拉唑鈉原料藥容易吸濕，而雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物吸濕率明顯低于雷貝拉唑鈉。

2.5.2破壞性實(shí)驗(yàn)分別準(zhǔn)確稱取雷貝拉唑鈉原料藥5 mg和適量雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物，置于10 mL量瓶中，分別加入適量鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液和過氧化氫溶液。在20 ℃室溫條件下放置0.5 h，加入1 mol·L-1的氯化鈉溶液(用氫氧化鈉溶液調(diào)至pH值為9)至刻度，搖勻，濾過，按照2.1.2項(xiàng)下HPLC法測(cè)定含量。結(jié)果見表4。

表4破壞性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

Tab.4 The results of destructive test

破壞介質(zhì)含量/%原料藥復(fù)合物0.01mol·L-1鹽酸溶液18.7878.630.01mol·L-1氫氧化鈉溶液99.4999.800.043mol·L-1過氧化氫溶液95.3597.82

由表4可知，雷貝拉唑鈉在酸性條件下極不穩(wěn)定，而雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物具有一定的耐酸性，可以在一定程度上提高其耐酸性能。

2.5.3影響因素實(shí)驗(yàn)稱取適量的雷貝拉唑原料藥和雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物各3份，分別平鋪于培養(yǎng)皿中，在高溫(60 ℃)、高濕(92.5%)和光照(4 500±500 lx)條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在第0，5和10天取樣，按照2.1.2項(xiàng)下方法測(cè)定藥物含量。結(jié)果見表5。

表5影響因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果

Tab.5 The results of influence factor test

樣品0d含量/%5d含量/%10d含量/%原料藥高溫實(shí)驗(yàn)10099.4398.49光照實(shí)驗(yàn)10098.3892.88高濕實(shí)驗(yàn)10094.9682.30藥物樹脂復(fù)合物高溫實(shí)驗(yàn) 10099.7999.12光照實(shí)驗(yàn) 10099.6798.24高濕實(shí)驗(yàn) 10098.5395.43

由表5可知，雷貝拉唑原料藥在光照和高濕條件下含量都有明顯下降，而藥物樹脂復(fù)合物在上述條件下都比原料藥更為穩(wěn)定，表明其在一定程度上能提高藥物在高濕和光照條件下的穩(wěn)定性。

2.6雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物的體外釋放取雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物供試品適量，按照《中國藥典》2015年版釋放度測(cè)定法，采用槳法裝置，將0.15 mol·L-1氯化鈉溶液(用1 mol·L-1氫氧化鈉溶液調(diào)至pH 值為7.4)作為釋放介質(zhì)，轉(zhuǎn)速：50 r·min-1，溫度：37±0.5 ℃。分別于第10，20，30，40，50，60，90和120 min在各取樣點(diǎn)取樣5 mL，并及時(shí)補(bǔ)充相應(yīng)體積的釋放介質(zhì)，經(jīng)0.45 μm微孔濾膜濾過，精密量取續(xù)濾液2 mL，加入0.5 mol·L-1的氫氧化鈉溶液適量。按照含量測(cè)定方法測(cè)定樣品中雷貝拉唑鈉在不同時(shí)間的釋放量。雷貝拉唑鈉樹脂復(fù)合物在20 min時(shí)釋放度大于90%。將該體外釋放曲線數(shù)據(jù)用Viswanathan方程進(jìn)行擬合，其擬合效果良好(r= 0.991 4)。

3討論

本文采用靜態(tài)離子交換法制備藥物樹脂復(fù)合物，并以藥物利用率和樹脂交換藥量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，優(yōu)選出制備的最佳條件。按照下式計(jì)算樹脂交換藥量Q和藥物利用率E。

Q為t時(shí)刻單位質(zhì)量樹脂的交換藥量(mg·g-1)，C0為初始藥物質(zhì)量濃度(mg·mL-1)，Ct為t時(shí)刻藥物質(zhì)量濃度(g·L-1)， V為藥物溶液體積(mL)，WR為干態(tài)樹脂質(zhì)量(g)。

藥物樹脂復(fù)合物的釋藥行為不僅受釋藥環(huán)境的pH和離子濃度的影響，還受樹脂的交聯(lián)度以及其粒徑大小等因素的影響。目前有關(guān)藥物樹脂復(fù)合物的釋藥動(dòng)力學(xué)的研究主要采用指數(shù)方程，粒擴(kuò)散方程(Boyd方程)及對(duì)數(shù)方程(Viswanathan)[12]。其中，對(duì)數(shù)方程適合所有藥物樹脂復(fù)合物的體外釋藥過程，因而被普遍采用：

其中，F(xiàn)為t時(shí)間藥物從樹脂復(fù)合物中釋放的分?jǐn)?shù)，Q0為0時(shí)刻樹脂復(fù)合物的藥物含量(g/g)；Qt為t時(shí)刻藥物樹脂復(fù)合物中的藥物含量(g/g)；Dr為藥物在樹脂中的擴(kuò)散系數(shù)(m2·h-1)；dp為樹脂平均粒徑(m)；其中1.59和0.65為常數(shù)。

雷貝拉唑鈉不穩(wěn)定，容易受到環(huán)境因素(如光照、濕度、pH等)的影響而降解。將其制成藥物樹脂復(fù)合物中間體，雷貝拉唑鈉以離子鍵形式與樹脂結(jié)合，分散于IER的高分子骨架體系中，減少了其與外界水氣鍵合的機(jī)會(huì)，從而提高了藥物的穩(wěn)定性[11]；將藥物樹脂復(fù)合物進(jìn)一步制備其他劑型，如混懸劑，由于藥物從該類體系中釋放必須存在外源離子，當(dāng)混懸介質(zhì)中離子濃度較低時(shí)，藥物就很難被交換下來，從而能夠防止藥物滲漏，提高混懸劑的穩(wěn)定性[12]。

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Preparation and evaluation of sodium rabeprazole-resinate complex

CHEN Lili，AN Shanshan，CHEN Yanzhong*，Lü Zhufen，XIE Qingchun

(Institute of Material Medica/Guangdong Provincial Key Laboratory of Advanced Drug Delivery，Guangdong Pharmaceutical College， Guangzhou 510006，China)

Abstract:ObjectiveTo confirm the formation mechanism of the sodium rabeprazole-resinate complex，and assess its stability. Methods The sodium rabeprazole-resinate complex was prepared by using ion exchange resin (IER) as a carrier，and the formulations were optimized by an orthogonal design. The sodium rabeprazole-resinate complex was characterized by morphology which was observed using an optical microscope. X-ray diffraction，differential scanning calorimetry and FTIR were employed to confirm the formation mechanism of the sodium rabeprazole-resinate complex. Under different humidity environments， the moisture proof capability of the sodium rabeprazole-resinate complex was investigated. Under the conditions of different acid and alkali，the acid resistance of the sodium rabeprazole-resinate complex was investigated. Result The drug concentration that prepared the sodium rabeprazole-resinate complex was 1.0 g·L-1，and the ratio of drug and resin was 1︰3. The ion strength of NaOH was 0.001 mol·L-1，and the preparation temperature was 30 ℃. By X-ray diffraction analysis， differential scanning calorimetry and FTIR，the drug in sodium rabeprazole-resinate complex was combined with ion-exchange resins by chemical bond. The moisture absorption-liquefaction problem of sodium rabeprazole was alleviated to some extent. Conclusion The drug in sodium rabeprazole-resinate complex was combined with ion-exchange resins by chemical bond，and the stability of sodium rabeprazole was alleviated.

Key words:sodium rabeprazole；ion exchange resin；drug-resinate complex；stability

(收稿日期：2015-11-28)

中圖分類號(hào)：R944.9

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1004-2407(2016)03-0297-06

doi:10.3969/j.issn.1004-2407.2016.03.023

*通信作者：陳燕忠，男，博士，教授

作者簡介：陳麗麗，女，碩士研究生