盐酸丁螺环酮胃漂浮缓释胶囊的制备及处方优化
2019-08-15金桂兰李雪怡王柯玉邢翔飞龚大春
金桂兰 ，李雪怡 ，王柯玉 ，林 宁 ，邢翔飞 ，龚大春
（1.三峡大学人民医院·宜昌市第一人民医院，湖北 宜昌 443000； 2.三峡大学药物制剂研究所，湖北 宜昌 443000；3.湖北中医药大学药学院，湖北 武汉 430065）
丁螺环酮（BUS）是新型氮杂螺环癸烷二酮类药物[1]，通过作用于突触前膜上的多巴胺受体而产生抗焦虑作用。临床研究显示，该药无成瘾性，或对多种受体只产生较小拮抗作用，可长期服用，且不产生耐药性和嗜睡作用[2]，对广泛性焦虑症[3]、抑郁症和酒精成瘾等症状有良好疗效。研究表明，胃漂浮缓释胶囊密度小，可长时间在胃液中保持漂浮状态，从而缓慢释药，效果良好[4-5]。本研究中针对丁螺环酮普通片每日需服用2～3次，且半衰期短，长期多次服药，易导致依从性差等问题，在单因素试验基础上，采用星点设计-响应面(CCD-RSM)法[6-7]，制备盐酸丁螺环酮胃漂浮缓释胶囊并优化其处方[8]，以延长药物作用时间，提高生物利用度。现报道如下。
1 仪器与试药
1.1 仪器
UV3200型紫外-可见分光光度计（日本Shimadzu公司）；BP211D型十万分之一电子分析天平（德国Sartorius公司）；ZRS-8G型智能药物溶出仪（天津市天大天发科技有限公司）。
1.2 试药
盐酸丁螺环酮对照品（精制，批号为170315，纯度>99%）；丁螺环酮原料药（上海玉博生物科技有限公司，批号为 20150722）；羟丙甲基纤维素（HPMC）K15M、HPMC K100M、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）K30、十六醇（安徽山河药用辅料有限公司，药用规格）；其余试剂均为分析纯，水为超纯水。
2 方法与结果
2.1 体外释放度测定
2.1.1 方法学考察
取盐酸丁螺环酮对照品适量，精密称定，用0.1 mol/mL盐酸溶液制成质量浓度分别为3.93，7.15，10.19，15.87，19.98 μg/mL 的对照品溶液，在238 nm波长处测定吸光度。以吸光度（A）为纵坐标、盐酸丁螺环酮质量浓度（C）为横坐标进行线性回归，得回归方程A=0.051 2C-0.003 4，r2=0.999 7（n=5）。结果表明，盐酸丁螺环酮质量浓度在3.93～19.98 μg/mL范围内与吸光度线性关系良好。
经考察，精密度、稳定性及重复性试验的RSD均符合要求。3种质量浓度回收试验所得平均回收率分别为 101%，99%，101%，RSD分别为 0.27%，0.26%，0.31%。
2.1.2 释放度测定
按2015年版《中国药典（四部）》通则0931第一法（篮法）[9]操作，转速为 100 r/min，温度为（37 ±0.5）℃，释放介质为0.1 mol/mL的盐酸溶液900 mL，在规定时间点分别取样5 mL（同时补充同温度的5 mL介质），经0.45 μm微孔滤膜滤过，取续滤液，在238 nm波长处测定吸光度，并带入标准曲线计算累积释放度(Q)。
2.2 处方优化
2.2.1 缓释胶囊制备
分别称取处方量成分(过100目筛)、HPMC K15M、HPMC K100M、PVP K30和十六醇，与丁螺环酮均匀混合，装入空胶囊壳内，70℃恒温烘烤20 min，室温冷却。制得质量为180 mg的盐酸丁螺环酮胃漂浮缓释胶囊（每粒含盐酸丁螺环酮15 mg）。
2.2.2 漂浮性能考察
取盐酸丁螺环酮胃漂浮胶囊，依法测定释放度，记录胶囊起漂时间及续漂时间。
2.2.3 试验设计
经单因素试验考察，将制剂处方中HPMC K15M，HPMC K100M，PVP K30和十六醇的用量设为影响药物释放和漂浮性能的主要因素。按CCD-RSM法优化的原理设计了4因素5水平试验，HPMC K15M用量（X1）、HPMC K100M 用量（X2）、PVP K30 用量（X3）及十六醇用量（X4），因素水平见表1，试验设计及结果见表 2。试验中以缓释胶囊中药物在 2，4，8 h的Q2h，Q4h，Q8h，以及药物的起漂及续漂时间作为评价标准。Q的控制范围为：Q2h（25% ～35%），Q4h（45% ～55%），Q8h（75% ～ 85%）。
表1 因素与水平（处方量约为180 mg）
表2 试验设计及结果（n=3）
2.2.4 模型拟合
试验数据采用Design Expert 8.0.6.1软件进行多元线性回归拟合及二元多项式拟合[10]。在置信度（P<0.05）的显著标准下，剔除不显著项，选取复相关系数（r2）较大的模型对其进行优化。
多元线性拟合方程：Q2h=24.40-2.97X1+0.30X2-1.13X3+1.19X4-0.94X1X2+0.38X1X3-0.58X1X4+1.13X2X3+0.40X2X4-0.12X3X4（r2=0.340 1）；Q4h=50.42-7.43X1-2.38X2+4.61X3+3.27X4+1.77X1X2-1.25X1X3-3.88X1X4-4.68X2X4-1.50X3X4（r2=0.6103）；Q8h=80.39-1.19X1-1.93X2+3.02X3+2.68X4+2.93X1X2+1.00X1X3-1.19X2X4-1.75X3X4（r2=0.598 8）。
二项式拟合方程：Q2h=24.40-2.97X1+0.30X2-1.13X3+1.19X4-0.94X1X2+0.38X1X3-0.58X1X4+1.132X3+0.40X2X4-0.12X3X4+3.69X12+2.81X22+2.81X32-0.19X42（r2=0.954 5）；Q4h=50.42-7.43X1-2.38X2+4.61X3+3.27X4+1.77X1X2-1.25X1X3-3.88X1X4-4.68X2X4-1.50X3X4+1.88X12+4.89X22+1.71X32+0.47X42（r2=0.954 5）；Q8h=80.39-1.19X1-1.93X2+3.02X3+2.68X4+2.93X1X2+1.00X1X3-1.19X2X4-1.75X3X4-1.64X12-1.11X22-2.17X32（r2=0.921 2）。
由多元线性拟合方程和二项式拟合方程的复相关系数可见，所得药物在2，4，8 h拟合方程的r2项均比二项式拟合方程的复相关系数更大，表明二项式方程拟合效果更佳。经简化后所得药物在2，4，8 h的模型方程P<0.05，r2>0.92，表明方程可信度较高。拟合方程方差分析见表3。
2.2.5 响应面回归分析结果
根据简化后的二项式拟合方程，分别绘制X1，X2，X3，X4对Q2h，Q4h，Q8h的三维响应面图和等高线图，结果见图1和图2。
经模型拟合，同时将效应面对应的等高线叠加，得辅料用量预测的最佳范围，HPMC K15M为32.65～36.82 mg，HPMC K100M 为 98.65～103.71 mg。优化处方的等高线叠加图（PVP K30 11.00 mg、十六醇14.00 mg）见图 3。
为方便制备，综合考虑后确定最佳处方为HPMC K15M 35 mg，HPMC K100M 100 mg，PVP K30 11 mg，十六醇14 mg。
2.3 处方验证
用相同制备工艺按最佳处方制备3批盐酸丁螺环酮胃漂浮缓释胶囊，进行处方验证。各时间点药物累积释放度的预测值和实际值见表4。体外释药曲线见图4，结果显示，各项指标偏差的绝对值均小于5%，表明所建模型有良好的预测性；优化所得处方制备的胃漂浮缓释胶囊的起漂时间短于1 min，续漂时间长于8 h，Q8h均大于75%，重复性良好，符合试验设计目的。
表3 拟合方程方差分析
图1 盐酸丁螺环酮 Q2h，Q4h，Q8h的响应面图
图2 盐酸丁螺环酮 Q2h，Q4h，Q8h的等高线图
3 讨论
按最佳处方比例制备的胃漂浮缓释胶囊，采用Origin Pro9软件对药物体外Q进行拟合。按Ritgerpeppas方程拟合得n=0.602（0.45 图3 盐酸丁螺环酮 Q2h，Q4h，Q8h的等高线图 表4 验证处方的累计释放度（%，n=3） 图4 优化处方的体外释放曲线图（n=3） 漂浮性能的评价分起漂时间和续漂时间两部分考察，并一同作为星点设计的考察指标，剔除少数不满足漂浮条件的处方后获得最佳处方（漂浮要求起漂时间在10 min内，越早越好，且续漂时间超过8 h）。试验结果显示，仅有少数处方不满足漂浮性能要求，对结果影响较小。 由于表面的药物迅速溶出，胃漂浮型胶囊在人工胃液0～1 h中溶出较快，保证了盐酸丁螺环酮的快速起效。在 1～8 h过程中符合恒速释放过程，这段时间维持了盐酸丁螺环酮的长效作用。胃漂浮缓释胶囊热处理过程中，十六醇熔融、均匀渗入各组分中，冷却时固化，可将各成分紧密黏合，使胶囊具有一定强度，体外释药也满足处方设计要求。为了使释药过程达到前期不突释、后期稳定释放的目的，在等高线叠加所得预测最佳范围内确定优化处方，HPMC K15M 35mg，HPMCK100M100mg，PVPK3011mg，十六醇 14mg。经处方验证，Q8h可达75%。与本课题组制备的缓释片剂相比[13]，制得的盐酸丁螺环酮胃漂浮胶囊Q2h减少约5%，有效避免了突释现象，Q8h提高约3%，即本缓释胶囊有效延长了药物作用时间。 综上所述，采用CCD-RSM法优化了盐酸丁螺环酮胃漂浮缓释胶囊制剂处方，以较少的试验次数，拟合了效应变量对考察因素变量的响应面，结果较理想。弥补了正交试验的不足，所得模型具有良好的准确性和预测性。
