无膜释放模型考察直肠用温敏型原位凝胶的体外释放情况

袁园，王晓辉，张莉#，陈莉，张岭（.武警医学院药剂学教研室，天津市30062；2.武警湖北总队恩施州支队卫生队，恩施市 445000）

无膜释放模型考察直肠用温敏型原位凝胶的体外释放情况

袁园1，2＊，王晓辉1，张莉1#，陈莉1，张岭1（1.武警医学院药剂学教研室，天津市300162；2.武警湖北总队恩施州支队卫生队，恩施市 445000）

目的：研究直肠用温敏型原位凝胶的体外释药考察方法。方法：采用无膜释放模型，以对乙酰氨基酚为模型药物、泊洛沙姆407为基质制备凝胶；分别采用《中国药典》桨法和常见的水浴振荡法，考察桨法转速（50、75、100r·min－1）、振荡器振荡频率（50、100、150r·min－1）对凝胶中药物释放行为的影响，并对释药数据采用不同的方程进行拟合。结果：桨法释药速率随桨速的增加而加快，但不同桨速间释药行为存在一定差异；振荡法释药速率也随振荡频率的增加而加快，但释药行为基本相似。各释药行为均符合零级方程，并以桨法75r·min－1和振荡法100r·min－1最符合。结论：本文建立的无膜释放模型可用于以泊洛沙姆407为基质的温敏型原位凝胶的释药研究，且桨法宜采用转速为75r·min－1，振荡法宜选用振荡频率为100r·min－1。

直肠用温敏型原位凝胶；体外释药；无膜释放模型；泊洛沙姆407；桨法；振荡法

泊洛沙姆407（P407）为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯的三嵌段共聚物，由约70%乙烯氧化物和30%丙烯氧化物组成，具有特殊的反向热胶凝性质，即低温时为液体，体温下成为凝胶，其毒性低，刺激性小，生物相容性好。作为一种智能化温敏给药系统，近年来以P407原位凝胶为药物载体的多种途径给药均取得了较大进展，引起了人们极大的兴趣[1]。但是，对于该类凝胶中药物释放度的研究，目前尚未见统一的测定方法及装置。而研究药物从制剂中释放的规律及其机制是药物传递科学领域的一个重要方面。药物释放的速度和释放持续的时间将影响其在体内的吸收及药效的发挥。运用恰当的方法分析和评价药物的释放规律，可以掌握影响药物释放的因素，通过控制药物的释放行为获得预期的治疗效果[2]。

文献[3]报道药物释放行为的研究分为有膜释放模型（Membrane dissolution model）和无膜释放模型（Membraneless dissolution model）2类。两者所采用的装置相同，主要区别是：前者将凝胶置于半透膜中进行研究；后者是将药物凝胶直接放在容器中，不需要半透膜，药物释放与药物在体内的过程近似，故目前凝胶释放研究多用此法。本文以对乙酰氨基酚为模型药物，采用无膜溶出模型，分别用测定凝胶释药的常用方法水浴振荡法[4]和《中国药典》桨法[5]，考察桨法转速、振荡器振荡频率对直肠用温敏型原位凝胶中药物释放度的影响，以期揭示各因素与释放度的关系，为直肠用温敏型原位凝胶的设计及处方筛选提供参考。

1 仪器与试药

HZS-H水浴振荡器（哈尔滨市东联电子技术开发有限公司）；RCZ-5A型智能药物溶出仪（天津大学精密仪器厂）；UV-1800紫外分光光度计（日本岛津公司）。

对乙酰氨基酚标准品（中国药品生物制品检定所，CAS号：100018-0048，纯度：99.8%）；对乙酰氨基酚原料药（国药集团化学试剂有限公司，批号：200910123，纯度：99%）；P407、P188（德国BASF公司）；其他试剂均为分析纯。

2 方法与结果

2.1 紫外分光光度法测定扑热息痛含量的方法学考察

[4]，选定243nm为检测波长；将标准品浓度（c）对测得的峰面积（A）作线性回归，得标准曲线方程为：c＝14.77A+0.209（r＝0.9995，n＝5），对乙酰氨基酚检测浓度线性范围为1.9～13.3μg·mL－1；平均回收率为98.93%；日内精密度和日间精密度RSD分别为0.72%和1.28%。

2.2 凝胶的制备

先制备P407、P188不同浓度的空白凝胶溶液，加入药物及氯化钠并连续剧烈搅拌后置于4℃冷藏备用。即得处方组成为P407-P188-对乙酰氨基酚-氯化钠＝19∶18∶7.5∶1（W/W）的均匀含药凝胶溶液。

2.3 体外释药

采用无膜释放法研究凝胶中药物的释放行为。

2.3.1 桨法。采用《中国药典》2010年版二部附录溶出度测定法中的桨法装置[5]。称取含药凝胶约2g（含对乙酰氨基酚150mg）置于圆柱形玻璃容器中（释药面积3.56cm2，高4.3cm），37℃水浴15min，使充分胶凝，放入1000mL的溶出杯底部，并调节桨叶底部距离凝胶面上约2cm高度处，以500mL蒸馏水为释放介质，桨速分别为50、75、100r·min－1。分别于5、15、30、45、60、75、90、120、150min各取样5mL，立即用0.80μm滤膜过滤，并向溶出杯中补充等温等体积的释放介质。续滤液经适当稀释后，测定并计算累积释药率，详见图1。

图1 2种方法释药曲线A.桨法；B.振荡法Fig 1 Drug release profiles of two methodA.paddle method；B.shaking method

2.3.2 振荡法。含药凝胶制备同“2.3.1”项下操作，参考文献[6]，将凝胶小心放入100mL锥形瓶中，加入37℃的蒸馏水10mL作为释放介质，分别在50、100、150r·min－1的振荡频率下恒温振荡，于5、15、30、45、60、75、90、120、150min时将介质全部取出并立即用0.80μm滤膜过滤，迅速补加等温等体积的释放介质（该步骤需小心操作以避免破坏凝胶表面）。续滤液经适当稀释后，测定并计算累积释药率，详见图1。

如图1所示，药物从凝胶中释放的速率随着桨速或振荡频率的增加而加快，在一定范围内，桨速的变化比振荡频率的变化对药物释放速率的影响更大。

2.4 释放行为相似度评价

采用相似因子（f2）来评价2种方法释药曲线的相似程度[7]。计算公式如下：

Rt和Tt分别代表在t时间时参比制剂和受试制剂的累积释药率，n为取点数目。当f2的值在50～100之间时，表明2条释药曲线在各个测试点的平均差值不超过10%，可认为2条曲线相似。

当采用桨法时，转速为75、100r·min－1与50r·min－1相比，释药行为均存在差异（50r·min－1与75r·min－1，f2＝36.93＜50；50r·min－1与 100r·min－1，f2＝30.47＜50）；而转速为 100r·min－1与75r·min－1比较，释药行为相似（f2＝54.96＞50）。

而当采用振荡法时，各振荡频率的释药行为基本相似（如150r·min－1与 100r·min－1，f2＝66.19＞50；50r·min－1与 100r·min－1，f2＝60.78＞50）。

桨法与振荡法之间比较，桨法中桨速为75r·min－1时与振荡法各振荡频率间释药行为无差异，其f2分别为72.62（150r·min－1）、76.17（100r·min－1）、53.71（50r·min－1）。振荡法中振荡频率为100r·min－1时，其与桨法各桨速之间相比，释放行为有一定差异，其f2分别为48.9（100r·min－1）、76.16（75r·min－1）、39.58（50r·min－1）。

2.5 释药曲线拟合

将2种方法得到的体外释药曲线分别用零级、一级、Higuchi方程拟合，研究凝胶中药物的释放动力学特征，并将75min以前的体外释药数据按照Ritger-Peppas方程进行拟合，推测药物的释放机制，结果见表1。

表1 体外释药曲线方程拟合回归系数Tab 1 Fitted regression coefficient of release profiles equation in vitro

如表1所示，虽然加快转速或振荡频率均可促进药物释放，但并不改变药物释放的零级动力学特征（其中以桨法75r·min－1和振荡法100r·min－1的拟合效果最佳，回归系数分别为0.998和0.997）。进一步将75min以前的释放数据按Ritger-Peppas方程拟合时，桨法75r·min－1和振荡法100r·min－1的n值分别为0.980和1.032，接近于1，也说明药物的释放动力学为零级过程。

3 讨论

文献[3]报道有膜释放模型以半透膜为隔离界面，采用立式扩散池或借助溶出仪，于设定的时间点测定释放介质中的药物浓度，研究药物的释放行为。由于半透膜的截留作用，聚合物不能扩散进入到释放介质中，而药物受到浓度差的驱动，不断向周围满足漏槽条件的溶液扩散直至释放完全。因此，这种模型实质上研究的是药物由凝胶向溶液扩散的行为。凝胶与释放介质间引入的半透膜屏障若与药物存在相互作用，将使凝胶的释药机制更加复杂。对于用作经皮药物传递系统的凝胶制剂，上述方法是研究其药物释放规律的理想试验模型，但却不适用于黏膜给药（如眼部、直肠和阴道等）的情况。由于用药部位充斥着不断更新的体液，水溶性凝胶将逐渐溶蚀并释放出其中的药物，因而可能存在完全不同的释药机制。相反，采用无膜释放模型时，凝胶直接与释放介质接触，凝胶的溶蚀是药物释放的主要机制，可更好地模拟体内环境考察凝胶溶蚀及药物释放动力学，并对药物释放的机制进行探讨，所以本研究采用无膜释放模型。

采用桨法时，转速在75r·min－1与100r·min－1之间释药行为相似，与文献[8]报道结果一致。Moore等[9]同样采用桨法研究了P407凝胶中药物的释放行为，认为当凝胶与释放介质接触时，水分子渗入到凝胶中导致聚合物胶束解缠结（Disentanglement），并松散地堆砌于凝胶表面形成边界层。随着转速的增加，温敏凝胶表面边界层的厚度逐渐变薄，同时凝胶内缠结解散的胶束扩散进入释放介质的速度增加，致使凝胶溶蚀速率增大，释药速率显著加快；而当转速增加到75r·min－1以上时，转速对凝胶表面边界层厚度及介质进入胶束的速率影响甚微，故导致释药速率无显著变化。

文献[9]报道振荡频率可显著影响药物释放，如150r·min－1与50r·min－1之间的f2＝49.58小于50，表示二者之间具有差异。而本研究采用振荡法时，发现释药速率也随着振荡频率的增加而加快，但彼此之间的释药行为则基本相似。一般认为，凝胶溶蚀是决定凝胶中药物释放的唯一因素，随着振荡频率升高，凝胶表面边界层的厚度变薄，解缠结的胶束扩散进入释放介质的速度加快，致使凝胶溶蚀速率增大，使释药速率加快。而当振荡频率增加到一定程度时（如100r·min－1），凝胶表面边界层的厚度已很薄，难以进一步减小其厚度，因此释药速率无明显变化。

用零级、一级、Higuchi和Ritger-Peppas方程进行拟合所得体外释药曲线回归系数显示，药物的释放更符合零级过程，与文献[10，11]报道一致。而文献[12，13]报道采用半透膜的体外释放研究，其试验结果符合Higuchi方程。因此采用不同的释药测定方法，同一类型制剂所得到的体外释药行为会有所不同。

本试验采用无膜释放模型，对用于直肠的温敏凝胶的释药行为进行了研究，结果表明，为了保证释药速率的平稳性和重现性，降低转速或振荡频率对释药行为的影响，建议采用桨法时转速选用75r·min－1，而采用振荡法时振荡频率选用100r·min－1。

参考文献

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[10] 王 玮，周建平，任逢晓.双氯芬酸钠泊洛沙姆凝胶体外释放的影响因素研究[J].中国新药杂志，2007，16（15）：1195.

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Investigation of Drug Release of Thermosensible In-situ Gels for Rectal Drug Delivery by Membraneless Dissolution Model in Vitro

YUAN Yuan，WANG Xiao-hui，ZHANG Li，CHEN Li，ZHANG Ling（Dept.of Pharmacy，Medical College of Chinese People’s Armed Police Forces，Tianjin 300162，China）
YUAN Yuan（Medical Team，Enshi Prefecture Detachment of Hubei Armed Police Forces，Enshi 445000，China）

OBJECTIVE：To study the in vitro release of rectal thermosensible in-situ gels.METHODS：A membraneless dissolution model was used for in vitro studies，and paracetamol was used as model drug.Poloxamer 407was used as matrix to prepare gels.Both the paddle method according to Chinese Pharmacopeia and the water bath shaking method were used for the study，respectively.The effect of rotation speed（50，75，100r·min－1）and shaking frequency（50，100，150r·min－1）on the in vitro drug release rate were studied for comparison.The drug release data was fitted using different equations.RESULTS：According to the membraneless dissolution model，the release rate was increased with the increase of the paddle speed and the shaking frequency.The release profiles among each other were similar by shaking method but not by paddle method.According to relative coefficients，the paddle method with 75r·min－1and the shaking method with 100r·min－1fitted with zero order equation well.CONCLUSION：The membraneless dissolution model could be used for drug release study of thermosensible in-situ gels using poloxamer 407as matrix.The optimal condition is 75r·min－1for the paddle method，while 100r·min－1for the shaking method.

Thermosensible in-situ gels for rectal delivery system；In vitro release；Membraneless release model；Poloxamer 407；Paddle method；Shaking method

R971+.1；R927.1

A

1001-0408（2011）29-2750-03

2010-10-08

2010-12-03）