富马酸福莫特罗口腔速溶膜剂的制备和评价*

周 烨，金怡兰，顾 悦，宗亚玲，陈 勇,3***

(1 南通大学药学院，南通 226001；2 山东第一医科大学第三附属医院药剂科；3 南通联科药业有限公司)

口腔速溶膜剂(oral fast dissolving films,OFDF)是将一定剂量的药物载入膜材后制成的可速溶于水的薄膜制剂，具有释药迅速、给药方便、患者顺应性好等优势，尤其适用于吞咽不便的患者[1]。迄今为止，国外已批准上市多种OFDF 制剂，涵盖镇痛、化疗止呕、抗过敏、抗晕动症和抗阿尔茨海默症等多个治疗领域。OFDF 在哮喘治疗领域也有应用潜力。据报道，口服硫酸特布他林OFDF 制剂2.5 h 后血药浓度可达峰值，而其片剂则需3.5 h[2]；健康成人口服硫酸沙丁胺醇OFDF 制剂后血药达峰时间也比口服Ventolin片剂提前约1.3 h，且生物利用度更高[3]。

富马酸福莫特罗(formoterol fumarate,FMT)是一种作用于β2-肾上腺素受体的支气管哮喘治疗药物，也可用于缓解急、慢性支气管炎及肺气肿所引起的呼吸困难[4]。除吸入剂外，国内还上市了其干糖浆剂(规格：20 μg)和片剂(规格：40 μg)，分别用于儿童和成人。目前国内外尚无将FMT 制成OFDF 的报道。

本研究的目的是制备并评价富马酸福莫特罗口腔速溶膜剂(formoterol fumarate oral fast dissolving films,FMT-OFDF)：(1)开发并验证FMT 的体外分析方法；(2)通过考察OFDF 的外观、厚度、崩解时间以正交试验法筛选处方；(3)对制得的FMT-OFDF 的厚度、含量均匀度、含水量、折叠耐力、表面pH 值、体外崩解时间和体外溶出等指标进行评价；(4)通过扫描电镜及X 射线粉末衍射考察膜剂中FMT 存在状态。

1 仪器与试剂

LC-10AT 高效液相色谱仪(配备CTO-10A 进样器、SPD-10A VP 紫外检测器、LC-10AT VP 色谱泵、Labsolution 色谱工作站，日本Shimadzu 公司)；色谱分离柱和预柱(北京迪马科技有限公司)；UV-2550紫外可见光分光光度计(日本Shimadzu 公司)；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器(巩义市予华仪器有限责任公司)；CJJ78-1 磁力加热搅拌器(金坛市白塔新宝仪器厂)；数显千分测厚规(0～10 mm，浙江德清盛泰芯电子科技有限公司)；TGL-16B 离心机(上海安亭科学仪器厂)；DHG-9240 型电热恒温鼓风干燥箱(上海三发科学仪器有限公司)；BSM 220.4 型电子天平(上海卓精电子科技有限公司)；S-3400 扫描电子显微镜(日本Hitachi 公司)；D8 ADVANCE 型X 射线粉末衍射仪(德国BRUKER AXS 公司)。

FMT 二水合物(批号：SF15082105，湖北威德利化学科技有限公司)；羟丙甲纤维素E5(hydroxypropyl methylcellulose E5,HPMC E5)(批号：5118397，日本ShinEtsu 化学工业株式会社)；预胶化淀粉(pregeletiniged starch,PGS)(批号：1708116B，曲阜市天利药用辅料有限公司)；甘油(批号：20180910JN，上海润捷化学有限公司)；乙腈[LiChrosolv高效液相色谱法(high per formance liquid chromatography,HPLC)色谱纯溶剂，德国Merck Millipore 公司]；纯水由Millipore 实验室超纯水机制备；其他试剂都为化学纯试剂。

2 方法与结果

2.1 HPLC 含量测定方法的建立

2.1.1 色谱条件 色谱柱，Diamonsil C8(150 mm×4.6 mm,5 μm)；保护柱，EasyGuard ⅡC8(10 mm×4.0 mm,5 μm)；流动相，乙腈：30 mmol·L-1H3PO4溶液(NaOH 溶液调至pH 3.1)=20∶80；检测波长，214 nm；流速，1.0 mL·min-1；进样量，20 μL；柱温，30 ℃。

2.1.2 线性关系考察 精密称取FMT 原料药5 mg于50 mL 容量瓶中，用流动相定容成100.00 μg·mL-1的储备液，用流动相逐级稀释成50.00、20.00、10.00、5.00、2.00、1.00 μg·mL-1的系列标准溶液。取上述标准溶液注入HPLC 进行分析，以浓度(X)对峰面积(Y)作图，并进行线性回归，得回归方程为Y=77 434X+39 549(r2=0.999 2)，结果表明FMT 在1.00～100.00 μg·mL-1范围内线性良好。

2.1.3 精密度考察 取低、中、高3 个浓度的FMT标准溶液分别在日内和日间重复进样3 次，依照“2.1.1”项下色谱条件进样测定，记录色谱图，计算方法精密度(表1)。结果显示该分析方法精密度良好，日内和日间精密度均＜2%，准确度都＞95%，满足分析要求。

表1 FMT 的分析方法的精密度和准确度(n=3)

2.1.4 专属性考察 分别取1 片FMT-OFDF 和空白OFDF，置于5 mL 容量瓶中，用流动相溶解后并稀释至刻度，分别得到FMT-OFDF 溶液和空白OFDF溶液。分别取FMT 标准溶液(50 μg·mL-1)、FMTOFDF 溶液及空白OFDF 溶液，依照“2.1.1”项下色谱条件注入HPLC，记录色谱图(图1)。专属性考察结果表明，依照“2.1.1”项下测定条件，空白OFDF 的成分无吸收峰，不干扰FMT 的测定。

2.2 FMT-OFDF 制备与处方优化

2.2.1 FMT-OFDF 制备 采用溶剂浇铸法制备FMT-OFDF[5]。首先向5 mL 蒸馏水中加入成膜材料HPMC E5[5-6]，置于60 ℃恒温水浴，磁力搅拌至溶液变澄清透明；在上述溶液中加入增塑剂甘油和崩解剂PGS[7]，80 ℃恒温水浴搅拌混合均匀；冷却至室温后，将FMT 搅拌溶解于上述混合液中，静置脱气后，迅速涂布于表面皿上，于60 ℃鼓风干燥箱中干燥3 h，脱膜后将膜剂裁剪成2 cm×2 cm 大小，即得FMT-OFDF。

图1 专属性考察色谱图

2.2.2 正交试验法优化FMT-OFDF 处方 在前期预实验的基础上，采用正交试验法优化FMT-OFDF处方，三因素分别为A：HPMC E5 用量，B：甘油用量，C：PGS 用量，每个因素3 个水平(表2)。参照《中国药典》中规定，OFDF 在外观上应完整光洁，无明显气泡，韧性良好。因此，外观是对膜剂考察指标之一。膜剂的厚度会影响膜剂的均匀性及薄膜的质量，因厚度偏小、偏大都会对膜剂的脱膜产生影响。崩解时间是速溶膜剂的重要特征，一般通常控制在30～120 s。因此，选择这3 个因素进行考察，进行处方优化[8]。固定FMT 的加入量为0.90 mg，相当于FMTOFDF 的标示量为0.45 μg(表3～4)。

表2 因素与水平表

表3 FMT-OFDF 的L9(34)正交试验结果

表4 外观评分表

采用极差分析法对正交试验结果进行分析，当以外观为评价指标时，根据计算的K1、K2 和K3 值，可计算出三者之间的极差，由表5 中可见，R(A)＞R(B)＞R(C)，极差越大，说明对膜剂的影响越大，因此以外观为评价指标时，影响因素顺序为A＞B＞C。对K1～K3 进行比较，以每一因素最大的K 值作为最优水平。以外观为评价指标，得到的因素影响顺序为：A＞B＞C，最优水平为A1B1C2；以厚度为评价指标，得出的因素影响顺序为：A＞C＞B，考虑到膜剂厚度会影响膜剂的脱膜性，权衡考虑选择的最优水平为A1B2C2；以崩解时间为评价指标，得出的因素影响顺序为：A＞C＞B，最优水平为A2B3C1。对3 项评价指标分析后，权衡考虑优选A1、C2 水平。其中因素B对膜剂各指标的影响都不是主要的，因而权衡考虑优选B1 水平。结合各因素对各指标的影响关系，可得出最优的组合条件为A1B1C2，即：HPMC E5 0.30 g，甘油0.10 g，PGS 0.01 g。

表5 正交试验结果分析表

2.3 FMT-OFDF 的质量评价

2.3.1 厚度 将FMT-OFDF 置于千分尺之间，测量并记录膜剂5 个不同位置(4 个角及膜的中部)的厚度，计算得每片膜剂的平均厚度为(65.37±0.61) μm，相对标准偏差＜5%，厚度差异无统计学意义，表明膜剂厚度均匀。

2.3.2 含量均匀度 取10 片FMT-OFDF，分别置于5 mL 容量瓶中，用流动相溶解并稀释至刻度，取1 mL 样品溶液于1.5 mL 离心管中，10 000 r/min 离心10 min 后，取上清液，依照“2.1.1”项下色谱条件注入HPLC 检测，计算得每片膜剂中的含药量为(44.33±2.01) μg，约为理论标示量的98.51%。根据2015 版中国药典第四部“0941 含量均匀度检查法”计算得知，A+2.2 S＜L(L=15)，表明FMT-OFDF 中FMT 的含量均匀度符合规定。

2.3.3 含水量 取洁净表面皿，放置105 ℃烘箱干燥至恒重。取3 片FMT-OFDF，精密称重(W0)后，分别置于105 ℃烘箱干燥24 h，取出样品称重W，按如下公式可计算得到FMT-OFDF 在105 ℃干燥条件下的含水量(表6)。计算得FMT-OFDF 的含水量为(5.73±0.27)%。

表6 105 ℃干燥条件下FMT-OFDF 含水量测定(n=3)

2.3.4 折叠耐力 在FMT-OFDF 相同位置重复折叠和展开数次直到薄膜破裂，通过记录折叠和展开的次数来确定其折叠耐力[9]。测得膜剂的折叠耐力为(236.70±7.09)次(n=3)，显示具有良好的柔韧性。

2.3.5 表面pH 值 取适当大小的棉球，用蒸馏水浸泡后置于表面皿中，将FMT-OFDF 短暂接触棉花球1 s，使其表面被润湿，再用6.4～8.0 规格的pH 试纸测定润湿后膜表面的pH 值[10]。测得FMT-OFDF的表面pH 值为6.83±0.11(n=3)。

2.3.6 体外崩解时间 取10 mL 37 ℃的蒸馏水置于烧杯中，将1 片FMT-OFDF 用夹子夹住后放入烧杯中，从膜剂放入水中开始使用秒表计时，记录膜剂完全崩解并分散的时间[11]，重复测定3 次。膜剂投入蒸馏水后约15 s 开始崩解，崩解总时长为(57.60±3.01) s(n=3)。

2.3.7 体外溶出 采用pH 6.8 磷酸盐缓冲液(取0.20 mol·L-1KH2PO4溶液250 mL，加0.20 mol·L-1NaOH 溶液118 mL，用水稀释至1 000 mL)作为溶出介质模拟口腔唾液进行FMT-OFDF 体外溶出研究[12-13]。取3 片FMT-OFDF 分别投入装有30 mL 溶出介质的烧杯中进行溶出试验，磁力搅拌速度为50 r/min，溶出介质温度恒定在(37±0.5) ℃[13]。在膜剂接触介质时开始计时，分别于1、3、5、10、20、30 min使用带有过滤器的注射器取样1 mL，同时补充相同体积的溶出介质。依照“2.1.1”项下色谱条件进样测定，计算累积释放度，绘制溶出曲线(图2)。结果表明，FMT-OFDF 与pH 6.8 磷酸盐缓冲液接触后，在3 min 时FMT 的累积释放度可达99.24%，表明FMT-OFDF 的体外释放良好。

2.4 FMT 在膜剂中的存在状态

图2 FMT-OFDF 累积释放曲线(n=3)

2.4.1 扫描电子显微镜观测 将FMT-OFDF 裁成小片，于扫描电镜下观察其微观表面形态。FMT 原料药的扫描电镜图像可见棱角分明的FMT 原料药晶体(图3A)；FMT-OFDF 的扫描电镜图像可见FMT-OFDF为致密均匀的平面膜，表面无原料药颗粒，也未见明显孔隙，表明FMT 均匀分散在OFDF 中(图3B)。

图3 扫描电镜图

2.4.2 X 射线粉末衍射观测 分别取2 片空白OFDF、FMT-OFDF 和适量FMT 原料药，置于X 射线衍射仪中测定。测试条件为：扫描范围5°～80°，步长0.02°，0.6 s/步，功率40 kV，得3 种样品的衍射图。由图4 可见，FMT 原料药的X 射线衍射图在5°～30°衍射角范围内有尖锐的结晶衍射峰；从空白OFDF和FMT-OFDF 的X 射线衍射图中可以看出，在FMT-OFDF 的X 射线衍射图中峰值强度较小且尖锐的结晶衍射峰消失，表明FMT 原料药在OFDF 中以分子状态存在。

图4 X 射线粉末衍射图

3 讨论

据WHO 统计，目前有2.35 亿人罹患哮喘，且多数死亡发生在老年人[14]。FMT 具有很强的支气管扩张作用，且作用持续时间较长。市售的FMT 吸入制剂虽然可以迅速起效，但这类制剂的造价较高；另外，对于儿童或老年患者，气雾剂的正确使用也需额外关注。因此，将FMT 制成OFDF 后，产品的经济性和使用的方便性都得以提高。一般来讲，OFDF 的载药量有限，本研究根据市售的FMT 片剂规格(40 μg/片)制备FMT-OFDF，膜剂面积4 cm2(含FMT 约44.33 μg)，可满足口服剂量要求。另外，相对于易碎的口崩片，OFDF 大小、厚度类似于邮票，便于携带，服用方便，同样适合在各类条件下快速给药。

成膜材料是OFDF 的关键组分，其性质直接影响到膜剂的载药率、脱膜性、崩解时间、机械强度等，研究[15]表明，羟丙甲纤维素适合作为OFDF 的成膜材料。本研究选用HPMC E5 作为成膜材料，甘油作为增塑剂，PGS 作为崩解剂。HPMC E5 在本研究中对膜剂各指标影响最大。本研究制备的FMT-OFDF可快速崩解并分散。体外溶出试验表明在3 min 左右药物的累积释放度达99.24%，具有速释效果，表明口服FMT-OFDF 可能具备快速缓解哮喘症状的潜力。

口腔是味觉感受器官，OFDF 的剂型特点便决定了其在制备过程中需要考虑处方的味道。本研究中未涉及FMT-OFDF 的口感评价，后续工作将在若干志愿者中对其进行评价，并根据情况选择适当的矫味剂。