聚丙烯酸树脂Ⅳ及其水分散体对替米考星包衣与体外释放研究

李效文，姚日生，闵磊磊，李凤和

（1.合肥工业大学，安徽 合肥230009；2.安徽安生生物化工科技有限公司，安徽合肥230002）

替米考星（Tilmicosin）是新一代大环内酯类畜禽专用抗生素，具有抗菌谱广、抗菌活性强、耐药性低、与其他类别的抗生素无交叉耐药性等特点，对革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌以及霉形体、螺旋体等均有抑制作用，被广泛应用于预防和治疗动物的呼吸道疾病[1]。但是替米考星味道极苦，动物使用该药时的依从性差，采药量不均衡，甚至拒绝采食混饲投药的含药饲料[2]。目前掩味技术主要有：①添加矫味剂；②添加麻痹剂提高苦味阈值；③制备包合物；④制备微囊或微球；⑤包衣等。但前四种方法各具有一些缺陷如：添加矫味剂的掩味效果不理想，增加制剂成本；添加麻痹剂不仅麻痹了对苦味的感受，同时也麻痹了对其他味觉的感受；制备包合物对药物分子量有特定要求，且包合物的载药量较低，只适合低剂量药物，还可能会存在辅料用量过大而增大服用量占用饲料配比空间；制备微囊或微球需要使用到溶剂，辅料用量较大，可能会影响药物溶出，制备成本高及制备工艺复杂[3]。故利用包衣技术进行掩味处理具有较好的普适性、较低的生产成本、简便的操作工艺，适合工业化生产。

因此，开发研究新型的包衣替米考星很有必要。为此，本试验以考查包衣替米考星为目标开展掩味性研究。

1 实验部分

1.1 实验设计

①使用三种不同的包衣材料E100（甲基丙烯酸甲酯（MMA）、甲基丙烯酸丁酯（BMA）、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）按1∶1∶2比例溶液聚合而成）；E30DⅠ（MMA、BMA、DMAEMA按 1∶1∶2乳液聚合而成）；E30DⅡ（MMA、BMA、DMAEMA按 1∶1∶2经溶液-乳液聚合而成），并设计不同增重包衣（5%、10%、15%、20%）。不同包衣材料进行包裹自制替米考星颗粒（20%，30～40目）。包衣后用电镜扫描考查包衣颗粒的微观形态、包衣膜严密性、是否均匀连续、有无裂痕等；②进行包衣替米考星在口腔唾液环境中的溶出试验考查。考查在口腔环境中是否有替米考星溶出。如果包衣效果不好，替米考星在口腔环境溶出或渗出，相当于与舌苔直接接触，造成实际苦味，从而达不到遮掩苦味效果；③进行包衣替米考星在胃液环境中的溶出试验考查。探究掩味包衣后包衣膜是否会影响替米考星颗粒溶出。

1.2 主要原料及仪器

替米考星（99.9%，新科信动物药业有限公司）；淀粉（药用级，悦康药业集团安徽天然制药有限公司）；糊精（药用级，悦康药业集团安徽天然制药有限公司）；羟丙甲基纤维素（药用级，悦康药业集团安徽天然制药有限公司）；微晶纤维素（药用级，悦康药业集团安徽天然制药有限公司）；乳糖（食品级，悦康药业集团安徽天然制药有限公司）；E100（药用级，悦康药业集团安徽天然制药有限公司）；E30DⅠ（药用级，安徽安生生物化工科技有限公司）；E30DⅡ（药用级，安徽安生生物化工科技有限公司）。

ZRC-6ST智能溶出度测定仪（天津创兴电子设备制造有限公司）；LC20A高效液相色谱仪（Shimadzu）；SPD-20A检测器（Shimadzu）；GL-ODS3色谱柱（Shimadzu）；FLP-3流化床（常州佳发制粒干燥设备有限公司）；QZL550球形抛丸机（常州佳发制粒干燥设备有限公司）。

1.3 实验操作

1.3.1 包衣操作

配制包衣液：①E100乙醇溶液配制：取E100树脂200 g用95%乙醇1 800 g将其溶解；②E30DⅠ包衣液配制：取滑石粉6 g溶于400 g纯化水中，待分散均匀后缓缓倒入667 g E30DⅠ（固含量30%）乳液中搅拌30 min后用40目筛网滤过即得；③E30DⅡ包衣液配制：取滑石粉6 g溶于600 g纯化水中，待分散均匀后缓缓倒入667 gE30D（固含量30%）乳液中搅拌30 min后用40目筛网滤过即得。

采用流化床底喷操作，按设备要求接好各管路，调节喷枪喷雾角度约30°。向料斗中倒入自制替米考星颗粒1 kg。密封设备开启引风机，调节风机频率至替米考星颗粒在料斗中呈现均匀沸腾状为宜（本设备风机频率为22 Hz），开启加热待进风温度达到50℃，出风温度达到25℃时，同时开启喷液及清灰功能。包衣过程中定时从取样口取样观察颗粒状态，若颗粒较湿，有粘连现象，则调小包衣液流速；反之，若颗粒干燥，且温度较高，应调大包衣液流速。保持包衣过程处于相对稳定状态。当包衣增重达到要求时，从取样口取样分析。

1.3.2 掩味效果测试操作

随着掩味技术的发展，与掩味相关的评价技术也取得了巨大进展，目前国内外药学中的苦味评价方法有四种：人群口感实验、电子舌检测法、溶出试验法、电生理法，其中人群口感实验较传统，但也是最能直接表征掩味效果好坏的方法，溶出试验法利用溶出仪和液相色谱定量分析在特定溶出介质中溶出的微量药物，结果较精确[4]。

本次包衣替米考星的苦味掩味性研究采用人群口感实验-溶出试验结合的方法来评价，以达到实验结果既有直观表现又有定量数据表征的效果。

由于《中国兽药典》中没有包衣替米考星颗粒剂型的检测方法，故参考《中国药典》中溶出度与释放度测定法，使用智能溶出度测定仪进行溶出实验，采用桨法操作，一般猪的正常体温在38.5℃～39.3℃之间，故控制溶出介质温度为39℃±0.5℃。胃液中溶出实验为在溶出介质为人工胃液（取稀盐酸16.4 mL，加水800 mL与胃蛋白酶10 g，摇匀后加水稀释至1000 mL即得）设计分别在10 min、20 min、30 min、1 h时取样检测，搅拌转速100 r/min。唾液中的溶出实验为在溶出介质为人工唾液（自制仿Glandosane），考虑到药物在口腔中滞留时间有限且最多不会超过10 min，故设计在30 s、5 min、10 min时分别取样检测，鉴于口腔中有咀嚼翻转，机械扰动强度较大，故将搅拌转速提高至150r/min。每次取样后应及时补充相当量的溶出介质，自取样至微孔滤膜，过滤在30 s内完成，取滤液通过高效液相色谱检测。

口尝评价课题组对招募的志愿者进行了包括苦味敏感度等在内的严格筛选，最终选择12名健康志愿者（男8名、女4名、35岁以下10名、35以上2名）作为受试者，在试验前签订知情同意书。先对空白颗粒进行测试，分别取1 g空白颗粒由志愿者含于口中，计时30 s，此间口腔做漱口动作，以使舌根及舌测的苦味感受区能够感受药物苦味，并被告知该颗粒的苦度分级和具体苦度值，吐出，漱口5次，至口腔内感觉无苦味后20 min再继续测定。并依照下述“药物苦味描述表”，根据同一级别内各颗粒的相对苦度大小，在该级别的苦度值允许取值范围内，给所尝样品赋予一个具体的苦度值[5];之后漱口5次，至口腔内感觉无苦味后20 min再继续测定。此外，实验中受试人员对样品测试时，均采用高包衣增重向低包衣增重、单盲的方法对样品进行逐步测试。且由于人群口感实验主观性较强，个体味觉敏感性差异较大，故为保证数据准确性，不对实验得到的数值做检验和剔除[6]，结果见表 1。

表1 掩味效果测试结果

1.3.3 液相定位及标准曲线

替米考星标品定位，取2.04 mg/mL替米考星标品溶液经高效液相色谱检测，出峰在11.09 min。高效液相色谱法色谱条件：用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂（岛津ODS-3）；以水-磷酸二丁胺溶液〔取二丁胺16.8 mL,加磷酸溶液（1→10）70 mL,边加边搅拌，放冷后用磷酸调节 pH 值至 2.5±0.1，加水至 100 mL〕（975∶25）为流动相A，以乙腈为流动相B；按表2进行梯度洗脱；检测波长为280 nm；流速为1.0 mL/min，柱温30℃[7]。

表2 替米考星液相定位梯度洗脱条件

标准曲线的制作：将替米考星对照品用磷酸溶液（取水900 mL,加磷酸5.71 g,用12.5 mol/L氢氧化钠溶液调节pH值至2.5±0.1，加水至1 000 mL）配成约0.4、0.6、1.2、1.8、2.4 mg/mL，上述溶液各进样 10μL，以浓度mg/mL为横坐标，峰面积为纵坐标作图，求回归方程。结果表明，在0.4～2.4 mg/mL范围内，替米考星浓度与其峰面积线性相关，线性回归方程为Y=-292 803.404 62+7.295 4E6X,相关系数R2=0.999 6。

图1 替米考星液相定位图

图2 替米考星液相标准曲线

2 结果与讨论

2.1 溶出实验分析

图3 空白替米考星颗粒在人工唾液及胃液中的溶出效果

从图3可以看出，当替米考星颗粒未经包衣时，在唾液中0.5 min可溶出35.4%，在10 min内可几乎全部溶出，达到96.9%，且溶出速度较均匀。这说明自制的空白替米考星颗粒有效物质在颗粒中分布较均匀，颗粒致密度较高，且在唾液中较易崩解和溶出，若不经包衣处理直接入口苦味明显。而其在胃液中2 min溶出28.8%，10 min可达到99.9%，溶出完全，这说明自制替米考星颗粒含量及在胃液中的崩解溶出均无异常，可作为进行下一步实验研究的原材料。

图4 三种包衣材料包衣的替米考星颗粒在不同包衣增重下在唾液中的溶出效果

从图4可以看出，当包衣增重均为5%时E30D与E30DⅡ包衣的替米考星颗粒在唾液中0.5 min溶出分别为28.6%和23%，相比于E100乙醇溶液包衣的替米考星颗粒0.5 min溶出为12.9%，包覆效果较差。而当包衣增重不断增大，分别达到10%、15%、20%时，三种包衣材料包覆的替米考星颗粒在唾液中的溶出均呈现下降趋势。当包衣增重在15%时，用E30DⅡ包覆的替米考星颗粒唾液中0.5 min溶出7%，10 min溶出18.7%，与用E100包衣的颗粒在唾液中的溶出效果相差无几。而当包衣增重达到20%时，E30DⅠ与E30DⅡ包覆的替米考星颗粒唾液0.5 min溶出分别为0.2%和0.05%，10 min时溶出量为5.1%和2.3%，包覆掩味效果远远好于使用E100包衣的颗粒。

图5 树脂有机溶剂包衣和水分散体包衣原理图

出现这种现象主要是由于有机溶剂包衣原理和水分散体体系包衣原理不同。如图5所示，有机溶剂包衣体系是将固体树脂溶解于有机溶剂中，聚合物链充分舒展，包衣时可均匀附着于颗粒表面，通过溶剂蒸发引起聚合物浓度不断增大，聚合物链之间相互缠绕，高分子溶液从溶胶变为凝胶直至最终形成膜。水分散体包衣体系中聚合物是以10 nm～1μm的固态或半固态类球状粒子分散于水中所形成的体系，通过喷涂水分散体，聚合物粒子在颗粒表面不断堆积。与此同时，由于水分的蒸发及水和聚合物之间的界面张力，胶体颗粒相互接触融合，形成紧密排列的结构，最后在毛细管作用力下，各聚合物粒子相互结合形成致密的膜[8]。但是当包衣增重较低时，聚合物颗粒总量不足以均匀覆盖颗粒表面，也就无法借助毛细管作用相互融合形成完整的衣膜，导致包覆的药物会从未包覆处渗出，造成突释。当包衣增重增加到某一临界值时，聚合物颗粒可在毛细管作用下迅速接触融合挤出空隙中的气体，形成一层致密的、较厚的包衣膜。而有机溶剂包衣体系中聚合物链充分舒展，在包衣时可均匀附着于颗粒表面，在包衣增重较低时也可形成连续的包衣膜，只是膜厚度较薄，随着包衣增重不断提高，膜厚度也不断增加。但是常用于溶解E100的有机溶剂的表面张力远小于水，且包衣时蒸发速度较快，故形成的包衣膜致密性相较于水分散体包衣膜较差。综上所述，导致在包衣增重较低时，有机溶剂包衣体系的掩味效果优于水分散体包衣体系，而当包衣增重较高时，水分散体的包衣掩味效果较好。

通过对三种材料包衣后的替米考星颗粒（增重20%）在人工胃液中的溶出考查，发现使用E30DⅠ包衣的颗粒溶出较快，10 min就已完全溶出，而使用E100乙醇溶液包衣的颗粒和使用E30DⅡ包衣的颗粒溶出效果相似，均在25 min左右溶出完全。这可能是由于使用E30DⅠ包衣的颗粒实际包封效果较差，水分易通过包衣膜上的裂隙进入颗粒内部，加速颗粒的崩解溶出。而E30DⅡ与E100包封效果相似，在胃液中的溶出经过两个过程：①包衣膜在胃液中的自我溶解；②胃液进入颗粒内部引发颗粒崩解溶出，所以溶出时间较长。但总体来说，使用E30DⅡ包衣的颗粒与使用E100的包衣效果不管是在唾液中还是在胃液中溶出效果相近，说明E30DⅡ水分散体包衣后掩味效果极佳，且不影响药物在胃中的释放。

图6 三种包衣材料包衣的替米考星颗粒（包衣增重20%）在胃液中的溶出效果

2.2 人群口感实验分析

图7 替米考星颗粒口尝苦度值及其分布图

图7中1号样品为未包衣颗粒，2～5号样品为E100包衣的颗粒，增重分别为 5%、10%、15%、20%；6～9号样品为E30DⅠ包衣的颗粒增重分别为5%、10%、15%、20%；10～13号样品为E30DⅡ包衣的颗粒增重分别为5%、10%、15%、20%。图中心点为人群打分的平均数，误差线为标准差。

从图中可以看出，未包衣的替米考星颗粒苦味较重，属于Ⅴ等级（不能忍受的苦味），而经过三种包衣材料包衣处理后颗粒的口感苦味等级随包衣增重的增加均呈下降趋势。其中用E100包衣增重达到20%时人群对该组颗粒打分均数为1.0且集中在Ⅰ等级，说明该组颗粒掩味效果较好，在口腔中30 s内基本不会尝出苦味。而使用E30DⅠ包衣的颗粒在增重20%时人群对该组颗粒打分均数为1.7，且分布介于Ⅰ、Ⅱ等级之间，说明此组颗粒包衣效果较差，对苦味相对不敏感的人群可能觉得苦味可以接受，但对于苦味较敏感的人群就难以接受。对于使用E30DⅡ包衣的颗粒，当包衣的颗粒在增重20%时，人群对该组颗粒打分均数为0.8，且分布较为集中，相较于使用E100包衣的颗粒掩味效果更好，这与溶出试验得到的结果相一致。

2.3 掩味包衣替米考星颗粒扫描电镜分析

图8 替米考星颗粒扫描电镜图

为验证以上论述，对包衣的替米考星颗粒进行了扫描电镜分析，对比图 8 中（a）（c）（e）三图可知，当包衣增重在5%时，E30D包衣的颗粒表面形成了斑点状的包衣膜，突起及凹陷处均未被覆盖，而E30DⅡ包衣的颗粒情况稍好，表面已形成了局部的连续包衣膜，但突起部分和较深的凹陷处仍未被包覆，这便导致了在溶出实验中药物突释。反观E100乙醇溶液包衣的替米考星颗粒，在5%包衣增重下已形成了一层较薄但比较连续的包衣膜，各突起及凹陷部分都已被覆盖。这也解释了在低包衣增重条件下乙醇溶液包衣颗粒的掩味效果比水分散体包衣的颗粒好的原因。对比图 8（b）（d）（f）三图可知，当包衣增重达到20%时，E30D包衣的颗粒表面已形成一层均匀的膜，仅有少数大小不一的孔分布其上，但孔底部均已被膜覆盖；而E30DⅡ与E100包衣的颗粒表面都形成了一层致密均匀的膜，突起及凹陷都被很好地覆盖，也未发现有孔洞出现，但可以明显看出E30DⅡ包衣膜致密性更好，这也是E30DⅡ包衣的替米考星颗粒掩味效果最好的原因。

3 结论

通过实验证明，用E100乙醇溶液包衣的30～40目替米考星颗粒在低包衣增重时效果好于用水分散体包衣，当包衣增重大于15%时，水分散体（E30D、E30DⅡ）包衣的替米考星包衣膜趋于完整致密，掩味性较强，且不影响药物在胃中溶出，这说明水分散体不仅具有低毒、环保、安全的优势，在使用性能上也完全可以替代树脂有机溶剂体系包衣，在兽用乃至人用制剂掩味防潮方面有较好的应用前景。