鹽酸羥考酮緩釋片的制備及防濫用性能評估*

王佳瑜，高梓真，許向陽，劉新穎，毛文星，曾令高△

（1. 江蘇恩華藥業(yè)股份有限公司藥物研究院·江蘇省中樞神經(jīng)藥物研究重點實驗室，江蘇徐州 221000； 2. 重慶市食品藥品檢驗檢測研究院·國家藥品監(jiān)督管理局麻醉精神藥品質(zhì)量監(jiān)測重點實驗室，重慶 401121）

阿片類鎮(zhèn)痛藥能有效緩解中度至重度疼痛，被世界衛(wèi)生組織（WHO）認(rèn)定為三階梯癌痛治療的常規(guī)用藥，是治療急性疼痛的一線藥物，但具有成癮性，其濫用已在全球范圍內(nèi)成為日益嚴(yán)重的公共衛(wèi)生問題［1］。為在滿足疼痛管理臨床需求的同時防止阿片類鎮(zhèn)痛藥的濫用，藥品生產(chǎn)企業(yè)提出防濫用型制劑（ADFs）概念［2］。鹽酸羥考酮是由阿片生物堿蒂巴因植物衍生物制成的半合成阿片類藥物，是阿片受體完全激動劑，可與大腦及脊髓的阿片κ，μ受體結(jié)合，具有強大的鎮(zhèn)痛作用［3］。鹽酸羥考酮緩釋片（商品名OxyContin?）由Purdue Pharma，L.P.（普渡制藥）公司研發(fā)，通過美國食品和藥物管理局（FDA）505（b）新藥申請監(jiān)管途徑，于2010年4月成為FDA 首個賦予防濫用標(biāo)簽的藥品，同期原普通緩釋制劑撤市。處方使用相對分子質(zhì)量高的聚氧乙烯（PEO）材料，并在工藝中增加熟化步驟作為防濫用核心技術(shù)，已申請中國專利（CN101583360B），授權(quán)有效期至2027 年8月24日［4-5］。PEO 是一種非離子的具有熱塑性的親水性聚合物，其外觀為可自由流動白色粉末，相對分子質(zhì)量為100 000～7 000 000（熔點為63～72 ℃）。該類聚合物熱處理后會形成具有高機械強度的致密體，可賦予片劑很高的硬度，防止被咀嚼、切割、粉碎或研磨；使用水或醇等溶劑萃取時，會溶脹形成黏稠的凝膠，難以提取注射，是防濫用配方中最常用的基質(zhì)材料。但該類聚合物受到高溫、氧、機械作用的影響時易發(fā)生鏈裂解，生成相對分子質(zhì)量較低的聚合物，進而影響其防濫用性能［6-12］。本研究中選擇適當(dāng)型號的PEO，采用熱熔擠出（HME）技術(shù)制備鹽酸羥考酮緩釋片，并以黏度為指標(biāo)，篩選處方中抗氧劑的種類及加入量對聚合物穩(wěn)定性的影響；同時，按最優(yōu)處方制備樣品，與參比制劑進行溶出度、凝膠強度、可注射性、硬度、粉碎后顆粒粒度分布等各項防濫用特性及可提取性對比評估。現(xiàn)報道如下。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

TA.XTC-20型質(zhì)構(gòu)儀（上海保圣實業(yè)發(fā)展有限公司）；MCR 302e 型流變儀（奧地利Anton Paar 公司）；Pharma11 型熱熔擠出機（美國Thermo Fisher 公司）；PTB - 311E - 800 型硬度儀（德國Pharma Test 公司）；Mettler SevenExcellence 型多參數(shù)測定儀（瑞士Mettler Toledo 公司）；FADT-1202 自動取樣溶出儀（上海富克斯公司）；LC - 20AD 型液相色譜儀（日本Shimadzu 公司）；SG-350C 型多功能食品加工機（北京瑞百利商貿(mào)有限公司）；CZ300型振動篩分過濾機（新鄉(xiāng)市誠鑫振動機械有限公司）。

1.2 試藥

OxyContin?（Purdue Pharma L. P.，批號為WF1T4，規(guī)格為每片40 mg）；鹽酸羥考酮（甘肅普瑞制藥有限公司，批號為CP0012103004，純度為100.3%）；Polyethylene oxide PolyoxTMWSR N750（批號為D682L77RJ3，相對分子質(zhì)量為300 000），Polyethylene oxidePolyoxTMWSR 205（批號為D682H97PA3，相對分子質(zhì)量為600 000），Polyethylene oxide PolyoxTMWSR 1105（批號為D682K8LPD1，相對分子質(zhì)量為900 000），Polyethylene oxide PolyoxTMWSR 301（批號為D682K69PB3，相對分子質(zhì)量為4 000 000），PolyethyleneoxidePolyoxTMCoagulant（批號為D682K1TRC3，相對分子質(zhì)量為5000000），Polyethylene oxide PolyoxTMWSR 303（批號為D682KC7PR3，相對分子質(zhì)量為7 000 000），均購于Specialty Products US，LLC；維生素E（巴斯夫＜中國＞有限公司，批號為55276377LO，純度為99%）；維生素C（上海源葉生物科技有限公司，批號為Y11S14Y13936，純度為99%）；二丁基羥基甲苯（BHT，江西阿爾法高科藥業(yè)有限公司，批號為20220601，純度為99.4%）；庚烷磺酸鈉（Fisher Chemical）；磷酸、氯化鈉（上海凌峰試劑有限公司）；鹽酸（國藥集團化學(xué)試劑有限公司）；異丙醇（Fisher 公司）；乙醇、乙腈（美國Mreda公司）。

2 方法與結(jié)果

2.1 處方篩選

2.1.1 黏度測定

不同相對分子質(zhì)量PEO 黏度測定：PolyoxTMWSR樹脂是由環(huán)氧乙烷在多相催化劑作用下，碳氧鍵斷裂實現(xiàn)開環(huán)，逐步聚合生成的非離子型聚合物［13］，在制藥工業(yè)中常用于滲透泵技術(shù)，親水性基質(zhì)系統(tǒng)、熱熔擠出配方及防濫用技術(shù)。不同相對分子質(zhì)量的聚合物可獨立或搭配使用以達到相應(yīng)效果，聚合物在這些應(yīng)用中的性能主要取決于其相對分子質(zhì)量（即黏度）。稱取適量PEO，加異丙醇分散，加入純化水制成濃度為1%的溶液，在磁力攪拌下使完全溶脹，將溶液滴于PP25/S型平板磨砂轉(zhuǎn)子下，測試溫度為25 ℃，剪切速率為0.1/s，采用流變儀測定不同相對分子質(zhì)量的PEO。結(jié)果顯示，在相同濃度下，凝膠黏度隨相對分子質(zhì)量加大而升高。詳見圖1。

圖1 不同相對分子質(zhì)量聚氧乙烯的黏度曲線Fig.1 Viscosity profiles of PEO with different molecular weights

不同相對分子質(zhì)量PEO 按比例混合后的黏度測定：PEO 受溫度、氧、機械作用等的影響，會引發(fā)鏈裂解，使相對分子質(zhì)量降低，高黏度是能應(yīng)用于藥物制劑防濫用體系至關(guān)重要的屬性之一。研究表明，處方中加入相對分子質(zhì)量低的PEO 作為工藝助劑，可降低相對分子質(zhì)量高的PEO 分子之間的熔融黏度、摩擦力和鏈纏結(jié)，使HME過程更順暢，增加相對分子質(zhì)量高的PEO的穩(wěn)定性［9］。將不同比例WSR N750（相對分子質(zhì)量為300 000）和WSR 303（相對分子質(zhì)量為7 000 000）混合，制成濃度為1%的溶液，采用流變儀測定黏度，并與專利CN101583360B中使用的PEO WSR 301的1%溶液比較。結(jié)果顯示，處方中相對分子質(zhì)量高的PEO 占比越大，溶液的黏度越高；當(dāng)處方中WSR N750 - WSR 303為1∶6（m/m）時，溶液黏度與WSR 301 溶液黏度相近，表明該處方可用于替代原研專利處方中的輔料開展后續(xù)HME試驗。詳見圖2。

圖2 不同比例聚氧乙烯混合物的黏度曲線Fig.2 Viscosity profiles of PEO mixtures with different ratios

2.1.2 抗氧劑

HME 試驗：采用HME 技術(shù)制備鹽酸羥考酮緩釋片時，PEO 在HME 過程中既受機械作用，又受熱作用，兩者皆使其發(fā)生裂解。機械作用引起的鏈斷裂可通過加入低相對分子質(zhì)量PEO、降低螺桿轉(zhuǎn)速來改善，高溫導(dǎo)致的自氧化降解可通過降低工藝溫度、加入抗氧劑來減緩。抗氧劑可有效抑制自氧化過程中自由基的生成，降低自氧化速率，從而降低相對分子質(zhì)量損失的速率，避免樣品擠出后黏度大幅降低。維生素E、維生素C、BHT 為常用抗氧劑，其抗氧化機制為作為供氫體，釋放活潑氫，捕捉自由基，中斷PEO 自氧化過程的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)［14-15］。處方中鹽酸羥考酮占比為27%，PEO WSR N750 與PEO WSR 303 比例為1∶6（m/m），處方1 不含抗氧劑，處方2加入0.05%維生素C，處方3加入0.10%維生素C，處方4 加入0.05%維生素E，處方5 加入0.10%維生素E，處方6 加入0.05%BHT，處方7 加入0.10%BHT。將PEO WSR N750、PEO WSR 303、抗氧劑、鹽酸羥考酮混合物加入雙螺桿熱熔擠出機進行擠出。設(shè)置7 個加熱區(qū)間及1 個口模溫度分別為70，100，100，115，115，130，130，140 ℃，螺桿轉(zhuǎn)速為80 r/ min，加熱溫度穩(wěn)定后開始加料，剪切冷卻后的擠出物。

黏度測試：擠出物粉碎后，配制成濃度為1%的溶液，采用流變儀測定由處方1-7 所制備的擠出物的黏度。結(jié)果顯示，與物理混合物相比，不加抗氧劑的擠出物黏度明顯下降；加入維生素C對擠出物黏度的下降無明顯改善；加入維生素E 或BHT 后擠出物的黏度明顯高于不加抗氧劑擠出物的黏度，且抗氧劑用量越大，PEO穩(wěn)定性越好。加入0.10%維生素E或0.10%BHT的擠出物黏度與物理混合物的黏度均較接近，其中0.10%維生素E 效果更佳，即使用處方5 制備自研制劑。詳見圖3。

圖3 物理混合物、無抗氧劑及含不同抗氧劑擠出物的黏度曲線Fig.3 Viscosity profiles of physical mixtures extrusions without antioxidant and extrusions with different antioxidants

2.2 防濫用性能評估［16-19］

體外釋放：取自研制劑和參比制劑，在模擬胃液（無酶）中進行溶出試驗，介質(zhì)體積為900 mL，溫度為37 ℃，采用籃法，轉(zhuǎn)速為100 r/min。采用高效液相色譜（HPLC）法測定溶出度，色譜柱為Shimadzu Shim-pack VP-ODS柱（150 mm×4.6 mm，5μm），流動相為乙腈-庚烷磺酸鈉緩沖液（1∶3，V/V），流速為1.0 mL/min，檢測波長為230 nm，柱溫為60 ℃，進樣量為20μL。結(jié)果在模擬胃液（無酶）中，自研制劑與參比制劑的相似因子（f2）為80.02，表明兩者體外釋放行為相似。詳見圖4。

圖4 自研制劑與參比制劑在模擬胃液（無酶）中的溶出曲線（n=6）Fig.4 Dissolution profiles of self-developed formulation and reference preparation in simulated gastric juice without enzyme（n=6）

凝膠強度：采用質(zhì)構(gòu)儀測定自研制劑和參比制劑的凝膠強度。將樣品置培養(yǎng)皿中，加入pH 1.2鹽酸氯化鈉介質(zhì)，靜態(tài)溶脹8 h。采用5 kg 感應(yīng)元，TA/ 0.5 凝膠探頭，下壓形變90%。結(jié)果顯示，凝膠探頭下壓至相同形變比例時，對自研制劑施加的力遠(yuǎn)大于對參比制劑施加的力，表明自研制劑的凝膠強度大于參比制劑的凝膠強度。詳見圖5。

圖5 自研制劑與參比制劑靜態(tài)溶脹8 h的凝膠強度Fig.5 Gel strength of self-developed formulation and reference preparation which had statically swelled for 8 h

可注射性：通針性是決定可注射性的關(guān)鍵指標(biāo)，是指藥液可以通過注射針筒、注射針頭順利取出，不黏筒壁，不堵針頭，主要以注射時所需壓力和壓強及順滑程度來衡量。采用質(zhì)構(gòu)儀對自研制劑和參比制劑進行可注射性測試，測量參數(shù)包括注射活塞開始移動時所需的力和持續(xù)注射時活塞受到的阻力。將片劑粉碎，加水，攪拌至完全溶脹，采用20 kg 感應(yīng)元，10 mL 注射器（含膠塞），下壓模式，位移5 mm，測試速率為0.04 mm/s。結(jié)果顯示，推動自研制劑凝膠通過針頭所需的力更大，表明自研制劑可注射性更差。詳見圖6。

圖6 自研制劑與參比制劑凝膠的可注射性Fig.6 Injectability of self-developed formulation and reference preparation gels

硬度：將硬度儀設(shè)置為膠囊模式檢測片劑硬度，結(jié)果參比制劑和自研制劑的硬度均大于500 N；參比制劑與自研制劑被擠扁后均未碎裂，可有效防止被咀嚼、切割或研磨。詳見表1。

表1 自研制劑與參比制劑的硬度（N）Tab.1 Hardness of self-developed formulation and reference preparation（N）

粉碎后粒度分布：鼻吸途徑濫用通常是指對經(jīng)物理處理的阿片類口服固體藥物進行鼻吸。結(jié)合鼻吸途徑給藥特點及常見制藥技術(shù)，鼻吸濫用途徑的藥學(xué)評估指標(biāo)應(yīng)包括可用于鼻吸顆粒的粒徑和質(zhì)量。通常＜500μm的細(xì)顆粒占比可在一定程度上反映鼻吸濫用生物利用度。分別取自研制劑和參比制劑，在室溫下使用多功能食品加工機粉碎處理30 s，采用振蕩篩分離，標(biāo)準(zhǔn)篩網(wǎng)18 目、35 目、60 目、150 目，孔徑分別為1 000，500，250，100μm，記錄不同粒徑的顆粒占比。其中，參比制劑＜500 μm 的顆粒占比為12.41%，自研制劑＜500 μm 的顆粒占比為8.06%，表明自研制劑粉碎后細(xì)顆粒更少，更能抵抗物理處理，防鼻吸濫用性能更佳。詳見圖7。

圖7 自研制劑與參比制劑粉碎后的顆粒粒徑（X±s，n=3）Fig.7 Particle size of self-developed formulation and reference preparation after crushing（X±s，n=3）

2.3 可提取性

PEO 易吸收水分而形成黏稠的凝膠或溶液，在片劑形式中，該材料允許藥物通過擴散或侵蝕。當(dāng)制成粉末并通過注射器進行靜脈注射時，該制劑形成難以吸收（抽出）和分配的黏性溶液，進而導(dǎo)致注射針頭堵塞以阻止靜脈注射濫用［2］。通過可提取性對比仿制藥與參比制劑抵抗外力破壞的能力，以評估兩者防濫用特性的可比性?？疾靺⒈戎苿┖妥匝兄苿┑耐暾瑒┰谒?0%乙醇溶液、無水乙醇、異丙醇4 種提取介質(zhì)中的藥物提取率。將片劑置240 mL 溶劑中，于溫度為20～25 ℃、攪拌轉(zhuǎn)速為100 r/min條件下進行提取，攪拌90 min時取樣1 mL，使用0.45μm聚四氟乙烯（PTFE）疏水性濾膜濾過，按“2.2 體外釋放”項下方法測定鹽酸羥考酮含量。

對于完整片劑，90 min內(nèi)參比制劑和自研制劑在水中的提取率分別為24.97%和24.27%，在40%乙醇溶液中的提取率分別為20.08%和19.28%，在無水乙醇中的提取率分別為4.22%和3.85%，在異丙醇中的提取率分別為2.82%和2.85%，表明自研制劑與參比制劑的可提取性相當(dāng)，只有一部分藥物可通過傳統(tǒng)方法被提取，可適度抵抗通過靜脈途徑的藥物濫用。詳見圖8。

圖8 自研制劑與參比制劑在不同溶劑中的提取率（X±s，n=3）Fig.8 Extraction rate of self-developed formulation and reference preparation in different solvents（X±s，n=3）

3 討論

相對分子質(zhì)量低的PEO 與相對分子質(zhì)量高的PEO配比可實現(xiàn)不同的黏度性能，廣泛應(yīng)用于制藥行業(yè)。本研究中采用物理/化學(xué)屏障防濫用技術(shù)制備鹽酸羥考酮緩釋片，建立了采用流變儀輔助處方篩選的方法，將相對分子質(zhì)量低的PEO 與相對分子質(zhì)量高的PEO 按比例混合后，通過流變儀測定各比例混合物的黏度，與參比制劑使用的PEO WSR 301 溶液的黏度進行對比，篩選得最優(yōu)比例為WSR N750 - WSR 303（1∶6，m/m）。PEO WSR 303 提供了不可或缺的高黏度屬性，而WSR N750的加入使螺桿扭矩降低，擠出工藝更流暢。以流變儀檢測黏度為指標(biāo)，對處方中加入的抗氧劑進行篩選，在HME試驗中，維生素E和BHT均能作為穩(wěn)定劑，可有效抑制HME 過程中PEO 的氧化降解，減少相對分子質(zhì)量的損失，仍保持較高的黏度特性。以優(yōu)選處方制備的自研制劑，與參比制劑進行初步的防濫用性能評估。結(jié)果顯示，與參比制劑相比，自研制劑被擠壓后外觀更完整，粉碎后細(xì)顆粒更少，更難被物理破壞；自研制劑凝膠強度更高，可注射性更差；此外，自研制劑與參比制劑在水、40%乙醇溶液、無水乙醇、異丙醇中90 min 內(nèi)可提取性相當(dāng)。自研處方制備的樣品防濫用特性不低于參比制劑，可為后續(xù)仿制藥的研究提供參考。