馬錢子堿包合物微孔滲透泵控釋片的制備

王 利， 胡瑞瑞， 郝海軍

（1. 鄭州澍青醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校， 河南 鄭州 450064； 2. 上海市中藥研究所， 上海 201401）

馬錢子堿是馬前科植物馬錢 Strychnos nux-vomica L. 種子的主要活性成分之一， 具有抗炎、 鎮(zhèn)痛、 免疫抑制、 抗腫瘤等藥理作用[1-3］， 尤其在治療類風濕性關(guān)節(jié)炎及鎮(zhèn)痛方面受到廣泛關(guān)注[4］， 但該成分水溶性很差， 難以經(jīng)胃腸道吸收進入體循環(huán)， 導(dǎo)致口服生物利用度很低[5］， 臨床應(yīng)用受到一定限制。 有學(xué)者將馬錢子堿制成包合物[6-7］， 可大大提高該成分水溶性， 有助于促進其順利吸收進入體循環(huán)， 提高生物利用度， 但中藥活性成分制備成包合物后血藥濃度波動較大[7-8］， 而且馬錢子堿本身具有一定毒性[9］， 因此以其包合物口服給藥時存在較大的安全隱患。

滲透泵緩控釋制劑體外以恒速緩慢釋放藥物，而且體內(nèi)釋藥過程不受胃腸道內(nèi)容物、 生理因素等影響。 微孔滲透泵控釋片是滲透泵緩控釋制劑中的一種[10］， 在包衣處方中加入一定量致孔劑， 當微孔滲透泵片進入胃腸道水環(huán)境后， 包衣膜致孔劑遇水溶解留下釋藥孔道， 同時片芯開始水化， 促滲聚合物發(fā)生膨脹， 從而產(chǎn)生了滲透壓梯度， 在滲透壓的作用下， 藥物混懸液經(jīng)釋藥孔道緩慢釋放（圖1）， 該劑型無需打孔， 制備工藝得以簡化。 另外，難溶性藥物制備成微孔滲透泵控釋片時需通過增溶技術(shù)提高難溶性藥物的溶解度， 提高控釋膜內(nèi)外滲透壓， 從而使藥物順利緩慢釋放。 本實驗首先制備了馬錢子堿包合物， 再將其進一步與微孔滲透泵技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用， 制備微孔滲透泵控釋片， 以期為相關(guān)制劑革新提供參考。

圖1 微孔滲透泵片釋藥機理Fig.1 Release mechanism of microporous osmotic pump controlled-release tablets

1 材料

1.1 儀器 Agilent 1260 型高效液相色譜儀[安捷倫科技（中國） 有限公司］； V5 型實驗室粉體混勻機（廣州康諾醫(yī)藥機械有限公司）； TDP 型單沖壓片機（上海第一制藥機械廠）； WKY-200 型小型包衣設(shè)備（沈陽明若軒制藥設(shè)備有限公司）； ZRS-8 型智能溶出試驗儀（天津大學(xué)無線電廠）； BP 210D 型電子天平[賽多利斯科學(xué)儀器（北京） 有限公司］； DZF 型真空干燥箱（北京中科儀器有限公司）； HWS-12 型智能水浴鍋（上海一恒科技有限公司）。

1.2 材料 馬錢子堿（批號062-15， 日本和光純藥工業(yè)株式會社）； 馬錢子堿對照品（中國食品藥品檢定研究院， 批號110706-201505）； 羥丙基-β-環(huán)糊精（批號20170515， 西安德立生物化工有限公司）； 乳糖（批號20160517， 江蘇道寧藥業(yè)有限公司）； 氯化鈉（批號L20161124， 河北華晨藥業(yè)有限公司）； 醋酸纖維素（結(jié)合酸54.5% ～56.0%，國藥集團化學(xué)試劑有限公司）； 硬脂酸鎂（批號20150617005S， 遼寧奧達制藥有限公司）； 聚乙二醇400 （批號72000050， 巴斯夫中國有限公司）；聚氧乙烯WRS-N-10 （美國Dow 公司）； 鄰苯二甲酸二乙酯（批號20160316， 天津大茂試劑有限公司）。 乙腈、 甲醇為色譜純； 其余試劑均為分析純。

2 方法與結(jié)果

2.1 馬錢子堿含有量測定

2.1.1 色譜條件 Agilent Extend C18色譜柱（250 mm×4.6 mm， 5 μm）； 流動相甲醇-0.05%三乙胺（22 ∶78）； 體積流量1.0 mL／min； 檢測波長260 nm； 柱溫35 ℃； 進樣量20 μL。

2.1.2 線性關(guān)系考察 精密稱取馬錢子堿對照品10 mg， 置于50 mL 量瓶中， 加入約35 mL 甲醇超聲溶解， 靜置至室溫， 甲醇定容至刻度， 得到200 μg／mL貯備液， 再進一步稀釋成0.05、 0.5、1.0、 2.5、 5.0、 10 μg／mL， 在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定。 以峰面積為縱坐標（Y）， 溶液質(zhì)量濃度為橫坐標（X） 進行回歸， 得到回歸方程為Y=18.354 8X-1.992 7 （r=1.000 0）， 在0.05～10 μg／mL 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。

2.1.3 供試品溶液制備

2.1.3.1 包合物 取包合物10 mg， 加入約50 mL甲醇超聲30 min， 靜置30 min 后甲醇-0.05%三乙胺定容至100 mL， 過0.45 μm 微孔濾膜， 即得（6.18 μg／mL）。

2.1.3.2 微孔滲透泵控釋片 取微孔滲透泵控釋片10 片， 研磨成細粉， 稱取500 mg， 加入約50 mL甲醇超聲30 min， 靜置30 min 后甲醇-0.05%三乙胺定容至100 mL， 過0.45 μm 微孔濾膜，即得。

2.1.4 方法學(xué)考察 取0.05、 5.0、 10 μg／mL 馬錢子堿對照品溶液， 于1 d 內(nèi)在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定6 次， 測得峰面積RSD 小于0.31%， 表明儀器精密度良好。 以羥丙基-β-環(huán)糊精溶液配制0.1、 5.0、 10 μg／mL 樣品溶液， 在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定， 測得平均回收率為98.33% ～99.24%。 精密稱取9 份馬錢子堿含有量已知的樣品粉末， 每份約500 mg， 精密加入0.05、 5.0、 10 μg／mL 馬 錢 子 堿 對 照 品 溶 液1.0 mL， 在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定， 測得平均加樣回收率為99.03%， RSD 為1.61%。 取“2.1.3” 項下供試品溶液， 于0、 1、 2、 3、 4、5 d在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定， 測得峰面積RSD 小于1.16%， 表明溶液在5 d 內(nèi)穩(wěn)定性良好。 按“2.1.3” 項下方法平行制備6 份供試品溶液， 在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定， 測得馬錢子堿含有量RSD 小于1.84%， 表明該方法重復(fù)性良好。

2.2 包合物制備 取馬錢子堿0.4 g， 加到20 mL無水乙醇中， 溶解后緩慢加到6 mL 羥丙基-β-環(huán)糊精溶液中 （1.0 g／mL）， 50 ℃下磁力攪拌5 h，0.45 μm 微孔濾膜除去未參加包合的游離藥物，-70 ℃下預(yù)凍2 d 后減壓冷凍干燥， 即得， 封口袋密封保存?zhèn)溆谩?再按照文獻[7］ 方法測定， 測得馬錢子堿原料藥溶解度為0.15 mg／mL， 制備成包合物后達到1.04 mg／mL， 提高了6.93 倍， 3 批包合物平均包封率為（98.23±0.40）%， 馬錢子堿平均含有量為（61.82±0.33） mg／g。

2.3 微孔滲透泵控釋片制備 取包合物200 mg（馬錢子堿含有量12.36 mg）、 促滲劑（NaCl） 50 mg、 促滲聚合物（聚氧乙烯WRS-N-10） 適量、 乳糖250 mg， 等量遞增法混勻， 以70%乙醇為黏合劑制備微孔滲透泵片片芯軟材， 過20 目篩， 18 目篩整粒， 置于45 ℃烘箱中干燥過夜， 在干燥后的顆粒中加入1%硬脂酸鎂作為潤滑劑， 填充于直徑8 mm 的沖模內(nèi)壓制片芯， 硬度45 ～65 N。 再將處方量醋酸纖維素、 聚乙二醇400、 鄰苯二甲酸二乙酯溶于混合溶劑中（丙酮∶無水乙醇=95 ∶5），混勻后密封保存， 得到包衣液。 最后， 將片芯置于包衣鍋中， 條件為溫度35 ℃， 包衣液體積流量5 mL／min， 垂直傾角30°， 轉(zhuǎn)速30 r／min， 待達到設(shè)定質(zhì)量后， 將其置于40 ℃烘箱中固化， 即得。

2.4 累積釋放度測定 按照2015 年版《中國藥典》 四部9013 方法， 取適量微孔滲透泵控釋片，以900 mL 超聲后的蒸餾水為釋放介質(zhì)， 轉(zhuǎn)速100 r／min， 溫度 （37±0.5）℃， 于0、 1、 2、 4、6、 8、 10、 12 h 各取樣2 mL， 補加同體積釋放介質(zhì)， 溶液經(jīng)0.45 μm 微孔濾膜過濾（水膜）， 在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定， 計算累積釋放度， 繪制相應(yīng)曲線。

2.5 單因素試驗 預(yù)實驗發(fā)現(xiàn)， 微孔滲透泵控釋片主要受聚氧乙烯WRS-N-10 用量、 包衣增重、 聚乙二醇400 用量、 鄰苯二甲酸二乙酯用量的影響。本實驗以12 h 內(nèi)累積釋放度及是否恒速釋放為評價指標， 通過單因素試驗進行考察， 為進一步正交試驗優(yōu)化提供參考。

2.5.1 聚氧乙烯WRS-N-10 用量 取包合物200 mg、 NaCl 50 mg、 乳糖250 mg 制備片芯， 固定包衣增重5%， PEG 400 用量30%， 鄰苯二甲酸二乙酯用量20%， 考察聚氧乙烯WRS-N-10 用量10、 5、 0 mg 對體外釋藥行為的影響， 結(jié)果見圖2。由圖可知， 片芯中加入適量聚氧乙烯WRS-N-10 是有必要的。

圖2 聚氧乙烯WRS-N-10 用量對體外釋藥行為的影響Fig.2 Effect of polyoxyethylene WRS-N-10 consumption on in vitro drug release behaviors

2.5.2 包衣增重 固定片芯處方（200 mg 包合物、 50 mg NaCl、 10 mg 聚 氧 乙 烯WRS-N-10、250 mg 乳糖） 及其他條件不變， 考察包衣增重2.5%、 4.5%、 6.5%對體外釋藥行為的影響， 結(jié)果見圖3。 由圖可知， 隨著包衣增重增加， 釋藥速率及12 h 內(nèi)累積釋放度逐漸下降， 雖然在2.5%時后者最高， 但藥物釋放非恒速， 而在4.5%時體外釋藥行為較理想。

圖3 包衣增重對體外釋藥行為的影響Fig.3 Effect of coating weight gain on in vitro drug release behaviors

2.5.3 聚乙二醇400 用量 固定片芯處方及其他條件不變， 考察聚乙二醇400 用量20%、 30%、40%對體外釋藥行為的影響， 結(jié)果見圖4。 由圖可知， 隨著聚乙二醇400 用量增加， 釋藥速率及12 h內(nèi)累積釋放度逐漸增大， 其中在40% 時前期釋藥較快， 但后期趨緩， 故在30%時相對比較理想。

圖4 聚乙二醇400 用量對體外釋藥行為的影響Fig.4 Effect of polyethylene glycol 400 consumption on in vitro drug release behaviors

2.5.4 鄰苯二甲酸二乙酯用量 固定片芯處方及其他條件不變， 考察鄰苯二甲酸二乙酯用量15%、20%、 25%對體外釋藥行為的影響， 結(jié)果見圖5。由圖可知， 隨著鄰苯二甲酸二乙酯用量增加， 釋藥速率及12 h 內(nèi)累積釋放度逐漸下降。

圖5 鄰苯二甲酸二乙酯用量對體外釋藥行為的影響Fig.5 Effect of diethyl phthalate consumption on in vitro drug release behaviors

2.6 正交試驗 在單因素試驗基礎(chǔ)上， 選擇聚氧乙烯WRS-N-10 用量（A）、 包衣增重（B）、 聚乙二醇400 用量（C）、 鄰苯二甲酸二乙酯用量（D）作為影響因素， 每個因素3 個水平， 共9 次試驗，考察微孔滲透泵控釋片在2 h 的累積釋放度（L1）以分析有無時滯或突釋， 以及6 h （L2） 和12 h（L3） 的累積釋放度以分析是否釋放完全（權(quán)重系數(shù)設(shè)置為2）， 加權(quán)法計算綜合評分（ ｜ L1-0.2 ｜ ×100×1＋｜L2-0.5 ｜×100×1＋｜L3-0.9 ｜ ×100×2）。結(jié)果見表1， 方差分析見表2。

由表可知， 各因素影響程度依次為A＞D＞C＞B， 其中因素A 有顯著性差異（P＜0.05）。 最優(yōu)工藝為A3B1C2D3， 即聚氧乙烯WRS-N-10 用量為10 mg， 包衣增重3.5%， 聚乙二醇400 用量30%，鄰苯二甲酸二乙酯用量25%， 片芯質(zhì)量為510 mg。

2.7 驗證試驗及模型擬合 按“2.6” 項下優(yōu)化工藝制備6 批微孔滲透泵控釋片， 結(jié)果見圖6， 可知工藝重復(fù)性良好， 處方合理， 累積釋放度88.44%， 綜合評分16.6。 然后， 分別采用零級、一級、 Higuchi 方程對微孔滲透泵控釋片進行模型擬合， 得到方程分別為Mt／M∞=0.075 6t＋0.018 9（r=0.995 6）、 ln （1-Mt／M∞） = -1 749t＋0.170 7（r=0.949 2）、 Mt／M∞=0.271 9t1／2-0.129 6 （r=0.935 4）， 其中Mt為t 時間累積釋放度， M∞為∞時間累積釋放度， Mt／M∞為t 時間累積釋放率， k為常數(shù)， 以相關(guān)系數(shù)（r） 為指標進行判斷， 發(fā)現(xiàn)零級模型擬合效果最好。

表1 試驗設(shè)計及結(jié)果Tab.1 Design and results of tests

表2 方差分析Tab.2 Analysis of variance

圖6 微孔滲透泵控釋片體外釋藥曲線Fig.6 In vitro drug release curves for microporous osmotic pump controlled-release tablets

2.8 體外釋藥行為比較 按“2.4” 項下方法測定累積釋放度， 比較馬錢子堿、 包合物、 微孔滲透泵控釋片的體外釋藥行為， 結(jié)果見圖7。 由圖可知， 馬錢子堿釋放速率較低， 而制成包合物后在2 h內(nèi)累積釋放度達98.34%， 再制成微孔滲透泵控釋片后在12 h 內(nèi)恒速釋藥。

圖7 不同樣品體外釋藥行為比較Fig.7 Comparison of in vitro drug release behaviors of different samples

3 討論

微孔滲透泵控釋片是單層滲透泵控釋片的一種， 主要適用于水溶性藥物[10-12］， 影響體外釋藥行為的主要因素有藥物溶解度、 控釋膜內(nèi)外滲透壓、 包衣膜通透性等。 本實驗將馬錢子堿制成包合物后， 其溶解度得以提高， 同時在滲透泵片片芯處方中加入一定量滲透活性物質(zhì)NaCl 及助懸劑聚氧乙烯WRS-N-10 時， 可提高控釋膜內(nèi)外的滲透壓，有助于藥物順利釋放。 另外， 由于片劑在胃腸道滯留的時間一般為10～12 h， 故將馬錢子堿包合物微孔滲透泵控釋片的考察時間設(shè)置為12 h。

聚氧乙烯WRS-N-10 作為促滲聚合物， 可增加滲透泵控釋膜內(nèi)外滲透壓， 是片芯處方中不可或缺的重要輔料之一。 本實驗所制備的馬錢子堿包合物微孔滲透泵控釋片12 h 內(nèi)累積釋放度為88.44%，未能完全釋放出去， 這可能是由于一方面聚氧乙烯WRS-N-10 在片芯中不能完全溶解， 故會吸附一定量藥物， 導(dǎo)致其無法完全釋放； 另一方面也與釋藥時間不夠充分有關(guān)。 圖7 顯示， 馬錢子堿原料藥12 h 內(nèi)累積溶出度僅為46.65%， 這與溶出介質(zhì)未能達到漏槽條件有關(guān)[13］。

在馬錢子堿包合物微孔滲透泵控釋片制備過程中， 乳糖除了作為稀釋劑、 促滲劑以增加膜內(nèi)外滲透壓等作用外[14-18］， 還可有效防止藥物與NaCl 在壓片過程中形成晶狀結(jié)構(gòu)， 它會導(dǎo)致藥物溶解及溶出困難[19］， 優(yōu)化后其重復(fù)性良好， 體外釋藥行為符合零級模型。 課題組前期通過統(tǒng)計馬錢子上市品、 醫(yī)院制劑等發(fā)現(xiàn)， 馬錢子總堿（馬錢子堿和士的寧） 每天總用量在2.5 ～14.9 mg 之間[20-21］，而本實驗制備的馬錢子堿包合物微孔滲透泵控釋片中馬錢子堿用量為12.36 mg／片， 盡管體外釋藥行為達到了設(shè)計要求， 但后續(xù)還有大量研究要進行，如通過體內(nèi)試驗來考察其是否安全有效、 劑量是否合適等。