吳茜,李紅鑫,李聘,吳婧楠,孫常勝,薛婉瑩,郭杏梅,孫騰躍,蔡程科*,王洪飛*(.北京中醫(yī)藥大學中藥學院,北京 0488;.北京量子高科制藥科技有限公司,北京 000)
《中國藥典》2020年版收載地龍來源于鉅蚓科動物參環(huán)毛蚓、通俗環(huán)毛蚓、威廉環(huán)毛蚓或櫛盲環(huán)毛蚓的干燥體,前一種習稱“廣地龍”,后三種習稱“滬地龍”[1]。其用于治療高熱神昏,驚癇抽搐,肢體麻木,半身不遂等?,F(xiàn)代研究證明地龍主要的化學成分有蛋白質(zhì)、多肽、氨基酸、脂肪酸等[2-4]。地龍?zhí)崛∥镏泻欣w溶活性物質(zhì)[5],可有效溶解血栓,并把這種活性物質(zhì)命名為蚓激酶。研究發(fā)現(xiàn)地龍活性提取物經(jīng)灌胃給藥可減輕大鼠血小板黏附率[6],提高小鼠紅細胞變形性[7]。采用鮮地龍煎湯口服配合溫針灸治療半身不遂,具有顯著效果[8];臨床運用復(fù)方地龍膠囊口服可有效治療缺血性中風恢復(fù)期[9-10]。地龍品種繁多,來源廣泛,市售蚓激酶制劑來源于人工養(yǎng)殖赤子愛勝蚓,地龍?zhí)崛∥锞哂泻軓姷睦w溶活性(大于20 000 U·mg-1),分子量主要分布在15 ~60 kDa。地龍?zhí)崛∥飸?yīng)用廣泛,上市劑型均為口服片劑或者膠囊劑,特殊患者服藥困難,臨床應(yīng)用受到限制??谇槐澜馄ê喎Q口崩片)可在水中迅速崩解,對口腔黏膜無刺激,容易吞咽[11-12],為特殊患者如老人、小孩、具有精神疾患的人群開辟了用藥新途徑。冷凍干燥法干燥溫度低,能夠保存物料中的活性物質(zhì)不發(fā)生改變,可在口腔中迅速崩解,在食品和藥品領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[13-15]。運用凍干技術(shù)制備的口崩片無需用水送服,可用于吞咽障礙以及昏迷人群,極大地提高了服藥順應(yīng)性。因此本研究采用冷凍干燥法制備地龍口崩片,對處方組成和凍干工藝進行探索。
地龍?zhí)崛∥铮ㄅ枺?0191011,哈爾濱九信醫(yī)藥科技有限公司,規(guī)格:500 g/袋,蛋白含量大于90%);普魯蘭多糖(批號:7E1412,日本林原株式會社);甘露醇(批號:1907016,河北華旭藥業(yè)有限公司);蔗糖(批號:B10090850,麥克林);三氯蔗糖(批號:Z115011708,山東中怡三氯蔗糖制造有限公司);檸檬香精[批號:W-FL120053,威爾芬(北京)科技發(fā)展有限公司]。
高剪切混合乳化機(BME100LX,上海威宇機電制造有限公司);真空冷凍干燥機(GLZ-0.4 m3,北京速原真空技術(shù)有限公司);共晶點測試儀[RS232,奧特佳美(北京)科技有限公司]。
按照處方稱取物料置于剪切杯中,水定量至40 g,攪拌均勻,2500 r·min-1剪切5 min,轉(zhuǎn)移至脫氣瓶內(nèi),磁力攪拌下真空脫氣至無氣泡。取藥液分裝于泡罩中,0.4 mL/片,置于-60 ℃冰箱內(nèi)預(yù)凍30 min,按照設(shè)定的曲線進行凍干,壓力升高試驗合格后,出箱。從凍干機中取出泡罩板,用鋁塑袋熱封包裝。
將凍干口崩片的質(zhì)量分為1 ~5 級,分別計1、2、3、4、5 分,等級越高,質(zhì)量越好。外觀評分取多個評價指標的加和總分。
2.2.1 外觀考察
① 顏色:取出片劑,在光線明亮的地方進行觀察,描述口崩片的顏色,分為五個等級。片劑顏色均勻,色澤一致為等級5;有暈圈,分界不規(guī)則,片面一種顏色占片劑表面積的70%~90%為等級4;有暈圈,分界明顯、規(guī)則,片面一種顏色占片劑表面積的60%~70%為等級3;有暈圈,分界不規(guī)則,片面一種顏色占片劑表面積的50%~60%為等級2;有色澤差異,暈圈不規(guī)則為等級1。
② 光潔度:取出片劑,在光線明亮的地方進行觀察,描述口崩片的光潔程度,分為五個等級。表面平整光滑為等級5;表面有麻點、裂紋,面積占比小于10%為等級4;表面看到明顯細小裂紋,占比10%~30%為等級3;表面明顯看到深度裂紋、表面粗糙,占比30%~60%為等級2;表面嚴重裂紋,占比大于60%為等級1。
③ 裂邊:取出片劑,在光線明亮的地方進行觀察,描述口崩片表面與邊緣的形態(tài),分為五個等級。邊緣無裂紋為等級5;裂邊面積占比小于5%為等級4;裂邊面積占比5%~15%為等級3;裂邊面積占比15%~30%為等級2;裂邊面積占比大于30%為等級1。
④ 融片:取出片劑,將片劑倒置、掰開,在光線明亮的地方進行觀察,描述片劑底部以及斷面的情況,初步判斷有無融片。由于地龍本身顏色較深,當出現(xiàn)融片時顏色呈棕褐色,與周圍的顏色形成色差。根據(jù)底部以及周邊的顏色判斷有無融片,分為五個等級。底部及周邊無融化塌陷,顏色均一無色差為等級5;有色差,占比小于20%為等級4;有色差,占比20%~30%為等級3;有色差,占比30%~40%為等級2;融化塌陷嚴重,有色差,占比大于40%為等級1。
⑤ 飽滿度:取出片劑,在光線明亮的地方進行觀察,描述口崩片的外形,分為五個等級。片子中心鼓起,從中心到邊緣逐步降低,片子全部覆蓋鋁窩為等級5;片子比較平坦,中心略高于邊緣或與邊緣平齊,片面中間無凹陷,片子全部覆蓋鋁窩為等級4;片中心比邊緣高,片面凹陷,片子全部覆蓋鋁窩為等級3;片中心比邊緣低,片子全部覆蓋鋁窩為等級2;片型凹凸不平為等級1。
⑥ 完整性:取出片劑,在光線明亮的地方進行觀察,描述片劑與鋁窩粘連后的片劑完整情況,分為五個等級。黏壁總面積(底部+側(cè)面)小于10%為等級5;黏壁總面積為10%~20%為等級4;黏壁總面積在20%~30%為等級3;黏壁總面積在30%~60%為等級2;黏壁總面積大于60%為等級1。
2.2.2 口嘗感受
① 口感:取出片劑,置于舌中部,不咀嚼,不用水送服,直至完全崩解,評價口崩片在口腔中的感受。五人同時口嘗后進行等級評價,取平均分數(shù)而得。入口即化(時間小于10 s),無沙礫感為等級5;入口崩解較緩(時間10 ~30 s),有沙礫感為等級4;入口崩解緩慢(大于30 s),有沙礫感為等級3;入口崩解緩慢,成團,有沙礫感為等級2;入口成團,有沙礫感為等級1。
② 口味:取出片劑,置于舌中部,不咀嚼,不用水送服,直至完全崩解,評價口崩片在口腔中的味道感受。五人同時口嘗后進行等級評價,取平均分數(shù)而得。無異味、無苦、無麻舌、無刺激感,口味適中為等級5;有異味、苦、麻舌、刺激感任意1 ~2 項為等級4;有異味、苦、麻舌、刺激感任意3 項者為等級3;有異味、苦、麻舌、刺激者為等級2;異味、苦、麻舌、刺激嚴重者為等級1。
2.2.3 崩解 檢測口崩片的崩解時間。取片劑6片,分別置于40 mL、(37±2)℃蒸餾水的培養(yǎng)皿中,在入水時開始用秒表計時,直到片劑完全崩解,記錄崩解時間,分為五個等級。崩解時間小于10 s 為等級5;崩解時間10 ~15 s 為等級4;崩解時間15 ~20 s 為等級3;崩解時間大于20 s為等級4;崩解時間大于30 s 為等級1。
2.2.4 微觀結(jié)構(gòu) 評價口崩片的孔道排列狀況。取片劑,對其縱切面進行電鏡掃描,觀察其微觀結(jié)構(gòu)。
2.2.5 生物效價 精密稱取地龍?zhí)崛∥?2.7 mg、口崩片粉末66.3 mg 于25 mL 量瓶中,加0.9%NaCl 超聲溶解,定容至刻度,備用。纖維蛋白平板法測定其生物效價[16],聚丙烯酰胺凝膠電泳測定蛋白條帶[17]。評價制劑工藝對生物效價和蛋白種類的影響。
預(yù)試驗選擇甘露醇作為骨架支撐劑、普魯蘭多糖作為黏合劑,蔗糖、三氯蔗糖和檸檬香精作為調(diào)味劑。固定甘露醇-普魯蘭多糖的質(zhì)量比為1∶1。選擇主藥地龍?zhí)崛∥锖?0 mg/片進行處方考察,篩選最佳處方。
2.3.1 甘露醇-普魯蘭多糖用量考察 固定濃度蔗糖2%、三氯蔗糖0.01%、檸檬香精1%,考察1∶1 比例下甘露醇和普魯蘭多糖的濃度對口崩片外觀性狀(顏色、光潔度、裂邊、融片、飽滿度、完整性)和崩解時間的影響??疾旖Y(jié)果表明當兩者濃度小于4%時,口崩片顏色不均,塌陷、融片嚴重,普魯蘭多糖、甘露醇的濃度應(yīng)分別保持在4%及以上的水平以維持片劑的基本骨架形態(tài)。隨著兩者用量增加,在口腔中崩解變緩,但可均勻分散,無沙礫感,結(jié)果見表1。
2.3.2 蔗糖用量的考察 固定蔗糖、普魯蘭多糖、甘露醇總濃度12%,考察蔗糖濃度對口崩片外觀和崩解時間的影響。設(shè)定蔗糖的濃度為2%、4%、6% 3 個濃度等級進行考察,考察結(jié)果如表2。當基質(zhì)總含量保持在12%時,在口腔中崩解無差異,隨著蔗糖濃度的增加,口崩片的外觀形態(tài)變差。
2.3.3 口味考察 地龍屬于蟲類中藥,蛋白含量豐富,其腥臭味導(dǎo)致患者服藥依從性低。根據(jù)預(yù)試驗選取蔗糖、三氯蔗糖、檸檬香精的組合對口味進行改善,結(jié)果見表3。蔗糖濃度的變化對于甜度的改善不明顯,超過4%片形變差,但可緩解三氯蔗糖的甜味帶來的味覺不適。三氯蔗糖的量在0.03%~0.05%均可接受,而當檸檬香精的量小于3%時,口崩片的腥味仍然較重。
表1 甘露醇-普魯蘭多糖用量考察Tab 1 Pullulan and mannitol dosage
表2 蔗糖用量的考察Tab 2 Sucrose dosage
表3 口味考察Tab 3 Taste investigation
2.3.4 正交試驗優(yōu)化處方 以片劑外觀、口味、崩解時間等為指標進行評分??偡譃?5 分,取綜合評分最高者為最優(yōu)處方。正交試驗因素水平見表4,試驗結(jié)果見表5。通過直觀分析可知,對片劑質(zhì)量影響程度大小為A >C >B、D,最佳處方組成為A3B3C3D1,即6%普魯蘭多糖、6%甘露醇、0.05%三氯蔗糖、4%檸檬香精、2%蔗糖。
表4 因素水平表Tab 4 Factor and level
2.4.1 共晶點的測定 共晶點是指物料中的水分完全凍結(jié)成冰晶時的溫度。本試驗采用電阻法測量,利用共晶點測試儀測得處方溶液的電阻值隨溫度的變化情況,作電阻-溫度散點圖,如圖1??芍敎囟乳_始下降至-22℃時,電阻值開始增大,當溫度降至-40℃時,電阻值達到最大,此時的溫度為溶液的共晶點溫度。繼續(xù)降溫一段時間后開始升溫,當溫度升至-28℃后,電阻值持續(xù)減小,-28℃為溶液的共熔點溫度。以溶液的共晶點和共熔點溫度作為參考調(diào)整凍干工藝。
表5 正交試驗結(jié)果Tab 5 Experimental results
圖1 共晶點和共熔點Fig 1 Eutectic point and eutectic melting point
2.4.2 凍干工藝的篩選 凍干工藝直接影響片劑的外觀和微觀結(jié)構(gòu),進而影響崩解。采用優(yōu)化得到的處方進行制備,以凍干片的外觀、崩解時間和微觀結(jié)構(gòu)為指標對凍干曲線進行篩選。凍干曲線變化如下:
預(yù)試驗曲線:升溫至-32℃進箱,-30℃維持30 min;升溫至-15℃,維持1 h;升溫至25 ℃,維持1.5 h。升溫速率均為1 ℃·min-1,真空度范圍為10 ~20 Pa。
曲線一:升溫至-32 ℃進箱,-30 ℃維持1 h;升溫至-20 ℃,維持1 h;升溫至-10 ℃,維持1 h;升溫至25 ℃,維持1 h。
曲線二:升溫至-32 ℃進箱,-30℃維持1 h;升溫至-15℃,維持1 h;升溫至0℃,維持1 h;升溫至25℃,維持1 h。
曲線三:-32℃進箱,升溫至-30℃維持2 h;升溫至-15℃,維持1 h;升溫至25℃,維持1 h。
曲線四:-32 ℃進箱,升溫至-30℃維持30 min;升溫至-20℃,維持1.5 h;升溫至0℃,維持1 h;升溫至25℃,維持1 h。
表6 凍干曲線的篩選Tab 6 Screaning of freeze-drying curve
曲線五:-32℃進箱,升溫至-30 ℃維持30 min;升溫至-20℃,維持2 h;升溫至25 ℃,維持1.5 h。
篩選結(jié)果如表6 所示,微觀結(jié)構(gòu)如圖2。綜合選擇曲線四為最優(yōu)凍干曲線。
按照優(yōu)選的處方工藝平行制備3 批樣品,進行質(zhì)量評價,3 批口崩片顏色均勻,片形飽滿,表面光潔,無裂邊,無融片,完整性好,微觀結(jié)構(gòu)排列有序,在水中快速崩解,入口即化,無沙礫感,無異味,微觀結(jié)構(gòu)排列有序(見圖3)。制劑前后蛋白條帶一致,生物效價無明顯改變(見圖4),證明處方工藝、凍干工藝穩(wěn)定可行。可進行工藝放大研究。
甘露醇和普魯蘭多糖的比例和含量對片劑的基本骨架起著決定作用,當兩者含量均大于4%時片劑成形性基本合格;地龍獨特的腥臭味造成服藥困難,三氯蔗糖和檸檬香精可矯正和掩蓋不良氣味,大大提高患者依從性,蔗糖常用作凍干制劑的保護劑,本試驗中蔗糖用于矯味,但用量過大,片形變差,可能與其降低溶液的共晶點有關(guān),導(dǎo)致凍干條件變苛刻,故僅少量使用以平衡因加入三氯蔗糖造成的味覺不適。
維持干燥箱內(nèi)的低壓可降低水蒸氣分壓,使水分能夠在低溫下快速蒸發(fā),干燥的同時不會使物料的性狀發(fā)生改變,在凍干過程中,真空度的穩(wěn)定對保證產(chǎn)品的質(zhì)量有重要作用。真空度越高,可在更低的溫度實現(xiàn)升華干燥。若產(chǎn)品的共熔點溫度低,而真空度達不到此溫度下升華的要求,會因融片而導(dǎo)致外觀塌陷,片子變硬等。維持較高的真空度并使其穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)是保證整個凍干過程順利進行的重要因素,一般凍干水溶液時真空度保持在10 ~30 Pa,本試驗中真空度可穩(wěn)定保持在10 ~20 Pa。
圖2 不同凍干工藝條件下片劑的微觀結(jié)構(gòu)(×100 μm)Fig 2 Microstructure feature at different freeze-drying Process(×100 μm)
升華溫度過高或升溫速度過快會造成片劑塌陷。一般在低于共熔點溫度處進行升華干燥,但此溶液共晶點和共熔點溫度低,升華溫度過低造成水分蒸發(fā)很慢,致使形成的孔道很小,溫度升高容易導(dǎo)致脆弱細小的骨架無法支撐而塌陷,緩慢的升溫有利于維持其骨架結(jié)構(gòu),但耗能增大,造成崩解時間整體延長且有團塊,微觀結(jié)構(gòu)雜亂不規(guī)則;試驗選擇在低于共熔點溫度維持一段時間,在共熔點曲線的轉(zhuǎn)折點-20℃維持較長時間,此時水分蒸發(fā)的速度加快,形成的孔隙和骨架更大,保證其不會發(fā)生塌陷,制備得到的片劑片形良好,崩解快,微觀結(jié)構(gòu)規(guī)則有序。
圖3 3 批次微觀結(jié)構(gòu)(×100 μm)Fig 3 Microstructure of 3 batches(×100 μm)
圖4 制劑前后蛋白條帶(A)和制劑前后生物效價對比(B)Fig 4 Comparison of protein bands(A)and biological value(B)after preparation
本研究運用冷凍干燥技術(shù)制備地龍?zhí)崛∥锟诒榔?,以外觀、口味、崩解時間等為指標進行單因素和正交試驗考察篩選處方組成,以微觀結(jié)構(gòu)和崩解時間為指標篩選凍干工藝,成功制備得到30 mg/片的凍干型口崩片并進行了工藝驗證試驗。通過最優(yōu)工藝制備得到的3 批樣品外觀良好,崩解時間均小于10 s,微觀結(jié)構(gòu)排列有序,入口即化,無沙礫感。制劑前后蛋白條帶以及生物效價均未發(fā)生明顯改變,說明此工藝條件對地龍纖溶活性物質(zhì)無顯著影響,具有穩(wěn)定性和可行性。