拉帕替尼固體分散體的制備及體外溶出度研究

王喻華，馮菊紅*，劉 祺，孫錕輝，王理想，何少男，胡學(xué)雷

(1.武漢工程大學(xué)化工與制藥學(xué)院，湖北 武漢 430074；2.綠色化工過程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074)

拉帕替尼(Lapatinib)是葛蘭素史克公司(GlaxoSmithKline)研發(fā)的一種小分子蛋白酪氨酸激酶抑制劑[1]，商品名Tykerb，于2007年3月13日通過美國(guó)FDA審批，在美國(guó)上市，隨后因其較好的治療效果，中、澳、韓等國(guó)也批準(zhǔn)其銷售與使用[2]。拉帕替尼在臨床上主要用于治療早期使用紫杉醇、蒽環(huán)類以及曲妥珠單抗等藥物治療失敗或病情進(jìn)行到晚期、病變部位轉(zhuǎn)移的乳腺癌[3]。拉帕替尼對(duì)其它抗乳腺癌藥物耐藥性患者依然有良好的治療效果，且因其是一種小分子抑制劑，能穿過血腦屏障，對(duì)乳腺癌晚期治療失敗、病灶轉(zhuǎn)移引發(fā)的腦癌等也能起到一定療效，所以拉帕替尼在臨床上具有明顯的優(yōu)勢(shì)[4-5]。

與其它替尼類藥物一樣，拉帕替尼的溶解度與溶出能力也很差，一般采用成鹽、固體分散、微粉化、包合、納米顆粒等[6]方法改善藥物溶解度和溶出能力。固體分散體(solid dispersions,SD)的制備方法有熱熔擠出法、噴霧冷凍干燥法、超臨界流體法和溶劑法等[7-8]，其中溶劑法操作簡(jiǎn)單、對(duì)設(shè)備要求不高且制得的固體分散體的溶解度和溶出能力提高明顯。因此，作者采用溶劑法，分別以共聚維酮(CoPVP)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPk30)和泊洛沙姆188(F68)為載體[9]，制備拉帕替尼固體分散體；以累積體外溶出度為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)制備工藝進(jìn)行優(yōu)化；并采用X-射線衍射儀(XRD)、熱重-差熱分析儀(TGA-DSC)和掃描電鏡(SEM)等對(duì)拉帕替尼固體分散體進(jìn)行物相鑒別[10]。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 試劑與儀器

拉帕替尼(多次重結(jié)晶)，自制；共聚維酮(CoPVP)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPk30)、泊洛沙姆188(F68)，武漢格奧化學(xué)有限公司；無水甲醇、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、異丙醇、乙酸、丙酮、無水乙醇、十二烷基硫酸鈉(SDS)，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

RCZ-6B1型智能溶出試驗(yàn)儀，上海黃海藥檢儀器公司；UV2450型紫外分光光度計(jì)、XRD-6100型X-射線衍射儀，日本島津公司；SQT-600型熱分析綜合儀，美國(guó)TA儀器；Sigma 300型掃描電鏡，德國(guó)卡爾蔡司公司。

1.2 拉帕替尼固體分散體的制備

稱取適量拉帕替尼與載體(CoPVP、PVPk30、F68)，分別研磨均勻后過80目篩；將載體溶于50 mL無水甲醇中；按藥載比(拉帕替尼與載體的質(zhì)量比，下同)加入拉帕替尼，加熱至設(shè)定溫度后繼續(xù)攪拌一定時(shí)間；反應(yīng)結(jié)束后除去甲醇，置于真空干燥箱中干燥24 h；研磨過篩，即得拉帕替尼固體分散體。根據(jù)載體的不同，分別標(biāo)記為SD-1(CoPVP為載體)、SD-2(PVPk30為載體)、SD-3(F68為載體)。

拉帕替尼與載體物理混合物(physical mixtures,PM)的制備：取適量拉帕替尼，按藥載比分別與載體CoPVP、PVPk30、F68混合，研磨均勻后過80目篩，得到拉帕替尼與載體的物理混合物，分別標(biāo)記為PM-1、PM-2、PM-3。

1.3 體外溶出實(shí)驗(yàn)

按照《中華人民共和國(guó)藥典》2020版第四部通則0931溶出度與釋放度測(cè)定方法進(jìn)行體外溶出實(shí)驗(yàn)：稱取12 mg拉帕替尼，研磨均勻后過80目篩，加入到裝有900 mL溶出介質(zhì)的溶出杯中，在轉(zhuǎn)速為75 r·min-1、溫度為(37.0±0.5) ℃下進(jìn)行體外溶出實(shí)驗(yàn)；分別于10 min、15 min、20 min、30 min、45 min和60 min時(shí)用注射器抽取3 mL溶出液，并同時(shí)補(bǔ)充同溫同體積新鮮溶出介質(zhì)，迅速使用0.45 μm水系微孔濾膜過濾，測(cè)定濾液268 nm處吸光度，依據(jù)線性回歸方程計(jì)算累積體外溶出度。

2 結(jié)果與討論

2.1 溶劑的選擇

按照《中華人民共和國(guó)藥典》2020版第四部凡例溶解度測(cè)定方法，稱取100 mg拉帕替尼若干份，研磨均勻后過80目篩，分別加入適量溶劑(水、無水甲醇、無水乙醇、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、異丙醇、乙酸、丙酮)，于(25±2) ℃下每5 min振搖溶液30 s，觀察其在30 min內(nèi)的溶解情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，拉帕替尼不溶于水、無水乙醇，溶于乙酸，略溶于丙酮、二氯甲烷，微溶于無水甲醇、乙腈、乙酸乙酯、異丙醇。綜合考慮，選擇無水甲醇作為溶劑制備拉帕替尼固體分散體。

2.2 檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇

分別以CoPVP、PVPk30和F68為載體，將拉帕替尼與載體溶于0.2%SDS水溶液中，于200～400 nm波長(zhǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行紫外光譜掃描。結(jié)果顯示，拉帕替尼在多處有強(qiáng)吸收峰，而位于268 nm處的吸收峰不受3種載體吸收峰的干擾。因此，選擇268 nm作為檢測(cè)波長(zhǎng)。

2.3 線性回歸方程

稱取拉帕替尼12 mg，溶于適量無水甲醇中，移至50 mL容量瓶中定容，得到240 μg·mL-1的拉帕替尼標(biāo)準(zhǔn)母液。精確量取0.500 mL、0.625 mL、1.000 mL、1.250 mL、2.500 mL和5.000 mL標(biāo)準(zhǔn)母液分別置于50 mL容量瓶中定容，得到梯度濃度拉帕替尼溶液，測(cè)定溶液268 nm處吸光度。以吸光度(A)為縱坐標(biāo)、拉帕替尼濃度(c)為橫坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，擬合得到線性回歸方程：A=0.03638c-0.2374(R2=0.9998)。表明，拉帕替尼濃度在2.40～24.00 μg·mL-1內(nèi)與吸光度呈線性相關(guān)。

2.4 方法學(xué)驗(yàn)證

精密度測(cè)試：取12.00 μg·mL-1拉帕替尼溶液，測(cè)定268 nm處吸光度。連續(xù)測(cè)定6次，吸光度幾乎無變化，RSD值為0.27%。表明儀器精密度良好，對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響可忽略。

重復(fù)性測(cè)試：取適量拉帕替尼標(biāo)準(zhǔn)母液，用溶出介質(zhì)定容，得到6.00 μg·mL-1拉帕替尼溶液，取樣3份，測(cè)定268 nm處吸光度，RSD值為0.82%。表明該方法重復(fù)性較好，對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響可忽略。

回收率測(cè)試：取適量拉帕替尼與載體配制成濃度分別為6.00 μg·mL-1、12.00 μg·mL-1、24.00 μg·mL-1的溶液，測(cè)定268 nm處吸光度(n=3)，計(jì)算回收率分別為99.06%、98.86%、97.76%，RSD值分別為0.16%、0.24%、0.50%。表明，載體對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響可忽略。

2.5 溶出介質(zhì)的選擇

在3個(gè)溶出杯中分別加入900 mL溶出介質(zhì)(0.2%SDS水溶液、pH值為4.5的磷酸鹽緩沖液、pH值為6.8的磷酸鹽緩沖液)；稱取3份拉帕替尼，每份12 mg，研磨均勻后過80目篩，分別加入到上述3個(gè)溶出杯中，按1.3方法進(jìn)行體外溶出實(shí)驗(yàn)，比較累積體外溶出度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在3種不同溶出介質(zhì)中，拉帕替尼的累積體外溶出度幾乎沒有差異。綜合考慮，選擇0.2%SDS水溶液作為溶出介質(zhì)。

2.6 拉帕替尼固體分散體的制備工藝優(yōu)化

2.6.1 藥載比對(duì)累積體外溶出度的影響

藥載比為1∶7的拉帕替尼物理混合物PM-1、PM-2、PM-3及藥載比分別為1∶1、1∶3、1∶5、1∶7、1∶9的固體分散體的累積體外溶出度如圖1所示。

圖1 藥載比對(duì)累積體外溶出度的影響Fig.1 Effect of drug-carrier ratio on cumulative in vitro dissolution

由圖1a可知，拉帕替尼原料藥的累積體外溶出度僅10.43%，效果極差；與載體進(jìn)行物理混合后，累積體外溶出度略微升高，PM-1、PM-2、PM-3分別達(dá)到12.36%、12.55%、11.12%。表明親水性高分子載體與拉帕替尼進(jìn)行簡(jiǎn)單的物理混合后，對(duì)拉帕替尼有微弱的助溶作用。由圖1b～d可知，當(dāng)拉帕替尼與不同載體制成固體分散體后，累積體外溶出度較原料藥明顯升高，且隨著載體用量的增加，累積體外溶出度先升高后降低，在藥載比為1∶7時(shí)達(dá)到最高，其中溶出效果最好的是以PVPk30為載體制備的固體分散體SD-2，其次是以CoPVP為載體制備的固體分散體SD-1，以F68為載體制備的固體分散體SD-3的溶出效果最差。因此，選擇PVPk30為載體，按藥載比1∶7制備拉帕替尼固體分散體。

2.6.2 反應(yīng)溫度對(duì)累積體外溶出度的影響

按藥載比1∶7稱量拉帕替尼和PVPk30，分別于50 ℃、55 ℃、60 ℃、64 ℃加熱攪拌30 min制備固體分散體，考察反應(yīng)溫度對(duì)累積體外溶出度的影響，結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，隨著反應(yīng)溫度的升高，拉帕替尼固體分散體的累積體外溶出度逐漸升高，在60 ℃時(shí)達(dá)到最高；繼續(xù)升高反應(yīng)溫度，累積體外溶出度反而降低。因此，選擇最佳反應(yīng)溫度為60 ℃。

圖2 反應(yīng)溫度對(duì)累積體外溶出度的影響Fig.2 Effect of reaction temperature on cumulative in vitro dissolution

2.6.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)累積體外溶出度的影響

按藥載比1∶7稱量拉帕替尼和PVPk30，在60 ℃下分別攪拌15 min、20 min、30 min、45 min制備固體分散體，考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)累積體外溶出度的影響，結(jié)果如圖3所示。

圖3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)累積體外溶出度的影響Fig.3 Effect of reaction time on cumulative in vitro dissolution

由圖3可知，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，拉帕替尼固體分散體的累積體外溶出度逐漸升高，在反應(yīng)30 min時(shí)達(dá)到最高；繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，累積體外溶出度幾乎沒有升高。因此，選擇最佳反應(yīng)時(shí)間為30 min。

綜上，以溶劑法制備拉帕替尼固體分散體的最佳工藝條件為：拉帕替尼與載體PVPk30的質(zhì)量比為1∶7、反應(yīng)溫度60 ℃、反應(yīng)時(shí)間30 min，在此條件下制備的拉帕替尼固體分散體在0.2%SDS水溶液中45 min達(dá)到溶出平衡，其累計(jì)體外溶出度為89.98%，遠(yuǎn)高于拉帕替尼原料藥(10.43%)及拉帕替尼與PVPk30的物理混合物(12.55%)。

2.7 拉帕替尼固體分散體的表征

2.7.1 XRD分析

以PVPk30為載體，在反應(yīng)溫度為60 ℃、反應(yīng)時(shí)間為30 min的條件下，制備不同藥載比的拉帕替尼固體分散體，其XRD圖譜如圖4所示。

圖4 不同藥載比的拉帕替尼固體分散體的XRD圖譜Fig.4 XRD patterns of Lapatinib solid dispersions with different drug-carrier ratios

由圖4可知，拉帕替尼原料藥在多處有強(qiáng)的特征峰信號(hào)，由此推斷拉帕替尼是一種高度結(jié)晶的藥物；載體PVPk30僅在21.58°處出現(xiàn)寬而矮的特征衍射峰；隨著藥載比的不斷減小(即載體用量的不斷增加)，拉帕替尼固體分散體的原料藥特征衍射峰逐漸消失，當(dāng)藥載比為1∶7時(shí)，原料藥特征衍射峰基本消失，由此可以推斷拉帕替尼在載體PVPk30中高度分散，且結(jié)構(gòu)由高度結(jié)晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o定形態(tài)。

2.7.2 TGA-DSC分析

在最佳工藝條件下制備拉帕替尼固體分散體、拉帕替尼物理混合物，其TGA-DSC曲線如圖5所示。

由圖5可知，拉帕替尼原料藥(圖5a)在148～149 ℃處出現(xiàn)了一個(gè)較強(qiáng)的特征吸收峰，推斷為藥物晶體的熔化吸熱峰，拉帕替尼物理混合物(圖5c)在此處也有同樣的吸收峰，而拉帕替尼固體分散體(圖5d)在此處卻未出現(xiàn)該吸收峰。由此可以推斷，拉帕替尼已高度分散于載體PVPk30中，并以無定形態(tài)存在。

圖5 拉帕替尼原料藥(a)、載體PVPk30(b)、物理混合物PM-2(c)及固體分散體SD-2(d)的TGA-DSC曲線Fig.5 TGA-DSC curves of Lapatinib(a),carrier PVPk30(b),PM-2(c),and SD-2(d)

2.7.3 SEM分析

在最佳工藝條件下制備拉帕替尼固體分散體、拉帕替尼物理混合物，對(duì)其進(jìn)行噴金處理改善其導(dǎo)電性，然后置于掃描電鏡下觀察，結(jié)果如圖6所示。

由圖6可知，拉帕替尼原料藥(圖6a)呈明顯的棱柱狀結(jié)晶；載體PVPk30(圖6b)呈均勻球體，表面具有一定的孔洞；物理混合物(圖6c)中細(xì)小晶體碎片狀拉帕替尼附著在載體PVPk30的表面和孔洞中；固體分散體(圖6d)中拉帕替尼不再以晶體狀態(tài)存在，而是形成了一種無定形態(tài)，與載體結(jié)合。由此可以推斷，制備的拉帕替尼固體分散體達(dá)到預(yù)期效果，原料藥以高度分散的無定形態(tài)與載體結(jié)合。

圖6 拉帕替尼原料藥(a)、載體PVPk30(b)、物理混合物PM-2(c)及固體分散體SD-2(d)的SEM照片F(xiàn)ig.6 SEM images of Lapatinib(a),carrier PVPk30(b),PM-2(c),and SD-2(d)

3 結(jié)論

分別以共聚維酮(CoPVP)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPk30)和泊洛沙姆188(F68)為載體，采用溶劑法制備了3種拉帕替尼固體分散體。當(dāng)以PVPk30為載體、藥載比為1∶7、反應(yīng)溫度為60 ℃、反應(yīng)時(shí)間為30 min時(shí)，制備的拉帕替尼固體分散體的體外溶出效果最好；在0.2%SDS水溶液中，45 min即可達(dá)到溶出平衡，累積體外溶出度為89.98%，遠(yuǎn)高于拉帕替尼原料藥(10.43%)和拉帕替尼與PVPk30的物理混合物(12.55%)。XRD、TGA-DSC和SEM分析表明，拉帕替尼以無定形態(tài)高度分散于親水性載體PVPk30中。因此，將拉帕替尼與親水性高分子結(jié)合制成固體分散體能夠明顯改善拉帕替尼的溶出度和溶解度，從而提高其生物利用度。