介孔二氧化锡纳米粒改善非洛地平溶出速率的研究

尚文静，吴超

(锦州医科大学，辽宁 锦州 121000)

近年来，高血压成为全球面临的健康挑战[1]。在中国，高血压的发病率逐年递增且有年轻化的趋势[2]。非洛地平是二氢吡啶衍生物家族中的新型钙离子通道阻断剂。由于其选择性高，副作用小，并有轻微的排钠利尿作用，临床应用十分广泛[3-4]。但是该药是典型的高渗透性、低溶解度的BCSII类药物，在水中的溶解度约为0.6 μg/mL。所以非洛地平在胃液中的溶出很差，不易吸收，生物利用度低[5]。因此提高非洛地平的溶解度和溶出速度是改善其口服吸收的关键步骤。目前国内外常用的方法有增溶剂、成盐、制备固体分散体、水溶性前提药物、脂质体、包合物等技术来改善药物的溶出[6]。其中介孔材料的应用为提高难溶性药物的溶出提供了新的思路[7-8]。介孔材料与多孔材料相比，具有孔道结构有序，介孔性质可调，水热稳定性高的优点[9]。按照化学组成分类，可分为硅基介孔材料和非硅基介孔材料两大类。按照孔道排列方式，可分为无序介孔材料(SiO2气凝胶、微晶玻璃)和有序介孔材料(CM、SBA)。其中有序介孔具有孔径均一可调、孔道规则、表面可修饰的优点[10]。近年来，有序介孔金属氧化物(ZnO、CnO、MgO)作为药物载体在改善难溶性药物方面引起了研究者的兴趣。SnO2的比表面积和孔隙大，载药量高，可以装载大量的难溶性药物[11]。除此之外，药物被吸附到SnO2孔道中之后，其结晶性被大大地限制，以无定形的形式存在于载体中。药物粒子的粒径减小，比表面积增大，有利于溶出。

本实验用MCM-48作为模板成功制备了介孔二氧化锡(MSn)纳米粒子。非洛地平由于难溶性被选为模型药物并被装载到Msn载体中。通过DSC对非洛地平在载体中的存在形态进行了表征。用直接压片法制备了FDP-MSn 片剂并通过体外溶出实验研究其释放行为。

1 材料和方法

1.1 试药

非洛地平原料药(FDP，武汉远成共创科技有限公司，批号：140220，纯度≥98%)；正硅酸乙酯(天津市光复精细化工研究所)；氨水(天津市光复精细化工研究所)；SnCl2·2H2O(国药集团化学试剂有限公司)；十六烷基三甲基溴化铵(天津市光复精细化工研究所)；甲醇(天津科密欧化学试剂有限公司)；三氯甲烷(天津永晟精细化工有限公司)；十二烷基醚硫酸钠(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)；羟丙基甲基纤维素(英国Colorcon公司)；二甲亚砜(天津科密欧化学试剂有限公司)；羧甲基淀粉钠(汇鸿复合材料有限公司)；微晶纤维素(上海药用辅料厂)；羟丙甲基纤维素(英国Colorcon公司)；羧甲基纤维素钠(英国Colorcon公司)；十二烷基硫酸钠(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)；其它试剂均为分析纯(市售)。

1.2 仪器

AL204 电子天平(梅特勒-托利多仪器有限公司)；KQ-250B型超声波清洗仪(昆山市超生仪器有限公司)；DF101S 集热式恒温加热磁力搅拌器(河南省于华仪器有限公司)；DZF6050 真空干燥箱(上海博远实业有限公司)；TG22WS台式高速离心机(上海赵迪生物科技有限公司)；KSXL-1002 马弗炉(杭州卓驰仪器有限公司)；JEM-1010 透射电子显微镜(日本电子株式会社)；DSC 60 差示扫描量热仪(日本岛津公司)；RC-6 溶出度测定仪(天津市光学仪器厂)；TDP 单冲压片机(上海第一制药机械厂)；UV-9100型紫外分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)。

1.3 载体的制备

1.3.1 MCM-48的制备

将NaOH(80 mg/mL)、CTAB溶解到去离子水中，将TEOS按滴加入上述溶液中。在室温条件下剧烈搅拌2 h。将反应物在110 ℃条件下油浴3 d，使其晶化。将得到的白色沉淀物水洗3遍、醇洗3遍，并在40 ℃条件下真空干燥24 h。将得到的白色粉末在550 ℃的条件下煅烧6 h，得到MCM-48。

1.3.2 MSn的制备

先将SnCl2·2H2O溶于无水乙醇中，并把MCM-48混合到上述溶液中。超声分散后，搅拌24 h，在8000 rpm 条件下离心并干燥。将得到的白色粉末在550 ℃高温煅烧6 h。将得到的SnO2用氢氟酸除去模板。最终得到MSn产品。

1.4 载药

将100 mg FDP溶于1 mL的三氯甲烷中，使其浓度为100 mg/mL。将100 mg的MSn载体加入到上述溶液中，超声10 min使其充分混悬。将上述混合液低速搅拌整夜，离心干燥得到FDP-MSn。通过紫外分光光度法测其载药量。

1.5 DSC表征FDP-MSn

差示扫描量热法是测试样品是否发生相转变来判断其晶型的一种分析方法。准备 FDP、MSn、FDP和MSn的物理混合物以及FDP-MSn样品并准确称量。实验在N2条件下进行，其流速为 40 mL/min。温度变化范围是 40～160 ℃，以 10 ℃/min的速度加热仪器并测定得出 DSC曲线。

1.6 FDP的测定

1.6.1 标准曲线

精密称量FDP对照品10 mg于50 mL容量瓶中加甲醇溶解定容，配制成200 μg/mL的贮备液。再用甲醇稀释配制成5、10、20、50、100、200 ng/mL 的系列标准溶液。以甲醇作为参比溶液。用紫外-分光光度法测定样品的吸光度，并绘制FDP的浓度(C)与吸光度(A)的线性回归曲线。

1.6.2 回收率的测定

精密称取适量的FDP于甲醇溶液中，配制成高、中、低(200、100、20 ng/mL)3种浓度的样品。保证每个浓度都在标准曲线线性范围内。用紫外-分光光度法分别测定样品的吸光度(A)，重复测定3次并计算回收率。

1.6.3 精密度的测定

配制FDP高、中、低(200、100、20 ng/mL)3种浓度的样品，用紫外-分光光度法测定样品的吸光度(A)。分别于1 d 内不同时间节点测定6次并记录其吸光度值。以考察FDP的日内精密度。选取每天中的同一时间点，连续测定6 d并记录每天的吸光度值。以考察FDP的日间精密度。计算上述结果的RSD。

1.6.4 溶解度的测定

取过量的FDP原料药加入2个50 mL离心管中，分别加入20 mL去离子水和20 mL溶出介质。在37 ℃恒温水浴中搅拌72 h，使之成过饱和溶液。静置后离心，并用0.45 μm的微孔滤膜平衡过滤。取适量样品溶液用紫外分光光度法平行测定5次，计算FDP在溶出介质以及水中的平衡溶解度。

1.7 FDP-MSn粉末溶出度的测定

利用ZRS-8G溶出测定仪对FDP-MSn进行体外溶出测定。按照2015版《中华人民共和国药典》(附录XC第二法)溶出度测定法进行实验。首先配置溶出介质，其配方为1000 mL 的去离子水+0.3% SDS+0.1 MHCl。将仪器温度设置为(37±0.5)℃。转速设置为(100±1)r/min。待仪器条件稳定后，精密称取非洛地平原料药和不同载药比例FDP-MSn粉末(规格∶5 mg)投入溶出杯。分别于5、10、15、20、30、45、60、90、120 min后，取样5 mL(同时补充同温同体积的新鲜介质)。将取出液过0.45 μm微孔滤膜，收集续滤液。另精密称取非洛地平适量(约5 mg)，用少量甲醇溶解并稀释成对照溶液。用紫外-分光光度计在239 nm波长下测定对照品和样品的吸光度。计算不同时间的样品浓度以及累积溶出度。本实验重复进行3次以保证精密度。

1.8 片剂的制备

1.8.1 粘合剂的筛选

粘合剂在处方制备中主要用于增加物料之间的粘性。本实验采用3种常见的粘合剂：羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、聚维酮(PVP)和羟丙甲基纤维素(HPMC)制备片剂。通过测量FDP-MSn 自制片剂的体外溶出指标，对粘合剂进行筛选。

1.8.2 崩解剂的筛选

在片剂的处方中，崩解剂可以使片剂快速崩解，使功能成分迅速释放。本实验采用了两种常见的崩解剂：羧甲基淀粉钠(CMS-Na)和低取代羟丙基纤维素(L-HPC)来制备片剂。以FDP-MSn自制片的体外溶出度作为参考数据筛选合适的崩解剂。

1.8.3 处方优化

通过对单因素实验结果进行分析，确定处方组成为：主药FDP-MSn(42 mg)、乳糖(48 mg)、润滑剂硬脂酸镁(2 mg)、崩解剂羧甲基淀粉钠(CMS-Na)、粘合剂羟丙甲基纤维素(HPMC)。为了确定CMS-Na和HPMC的用量，本试验设计了6个处方，见表1。FDP-MSn自制片的溶出研究为指标，选择合适的处方。

表1 不同处方制备FDP-MSn自制片的累积溶出度

1.8.4 自制片的制备

结合上述实验结果，确定FDP-MSn自制片剂的最优处方。采用直接压片法制备3批样品进行并进一步的实验考察。

1.8.5 片剂质量检查

根据《中国药典》(2015)版规定，对3批 FDP-MSn样品(20180404、20180425、20180423)分别进行外观性状检查，片重差异检查，硬度检查和脆碎度检查。

1.9 片剂溶出度测定

通过体外溶出实验考察FDP-MSn自制片和市售片的释放行为。按照2015《中华人民共和国药典》(附录XC第二法)溶出度测定法进行实验。溶出介质为500 mL PBS加2.0% SDS溶液。将仪器转速设置为(100±1)r/min，温度设置为(37±0.5)℃。将FDP-MSn自制片和市售片分别投入溶出杯中，依法操作。于1、2、4、6、8、10、12 h后，取样5 mL并补充同体积新鲜介质到相应溶出杯中。用0.45 μm的微孔滤膜滤过，收集续滤液。用紫外-分光光度法在239 nm下测定吸光度并计算药物的累积溶出百分率。

2 结 果

2.1 载体MSn的制备

如图1可以看出，载体MSn呈现出有序的介孔结构。其孔径大约是4 nm。载体的结构为容纳药物提供了充足的空间。其有序孔道限制了药物粒子的大小，减小了药物的结晶度，使药物以非结晶形式存在于载体中。因而可以改善难溶性药物的溶解度。

2.2 载药量

通过吸附法将药物FDP负载到MSn的孔道中。实验结果显示，MSn的载药量是(23.6±1.53)%。表明药物被成功地载入到载体中。

图1 介孔二氧化锡(MSn)纳米粒透射电镜图

2.3 差式扫描量热法(DSC)

FDP、MSn、FDP和MSn的物理混合(PM)以及FDP-MSn的物理状态通过DSC进一步表征。结果如图 2所示，FDP在148 ℃表现出明显的吸收峰。PM也在相同温度表现出特征吸收峰。这进一步证实在PM中药物以晶体形式存在，物理混合的过程对药物的结构没有任何的影响。而MSn和FDP-MSn的DSC图像都是平滑的曲线，这表明FDP的晶型结构被破坏，以无定形状态存在于FDP-MSn的孔道中。

图2 FDP、MSn、PM及FDP-MSn的DSC曲线图

2.4 FDP的测定

2.4.1 标准曲线

以FDP浓度(C)对吸光度(A)进行线形回归分析，其线性方程为：A=0.0604C+0.0506(r=0.9992)结果表明FDP在5～200 ng/mL范围内线性关系良好。

2.4.2 精密度的测定

对于FDP高、中、低(200、100、20 ng/mL)3种浓度的样品，计算得日内精密度分别为0.46%、0.53%、0.56%。日间精密度分别为0.79%、0.94%、0.78%。样品的相对标准偏差RSD均小于2%，符合方法学要求。

2.4.3 回收率的测定

对于FDP高、中、低(200、100、20 ng/mL)3种浓度的样品，计算得FDP的回收率的均值分别为98.25%、98.44%和99.52%，均高于95%，符合方法学要求。

2.4.4 溶解度的测定

结果显示，FDP-MSn在溶出介质中的平衡溶解度是(18.75±1.43)g/mL，明显高于FDP原料药在其中的溶解度。这是因为孔道限制了FDP的尺寸，减小药物粒子的粒径，增加了药物的亲水性。

2.5 FDP-MSn粉末体外溶出实验

如图3所示，FDP原料药在60 min内的累积溶出度是30%左右，而FDP-MSn的累积溶出度高达70%。在之后的时间内，FDP-MSn的累积溶出度在持续增长，并在120 min达到85%。原料药的曲线是平滑的，最终溶出度维持在30%。这是由于FDP是难溶性药物，以晶体形式存在，累积溶出度低。而当FDP被载入到MSn中，载体孔道的空间抑制效应使FDP 粒径减小，比表面积增大。根据Noyes-Whitney方程，FDP-MSn有效地改善FDP的水溶性，提高溶出速率。

图3 FDP、FDP-MSn的累计溶出曲线图

2.6 片剂的制备与考察

2.6.1 粘合剂的选择

不同的粘合剂对FDP-MSn的溶出度影响不同[12]。如图4所示，HPMC作为粘合剂的时候，FDP的累计溶出度高达80%，因此HPMC被选择为本处方的粘合剂。

图4 粘合剂对FDP-MSn自制片剂药物累积溶出度的影响

2.6.2 崩解剂的选择

选用不同的崩解剂，会造成不同的药物溶出行为[13]。用CMS-Na和L-HPC分别制备FDP-MSn片剂，其他成分相同。如图5所示，CMS-Na组的溶出速率高于L-HPC组。因此CMS-Na是优良的崩解剂。

图5 崩解剂对FDP-MSn自制片剂药物累积溶出度的影响

2.6.3 处方优化

崩解剂和粘合剂的用量不同，对FDP-MSn自制片剂的溶出也会产生不同的影响。在6种处方中，按照处方4制备的FDP-MSn片剂的累计溶出度高达94.12%。因此，选择处方4来制备FDP-MSn片剂。片剂的处方见表2。

2.6.4 片剂质量检查

3批FDP-MSn样品(20180404、20180425、20180423)的表面色泽均匀，光洁，无异味。平均片重是(114.21±2.32)mg，平均硬度是(7.67±1.24)kg/cm2。符合《中国药典》(2015)版规定。

表2 FDP-MSn自制片剂的处方

2.6.5 片剂溶出度检查

市售片剂和自制的非洛地平片剂的体外溶出如图6所示；在1 h，FDP市售片的累计溶出度是60%左右，而自制片的累计溶出药物高达90%左右。FDP自制片的溶出速率更快，累计溶出度更大。这些结果表明FDP在FDP自制片中的溶出行为更好。

图6 FDP-MSn自制片剂与NDP市售片剂的累积溶出曲线

3 讨 论

非洛地平(FDP)是难溶性晶体药物。在水中几乎不溶[14]。表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)可提高其溶解度。因此，本实验选用去离子水加0.2% SDS作为溶出介质。本实验制备的MSn具有孔容积大，表面积大稳定性好的优点。载体的表面和孔道存在着亲水性基团，可以增加溶出介质向载体孔道扩散，有利于FD溶出。除此之外，MSn的孔道结构限制了药物粒子的尺寸，增加了药物的比表面积。根据 Noyes-Whitney 方程，提高了FDP的溶出速率。

本研究采用粉末直接压片法制备的FDP-MSn片剂。实验使用乳糖作为填充剂，压缩成形性好，可提高FDP的内在溶出性能。片剂崩解后是以一级粒子存在，而不是制粒后的二级粒子，因此粒子比表面积大，FDP的溶出速率高。故本研究将介孔材料与压片技术联合应用，提高了难溶性药物水溶性，改善口服生物利用度，为临床药物服用提供方便。