岩白菜素固体分散体的制备

吕志阳,郑 涛,陈 璟,顾雪梅,汪 洁,陈 静,赵文静,周冰倩,杨雨微*

(1.南京中医药大学翰林学院,江苏 泰州 225300;2.泰州职业技术学院,江苏 泰州 225300)

岩白菜素为岩白菜、岩陀、鬼灯檠等虎耳草科植物的有效成分[1],具有镇咳、镇痛、抗菌、抗炎、增强免疫、保护肝肾、抗HIV、抗凝血、预防糖尿病等药理作用,其性状为白色疏松针状结晶或结晶性粉末,遇光和热变色,在甲醇中可溶,在水或乙醇中微溶[2],由于该成分溶解度小,导致其片剂溶出缓慢,难以发挥最佳疗效。因此,本实验采用固体分散技术改善岩白菜素相关制剂的体外溶出情况,从而提高其生物利用度,增强药物疗效[3]。

热熔挤出技术能使物料达到分子水平的混合[4],与传统方法相比,它不需使用有机溶剂,绿色环保；工艺简单,可连续化操作；生产效率高,可实现自动化控制,而且更适合工业化大生产[5],现已成为制备固体分散体的主要手段。因此,本实验采用该方法制备岩白菜素固体分散体。

1 材料

1.1 试剂与药物 岩白菜素原料药(纯度98%,西安瑞林生物科技有限公司,批号201801140)；岩白菜素对照品(纯度99%,中国食品药品检定研究院,批号B802826)。聚乙烯己内酰胺-聚醋酸乙烯酯-聚乙二醇接枝共聚物 (Soluplus,批号84414368E0)、共聚维酮 (Kollidon VA-64,批号43964124U0) (德国巴斯夫公司)。甲醇为色谱纯(江苏汉邦科技公司)；乙腈为色谱纯(德国巴斯夫公司)；水为蒸馏水(自制)。

1.2 仪器 Thermo Process 11 热熔挤出机、CL21R 微量台式离心机(美国赛默飞世尔科技公司)；D/max2500/阳极转靶X 射线衍射仪(日本理学电机株式会社)；DSC 200F3 型差示扫描量热仪[耐士科技(上海) 有限公司]；MPA 傅立叶变换近红外光谱仪 (布鲁克光谱仪器公司)；Agilent 1260 高效液相色谱仪(美国安捷伦公司)；FA1204B 电子天平(万分之一,上海精密科学有限公司)；ZRS-8GD 智能溶出试验仪(天大天发科技有限公司)；KQ-500DE 数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)。

2 方法与结果

2.1 岩白菜素固体分散体制备 设定热熔挤出机的第一区段温度为50 ℃,其他各区段温度均为200 ℃,待温度达到相应设定值后平衡20 min,再设定螺杆转速为60 r/min。选择岩白菜素、载体材料(Kollidon VA-64、Soluplus) 作为挤出物料(两者比例均分别为1∶3、1∶5、1∶7),各精密称定质量后充分振荡混合,置于挤出机加料斗中,物料经挤出模孔以丝条状物形状挤出,室温下冷却12 h,将挤出物置于研钵中研磨粉碎,过80 目筛,即得,保存在干燥器中备用[6]。

2.2 体外溶出度测定 采用2015 年版《中国药典》 二部附录XC 中的桨法测定,设定溶出条件[7]为溶出介质 0.1 mol/L 盐酸 900 mL,转速50 r/min,温度(37±0.1) ℃。取岩白菜素、岩白菜素固体分散体、物理混合物(岩白菜素与2 种载体材料比例均为1∶5) 各约0.1 g,精密称定,均匀撒于溶出杯中,从样品接触介质开始计时,于5、10、15、30、45、60 min 各取样 2 mL,0.45 μm微孔滤膜过滤,取续滤液,及时补充等量同温介质2 mL,14 000 r/min 离心5 min,取上清液10 μL,HPLC 法进行测定[8],计算累积溶出度,溶出曲线见图1。由此可知,物理混合物中岩白菜素溶出情况与原料药中几乎一致,30 min 内累积溶出度只有60%左右；固体分散体中该成分累积溶出度显著提高,并且它与2 种载体材料的比例为1∶5时最明显,60 min 内分别为92.9%、95.9%。

图1 岩白菜素溶出曲线Fig.1 Dissolution curves for bergenin

2.3 表征

2.3.1 差式扫描量热分析(DSC) 以空铝坩埚为参比,在另一铝坩埚中放入岩白菜素、岩白菜素固体分散体(岩白菜素与载体材料比例分别为1∶3、1∶5、1∶7)、载体材料、物理混合物各约7 mg,设定保护气为N2；升温速度为10.0 ℃/min,范围为0～280 ℃ (最高温度一般选取大于药物熔点20 ℃者),结果见图2。由此可知,岩白菜素在143、242 ℃处有明显吸热峰,在242 ℃处更尖锐,即为该成分熔点；Soluplus 体系中物理混合物在242 ℃处的吸热峰依然存在,而Kollidon VA-64 体系中物理混合物在该温度下的吸热峰已经消失,其原因可能与Kollidon VA-64 的网状体结构与岩白菜素结构中的羟基更容易形成氢键有关,同时在143 ℃处也均有吸热峰,与岩白菜素一致,推测该成分晶型可能没有改变,仅是与载体材料的简单混合；固体分散体在242 ℃处的谱线均趋于平缓,吸热峰消失,表明岩白菜素以无定形状态存在,并且具有良好的相容性。

图2 样品DSC 曲线Fig.2 DSC curves for samples

2.3.2 X 射线衍射(XRD) 取岩白菜素、岩白菜素固体分散体 (岩白菜素与载体材料比例为1∶5)、载体材料、物理混合物适量,置于铝盘中,设定辐射源为Cu-Kα 靶(石墨单色器衍射光束单色比)；管电流为100 mA,电压为40 kV；扫描速度为2°/min,2θ 范围为0°～40°,结果见图3。由此可知,载体材料在10°～25°处无明显结晶特征衍射峰,即均为非结晶化合物；岩白菜素在9.8°、12.5°、15.9°、19.8°、21.6°、24.4°处的晶体衍射峰较明显,表明该成分以晶体状态存在；物理混合物中岩白菜素特征衍射峰仍存在,表明该成分仍以结晶态形式分散；固体分散体中载体材料特征峰消失,表明它们都对岩白菜素有一定抑制作用,导致后者以非结晶状态分散。

图3 样品XRD 图Fig.3 XRD patterns for samples

2.3.3 傅里叶变换红外光谱(FTIR) 取岩白菜素、岩白菜素固体分散体(岩白菜素与载体材料比例为1∶5)、载体材料、物理混合物适量,溴化钾压片,设定波数范围为400～4 000 cm-1,结果见图4。由此可知,岩白菜素结构中的芳香环O-H 特征峰振动位于3 382 cm-1,脂肪族C=C 伸缩振动峰位于1 697 cm-1,苯环上伸缩振动峰主要包括1 608、1 459 cm-1；Soluplus 在1 622、1 656 cm-1处有羰基基团伸缩振动；物理混合物在3 382 cm-1附近可见较小的伸缩振动；固体分散体在3 382 cm-1附近的谱线趋于平缓,伸缩振动几乎消失,表明岩白菜素与载体材料之间可能形成了氢键。

3 讨论

3.1 载体辅料筛选 Soluplus 是一种同时具有亲水、亲脂性结构的新型固体增溶剂,既能作为固态溶液的基体聚合物,有适宜的玻璃化转变温度(Tg) 和极强的可操作性,又能增加难溶性药物的溶解度[9]；Kollidon VA-64 为聚乙烯咯烷与乙酸乙烯组成(6∶4) 的共聚高分子,为白色、流动性粉末,水溶性极强,可作为新型载体材料用于提高难溶性药物的生物利用度[10]。岩白菜素母核上含有多个羟基,可与Soluplus、Kollidon VA-64 上的羰基形成分子间氢键,故后两者对该成分均有抑晶作用,能有效提高它在热熔挤出物中的分散程度,从而增加其溶解度[11]。

图4 样品FTIR 图Fig.4 FTIR spectra for samples

3.2 挤出温度筛选 为了使物料能顺利挤出,药物在高温下应尽量减少降解[12]。岩白菜素熔点在240 ℃左右,而Kollidon VA-64、Soluplus 玻璃化温度分别为107、76 ℃。热熔挤出温度一般高于药物熔点或辅料玻璃化温度20 ℃,但由于岩白菜素熔点过高,初试采用260 ℃时发现挤出物出现焦糊碳化现象,而且难以用于实际生产,再将辅料的玻璃化温度降至160 ℃,但发现挤出物从螺旋口挤出时呈粒状,并一捏即碎,不能呈丝条状挤出,未达到挤出要求。为了使岩白菜素能充分地在辅料中高度分散,最终确定挤出温度为200 ℃,此时挤出物呈黄色透明丝状,成型容易,制备后性质良好[13]。