組成及比例和制備工藝對歐前胡素-黃芩苷/葛根素共無定形系統(tǒng)形成和儲存穩(wěn)定性的影響

童 雨，曾慧玲，蔣且英，趙國巍，歐陽琪，姜 晟，廖正根*

組成及比例和制備工藝對歐前胡素-黃芩苷/葛根素共無定形系統(tǒng)形成和儲存穩(wěn)定性的影響

童 雨1，曾慧玲1，蔣且英2，趙國巍1，歐陽琪1，姜 晟1，廖正根1*

1. 江西中醫(yī)藥大學(xué) 現(xiàn)代中藥制劑教育部重點實驗室，江西 南昌 330004 2. 江西中醫(yī)藥大學(xué) 實驗動物科技中心，江西 南昌 330004

研究組成、比例及制備工藝對歐前胡素-黃芩苷/葛根素共無定形系統(tǒng)（imperatorin-baicalin/puerarin co-amorphous system，Imp-Bai/Pue@CAS）形成和儲存物理穩(wěn)定性的影響。采用偏光顯微鏡、X射線粉末衍射、差示掃描量熱分析等方法對噴霧干燥法、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法和低溫研磨法3種制備方法制備的不同比例的歐前胡素-黃芩苷樣品和歐前胡素-葛根素樣品進(jìn)行物態(tài)表征；對室溫，40 ℃及40 ℃、75%相對濕度3種儲存條件下的CAS樣品［Imp-Bai@CAS（1∶8、1∶10、1∶12）和Imp-Pue@CAS（1∶2、1∶3）］物態(tài)的動態(tài)變化進(jìn)行物態(tài)表征；結(jié)合涂膜法和3種制備方法（噴霧干燥法、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法和低溫研磨法）研究歐前胡素、黃芩苷和葛根素3種成分結(jié)晶趨勢。當(dāng)歐前胡素和黃芩苷/葛根素組合時，物質(zhì)的量比分別達(dá)到1∶8和1∶2，或更高比例的黃芩苷/葛根素、噴霧干燥條件下可形成共無定形系統(tǒng)（CAS），而旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法和低溫研磨法條件下未能形成CAS；歐前胡素-葛根素共無定形系統(tǒng)（Imp-Pue@CAS）的儲存穩(wěn)定性和葛根素比例呈正相關(guān)，而歐前胡素-黃芩苷1∶8共無定形系統(tǒng)［Imp-Bai@CAS（1∶8）］儲存穩(wěn)定性最佳；3種成分的結(jié)晶趨勢為歐前胡素＞黃芩苷＞葛根素。2種成分組合形成CAS時，結(jié)晶更慢的成分比例高有利于CAS的形成；噴霧干燥工藝更易制成Imp-Bai/Pue@CAS；合適的比例有利于維持CAS的儲存物理穩(wěn)定性。

歐前胡素；黃芩苷；葛根素；組成；比例；制備工藝；共無定形系統(tǒng)；物理穩(wěn)定性；噴霧干燥法；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法；低溫研磨法；結(jié)晶

許多活性成分難溶于水，生物利用度低，限制其制劑開發(fā)和應(yīng)用[1]。有研究表明，將藥物無定形化是改善難溶性成分溶解度的有效手段，但是單組分無定形藥物屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定狀態(tài)，極易在制備和貯存中重結(jié)晶，從而失去溶出優(yōu)勢[2]；因此，物理穩(wěn)定性，包括形成和儲存穩(wěn)定性是藥物能否制成無定形制劑的重要評價指標(biāo)[3]。目前，常采用一定的制備方法將藥物與聚合物輔料制備成無定形聚合物固體分散體以提高其穩(wěn)定性[4]，但傳統(tǒng)的固體分散體也存在著聚合物易吸濕、藥物和聚合物相容性差、載藥量低等問題[5]；而將藥物與小分子輔料或另一種藥物制成共無定形系統(tǒng)（co-amorphous system，CAS）因可能克服聚合物固體分散體的吸濕性和載藥量低等問題，同時，可實現(xiàn)具有協(xié)同作用和聯(lián)合作用的藥物組合等優(yōu)點，而逐漸成為固體分散體技術(shù)發(fā)展的新方向[6]。已有研究表明，聚合物的種類、比例及制備方法對聚合物固體分散體的制備和儲存穩(wěn)定性均有重大影響[7-9]，而CAS的研究主要集中在藥輔比1∶1，通過研磨法制成CAS的性能評價方面[10-11]，因此，有必要研究組成與比例及制備工藝對形成和儲存穩(wěn)定性的影響。

具有相同藥理活性或協(xié)同作用的藥物-藥物組合是CAS的研究方法之一[12]。白芷-黃芩、白芷-葛根是中藥常用藥對[13]，分別常用于治療鼻炎[14]和頭痛[15]。歐前胡素、黃芩苷和葛根素分別是白芷、黃芩和葛根中的有效成分，且均為難溶性成分[16-18]。而歐前胡素[19]和黃芩苷[20]都對鼻炎、哮喘等呼吸道黏膜慢性炎癥有治療效果；歐前胡素[21]和葛根素[22]都可以用于偏頭痛的治療。同時，本課題組的前期實驗發(fā)現(xiàn)歐前胡素對黃芩苷[23]和葛根素[24]有促吸收作用。

基于3種成分的來源、潛在臨床價值以及聯(lián)合用藥在生物藥劑學(xué)行為上的有益作用，歐前胡素與黃芩苷、歐前胡素與葛根素分別有開發(fā)為治療鼻炎和偏頭痛組合制劑的潛能，故本實驗以歐前胡素-黃芩苷/葛根素為模型，結(jié)合方劑中2個藥對白芷-黃芩/葛根的比例及各味藥材中歐前胡素[25]、黃芩苷[26]及葛根素含量范圍[27]，研究藥物-藥物組成、比例及制備工藝對CAS的形成和儲存穩(wěn)定性的影響，為CAS的處方設(shè)計與工藝選擇提供指導(dǎo)。

1 儀器和材料

1.1 儀器

B-290型小型噴霧干燥機(jī)，瑞士Büchi公司；BAS124S型電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器北京有限公司；Oxford Diffraction型X射線衍射儀，日本Rigaku公司；Genius3型漩渦混合器，德國IKA集團(tuán)；明美MshotMS60型偏振光顯微鏡（polarized microscope，PLM），廣州市明美光電技術(shù)有限公司；Diamond DSC型差示掃描量熱分析儀，美國Perkin Elmer公司；Plus-E2-10TH型衡量分析型超純水機(jī)，南京易普易達(dá)科技發(fā)展有限公司；OBS-2000型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海愛朗儀器有限公司；DZF-6050型真空干燥箱，上海市新苗醫(yī)療器械制造有限公司。

1.2 材料

歐前胡素原料藥（批號AF21100901，質(zhì)量分?jǐn)?shù)98.0%）、黃芩苷原料藥（批號AF21021101，質(zhì)量分?jǐn)?shù)98.0%），成都埃法生物科技有限公司；葛根素原料藥，質(zhì)量分?jǐn)?shù)98.0%，批號CPG20190518，西安昊軒生物科技有限公司；純化水，Milli-Q水純化系統(tǒng)自制；其他試劑均為分析純。

2 方法與結(jié)果

2.1 樣品制備

2.1.1 不同比例CAS的制備 分別按物質(zhì)的量比2∶1、1∶1、1∶2、1∶4、1∶6、1∶8、1∶10、1∶12（各組合中歐前胡素均稱取0.100 g，黃芩苷分別稱取0.083、0.165、0.330、0.661、0.991、1.321、1.652、1.982 g）及3∶1、2∶1、1∶1、1∶2、1∶3（各組合中歐前胡素均稱取0.100 g，葛根素分別稱取0.051、0.077、0.154、0.308、0.462 g）稱取歐前胡素-黃芩苷、歐前胡素-葛根素原料藥，加無水乙醇超聲完全溶解后進(jìn)行噴霧干燥（噴霧干燥條件為霧化氣為氮氣，霧化壓力0.2 MPa；蠕動泵以8.4 mL/min體積流量抽取溶液，氮氣以40 m3/h的體積流量運行，進(jìn)口溫度設(shè)置為60 ℃），制備CAS（Imp-Bai@CAS和Imp-Pue@CAS）。

2.1.2 不同制備方法條件下CAS的制備

（1）噴霧干燥法制備CAS：分別按物質(zhì)的量比1∶0、1∶8、1∶10、1∶12、0∶1及1∶2、1∶3、0∶1稱取歐前胡素-黃芩苷原料藥和歐前胡素-葛根素原料藥（除1∶0及0∶1組合中原料藥稱取1.000 g外，其余組合與“2.1.1”項中相同組合下各物質(zhì)的稱取量相同），加無水乙醇超聲完全溶解后進(jìn)行噴霧干燥（條件同“2.1.1”項），制備CAS（Imp-Bai@ CAS和Imp-Pue@CAS）。

（2）低溫研磨法制備CAS：按噴霧干燥法比例稱取歐前胡素-黃芩苷、歐前胡素-葛根素原料藥，采用等量遞增法初步混合后、在冷藏過的研缽中于冰水浴條件下研磨，每研磨3 min，停下間隔約1 min后繼續(xù)研磨，持續(xù)1 h，制備CAS（Imp-Bai@CAS和Imp-Pue@CAS）。

（3）旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法制備CAS：按噴霧干燥法比例稱取歐前胡素-黃芩苷、歐前胡素-葛根素原料藥，用無水乙醇超聲完全溶解后，倒入梨形瓶中，55 ℃水浴真空（?0.1 MPa）旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除溶劑，制備CAS（Imp-Bai@CAS和Imp-Pue@CAS）。

2.1.3 物理混合物（physical mixture，PM）的制備 分別按物質(zhì)的量比1∶8、1∶10、1∶12和1∶2、1∶3稱取歐前胡素-黃芩苷和歐前胡素-葛根素原料藥（投藥量同“2.1.2”項），過100篩后采用等量遞增法初步混合，再利用漩渦混合器震動混合10 min，得到不同物質(zhì)的量比的PM（Imp-Bai@PM和Imp-Pue@PM）。

2.2 固態(tài)表征

2.2.1 PLM 分別取歐前胡素、黃芩苷、葛根素原料藥和“2.1.1”“2.1.3”項下各制備樣品適量置于載玻片上，用液體石蠟均勻分散開，在40×10倍偏光顯微鏡下觀察，圖像信息用D3K-MS軟件采集。結(jié)果見圖1。

圖1 晶體、PM和CAS的PLM圖

原料藥和Imp-Bai@PM、Imp-Pue@PM中會出現(xiàn)明顯的雙折射現(xiàn)象，表明樣品是晶體。歐前胡素-黃芩苷、歐前胡素-葛根素噴霧干燥樣品中，物質(zhì)的量比分別為2∶1～1∶6、3∶1～1∶1時，能看到雙折射現(xiàn)象，表明樣品中有晶體；物質(zhì)的量比分別為1∶8～1∶12、1∶2～1∶3時，雙折射現(xiàn)象消失，表明樣品為CAS形態(tài)；提示隨黃芩苷/葛根素比例提高有利于CAS形成。

2.2.2 粉末X射線衍射法（powder X-ray diffraction，PXRD） 分別取歐前胡素、黃芩苷、葛根素原料藥和各制備樣品，使用X射線衍射儀進(jìn)行觀測，光源為Cu靶Kα射線，電壓50 kV，管點流1.0 mA，步長0.02°，步時10 s，掃描范圍25°～45°。PXRD結(jié)果見圖2～5。

圖2、3分別顯示3種原料藥，物理混合物和不同比例的歐前胡素-黃芩苷及歐前胡素-葛根素噴霧干燥樣品的PXRD結(jié)果。結(jié)果顯示歐前胡素、黃芩苷和葛根素原料藥均出現(xiàn)晶體衍射峰。Imp-Bai@ PM、Imp-Pue@PM的PXRD圖基本是原料藥PXRD圖譜的疊加。歐前胡素-黃芩苷和歐前胡素-葛根素物質(zhì)的量比分別為2∶1～1∶6和3∶1～1∶1噴霧干燥制成的樣品中，都出現(xiàn)了歐前胡素晶體衍射峰，但未出現(xiàn)黃芩苷和葛根素的晶體衍射峰，說明樣品中有歐前胡素晶體存在；直至2種組合物質(zhì)的量比分別為1∶8～1∶12和1∶2～1∶3的樣品中，沒有結(jié)晶峰，表明系統(tǒng)全為CAS。結(jié)果還顯示，隨著黃芩苷/葛根素比例的增加，歐前胡素晶體特征峰逐漸減少，直至歐前胡素-黃芩苷、歐前胡素-葛根素物質(zhì)的量比分別為1∶8、1∶2時，歐前胡素晶體特征峰完全消失。

圖2 歐前胡素、黃芩苷晶體，不同比例Imp-Bai@PM和噴霧干燥法制備的不同比例Imp-Bai@CAS樣品的PXRD圖

圖3 歐前胡素、葛根素晶體，不同比例Imp-Pue@PM和噴霧干燥法制備的不同比例Imp-Pue@CAS樣品的PXRD圖

圖4 不同方法制備單組分無定形PXRD圖

圖4顯示3種方法制備的歐前胡素樣品均有晶體特征峰存在；低溫研磨法和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法制備的黃芩苷品中有晶體特征峰，而噴霧干燥的樣品中特征峰消失，說明黃芩苷無定形只能由噴霧干燥法制成；低溫研磨法制備的葛根素樣品中有晶體特征峰，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法和噴霧干燥法制備的樣品中特征峰消失，說明葛根素?zé)o定形可由噴霧干燥法和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法制成。歐前胡素-黃芩苷1∶8、1∶10、1∶12樣品和歐前胡素-葛根素1∶2、1∶3樣品可以形成CAS。進(jìn)一步用低溫研磨法、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法制備相應(yīng)比例的樣品。

圖5顯示由低溫研磨法和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法制備的3種歐前胡素-黃芩苷及2種歐前胡素-葛根素物質(zhì)的量比的樣品中都有著不同程度的晶體衍射峰，只有噴霧干燥法的樣品中衍射峰消失。說明只有噴霧干燥法容易制備Imp-Bai@CAS和Imp-Pue@CAS。

2.2.3 差示掃描量熱法（differential scanning calorimetry，DSC）分析 采用差示掃描熱分析儀對各原料藥，各樣品進(jìn)行熱行為測試，原料藥和樣品各約7 mg放于鋁盤中，氮氣為保護(hù)氣，升溫速率10 ℃/min，從30 ℃升溫至250 ℃。數(shù)據(jù)用Netzsch Proteus熱分析軟件（Version 4.2）處理，結(jié)果見圖6、7。歐前胡素、黃芩苷、葛根素3種原料藥分別在在102.0、215.3、213.0 ℃處有1個吸熱熔融峰。Imp-Bai@PM、Imp-Pue@PM的DSC圖在101 ℃左右和213 ℃/233 ℃各有1個吸熱熔融峰，分別對應(yīng)歐前胡素、黃芩苷/葛根素的吸熱熔融峰，但I(xiàn)mp-Pue@PM中葛根素的吸熱熔融峰和葛根素原料藥相比有較大移動。歐前胡素-黃芩苷物質(zhì)的量比為1∶8～1∶12制成的樣品中101 ℃和213 ℃處的熔融峰消失，且分別在63.95、65.09、66.86 ℃處出現(xiàn)了1個玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（g）；歐前胡素-葛根素物質(zhì)的量比為1∶2和1∶3制成的樣品中吸熱熔融峰消失，分別在55.5 ℃和56.9 ℃出現(xiàn)了唯一的g。DSC圖還顯示黃芩苷過熔點后降解；歐前胡素-黃芩苷組合中在160 ℃出現(xiàn)了1個尖銳的放熱峰，并在196 ℃出現(xiàn)吸熱峰，隨后降解。由于吸熱峰的位置更靠近黃芩苷的吸熱峰，提示在160 ℃出現(xiàn)的放熱峰應(yīng)為黃芩苷的重結(jié)晶。

圖6 原料藥和物理混合物DSC圖

圖7 不同比例共無定形DSC圖

2.3 結(jié)晶傾向測定

根據(jù)Van Eerdenbrugh等[28]測定活性成分結(jié)晶趨勢的方法，稍作修改，即分別稱取歐前胡素、黃芩苷、葛根素原料藥各0.015 g，用無水乙醇溶解后定容至10 mL。取3片干凈的玻璃載玻片，分別用移液槍取100 μL的藥物乙醇溶液滴在載玻片上，另取一片干凈載玻片將藥液快速刮平，使乙醇快速揮發(fā)。將載玻片室溫下放置30 min后，在偏振光顯微鏡下觀察。觀察后將載玻片放于真空干燥箱中室溫干燥24 h（真空度為?0.1 MPa）后，取出放于盛有變色硅膠的干燥器中室溫保存，1周后取出再次用偏振光顯微鏡觀察結(jié)晶情況，結(jié)果見圖8。室溫下放30 min后，歐前胡素體系出現(xiàn)了大量的雙折射現(xiàn)象，表明歐前胡素已經(jīng)結(jié)晶；黃芩苷和葛根素在室溫下放30 min后未見到明顯的雙折射現(xiàn)象，表明30 min內(nèi)2成分未結(jié)晶，但在室溫儲放7 d后均出現(xiàn)了大量的雙折射現(xiàn)象，表明黃芩苷和葛根素貯存的7 d中發(fā)生了結(jié)晶。

2.4 儲存穩(wěn)定性考察

將歐前胡素-黃芩苷物質(zhì)的量比為1∶8～1∶12樣品和歐前胡素-葛根素物質(zhì)的量比1∶2～1∶3樣品室溫真空干燥（真空度為?0.1 MPa）24 h后，分別放在室溫、40 ℃的盛有變色硅膠的干燥器及40 ℃、75%相對濕度（relative humidity，RH）的干燥器中（盛有飽和NaCl溶液），3種儲存條件下的樣品在0 d取樣后，室溫和40 ℃條件儲存樣品每月，40 ℃、75% RH每2周取樣用于PXRD。

圖8 3種成分溶劑蒸發(fā)后不同時間PLM圖

3種儲存條件下不同儲存時間歐前胡素-葛根素的PXRD圖見圖9，Imp-Pue@CAS（1∶2）在40 ℃儲存條件下，1個月內(nèi)出現(xiàn)了歐前胡素衍射峰，表明存在歐前胡素晶體；室溫儲存條件下，7個月內(nèi)出現(xiàn)了歐前胡素和葛根素晶體衍射峰，表明存在歐前胡素和葛根素晶體；相同儲存條件下，Imp-Pue@ CAS（1∶3）未見衍射峰，表明兩者仍然以CAS存在。在40 ℃、75% RH條件下儲存2周，歐前胡素-葛根素物質(zhì)的量比1∶2和1∶3樣品中均出現(xiàn)了歐前胡素晶體衍射峰和葛根素衍射峰，表明均既存在歐前胡素晶體，也存在葛根素晶體，但歐前胡素-葛根素物質(zhì)的量比1∶3樣品的衍射峰數(shù)量更少，峰面積更小，表明物質(zhì)的量比1∶3樣品的結(jié)晶程度小于物質(zhì)的量比1∶2樣品。結(jié)果顯示，物質(zhì)的量比1∶3的Imp-Pue@CAS物理穩(wěn)定性強于物質(zhì)的量比1∶2的樣品。

圖9 不同儲存條件下不同比例Imp-Pue@CAS不同時間的PXRD圖

3種儲存條件下不同儲存時間歐前胡素-黃芩苷的PXRD圖見圖10，在室溫下儲存6個月或40 ℃條件下儲存2個月后，Imp-Bai@CAS（1∶8）未見衍射峰，但物質(zhì)的量比為1∶10和1∶12的歐前胡素-黃芩苷樣品均出現(xiàn)了衍射峰；在40 ℃、75% RH條件下儲存2周后，所有樣品均出現(xiàn)衍射峰，但歐前胡素-黃芩苷（1∶8）樣品衍射峰數(shù)量明顯更少，且峰面積更小，這些結(jié)果表明物質(zhì)的量比為1∶8的Imp-Bai@CAS更穩(wěn)定。同時室溫和40 ℃儲存條件下，物質(zhì)的量比為1∶10和1∶12的歐前胡素-黃芩苷樣品均在25.4°處出現(xiàn)黃芩苷的特征衍射峰，而在高溫高濕條件下盡管25.4°等處未出現(xiàn)黃芩苷特征衍射峰，但是在5.5°、6.6°、13°處出現(xiàn)了新的特征峰，這些峰與黃芩苷晶型的特征峰一致[29]，表明存在黃芩苷晶體，這些結(jié)果至少說明歐前胡素沒有先于黃芩苷結(jié)晶析出。

圖10 不同儲存條件下不同比例Imp-Bai@CAS不同時間PXRD圖

3 討論

3.1 比例對CAS形成的影響

PLM和PXRD的結(jié)果顯示，隨著黃芩苷/葛根素比例的增加，至歐前胡素-黃芩苷、歐前胡素-葛根素物質(zhì)的量比分別為1∶8、1∶2時，噴霧干燥樣品和雙折射現(xiàn)象消失，表明歐前胡素-黃芩苷/葛根素2種組合中各成分均以無定形形式存在；DSC結(jié)果顯示其僅有1個g，說明樣品形成了均勻混合的CAS[30]。實驗結(jié)果和改變聚合物比例能促進(jìn)固體分散體的形成一致[10]，表明比例會影響CAS的形成。歐前胡素-黃芩苷、歐前胡素-葛根素物質(zhì)的量比分別為1∶8、1∶2時，2種組合噴霧干燥才能形成CAS，提示不同藥物組合形成CAS的比例不同。

3.2 組成對CAS形成物理穩(wěn)定性的影響

和黃芩苷相比，葛根素可以用更少的量和歐前胡素形成CAS，推測是由成分本身結(jié)晶趨勢的差異造成的。因此，對3種成分的結(jié)晶趨勢進(jìn)行測定。根據(jù)Van Eerdenbrugh等[28]的分類標(biāo)準(zhǔn)，I類（快速結(jié)晶）：在樣品旋涂30 min內(nèi)，結(jié)晶程度至少達(dá)到半結(jié)晶；II類（中等結(jié)晶速度）：樣品在干燥容器放置7 d后，結(jié)晶度至少達(dá)到半結(jié)晶；III類（緩慢結(jié)晶）：樣品在干燥容器放置7 d后，結(jié)晶度仍是微量結(jié)晶或無結(jié)晶。顯然，歐前胡素屬于I類快速結(jié)晶藥物；黃芩苷和葛根素屬于II類中等結(jié)晶速度藥物。Van Eerdenbrugh等[28]還提出結(jié)晶速度快的藥物一般相對分子質(zhì)量較小，結(jié)構(gòu)簡單，分子柔性差。而歐前胡素相對分子質(zhì)量為270.28，比黃芩苷/葛根素要小，且結(jié)構(gòu)中有更多的環(huán)狀結(jié)構(gòu)和雙鍵，分子柔性較差，故更易結(jié)晶，和本實驗結(jié)果一致。但由于黃芩苷/葛根素分別屬于黃酮/異黃酮類化合物，結(jié)構(gòu)上相似，相對分子質(zhì)量相近，分別為446.37和416.38，且涂膜法無法區(qū)分黃芩苷和葛根素的結(jié)晶能力，進(jìn)一步用3種制備方法考察2種單體成分形成無定形的難易，結(jié)果顯示黃芩苷無定形只能由噴霧干燥法制成；葛根素?zé)o定形可由噴霧干燥法和旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法制成，提示葛根素比黃芩苷更容易形成無定形。由以上結(jié)果可知3種成分的結(jié)晶能力依次是歐前胡素＞黃芩苷＞葛根素。

噴霧干燥法制備Imp-Bai/Pue@CAS時，低黃芩苷/葛根素組合中出現(xiàn)的結(jié)晶主要為歐前胡素晶體，可能與歐前胡素為I類快速結(jié)晶藥物有關(guān)，表明CAS的形成與組成自身的無定形形成能力密切相關(guān)，組成形成無定形能力越強在CAS中越易形成無定形。提高黃芩苷/葛根素的占比，歐前胡素-黃芩苷和歐前胡素-葛根素物質(zhì)的量比分別達(dá)到1∶8和1∶2時才能形成CAS，歐前胡素-黃芩苷和歐前胡素-葛根素2種藥物組合需要不同比例才能形成CAS，可能與黃芩苷和葛根素的無定形形成能力不同有關(guān)。一般III類結(jié)晶速度的藥物即使沒有輔料也能形成無定形，I類結(jié)晶速度的藥物通常必須與輔料達(dá)到緊密的分子水平混合，且需要較多的輔料才能形成固體分散體[31]。在本實驗中為了抑制難以形成無定形的成分結(jié)晶（如歐前胡素），自身無定形形成能力越低的組分（如黃芩苷），需要的比例越高，反之則越低（如葛根素），可能是后者更不易有序排列導(dǎo)致其與歐前胡素更易達(dá)到分子水平的混合。

3.3 不同制備方法對CAS形成的影響

研磨法是通過高速撞擊力和摩擦力在短時間內(nèi)對樣品進(jìn)行充分混合，改變樣品的存在狀態(tài)，使其成為無定形[32]。在本實驗中通過在冷藏過的研缽中對藥物進(jìn)行手動研磨，一方面，可能研磨時對藥物施加的力不足，導(dǎo)致藥物的晶體結(jié)構(gòu)破壞不完全；另一方面，盡管以冰水浴的方式控制研磨時的溫度，但由于研磨時產(chǎn)生大量的熱會誘導(dǎo)樣品迅速重結(jié)晶[33]，PXRD表征圖譜顯示2種藥物組合中2中成分的衍射峰均存在，提示2種成分均存在晶體形式。

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法和噴霧干燥法都屬于溶劑揮發(fā)法，但旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法的溶劑是逐漸蒸發(fā)的，而噴霧干燥法中藥液在接觸到熱氣流后溶劑會迅速揮發(fā)，揮發(fā)速度要遠(yuǎn)快于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法。一般越快的揮發(fā)速度越能防止藥物分子重排成晶體，從而更易制成無定形產(chǎn)品[34-35]，所以在本實驗中只有噴霧干燥法成功制備CAS。

3.4 組成與比例對CAS儲存物理穩(wěn)定性的影響

物質(zhì)的量比1∶3的Imp-Pue@CAS的儲存穩(wěn)定性比物質(zhì)的量比1∶2的樣品更穩(wěn)定；物質(zhì)的量摩爾比為1∶8的Imp-Bai@CAS的儲存穩(wěn)定性比物質(zhì)的量比1∶10和1∶12的樣品更穩(wěn)定，表明CAS的儲存穩(wěn)定性會受到比例的影響。CAS的穩(wěn)定性和成分之間的相互“載藥量”有關(guān)，任一成分過量都可能會破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性，使其恢復(fù)到結(jié)晶狀態(tài)[36-37]，因此，歐前胡素-葛根素中更高的葛根素占比穩(wěn)定性更高，而歐前胡素-黃芩苷中更低的黃芩苷占比穩(wěn)定性更高，可能原因是歐前胡素-葛根素2種組分比例相差不大，因而2種組分均無顯著的過量，而歐前胡素-黃芩苷2種組分比例差值過大，因而黃芩苷顯著過量。由于易結(jié)晶的藥物在無定形系統(tǒng)中更易結(jié)晶[31]，因而歐前胡素-葛根素中易結(jié)晶的歐前胡素先于葛根素結(jié)晶；而歐前胡素-黃芩苷組成中易結(jié)晶的歐前胡素并未先于黃芩苷結(jié)晶，也提示歐前胡素-黃芩苷中可能超出了歐前胡素的最大“載藥量”，從而過多的黃芩苷分子對歐前胡素形成空間位阻，使歐前胡素不先于黃芩苷結(jié)晶。

4 結(jié)論

本實驗3種組分的結(jié)晶趨勢依次為歐前胡素＞黃芩苷＞葛根素。組成和比例會協(xié)同影響CAS的穩(wěn)定性。當(dāng)結(jié)晶速度快的成分和結(jié)晶速度慢的成分構(gòu)建CAS時，一定比例條件下，結(jié)晶快的成分往往會先重結(jié)晶，適度提高結(jié)晶速度慢成分的比例（Imp-Pue@CAS中的葛根素）可提高CAS的形成和儲存穩(wěn)定性；但增加的比例過高（如Imp-Bai@CAS中的黃芩苷），超出了組合成分的最大“載藥量”，更高比例的組分易結(jié)晶，反而會使CAS的儲存穩(wěn)定性下降。

總之，在構(gòu)建藥物-藥物CAS以發(fā)揮藥物的聯(lián)合或協(xié)同治療作用時，藥物組合的選擇除考慮其藥理/藥動學(xué)上的有益相互作用外，還應(yīng)充分考慮藥物本身的無定形形成能力。對于無定形形成能力為I類的藥物而言，選擇無定形形成能力強的藥物作為共形成體更有利于構(gòu)建穩(wěn)定的CAS；如果選擇無定形形成能力相對較差的藥物作為共形成體，則需要更高的比例以在空間上更大程度上隔離I類藥物分子的相互作用，從而阻止其結(jié)晶，同時應(yīng)考慮到，由于共形成體無定形形成能力有限，過高比例又會因自身濃度過高而增加分子碰撞機(jī)會導(dǎo)致自身結(jié)晶，因此應(yīng)進(jìn)行最適比例的研究。從工藝角度考慮，噴霧干燥因溶劑揮發(fā)速度快而易制成CAS，同時因該工藝可實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，因此是制備CAS的可行工藝選擇。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突

[1]Oliveira V D S, de Almeida A S, Albuquerque I D S,. Therapeutic applications of solid dispersions for drugs and new molecules:andactivities [J]., 2020, 12(10): 933.

[2]Wang J, Chang R M, Zhao Y N,. Coamorphous loratadine-citric acid system with enhanced physical stability and bioavailability [J]., 2017, 18(7): 2541-2550.

[3]Baird J A, Van Eerdenbrugh B, Taylor L S. A classification system to assess the crystallization tendency of organic molecules from undercooled melts [J]., 2010, 99(9): 3787-3806.

[4]Mendonsa N, Almutairy B, Kallakunta V R,. Manufacturing strategies to develop amorphous solid dispersions: An overview [J]., 2020, 55: 101459.

[5]Jeli? D. Thermal stability of amorphous solid dispersions [J]., 2021, 26(1): 238.

[6]Shi Q, Wang Y N, Moinuddin S M,. Co-amorphous drug delivery systems: A review of physical stability,andperformance [J]., 2022, 23(7): 259.

[7]Fu J P, Cui L, Yang C B,. Screen for inhibitors of crystal growth to identify desirable carriers for amorphous solid dispersions containing felodipine [J]., 2018, 19(3): 1231-1242.

[8]Kawakami K, Bi Y, Yoshihashi Y,. Time-dependent phase separation of amorphous solid dispersions: Implications for accelerated stability studies [J]., 2018, 46: 197-206.

[9]Han G Q, Wang B, Jia M L,. Optimization and evaluation of resveratrol amorphous solid dispersions with a novel polymeric system [J]., 2022, 19(8): 8019-8034.

[10]Ruponen M, Rusanen H, Laitinen R. Dissolution and permeability properties of co-amorphous formulations of hydrochlorothiazide [J]., 2020, 109(7): 2252-2261.

[11]Wang J, Chang R M, Zhao Y N,. Coamorphous loratadine-citric acid system with enhanced physical stability and bioavailability [J]., 2017, 18(7): 2541-2550.

[12]Han J W, Wei Y F, Lu Y,. Co-amorphous systems for the delivery of poorly water-soluble drugs: Recent advances and an update [J]., 2020, 17(10): 1411-1435.

[13]胥慶華. 中藥藥對大全 [M]. 北京: 中國中醫(yī)藥出版社, 1996: 67-68.

[14]楊若俊, 熊磊, 代麗, 等. 熊磊辨治小兒過敏性鼻炎的思路及常用藥對 [J]. 中醫(yī)藥導(dǎo)報, 2020, 26(8): 91-92.

[15]程京艷, 張貴君, 黃睿. 配伍對葛根中四種黃酮類藥效組分的影響 [J]. 時珍國醫(yī)國藥, 2014, 25(5): 1115-1116.

[16]徐志杰. 歐前胡素固體分散體凝膠骨架緩釋片的制備及藥動學(xué)評價 [J]. 中草藥, 2022, 53(17): 5321-5329.

[17]李晶, 劉訪遙, 陳劍超. 黃芩苷PEG-PCL納米膠束的體外評價、細(xì)胞內(nèi)分布及抗心肌細(xì)胞凋亡的研究 [J]. 中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué), 2020, 37(12): 1427-1432.

[18]吳秀娟, 龐遵霆, 楊思彤, 等. 共無定形技術(shù)改善葛根素水溶性及增溶機(jī)制研究 [J]. 藥學(xué)學(xué)報, 2021, 56(2): 585-592.

[19]咸哲民, 姜京植, 趙雨喆, 等. 歐前胡素通過Nrf2/HO-1抗氧化途徑對哮喘模型小鼠氣道炎癥的影響 [J]. 中草藥, 2018, 49(19): 4596-4601.

[20]楊婧興, 蔡超, 趙妍, 等. 黃芩苷在呼吸道黏膜慢性炎癥性疾病中的抗炎作用及機(jī)制研究進(jìn)展 [J]. 首都醫(yī)科大學(xué)學(xué)報, 2022, 43(6): 919-923.

[21]李時鳳. 歐前胡素對硝酸甘油型偏頭痛模型大鼠治療作用的PK-PD研究 [D]. 成都: 西華大學(xué), 2016.

[22]張新, 黃國鋒. 葛根素注射液治療偏頭痛急性發(fā)作臨床觀察 [J]. 黑龍江醫(yī)學(xué), 2006, 30(7): 529.

[23]Zhu M L, Liang X L, Zhao L J,. Elucidation of the transport mechanism of baicalin and the influence of aAngelicae Dahuricae extract on the absorption of baicalin in a Caco-2 cell monolayer model [J]., 2013, 150(2): 553-559.

[24]Liao Z G, Liang X L, Zhu J Y,. Transport properties of puerarin and effect of extract ofAngelicae dahuricae on puerarin intestinal absorption usingandmodels [J]., 2014, 28(9): 1288-1294.

[25]李玉華, 劉晶晶, 李景清, 等. HPLC法測定不同產(chǎn)地興安白芷中歐前胡素與異歐前胡素的含量 [J]. 中國藥品標(biāo)準(zhǔn), 2021, 22(5): 465-470.

[26]鄭如文, 劉港輝, 江志強, 等. 黃芩UPLC-DAD指紋圖譜的建立及其黃芩苷和漢黃芩苷的含量研究 [J]. 中南藥學(xué), 2021, 19(9): 1898-1903.

[27]黃紫炎, 沈錢能, 李平, 等. 不同產(chǎn)地葛根飲片的UPLC指紋圖譜結(jié)合多成分含量測定研究 [J]. 中國中藥雜志, 2019, 44(10): 2051-2058.

[28]Van Eerdenbrugh B, Baird J A, Taylor L S. Crystallization tendency of active pharmaceutical ingredients following rapid solvent evaporation: Classification and comparison with crystallization tendency from undercooled melts [J]., 2010, 99(9): 3826-3838.

[29]朱理平, 梅雪鋒, 王建榮, 等. 一種黃芩苷A晶型、其制備方法及其應(yīng)用: 中國, CN104844669B [P]. 2017-08-29.

[30]Nair A, Varma R, Gourishetti K,. Influence of preparation methods on physicochemical and pharmacokinetic properties of co-amorphous formulations: The case of co-amorphous atorvastatin: Naringin [J]., 2020, 15(3): 365-379.

[31]Kawakami K. Crystallization tendency of pharmaceutical glasses: Relevance to compound properties, impact of formulation process, and implications for design of amorphous solid dispersions [J]., 2019, 11(5): 202.

[32]?arów A, Zhou B, Wang X Q,. Spectroscopic and X-ray diffraction study of structural disorder in cryomilled and amorphous griseofulvin [J]., 2011, 65(2): 135-143.

[33]Martínez L M, Cruz-Angeles J, Vázquez-Dávila M,. Mechanical activation by ball milling as a strategy to prepare highly soluble pharmaceutical formulations in the form of co-amorphous, co-crystals, or polymorphs [J]., 2022, 14(10): 2003.

[34]王星星, 孟旭. 共無定形給藥系統(tǒng)研究進(jìn)展 [J]. 中國藥事, 2019, 33(5): 544-554.

[35]方曉萍, 胡義, 盧山, 等. 共無定形藥物的研究進(jìn)展 [J]. 中國醫(yī)藥工業(yè)雜志, 2022, 53(7): 953-961.

[36]Martínez L M, Videa M, Sosa N G,. Long-term stability of new co-amorphous drug binary systems: Study of glass transitions as a function of composition and shelf time [J]., 2016, 21(12): 1712.

[37]Wu W, Ueda H, Lobmann K,. Organic acids as co-formers for co-amorphous systems - influence of variation in molar ratio on the physicochemical properties of the co-amorphous systems [J]., 2018, 131: 25-32.

Effects of composition, proportion and preparation process on formation and storage stability of imperatorin-baicalin/puerarin co-amorphous system

TONG Yu1, ZENG Hui-ling1, JIANG Qie-ying2, ZHAO Guo-wei1, OUYANG Qi1, JIANG Sheng1, LIAO Zheng-gen1

1. Key Laboratory of Modern Chinese Medicine Preparations, Ministry of Education, Jiangxi University of Chinese Medicine, Nanchang 330004, China 2. Laboratory Animal Science Center, Jiangxi University of Chinese Medicine, Nanchang 330004, China

To study effects of composition, proportion and preparation process on the formation and storage physical stability of imperatorin-baicalin/puerarin co-amorphous system (Imp-Bai/Pue@CAS).Imperatorin-baicalin samples and imperatorin-puerarin samples with different proportions prepared by spray drying method, rotary evaporation method and low temperature grinding method were characterized by polarizing microscope, X-ray powder diffraction and differential scanning calorimetry. CAS samples [Imp-Bai@CAS (1:8, 1:10, 1:12) and Imp-Pue@CAS (1:2, 1:3)]were stored at room temperature, 40 ℃ and 40 ℃, 75% relative humidity, which were characterized by the dynamic change of the state. The crystallization trend of imperatorin, baicalin and puerarin was studied by coating method and three preparation methods (spray drying method, rotating evaporation method, low temperature grinding method).The molar ratios of imperatorin and baicalin/puerarin were 1:8 and 1:2, respectively. The co-amorphous system (CAS) could be formed under the conditions of spray drying, or higher proportion of baicalin/puerarin, while the CAS could not be formed under the conditions of rotary evaporation and low temperature grinding. The storage stability of imperatorin-puerarin co-amorphous system (Imp-Pue@CAS) was positively correlated with the proportion of puerarin, while imperatorin-baicalin 1:8 co-amorphous system [Imp-Bai@CAS (1:8)]had the best storage stability. The crystallization trends of the three components are as follows: imperatorin > baicalin > puerarin.When the two components are combined to form CAS, the higher proportion of components with slower crystallization is beneficial to the formation of CAS. Spray drying process is easier to make Imp-Bai/Pue@CAS; An appropriate ratio is beneficial to maintain the storage physical stability of the CAS.

imperatorin; baicalin; puerarin; component; proportion; preparation technology; co-amorphous system; physical stability; spray drying method; rotating evaporation method; low temperature grinding method; crystallization

R283.6

A

0253 - 2670(2023)21 - 6997 - 10

10.7501/j.issn.0253-2670.2023.21.008

2023-06-04

國家自然科學(xué)基金資助項目（82160751）；江西中醫(yī)藥大學(xué)中藥制劑技術(shù)與制藥裝備創(chuàng)新團(tuán)隊（CXTD22006）

童 雨，男，碩士研究生，研究方向為藥物新劑型與新技術(shù)。E-mail: 2941367621@qq.com

通信作者：廖正根，男，教授，理學(xué)博士，博士生導(dǎo)師，從事中藥制劑及新劑型研究。Tel: (0791)87118658 E-mail: lyzlyg@163.com

[責(zé)任編輯 鄭禮勝]