拉帕替尼固体分散体的制备及体外溶出度研究

王喻华，冯菊红*，刘 祺，孙锟辉，王理想，何少男，胡学雷

(1.武汉工程大学化工与制药学院，湖北 武汉 430074；2.绿色化工过程教育部重点实验室，湖北 武汉 430074)

拉帕替尼(Lapatinib)是葛兰素史克公司(GlaxoSmithKline)研发的一种小分子蛋白酪氨酸激酶抑制剂[1]，商品名Tykerb，于2007年3月13日通过美国FDA审批，在美国上市，随后因其较好的治疗效果，中、澳、韩等国也批准其销售与使用[2]。拉帕替尼在临床上主要用于治疗早期使用紫杉醇、蒽环类以及曲妥珠单抗等药物治疗失败或病情进行到晚期、病变部位转移的乳腺癌[3]。拉帕替尼对其它抗乳腺癌药物耐药性患者依然有良好的治疗效果，且因其是一种小分子抑制剂，能穿过血脑屏障，对乳腺癌晚期治疗失败、病灶转移引发的脑癌等也能起到一定疗效，所以拉帕替尼在临床上具有明显的优势[4-5]。

与其它替尼类药物一样，拉帕替尼的溶解度与溶出能力也很差，一般采用成盐、固体分散、微粉化、包合、纳米颗粒等[6]方法改善药物溶解度和溶出能力。固体分散体(solid dispersions,SD)的制备方法有热熔挤出法、喷雾冷冻干燥法、超临界流体法和溶剂法等[7-8]，其中溶剂法操作简单、对设备要求不高且制得的固体分散体的溶解度和溶出能力提高明显。因此，作者采用溶剂法，分别以共聚维酮(CoPVP)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPk30)和泊洛沙姆188(F68)为载体[9]，制备拉帕替尼固体分散体；以累积体外溶出度为评价指标，对制备工艺进行优化；并采用X-射线衍射仪(XRD)、热重-差热分析仪(TGA-DSC)和扫描电镜(SEM)等对拉帕替尼固体分散体进行物相鉴别[10]。

1 实验

1.1 试剂与仪器

拉帕替尼(多次重结晶)，自制；共聚维酮(CoPVP)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPk30)、泊洛沙姆188(F68)，武汉格奥化学有限公司；无水甲醇、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、异丙醇、乙酸、丙酮、无水乙醇、十二烷基硫酸钠(SDS)，国药集团化学试剂有限公司。

RCZ-6B1型智能溶出试验仪，上海黄海药检仪器公司；UV2450型紫外分光光度计、XRD-6100型X-射线衍射仪，日本岛津公司；SQT-600型热分析综合仪，美国TA仪器；Sigma 300型扫描电镜，德国卡尔蔡司公司。

1.2 拉帕替尼固体分散体的制备

称取适量拉帕替尼与载体(CoPVP、PVPk30、F68)，分别研磨均匀后过80目筛；将载体溶于50 mL无水甲醇中；按药载比(拉帕替尼与载体的质量比，下同)加入拉帕替尼，加热至设定温度后继续搅拌一定时间；反应结束后除去甲醇，置于真空干燥箱中干燥24 h；研磨过筛，即得拉帕替尼固体分散体。根据载体的不同，分别标记为SD-1(CoPVP为载体)、SD-2(PVPk30为载体)、SD-3(F68为载体)。

拉帕替尼与载体物理混合物(physical mixtures,PM)的制备：取适量拉帕替尼，按药载比分别与载体CoPVP、PVPk30、F68混合，研磨均匀后过80目筛，得到拉帕替尼与载体的物理混合物，分别标记为PM-1、PM-2、PM-3。

1.3 体外溶出实验

按照《中华人民共和国药典》2020版第四部通则0931溶出度与释放度测定方法进行体外溶出实验：称取12 mg拉帕替尼，研磨均匀后过80目筛，加入到装有900 mL溶出介质的溶出杯中，在转速为75 r·min-1、温度为(37.0±0.5) ℃下进行体外溶出实验；分别于10 min、15 min、20 min、30 min、45 min和60 min时用注射器抽取3 mL溶出液，并同时补充同温同体积新鲜溶出介质，迅速使用0.45 μm水系微孔滤膜过滤，测定滤液268 nm处吸光度，依据线性回归方程计算累积体外溶出度。

2 结果与讨论

2.1 溶剂的选择

按照《中华人民共和国药典》2020版第四部凡例溶解度测定方法，称取100 mg拉帕替尼若干份，研磨均匀后过80目筛，分别加入适量溶剂(水、无水甲醇、无水乙醇、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、异丙醇、乙酸、丙酮)，于(25±2) ℃下每5 min振摇溶液30 s，观察其在30 min内的溶解情况。结果发现，拉帕替尼不溶于水、无水乙醇，溶于乙酸，略溶于丙酮、二氯甲烷，微溶于无水甲醇、乙腈、乙酸乙酯、异丙醇。综合考虑，选择无水甲醇作为溶剂制备拉帕替尼固体分散体。

2.2 检测波长的选择

分别以CoPVP、PVPk30和F68为载体，将拉帕替尼与载体溶于0.2%SDS水溶液中，于200～400 nm波长范围内进行紫外光谱扫描。结果显示，拉帕替尼在多处有强吸收峰，而位于268 nm处的吸收峰不受3种载体吸收峰的干扰。因此，选择268 nm作为检测波长。

2.3 线性回归方程

称取拉帕替尼12 mg，溶于适量无水甲醇中，移至50 mL容量瓶中定容，得到240 μg·mL-1的拉帕替尼标准母液。精确量取0.500 mL、0.625 mL、1.000 mL、1.250 mL、2.500 mL和5.000 mL标准母液分别置于50 mL容量瓶中定容，得到梯度浓度拉帕替尼溶液，测定溶液268 nm处吸光度。以吸光度(A)为纵坐标、拉帕替尼浓度(c)为横坐标绘制标准曲线，拟合得到线性回归方程：A=0.03638c-0.2374(R2=0.9998)。表明，拉帕替尼浓度在2.40～24.00 μg·mL-1内与吸光度呈线性相关。

2.4 方法学验证

精密度测试：取12.00 μg·mL-1拉帕替尼溶液，测定268 nm处吸光度。连续测定6次，吸光度几乎无变化，RSD值为0.27%。表明仪器精密度良好，对测定结果的影响可忽略。

重复性测试：取适量拉帕替尼标准母液，用溶出介质定容，得到6.00 μg·mL-1拉帕替尼溶液，取样3份，测定268 nm处吸光度，RSD值为0.82%。表明该方法重复性较好，对测定结果的影响可忽略。

回收率测试：取适量拉帕替尼与载体配制成浓度分别为6.00 μg·mL-1、12.00 μg·mL-1、24.00 μg·mL-1的溶液，测定268 nm处吸光度(n=3)，计算回收率分别为99.06%、98.86%、97.76%，RSD值分别为0.16%、0.24%、0.50%。表明，载体对测定结果的影响可忽略。

2.5 溶出介质的选择

在3个溶出杯中分别加入900 mL溶出介质(0.2%SDS水溶液、pH值为4.5的磷酸盐缓冲液、pH值为6.8的磷酸盐缓冲液)；称取3份拉帕替尼，每份12 mg，研磨均匀后过80目筛，分别加入到上述3个溶出杯中，按1.3方法进行体外溶出实验，比较累积体外溶出度。结果发现，在3种不同溶出介质中，拉帕替尼的累积体外溶出度几乎没有差异。综合考虑，选择0.2%SDS水溶液作为溶出介质。

2.6 拉帕替尼固体分散体的制备工艺优化

2.6.1 药载比对累积体外溶出度的影响

药载比为1∶7的拉帕替尼物理混合物PM-1、PM-2、PM-3及药载比分别为1∶1、1∶3、1∶5、1∶7、1∶9的固体分散体的累积体外溶出度如图1所示。

图1 药载比对累积体外溶出度的影响Fig.1 Effect of drug-carrier ratio on cumulative in vitro dissolution

由图1a可知，拉帕替尼原料药的累积体外溶出度仅10.43%，效果极差；与载体进行物理混合后，累积体外溶出度略微升高，PM-1、PM-2、PM-3分别达到12.36%、12.55%、11.12%。表明亲水性高分子载体与拉帕替尼进行简单的物理混合后，对拉帕替尼有微弱的助溶作用。由图1b～d可知，当拉帕替尼与不同载体制成固体分散体后，累积体外溶出度较原料药明显升高，且随着载体用量的增加，累积体外溶出度先升高后降低，在药载比为1∶7时达到最高，其中溶出效果最好的是以PVPk30为载体制备的固体分散体SD-2，其次是以CoPVP为载体制备的固体分散体SD-1，以F68为载体制备的固体分散体SD-3的溶出效果最差。因此，选择PVPk30为载体，按药载比1∶7制备拉帕替尼固体分散体。

2.6.2 反应温度对累积体外溶出度的影响

按药载比1∶7称量拉帕替尼和PVPk30，分别于50 ℃、55 ℃、60 ℃、64 ℃加热搅拌30 min制备固体分散体，考察反应温度对累积体外溶出度的影响，结果如图2所示。

由图2可知，随着反应温度的升高，拉帕替尼固体分散体的累积体外溶出度逐渐升高，在60 ℃时达到最高；继续升高反应温度，累积体外溶出度反而降低。因此，选择最佳反应温度为60 ℃。

图2 反应温度对累积体外溶出度的影响Fig.2 Effect of reaction temperature on cumulative in vitro dissolution

2.6.3 反应时间对累积体外溶出度的影响

按药载比1∶7称量拉帕替尼和PVPk30，在60 ℃下分别搅拌15 min、20 min、30 min、45 min制备固体分散体，考察反应时间对累积体外溶出度的影响，结果如图3所示。

图3 反应时间对累积体外溶出度的影响Fig.3 Effect of reaction time on cumulative in vitro dissolution

由图3可知，随着反应时间的延长，拉帕替尼固体分散体的累积体外溶出度逐渐升高，在反应30 min时达到最高；继续延长反应时间，累积体外溶出度几乎没有升高。因此，选择最佳反应时间为30 min。

综上，以溶剂法制备拉帕替尼固体分散体的最佳工艺条件为：拉帕替尼与载体PVPk30的质量比为1∶7、反应温度60 ℃、反应时间30 min，在此条件下制备的拉帕替尼固体分散体在0.2%SDS水溶液中45 min达到溶出平衡，其累计体外溶出度为89.98%，远高于拉帕替尼原料药(10.43%)及拉帕替尼与PVPk30的物理混合物(12.55%)。

2.7 拉帕替尼固体分散体的表征

2.7.1 XRD分析

以PVPk30为载体，在反应温度为60 ℃、反应时间为30 min的条件下，制备不同药载比的拉帕替尼固体分散体，其XRD图谱如图4所示。

图4 不同药载比的拉帕替尼固体分散体的XRD图谱Fig.4 XRD patterns of Lapatinib solid dispersions with different drug-carrier ratios

由图4可知，拉帕替尼原料药在多处有强的特征峰信号，由此推断拉帕替尼是一种高度结晶的药物；载体PVPk30仅在21.58°处出现宽而矮的特征衍射峰；随着药载比的不断减小(即载体用量的不断增加)，拉帕替尼固体分散体的原料药特征衍射峰逐渐消失，当药载比为1∶7时，原料药特征衍射峰基本消失，由此可以推断拉帕替尼在载体PVPk30中高度分散，且结构由高度结晶态转变为无定形态。

2.7.2 TGA-DSC分析

在最佳工艺条件下制备拉帕替尼固体分散体、拉帕替尼物理混合物，其TGA-DSC曲线如图5所示。

由图5可知，拉帕替尼原料药(图5a)在148～149 ℃处出现了一个较强的特征吸收峰，推断为药物晶体的熔化吸热峰，拉帕替尼物理混合物(图5c)在此处也有同样的吸收峰，而拉帕替尼固体分散体(图5d)在此处却未出现该吸收峰。由此可以推断，拉帕替尼已高度分散于载体PVPk30中，并以无定形态存在。

图5 拉帕替尼原料药(a)、载体PVPk30(b)、物理混合物PM-2(c)及固体分散体SD-2(d)的TGA-DSC曲线Fig.5 TGA-DSC curves of Lapatinib(a),carrier PVPk30(b),PM-2(c),and SD-2(d)

2.7.3 SEM分析

在最佳工艺条件下制备拉帕替尼固体分散体、拉帕替尼物理混合物，对其进行喷金处理改善其导电性，然后置于扫描电镜下观察，结果如图6所示。

由图6可知，拉帕替尼原料药(图6a)呈明显的棱柱状结晶；载体PVPk30(图6b)呈均匀球体，表面具有一定的孔洞；物理混合物(图6c)中细小晶体碎片状拉帕替尼附着在载体PVPk30的表面和孔洞中；固体分散体(图6d)中拉帕替尼不再以晶体状态存在，而是形成了一种无定形态，与载体结合。由此可以推断，制备的拉帕替尼固体分散体达到预期效果，原料药以高度分散的无定形态与载体结合。

图6 拉帕替尼原料药(a)、载体PVPk30(b)、物理混合物PM-2(c)及固体分散体SD-2(d)的SEM照片Fig.6 SEM images of Lapatinib(a),carrier PVPk30(b),PM-2(c),and SD-2(d)

3 结论

分别以共聚维酮(CoPVP)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPk30)和泊洛沙姆188(F68)为载体，采用溶剂法制备了3种拉帕替尼固体分散体。当以PVPk30为载体、药载比为1∶7、反应温度为60 ℃、反应时间为30 min时，制备的拉帕替尼固体分散体的体外溶出效果最好；在0.2%SDS水溶液中，45 min即可达到溶出平衡，累积体外溶出度为89.98%，远高于拉帕替尼原料药(10.43%)和拉帕替尼与PVPk30的物理混合物(12.55%)。XRD、TGA-DSC和SEM分析表明，拉帕替尼以无定形态高度分散于亲水性载体PVPk30中。因此，将拉帕替尼与亲水性高分子结合制成固体分散体能够明显改善拉帕替尼的溶出度和溶解度，从而提高其生物利用度。