西罗莫司单层高分子渗透泵控释片的制备及其体外释放特性研究Δ

王娟，张晶，宋洪涛#，唐星，何仲贵

（1.南京军区福州总医院药学科，福州市 350025；2.沈阳药科大学药学院，沈阳市 110016）

西罗莫司（Sirolimus，SRL）作为第3代免疫抑制剂，是迄今为止发现的毒性较小的新型强效免疫抑制剂，其正成为肾移植患者长期免疫抑制治疗的基本药物[1，2]。临床主要用于抗器官移植抗排斥作用和治疗类风湿性关节炎、红斑狼疮、牛皮癣等自身免疫性疾病，其免疫抑制作用比环孢素强100倍，比他克莫司强30倍[3，4]。但由于其治疗窗窄[5]，高甘油三酯血症、高胆固醇血症等不良反应发生率高，使其临床应用受限。因此，本课题拟研究制备SRL控释制剂，以减小其用药后导致的血药浓度波动，使药物能够更安全、有效地应用于临床。

渗透泵是迄今为止口服控释制剂中释药特性最为理想的一种。目前研究难溶性药物的渗透泵片主要有2种：双层渗透泵片与单层高分子渗透泵片。由于双层渗透泵片在生产中需快速、准确地辨识药物层后再打释药孔，设备智能化要求高，难以实现工业化。因此本试验选择制备SRL单层高分子渗透泵片。

1 仪器与试药

BS124S电子天平（德国Sartorius公司）；PHS-3C精密pH计（上海雷磁科学仪器公司）；HP1100高效液相色谱系统（二级管阵列检测器，美国Agilent公司）；TDP-5A型单冲压片机（上海天凡药机制造厂）；BY300A小型包衣机、YPD-200C型片剂硬度仪、RCZ-6BZ型药物溶出度仪均由上海黄海药检仪器有限公司提供。

SRL对照品（含量：99.9%）、SRL原料药（批号：060702，含量：99.5%）均由福建科瑞药业有限公司提供；SRL单层高分子渗透泵控释片（南京军区福州总医院自制，规格：每片1 mg）；十二烷基硫酸钠（SDS，诸暨丰盈化工有限公司）；聚氧乙烯（PEO，美国Dow公司）；乳糖（Lactose，美国MEGGLE公司）；甘露醇（Mannitol）、氯化钠（NaCl）、醋酸纤维素（CA）、聚乙二醇（PEG400、PEG4000）均由国药集团化学试剂有限公司提供；乙腈、甲醇为色谱纯；其余试剂均为分析纯。

2 方法与结果

2.1 体外释放度测定方法

2.1.1 色谱条件。色谱柱：Zorbax SB-C8（150 mm×4.6 mm，5 μm）；流动相：甲醇-水-乙腈（30∶30∶40）；流速：1 mL·min－1；检测波长：277 nm；柱温：50 ℃；进样量：20 μL。以SRL峰计理论板数为1998，分离度为3.13。

2.1.2 释放介质的选择。难溶性药物进行体外释放度测定试验时，为保证释放的漏槽状态，常加入一定浓度的表面活性剂。由溶解度试验测定结果可知，SRL在0.1%～0.5%SDS溶液中溶解度较高，均能够达到漏槽条件，但参考已上市的SRL纳米结晶片的质量标准，笔者选择0.4%SDS溶液为释放介质。

2.1.3 线性关系考察。精密称取SRL对照品5.0 mg，置于50 mL容量瓶中，加无水乙醇溶解并定容，得浓度为100 μg·mL－1贮备液。精密量取贮备液适量加0.4%SDS溶液稀释成浓度分别为0.1、0.2、0.5、1、2、5、10 μg·mL－1的对照品溶液。按“2.1.1”项下条件进样20 µL，记录峰面积，以浓度（X，µg·mL－1）为横坐标，峰面积（Y）为纵坐标进行线性回归，得回归方程为：Y＝56.74X－0.3824（r＝0.9996）。结果表明，SRL检测浓度的线性范围为0.1～10µg·mL－1。经考察，该方法的精密度结果为为0.74%，回收率为（98.3±0.81）%、RSD＝0.83%，24 h稳定性性好（RSD＝1.39%），均符合规定。

2.1.4 释放度测定方法。取样品6片，装入沉降篮中，按2005年版《中国药典》（二部）释放度测定法（附录ⅩD第三法），采用溶出度测定法（2005年版《中国药典》（二部）附录ⅩC第三法）的装置，以0.4%SDS溶液250 mL为溶出介质，转速100 r·min－1。在1、2、4、6、8、10、12 h分别取溶液5 mL，用0.45 μm微孔滤膜滤过，并及时在操作容器中补充空白介质溶液5 mL，分别精密量取续滤液适量，进样20 μL测定；另精密称取SRL对照品适量，用上述溶出介质制成2.0 μg·mL－1的对照品溶液，同法测定，分别计算不同时间内SRL累积释放度，绘制溶出曲线。

2.2 样品制备工艺

2.2.1 SRL固体分散体的制备。为了提高SRL的溶解度，改善其在缓释制剂中的溶出度，本课题前期研究了SRL的固体分散体。以SRL 10倍量的泊洛沙姆188（F68）为载体，先将SRL溶解于适量的乙醇溶液中，待F68加热至熔融后，混匀，剧烈搅拌并将熔融物倾倒在不锈钢板上形成薄层，使之迅速冷却成固体，再将此固体置于真空干燥箱内24 h，取出，研磨，过80目筛备用。

2.2.2 制备片芯。先将PEO、促渗剂分别粉碎过80目筛，称取处方量的SRL固体分散体及其它辅料采用等量递加法混合均匀，采用7.5 mm冲模直接压片（药物剂量为每片1 mg，硬度约为50 N），即得每片含SRL 1 mg的片芯。

2.2.3 包衣。将CA、PEG溶于丙酮-水（95∶5，V/V）中，即得包衣溶液。将片芯置于包衣锅内，在温度40℃、包衣液输入速度7.0～10.0 r·min－1、压力0.6～0.8 MPa条件下进行包衣操作，直至衣膜增重达到预定要求为止。在40℃下干燥24 h，然后在片剂表面打一释药小孔，即得SRL单层高分子渗透泵控释片。

2.3 处方筛选单因素考察

影响单层高分子渗透泵控释片释药行为的因素有很多，为简化试验，本研究在固定包衣工艺参数的条件下，对片芯组成、片芯制备工艺和包衣膜组成对制剂释药行为的影响进行了考察，并采用相似因子（f2）进行相似性判定（f2值越接近100，相似程度越高；f2值介于50～100之间，释药行为无显著性差异；f2值小于50时，则认为释药行为有显著性差异）。

基本处方暂定如下：

片芯组成：SRL固体分散体（含SRL 9%）1.1 g，PEO 3.0 g，乳糖 8.5 g，硬脂酸镁 0.07 g。包衣液组成：CA 1.0 g，PEG4000.15 g，丙酮-水（95∶5）100 mL。共制100片（衣膜增重为10 mg）。

2.3.1 PEO分子量对药物释放的影响。难溶性药物SRL在片芯微环境内难以完全溶解释出，故加入低分子量PEO作为释药载体，以避免水化后SRL沉淀析出。试验中选择Mw20000、Mw30000、Mw400003种低分子量PEO，其余辅料组成见基本处方，按“2.2”项下方法制备控释片，考察PEO分子量对药物释放的影响。结果表明，不同分子量PEO对药物释放有显著性影响。随着分子量的增大，药物释放减慢。其中Mw20000既能达到良好的释药效果，又能有效避免释药过程中衣膜可能出现的膨胀变形现象。采用f2法进行相似性判定，结果见表1。

表1 自制片剂相似性分析Tab 1 Similarity analysis of self-prepared tablets

2.3.2 PEO用量对药物释放的影响。选用PEO Mw20000为释药载体，用量分别为20、30、40 mg，制备控释片，考察不同用量对药物释放的影响。结果表明，在考察范围内，PEO用量对药物释放无显著性影响。但随着PEO用量的增加，药物释放速率有减慢趋势。故选择PEO用量为30 mg。采用f2法进行相似性判定，结果见表1。

2.3.3 促渗剂种类对药物释放的影响。由于药物产生的渗透压较低，一般需加入促渗剂以产生足够渗透压来维持适宜的释药速率。选择乳糖、甘露醇、NaCl 3种不同促渗剂，其用量均为85 mg，制备控释片，考察促渗剂种类对药物释放的影响。结果表明，不同促渗剂对药物释放有影响，其释药速率快慢依次为NaCl＞乳糖＞甘露醇。故选择NaCl作为促渗剂。采用f2法进行相似性判定，结果见表1。

2.3.4 促渗剂用量对药物释放的影响。取NaCl用量分别为55、85、115 mg，制备控释片，考察不同用量的NaCl对药物释放的影响。结果表明，促渗剂用量对药物释放有显著性影响：随着NaCl用量的增加，药物释放速率加快。其中NaCl用量为115 mg时，释药过快；而用量为55、85 mg时释药效果均满足要求，故NaCl用量为55～85 mg。采用f2法进行相似性判定，结果见表1。

2.3.5 片剂硬度对药物释放的影响。在制片过程中由于机器及其他系统误差，片芯硬度可能在一定的范围内发生波动。试验中固定主药含量，PEO用量30 mg，NaCl用量85 mg，将片芯硬度控制在30、50、70 N 3个水平，制备控释片，考察不同片芯硬度对药物释放的影响，结果表明，在考察的范围内片芯硬度对释放无显著性影响，故将片芯硬度控制在约50 N。采用f2法进行相似性判定，结果见表1。

2.3.6 释药孔大小对药物释放的影响。释药孔的大小由半透膜的性质、厚度、药物分子大小及释放介质的黏度决定。要获得所需要的释药速率，必须选择适当的释药孔径。试验制备不同释药孔径的控释片，分别为0.6、0.8、1.0 mm，其余条件同“2.3.5”项，考察释药孔大小对药物释放的影响。结果表明，在考察的范围内释药孔大小对药物释放无显著性影响。故本试验选择释药孔径为1.0 mm。采用f2法进行相似性判定，结果见表1。

2.3.7 PEG分子量对药物释放的影响。CA单独使用形成的薄膜包衣往往机械性能差，较脆易断裂。为改进衣膜质量，常在包衣处方中添加增塑剂以提高包衣材料的成膜能力，增强包衣膜在室温时的柔韧性和抗撞击强度，改善衣膜对底物的黏附状态，以获得具有良好控释能力的包衣膜。参考相关文献[6]，选择同时具有增塑剂和致孔剂作用的水溶性PEG，试验考察不同分子量PEG（400、4000）对药物释放的影响。结果表明，PEG分子量对药物释放有显著性影响：PEG分子量越大，释药速率越慢。故本试验选择PEG分子量为400。采用f2法进行相似性判定，结果见表1。

2.3.8 PEG400用量对药物释放的影响。选择相当于CA用量的5%、10%、15%的PEG400，制备控释片，考察不同PEG400用量对药物释放的影响。结果表明，PEG400用量对药物释放有显著性影响：随着PEG400用量的增大，释药速率明显加快。其中PEG400用量为15%时，释药过快，故选择PEG400用量为10%～15%。采用f2法进行相似性判定，结果见表1。

2.3.9 衣膜增重对药物释放的影响。由于衣膜较薄，无法直接测量其衣膜厚度，故本文采用衣膜增重法测定，方法如下：W＝（W2－W1）/n，式中W为衣膜增重（mg），W1为包衣前n片片芯的重量（mg），W2为包衣后n片片剂的重量（mg）。

渗透泵的释药速率与包衣膜厚度关系密切。衣膜厚度应适中，膜过薄则牢度不够，一旦破裂，药物迅速倾泻而出，有可能引起药物过量的危险；膜过厚则难以将释药速率调整到产生持续有效血浓度的释药水平。选择衣膜增重分别为10、15、20 mg，制备控释片，考察衣膜增重对药物释放的影响，结果见图1。采用f2法进行相似性判定，结果见表1。

图1 衣膜增重对药物释放的影响（n＝3）Fig 1 Effect of weight gain of coating film on drug release（n＝3）

由图1可见，随着衣膜增重的增加，释药速率明显减慢。其中衣膜增重为20 mg时，释药过快，故选择衣膜增重为10～15 mg。

2.4 正交试验

2.4.1 正交试验设计。在单因素考察的基础上确定了进行正交试验的因素及其水平。固定主药含量，PEO用量为每片30 mg，片芯硬度约为50 N，释药孔径为1.0 mm。选择对药物释放影响较大的3个因素即NaCl用量（A）、衣膜增重（B）以及PEG400用量（C）作为影响因素，每个因素分为3个水平，详见表2。

表2 正交试验因素与水平Tab 2 Factors and levels of orthogonal experiment

2.4.2 评价指标的选择[7，8]。缓控释制剂的释放度评价指标有很多种，如：采用零级释放的相关系数作为评价指标；对试验数据进行模型拟合，再对得到的模型方程进行评价；其它如偏离度、相似因子等都可以作为缓控释制剂的释放度评价指标。本试验拟选用相关系数r为指标进行评价。评价方法如下：将各取样时间点内累积释放度与时间按零级释药方程进行拟合，以方程的r作为评价指标。公式为：Mt/M∞＝kt，式中，Mt为t时刻的药物释放量，M∞为最大药物释放量，k是药物释放速度常数。最后采用直观分析的方法，对正交试验结果进行分析。

2.4.3 正交试验数据分析。具体试验结果及分析见表3。

表3 正交试验结果Tab 3 Results of orthogonal experiment

由表3可知，以r为指标时，各因素影响的大小次序为：B＞C＞A，最优处方为A2B2C2，即NaCl的用量为70 mg，衣膜增重为12 mg，PEG400的用量为CA用量的12%。

2.5 处方确定

制剂最终处方确定如下：

片芯组成：SRL固体分散体（含SRL 9%）1.1 g，PEO 3.00 g，NaCl 7.00 g，硬脂酸镁 0.07 g。包衣液组成：CA 1.20 g，PEG4000.14 g，丙酮-水（95∶5）100 mL。共制100片（衣膜增重为12 mg）。

按上述处方制备样品，其体外释药曲线见图2；并进行释药方程拟合，结果见表4。

图2 优化处方的体外释放曲线（n＝6）Fig 2 Drug release curves in vitro of optimized formulation（n＝6）

表4 释药曲线拟合方程表Tab 4 Fitting equations of drug release curve

由表4可知，本制剂体外释药方程更符合零级释放动力学方程（r＝0.9954）。

3 讨论

3.1 片芯处方对释药的影响

一般认为单层渗透泵片的释药机制是渗透、溶胀共同作用机制，二者同等重要[9]。（1）药物及促渗剂（NaCl等）形成较大的渗透压，单层渗透泵片源源不断地从外部环境吸进水分；（2）在助悬剂（PEO等）的溶胀作用下，难溶性药物粉末形成稳定的混悬液，并从释药孔释放。由本试验结果也可以看到，助悬剂和促渗剂的加入对于药物的释放行为有显著性影响。

3.2 包衣膜处方对释药的影响

包衣膜因素包括衣膜对水分的通透系数、包衣膜厚度等。衣膜中加入亲水性高分子材料可以增加衣膜对水分的通透系数，从而增加释药速率。本试验结果表明，衣膜厚度增加会减小衣膜水分通透性，减小释药速度；亲水性高分子材料PEG400用量越大，药物释放越快。这可能是由于：（1）PEG400经沥出后能在衣膜中形成可供药物通过的孔道；（2）PEG400沥出后形成并不相通的孔道，相当于降低了衣膜的厚度，增加了衣膜对水的渗透性；（3）PEG400通过氢键等作用，增加了衣膜表面与水结合的活性部位，使衣膜的水合作用增强，改善衣膜的通透性，进而加速药物的释放。通过正交试验发现，衣膜厚度及性质是控制释药速率的主要因素。因此，对同一处方应严格控制好衣膜增重，以获得良好的重现性。

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