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阿司匹林磷脂复合物的制备及其表征

2017-10-10贺智勇吴朝花严俊丽李海志沈祥春陶玲

中国药房 2017年25期
关键词:所制胆碱磷脂

贺智勇,吴朝花,严俊丽,李海志,沈祥春,陶玲#

(1.贵州医科大学药学院,贵阳550004;2.贵州省普通高等学校天然药物药理与成药性评价重点实验室,贵阳 550025)

阿司匹林磷脂复合物的制备及其表征

贺智勇1,2*,吴朝花1,2,严俊丽1,2,李海志1,2,沈祥春1,2,陶玲1,2#

(1.贵州医科大学药学院,贵阳550004;2.贵州省普通高等学校天然药物药理与成药性评价重点实验室,贵阳 550025)

目的:制备阿司匹林磷脂复合物(ASP-PC)并进行表征。方法:以ASP与PC的复合率为指标,采用单因素试验筛选ASP-PC的制备方法、PC种类、溶剂种类、反应时间、反应温度、溶剂体积和药脂比,并进行验证。采用紫外分光光度法、热重分析法、X射线衍射法和傅里叶红外光谱分析对所制ASP-PC进行表征。结果:采用磁力搅拌-冷凝回流法,药物-大豆磷脂比为1∶3(mol/mol),溶剂为四氢呋喃(50 mL),58℃下反应3 h,所制ASP-PC的平均复合率为83.52%(RSD=1.16%,n=3)。与ASP、ASP和PC的物理混合物比较,紫外光谱显示ASP-PC没有出现新的吸收峰;热重分析、X射线衍射分析和傅里叶红外光谱分析显示ASP-PC中的ASP与PC发生了相互作用,且ASP-PC在0~300℃范围内质量变化较小。结论:成功制得ASP-PC,其中ASP与PC复合成功,但仍有微量ASP以晶体形式存在。

阿司匹林;磷脂复合物;制备工艺;光谱学性质

ABSTRACTOBJECTIVE:To prepare aspirin phospholipid complex(ASP-PC)and conduct the characterization.METHODS:Using the combination rate of ASP and PC as index,single factor test was used to screen the preparation method of ASP-PC,PC type,solvent type,reaction time,reaction temperature,solvent volume and drug-lipid ratio.The verification test was conducted.UV spectrophotometry,Thermogravimetric analysis,X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy were used for the characterization of ASP-PC.RESULTS:Magnetic stirring-condensing reflux method was adopted,drug-soybean phospholipids ratio was 1 ∶3(mol/mol),solvent was tetrahydrofuran,reacting for 3 h under 58 ℃.The average combination rate of prepared ASP-PC was 83.52%(RSD=1.16%,n=3).Compared with ASP,physical mixture of ASP and PC,UV spectrum showed that ASP-PC had no new absorption peak.Thermogravimetric analysis,X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy showed the ASP and PC in ASP-PC were interacted;and ASP-PC changed little in quality within 0-300 ℃.CONCLUSIONS:ASP-PC can be successfully prepared,in which,ASP and PC were combined successfully;while there are still trace amounts of ASP in the form of crystals.

KEYWORDSAspirin;Phospholipid complex;Preparation technology;Spectroscopic properties

阿司匹林(Asprin,ASP)又名乙酰水杨酸,在干燥空气中稳定,遇潮会缓慢水解为水杨酸和醋酸,微溶于水;传统用于解热镇痛、抗炎抗风湿疾病,数年来已广泛用于抑制血小板聚集,成为心血管疾病的重要基础治疗药物[1]。另外,其在抑制动脉粥样硬化、抗肿瘤、防治心肌纤维化[2]等方面的临床用途也不断得到扩展。但ASP在抑制环氧酶(COX)活性从而发挥抑制血小板聚集效果的同时,间接导致胃黏膜上皮脱落增加并超过更新速度,使胃黏液减少,引起胃黏膜损伤或加重溃疡的程度。此外,ASP水溶性差、生物利用度低、胃肠道药物残留量高,其酸性直接致胃黏膜损伤,可透过胃肠黏膜上皮脂蛋白膜层,破坏脂蛋白膜的保护作用,使胃酸可逆地弥散到组织中损伤细胞,致毛细血管破损而出血,是导致患者停药的主要原因[3-4]。提高ASP的生物利用度,可减少药物在胃肠道的残留量,减轻药物对胃肠道的直接刺激作用,对于提高患者依从性、维持心脑血管疾病患者的抗凝治疗具有重要意义。

磷脂(Phospholipid,PC)复合物是指药物与PC以一定的配比关系结合而成的复合物。PC主要成分为磷脂酰胆碱,由于其两亲性的特性而成为药物递送系统领域的一种特殊载体[5-6],可以改善药物的溶解度和药物的释放速率。PC复合物和胃肠液之间具有较低的界面张力,可以促进药物透膜转运,提高药物较低的膜渗透率[7],从而改善口服药物的渗透和吸收[8],提高药物的生物利用度,减少药品不良反应,甚至起到一定的损伤修复作用等。因此,本研究旨在筛选具有较高复合率的ASP-PC复合物(简称ASP-PC)的制备工艺并进行表征,以期在ASP-PC基础上,为制备溶解性能改善、生物利用度提高、胃肠道副作用减轻的阿司匹林新递送系统奠定基础。

1 材料

1.1 仪器

D/Max-2200型全自动X射线衍射仪(日本理学电机公司);Nicolet 6700型傅里叶变换红外分析仪(美国Thermo Fisher Scientific公司);Q50型热重分析仪(美国Waters公司);UV-5800PC型紫外分光光度(UV)计(上海元析仪器有限公司)。

1.2 药品与试剂

ASP原料药[阿拉丁试剂(上海)有限公司,批号:D1316056,纯度:99%];注射用大豆PC(批号:20140702,磷脂酰胆碱含量:≥90%;批号:20140703,磷脂酰胆碱含量:≥80%)和注射用蛋黄PC(批号:20150101,磷脂酰胆碱含量:≥80%)均购自上海太伟药业有限公司;四氢呋喃(天津市科密欧化学试剂有限公司);其他试剂均为分析纯。

2 方法与结果

2.1 ASP-PC的制备及复合率的测定

ASP和PC按照一定比例溶于适量的有机溶剂中,一定温度条件下搅拌反应一定时间后,减压回收有机溶剂;加入适量石油醚,充分溶解后,经0.22µm微孔滤膜过滤;滤液回收石油醚,真空干燥得到ASP-PC,-20℃冷冻保存。收集滤膜上残余沉淀,干燥12 h并称质量,得到未复合的ASP的量,计算复合率。复合率=(ma-mb)/ma×100%,式中,ma为ASP的初始投药量,mb为未复合ASP的量。

2.2 单因素试验筛选处方工艺

2.2.1 制备方法 根据文献[9]以及预试验结果,设定ASP与PC比例为1∶3(mol/mol)、四氢呋喃50 mL,考察不同制备方法(室温1 000 r/min磁力搅拌12、24 h;冰浴150 W超声0.5、1 h;58℃下冷凝回流,1 000 r/min磁力搅拌2、3 h)对ASP-PC复合率的影响。不同制备方法对ASP-PC复合率的影响结果见表1。

表1 不同制备方法对ASP-PC复合率的影响Tab 1 Effects of different preparation methods on the combination ratio ofASP-PC

由表1可知,采用磁力搅拌-冷凝回流法,温度为58℃,反应时间为3 h时,所制ASP-PC复合率最高。

2.2.2 PC种类 按“2.2.1”项下条件制备ASP-PC,考察不同种类PC(磷脂酰胆碱含量≥80%的大豆PC、磷脂酰胆碱含量≥90%的大豆PC和磷脂酰胆碱含量≥80%的蛋黄PC)对ASP-PC复合率的影响。结果显示,所制ASP-PC的复合率分别为54.56%、83.56%、54.20%,由此确定PC为磷脂酰胆碱含量≥90%的大豆PC。

2.2.3 反应溶剂 根据“2.2.1”“2.2.2”项下条件制备ASP-PC,考察不同反应溶剂(四氢呋喃、乙酸乙酯、甲醇、无水乙醇、二氯甲烷、丙酮)对ASP-PC复合率的影响。结果显示,所制ASP-PC的复合率分别为83.56%、58.03%、31.39%、14.18%、8.49%、61.90%,由此确定反应溶剂为四氢呋喃。

2.2.4 反应时间 根据“2.2.1”~“2.2.3”项下条件制备ASP-PC,考察不同反应时间(1、2、3、3.5、4 h)对ASP-PC复合率的影响。结果显示,所制ASP-PC的复合率分别为47.53%、57.32%、83.56%、74.87%、65.28%,由此确定反应时间为3 h。

2.2.5 反应温度 根据“2.2.1”~“2.2.4”项下条件制备ASP-PC,考察不同反应温度(30、40、50、58 ℃)对ASP-PC复合率的影响。结果显示,所制ASP-PC的复合率分别为39.73%、41.81%、57.46%、83.56%,由此确定反应温度为58℃。

2.2.6 溶剂体积 根据“2.2.1”~“2.2.5”项下条件制备ASP-PC,考察不同溶剂体积(30、50、70、90 mL)对ASP-PC复合率的影响。结果显示,所制ASP-PC的复合率分别为50.0%、83.56%、59.13%、54.70%,由此确定溶剂体积为50 mL。

2.2.7 ASP与PC比例 根据“2.2.1”~“2.2.6”项下条件制备ASP-PC,考察ASP与PC不同比例(1∶1、1∶2、1∶3、1∶3.5、1∶4,mol/mol)对ASP-PC复合率的影响。结果显示,所制ASP-PC的复合率分别为12.52%、46.87%、83.56%、84.26%、88.83%,综合考虑确定ASP与PC比例为1∶3。

2.3 验证试验

根据“2.2”项下筛选得到的处方工艺:采用磁力搅拌-冷凝回流法,ASP与PC比例为1∶3(mol/mol),四氢呋喃50 mL,58℃条件下反应3 h,重复3次,制备3批次的ASP-PC。计算得其平均复合率为83.52%,RSD为1.16%(n=3),说明该工艺稳定、重复性好。

2.4 ASP-PC的光谱学分析

2.4.1 UV分析 将ASP、PC、ASP与PC物理混合物和ASP-PC分别溶于适量无水乙醇中,以无水乙醇为空白对照,在190~400 nm波长范围内进行UV扫描。结果显示,与ASP和物理混合物比较,ASP-PC没有出现新的吸收峰,但吸光度有所减小。这表明ASP-PC中ASP的发色基团结构未发生变化,但可能由于PC的极性键与ASP发生了相互作用,导致其吸光度减小。光谱图见图1。

2.4.2 热重分析 采用热重分析仪对ASP、PC、ASP与PC物理混合物和ASP-PC进行热重分析,温度范围0~300℃。结果显示,ASP、PC和物理混合物在整个温度范围内质量均有所下降,但ASP-PC的质量变化较小,表明ASP与PC极性端结合使得ASP-PC的熔点较原来的化合物有所上升,使ASP稳定性增大。热重分析图见图2。

图1 紫外吸收光谱图Fig 1 UV absorbance spectra

图2 热重分析图Fig 2 Thermogravimetric analysis spectra

2.4.3 X射线衍射分析 在室温下,采用X射线衍射对ASP、PC、ASP与PC的物理混合物和ASP-PC的晶体状态进行分析。工作电压40 kV,测试条件Cu靶,工作电流40 mA,扫描范围0°~80°,扫描速度4°/min。结果显示,ASP以结晶形式存在;PC表现出无定形的特征;物理混合物表现出ASP结晶的衍射峰,但强度较ASP显著减弱;ASP-PC中ASP结晶的衍射峰均消失,仅在7.454°、15.721°附近有结晶峰存在,这可能是ASP与PC的极性端之间的相互作用,使部分晶体特征被抑制所致。X射线衍射分析图见图3。

图3 X射线衍射分析图Fig 3 X-ray diffraction analysis

2.4.4 傅里叶红外光谱分析 采用傅里叶红外光谱仪对ASP、PC、ASP与PC的物理混合物和ASP-PC进行分析,以KBr为参比制剂进行红外光谱分析,波长范围400~4 000 cm-1。结果显示,ASP-PC保留了PC的1 733 cm-1波长处的特征吸收峰,但其宽度以及峰的强度发生了一定的变化;另外,不再保持—COOH基团的特征峰,其吸收峰的形状和宽度也发生了变化,这可能是ASP当中的某个官能团与PC分子的某些部位发生了相互作用所致。傅里叶红外光谱图见图4。

图4 傅里叶红外光谱图Fig 4 Fourier transform infrared spectra

3 讨论

根据Giraud MN等[10]研究表明,通过将ASP与二棕榈酰磷脂酰胆碱(DPPC)制备成复合物,可以明显增加ASP在胃肠道内的吸收,但关于ASP-PC的制备技术的研究尚未见报道。

由于DPPC目前市场价位过高,不利于后期大生产的应用,因此笔者选用了大豆PC和蛋黄PC进行PC种类的考察,结果表明,磷脂酰胆碱含量≥90%的大豆PC所制的ASP-PC复合率最高。反应溶剂考察结果表明,介电常数较小的四氢呋喃中所制的ASP-PC复合率较高,可能是由于溶剂的介电常数大,所产生的反向电势也大,相应降低了反应物间的作用力,不利于电荷相反的离子间的化合反应[9]。随着反应时间的增加,所制的ASP-PC复合率在一定范围内增加,但是当反应时间超过3.0 h后复合率反而有下降的趋势,这可能是由于反应时间过长、PC不稳定引起的。尽管随着反应温度的增加,复合率呈上升的趋势,但是PC在大于60℃时易氧化变性,因此反应温度确定为58℃。溶剂体积过大时,ASP与PC的碰撞机会减少,而当溶剂体积过小时,PC浓度过高可能会出现饱和,两种情况都会降低复合率,综合考虑确定溶剂体积为50 mL。随着PC加入量的增加,复合率相应增加,当药脂比增加到1∶3.5和1∶4时复合率虽然较高,但是与1∶3时比较增加幅度很小。考虑到PC过多会使ASP-PC干燥变慢且成本增加,因此选择1∶3作为ASP和PC的最佳比例。

通过UV、红外光谱、X射线衍射和热重分析可知,ASP和PC的物理混合物只是ASP与PC简单地加和;而ASP-PC中ASP的羧基特征吸收峰基本消失,且没有新的化学键形成,从而推测ASP羧基上的氧可能与PC的极性端通过偶极-偶极作用力而形成了PC复合物。

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Preparation and Characterization of Aspirin Phospholipid Complex

HE Zhiyong1,2,WU Chaohua1,2,YAN Junli1,2,LI Haizhi1,2,SHEN Xiangchun1,2,TAO Ling1,2
(1.School of Pharmacy,Guiyang Medical University,Guiyang 550004,China;2.Key Laboratory of Natural Medicinal Pharmacology and Drugability in Guizhou Colleges and Universities,Guiyang 550025,China)

R943

A

1001-0408(2017)25-3562-04

2017-02-04

2017-04-05)

(编辑:邹丽娟)

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.25.28

贵州省普通高等教育科技创新团队(No.黔教合人才团队字〔2014〕31);贵阳市科技计划项目(No.筑科合同〔20141001〕12号)

*硕士研究生。研究方向:药物制剂新技术和新剂型。电话:0851-8841610。E-mail:254964684@qq.com

#通信作者:教授,硕士生导师。研究方向:药物制剂新技术和新剂型。电话:0851-88416160。E-mail:649511230@qq.com

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