氫溴酸右美沙芬樹(shù)脂復(fù)合物的制備工藝及體外釋放行為考察

嚴(yán)家麗，蘇峰，李穎，魯勝男，桂雙英，何廣衛(wèi)，

在兒科門(mén)診中，由于咳嗽的發(fā)病因素較復(fù)雜［1］，診斷易產(chǎn)生混淆，慢性咳嗽已經(jīng)成為兒童呼吸科診療的重點(diǎn)和難點(diǎn)［2］。氫溴酸右美沙芬廣泛用于暫時(shí)緩解由輕微喉嚨和支氣管刺激引起的咳嗽，其為中樞性鎮(zhèn)咳藥，作用機(jī)制為抑制延腦的咳嗽中樞，其鎮(zhèn)咳作用與可待因相似甚至稍強(qiáng)，無(wú)鎮(zhèn)痛和上癮作用［3，5］。但由于氫溴酸右美沙芬經(jīng)口服后吸收迅速，半衰期短，其普通制劑一天需服藥3～4次［6］，為了避免血藥濃度波動(dòng)過(guò)大，不良反應(yīng)增多，現(xiàn)欲制備一種適宜兒童服用的氫溴酸右美沙芬緩釋制劑。

采用藥物樹(shù)脂技術(shù)，將氫溴酸右美沙芬與具有相反電荷的藥物樹(shù)脂結(jié)合，形成一種穩(wěn)定的藥物-樹(shù)脂絡(luò)合物，可以掩蓋氫溴酸右美沙芬的苦味［7］，其實(shí)質(zhì)是藥物樹(shù)脂（IER）是一種分子工具，用于結(jié)合口味不佳的藥物，防止原料藥分子與味覺(jué)受體之間的相互作用［8-9］，達(dá)到掩味作用［10，12］。形成藥物樹(shù)脂復(fù)合物之后，其可以在水中保持穩(wěn)定，直到制劑到達(dá)離子豐富的環(huán)境中進(jìn)行釋放。這種結(jié)合機(jī)制防止吞咽過(guò)程中任何藥物過(guò)早釋放［13-14］。本研究起止時(shí)間為2018年9月至2019年6月，在制劑研究過(guò)程中，對(duì)藥物樹(shù)脂復(fù)合物的制備影響因素和藥物與樹(shù)脂結(jié)合方式進(jìn)行考察，同時(shí)對(duì)藥物樹(shù)脂復(fù)合物釋放進(jìn)行初步考察。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)儀器和材料 DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器［鞏義市英峪高科儀器廠］，AL-104型電子天平［梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］，XS105型電子天平［梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］，KQ5200型超聲波清洗液［昆山市超聲儀器有限公司］，12G-160AT型臺(tái)式高速離心機(jī)［上海盧湘儀離心機(jī)有限公司］，F(xiàn)ADT-1202型自動(dòng)取樣溶出儀［上海富科思儀器分析有限公司］，F(xiàn)E20型pH計(jì)［梅特勒-托利多（上海）有限公司］，STD-600型熱重差熱分析儀［美國(guó)TA儀器］，Thermo-U3000型高效液相色譜儀［賽默飛］，ZEISSGeminiSEM 500型場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡［卡爾蔡司（上海）管理有限公司］，氫溴酸右美沙芬［赤峰艾克制藥科技有限公司，批號(hào)D37-160501］，AMBERLITE IRP-69［DOW，批號(hào)A075F5Q027］，AMBERLITE IRP-88［DOW，批號(hào) INR478169］，AMBERLITE IRP-64［DOW，批號(hào)WPR458291］，鹽酸，磷酸二氫鉀，氫氧化鈉，三水合乙酸鈉，冰醋酸，氯化鉀，三氟乙酸，甲醇均為市售。

1.2 氫溴酸右美沙芬樹(shù)脂復(fù)合物的制備［15］稱(chēng)取適量氫溴酸右美沙芬置于燒杯中，加水溶解，溶解后加入等量藥物樹(shù)脂，使藥物與樹(shù)脂發(fā)生藥物反應(yīng)。待氫溴酸右美沙芬與樹(shù)脂載藥完全，抽濾，取續(xù)濾液過(guò)0.45μm濾膜，然后進(jìn)行含量測(cè)定。濾餅用水洗去殘留在樹(shù)脂表面的游離藥物。將濾餅置烘箱中干燥，過(guò)60目篩，即得氫溴酸右美沙芬樹(shù)脂復(fù)合物。

1.3 高效液相法測(cè)定含藥樹(shù)脂溶液及含藥樹(shù)脂的藥物含量 色譜條件及系統(tǒng)適用性條件：ZORBAX SB-C18柱（4.6×250 mm，5μm），以0.15%三氟乙酸水溶液和0.10%三氟乙酸甲醇溶液（60∶40）作為流動(dòng)相，柱溫40℃，進(jìn)樣量15μL，檢測(cè)波長(zhǎng)280 nm。流速1.4 mL/min。

取含藥樹(shù)脂適量（約相當(dāng)于氫溴酸右美沙芬10 mg），精密稱(chēng)定，置100 mL容量瓶中，加30 mL冰醋酸和50 mL的0.4 mol/L氯化鉀溶液，搖勻，置40℃水浴恒溫振蕩器中振搖溶解，放冷，加0.4 mol/L氯化鉀溶液定容，搖勻，過(guò)濾。精密量取續(xù)濾液15 μL，注入高效液相色譜儀。精密稱(chēng)取氫溴酸右美沙芬（DMH）對(duì)照品適量，置100 mL容量瓶中，使用0.4 mol/L的氯化鉀溶解定容，并稀釋成每1 mL約含0.1 mg的氫溴酸右美沙芬溶液。按照外標(biāo)法測(cè)定，以峰面積計(jì)算，即得含量。

1.4 高效液相法測(cè)定藥物樹(shù)脂復(fù)合物的釋放 色譜條件及系統(tǒng)適用性條件：ZORBAX XDB-C8（4.6*50 mm，3.5μm），以0.15%三氟乙酸水溶液和0.10%三氟乙酸甲醇溶液（60∶40）作為流動(dòng)相，柱溫40℃，進(jìn)樣量10μL，檢測(cè)波長(zhǎng)280 nm，流速1.5 mL/min。

藥物樹(shù)脂復(fù)合物的釋放：取含藥樹(shù)脂適量（約相當(dāng)于氫溴酸右美沙芬30 mg），使用中國(guó)藥典溶出度測(cè)定法第二法裝置，以0.15 mol/L氯化鉀，0.4 mol/L氯化鉀，0.6 mol/L氯化鉀，0.15 mol/L鹽酸溶液，0.15 mol/L氯化鈉，pH1.0鹽酸溶液，pH4.0醋酸鹽緩沖液，pH6.8磷酸鹽緩沖液，pH1.0鹽酸溶液（含0.4 mol/L氯化鉀），pH4.0醋酸鹽緩沖液（含0.4 mol/L氯化鉀），pH6.8磷酸鹽緩沖液（含0.4 mol/L氯化鉀）900 mL為釋放介質(zhì)，37℃，75轉(zhuǎn)/分。定時(shí)取樣，考察含藥樹(shù)脂在各種介質(zhì)中的釋放。

1.5 樹(shù)脂載藥量與藥物利用率計(jì)算［16-17］公式中Q為t時(shí)刻樹(shù)脂的交換量，E為藥物的利用率，C0為溶液中藥物的初始濃度，Ct為反應(yīng)至t時(shí)刻溶液中的藥物濃度，V為藥物溶液體積，WR為樹(shù)脂質(zhì)量。

2 結(jié)果

2.1 樹(shù)脂型號(hào)的篩選 選取不同型號(hào)的樹(shù)脂，以同等實(shí)驗(yàn)條件下所得樹(shù)脂載藥量Q為考察指標(biāo)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1，結(jié)果顯示AMBERLITEIRP-69的交換量明顯要高于AMBERLITEIRP-64，AMBERLITEIRP-88。同時(shí)，AMBERLITEIRP-64和AMBERLITEIRP-88在后期過(guò)濾操作時(shí)難于AMBERLITEIRP-69，所以本次實(shí)驗(yàn)優(yōu)選AMBERLITEIRP-69。

2.2 溫度對(duì)藥物與樹(shù)脂載藥的影響［18］本次實(shí)驗(yàn)設(shè)定溫度為20℃、40℃、60℃，考察在這三種溫度條件對(duì)樹(shù)脂載藥量、藥物利用率和有關(guān)物質(zhì)的影響。根據(jù)表2可知，隨著溫度的升高，樹(shù)脂的交換量和藥物利用率都在顯著增高。但由于在60℃條件下有關(guān)物質(zhì)含量明顯增高，因此，優(yōu)選溫度為40℃。

表1 不同型號(hào)樹(shù)脂的性質(zhì)及交換量（Q）

表2 不同實(shí)驗(yàn)溫度條件下樹(shù)脂的交換量、藥物利用率和有關(guān)物質(zhì)含量

2.3 藥物濃度對(duì)藥物與樹(shù)脂載藥的影響 本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考察1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%藥物濃度對(duì)于樹(shù)脂載藥量和藥物利用率的影響。照1.2制備方法進(jìn)行制備，交換溫度為40℃，交換120 min取樣。照按1.3含量測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。

圖1 氫溴酸右美沙芬樹(shù)脂復(fù)合物載藥量（A）與藥物利用率（B）隨藥物濃度的變化曲線(xiàn)

圖2 氫溴酸右美沙芬樹(shù)脂復(fù)合物載藥量（A）與藥物利用率（B）隨藥物與樹(shù)脂配比的變化曲線(xiàn)

圖3 氫溴酸右美沙芬樹(shù)脂復(fù)合物交換量（A）與藥物利用率（A）隨交換時(shí)間的變化曲線(xiàn)

圖4 氫溴酸右美沙芬藥物樹(shù)脂復(fù)合物載藥量與藥物利用率隨離子強(qiáng)度的變化曲線(xiàn)

從圖1可知，在樹(shù)脂量保持一定的情況下，增大藥物的濃度，樹(shù)脂的載藥量在提高，藥物的利用率卻在下降。為了提高藥物利用率，選擇3.0%的藥物濃度。

2.4 藥物與樹(shù)脂的配比對(duì)藥物與樹(shù)脂載藥的影響本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考察藥物與樹(shù)脂的配比為2∶1、3∶2、1∶1、2∶3、1∶2時(shí)對(duì)于樹(shù)脂載藥量和藥物利用率的影響。照1.2制備方法進(jìn)行制備，藥物濃度為3.0%，交換溫度為40℃，交換120 min取樣。然后按1.3含量測(cè)定方法進(jìn)行測(cè)定。

根據(jù)圖2可知，在保持藥物量一定的情況下，隨著樹(shù)脂量的增加，藥物的交換量在降低，但藥物的利用率在增加。當(dāng)藥物與樹(shù)脂的配比為2∶3和1∶2時(shí)，藥物利用率基本不變，說(shuō)明藥物利用率達(dá)到最大，但此時(shí)藥物的交換量比較小，當(dāng)藥物與樹(shù)脂的配比為1∶1時(shí)，樹(shù)脂的交換量和藥物的利用率達(dá)到最大。為了能夠達(dá)到較高的交換量和藥物利用率，優(yōu)選藥物與樹(shù)脂的比例為1∶1。

2.5 交換時(shí)間對(duì)藥物與樹(shù)脂載藥的影響 本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考察交換時(shí)間對(duì)于樹(shù)脂載藥量和藥物利用率的影響。照1.2制備方法，設(shè)定交換溫度為40℃，藥物濃度為3.0%，藥物與樹(shù)脂的配比為1∶1，分別考察藥物與樹(shù)脂載藥10、20、30、60、90、120、180、240、360、480、540 min后取樣，按照1.3含量測(cè)定方法進(jìn)行含量測(cè)定。

根據(jù)圖3可知，隨著交換時(shí)間的增加，藥物樹(shù)脂復(fù)合物的載藥量和藥物的利用率都在明顯增加，當(dāng)交換至480 min時(shí)，藥物與樹(shù)脂達(dá)到交換平衡。

2.6 交換介質(zhì)離子強(qiáng)度對(duì)藥物與樹(shù)脂載藥的影響本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考察不同離子強(qiáng)度交換介質(zhì)對(duì)于樹(shù)脂載藥量和藥物利用率的影響。照1.2制備方法，設(shè)定交換溫度為40℃，藥物濃度為3.0%，藥物與樹(shù)脂的配比為1∶1，交換介質(zhì)分別為水、0.1 mol/L氯化鉀、0.2 mol/L氯化鉀、0.3 mol/L氯化鉀、0.4 mol/L氯化鉀，交換8 h取樣，照1.3含量測(cè)定方法進(jìn)行含量測(cè)定。

從圖4可以看出，隨著交換介質(zhì)離子強(qiáng)度的增加，樹(shù)脂的載藥量和藥物利用率都在降低，在0.4 mol/L氯化鉀中，樹(shù)脂的載藥量為773.3 mg/g，藥物的利用率為77.30%。而在介質(zhì)水中，樹(shù)脂的交換量和藥物利用率明顯增加，樹(shù)脂的交換量為933.2 mg/g，藥物的利用率達(dá)到93.30%，所以后期實(shí)驗(yàn)優(yōu)選水作為交換介質(zhì)。

3 藥物與樹(shù)脂結(jié)合方式的考察

3.1 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡［19］取氫溴酸右美沙芬原料藥、AMBERLITEIRP-69樹(shù)脂、氫溴酸右美沙芬與AMBERLITEIRP-69樹(shù)脂物理混合物、氫溴酸右美沙芬樹(shù)脂復(fù)合物進(jìn)行場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)，從圖5可發(fā)現(xiàn)樹(shù)脂的形態(tài)并非肉眼所觀察的圓球形。同時(shí)AMBERLITEIRP-69樹(shù)脂在與氫溴酸右美沙芬藥物交換前后外觀形態(tài)上并無(wú)差異，在藥物樹(shù)脂復(fù)合物表面未發(fā)現(xiàn)藥物結(jié)晶和吸附，表明藥物可能在樹(shù)脂的微孔內(nèi)部。

3.2 氫溴酸右美沙芬樹(shù)脂復(fù)合物的熱力學(xué)分析對(duì)氫溴酸右美沙芬、AMBERLITEIRP-69樹(shù)脂、氫溴酸右美沙芬與AMBERLITEIRP-IRP69樹(shù)脂物理混合物及氫溴酸右美沙芬樹(shù)脂復(fù)合物進(jìn)行差示掃描熱分析，溫度范圍為10～600℃，通過(guò)觀察其在此溫度范圍內(nèi)吸熱和放熱，從而推斷物質(zhì)的熱力學(xué)性質(zhì)。

從圖6可以看出，氫溴酸右美沙芬在121℃左右出現(xiàn)一較銳吸收峰，為藥物熔融峰，AMBERLITEIRP-69在50～100℃出現(xiàn)一鈍吸收峰，藥物與樹(shù)脂物理混合物的圖譜是藥物與樹(shù)脂單獨(dú)物質(zhì)峰的疊加，而氫溴酸右美沙芬樹(shù)脂復(fù)合物在121℃左右的吸收峰消失，表明氫溴酸右美沙芬樹(shù)脂復(fù)合物不含有藥物結(jié)晶，氫溴酸右美沙芬是以離子形式與樹(shù)脂結(jié)合。

圖5 場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡圖：5A為氫溴酸右美沙芬原料藥，5B為AMBERLITE IRP-69樹(shù)脂，5C為氫溴酸右美沙芬與AMBERLITEIRP-69樹(shù)脂物理混合物，5D為氫溴酸右美沙芬樹(shù)脂復(fù)合物

圖6 差示掃描熱分析（DSC）圖：6A為氫溴酸右美沙芬原料藥；6B為AMBERLITEIRP-69樹(shù)脂；6C為氫溴酸右美沙芬與AMBERLITEIRP-69樹(shù)脂物理混合物；6D為氫溴酸右美沙芬樹(shù)脂復(fù)合物

4 藥物樹(shù)脂復(fù)合物的釋放

4.1 離子強(qiáng)度對(duì)藥物樹(shù)脂復(fù)合物釋放的影響 從圖7可以看出，藥物樹(shù)脂復(fù)合物在水介質(zhì)中基本不釋放，在氯化鉀溶液中，隨著離子強(qiáng)度的增加，藥物樹(shù)脂復(fù)合物的釋放并沒(méi)有明顯的增加，可能在0.15 mol/L氯化鉀溶液中已經(jīng)達(dá)到交換平衡。藥物樹(shù)脂復(fù)合物在pH1.0的鹽酸和pH4.0的醋酸溶液，pH6.8磷酸鹽緩沖液中都存在釋放度低和釋放不完全現(xiàn)象；當(dāng)加入0.4 mol/L氯化鉀之后，藥物的釋放速度和程度都明顯增加，在pH1.0鹽酸溶液（含0.4 mol/L氯化鉀），pH4.0醋酸鹽緩沖液（含0.4mol/L氯化鉀），pH6.8磷酸鹽緩沖液（含0.4mol/L氯化鉀）中，藥物的釋放分別達(dá)到99.40%，100.14%，97.98%，基本達(dá)到釋放完全，綜上所述，藥物的釋放速度和程度可能與溶液中的離子強(qiáng)度呈正相關(guān)。

4.2 反離子種類(lèi)對(duì)藥物樹(shù)脂復(fù)合物釋放的影響考察了藥物樹(shù)脂復(fù)合物在0.15 mol/L氯化鉀，0.15 mol/L鹽酸，0.15 mol/L氯化鈉中的釋放，結(jié)果顯示藥物樹(shù)脂復(fù)合物在0.15 mol/L氯化鉀中的釋放＞0.15 mol/L氯化鈉＞0.15 mol/L鹽酸，可能是鉀離子的交換能力＞鈉離子的交換能力＞氫離子的交換能力。見(jiàn)圖8。

5 討論

本研究為了探究藥物樹(shù)脂復(fù)合物制備過(guò)程中的關(guān)鍵影響因素，分別設(shè)計(jì)考察樹(shù)脂型號(hào)、交換溫度、藥物濃度、藥物與樹(shù)脂的配比、交換時(shí)間、交換介質(zhì)的離子強(qiáng)度對(duì)于樹(shù)脂載藥量、藥物利用率及藥物釋放等的研究，初步確立較優(yōu)制備工藝分別為交換溫度40℃，藥物濃度為3.0%，藥物與樹(shù)脂的配比為1∶1，交換480 min基本達(dá)到交換平衡，交換介質(zhì)為水。本研究采用ZEISSGeminiSEM 500場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM），差示掃描熱分析法（DSC）對(duì)于樹(shù)脂復(fù)合物的物理特性及藥物與樹(shù)脂的結(jié)合方式進(jìn)行研究，結(jié)果顯示樹(shù)脂在交換前后形態(tài)外觀形態(tài)上并無(wú)差異，藥物與樹(shù)脂通過(guò)離子鍵連接，同時(shí)對(duì)于其體外釋放行為進(jìn)行考察，研究發(fā)現(xiàn)離子強(qiáng)度是影響藥物樹(shù)脂復(fù)合物釋放的關(guān)鍵因素，本文只對(duì)于藥物樹(shù)脂復(fù)合物制備工藝和釋放做了初步研究，后期將通過(guò)多因素多水平的正交實(shí)驗(yàn)對(duì)藥物樹(shù)脂復(fù)合物的制備工藝進(jìn)一步優(yōu)化，并使用高分子包衣材料對(duì)藥物樹(shù)脂復(fù)合物進(jìn)行包衣，對(duì)包衣工藝和包衣后的藥物樹(shù)脂緩釋微囊的體外釋放行為進(jìn)行考察。