非水溶媒水合氯醛灌肠剂的制备及体外释放研究

周春慧，王增明，韩晓璐，李蒙，张慧，李春梅，王向涛，郑爱萍*（1.哈尔滨商业大学药学院，哈尔滨 150076；.军事科学院军事医学研究院毒物药物研究所，北京 100850）

水合氯醛是较老的镇静和催眠药物，化学名为2，2，2-三氯-1，1-乙二醇，于1832年由Liebig首次合成，其催眠作用最早于1869年由Liebreich 发现。水合氯醛易合成，用于催眠时吸收和作用迅速，几乎无新生期，治疗剂量对呼吸和血压无影响，并且其催眠效果与自然睡眠几乎相同，在临床被广泛使用，可经口服和直肠充分吸收。水合氯醛具有价格低廉、使用方便、无痛苦、无毒副作用、患儿易接受等优点，长期作为儿童催眠剂用于神经影像学检查、超声心动图检查、听觉脑干反应测试等，是医院儿科检查、治疗使用的最成熟的镇静剂之一。

水合氯醛在高温、光照、氧化等条件下易降解，性质不稳定，特别是在水溶液中稳定性很差，会缓慢分解，加热、氧化和光照时分解加快，生成三氯甲烷、三氯乙酸、二氯乙醛、盐酸等降解物。各种降解物会影响产品安全性，对患者造成危害。医院自制的水合氯醛口服水溶液稳定性较差，5%浓度的产品冷藏有效期仅30 d，10%浓度的产品室温（25℃）下有效期为35 d。有研究在水合氯醛口服溶液中加入

β

-环糊精制备包合物，以提高稳定性，但产品有效期仅提高至46.63 d，未有实质性改善。而由于其不稳定，故仅有医院内制剂临时调剂，现用现配，难以推广使用。水合氯醛作为儿科常用的镇静剂，目前市场的规格和剂型尚无法满足巨大的市场需求，仍需既便于向个体给药又能保持水合氯醛长时间稳定的制剂。

鉴于水合氯醛在水溶液不稳定且有刺激气味，口服适应性差，故本研究以日本市售水合氯醛灌肠剂为参考开发自研水合氯醛灌肠剂。日本市售水合氯醛灌肠剂（商品名ESCRE RECTAL KIT）由日本久光制药公司于2006年8月1日上市，有效期2年，成功延长了水合氯醛制剂的保质期，其研发采用的辅料为非水溶媒甘油和聚乙二醇（PEG）400，且加入pH 调节剂提高稳定性，因处方未显示加入何种pH 调节剂，故本课题组筛选加入制剂的pH 调节剂和确定制剂pH 范围，采用非水溶媒甘油和PEG 400 为辅料并调节制剂pH 制备成水合氯醛灌肠剂。

1 材料

1.1 仪器

XS105 型十万分之一电子分析天平、Seven Compact 型pH 计（梅特勒-托利多仪器有限公司）；Brookfield DV next 锥板黏度计（美国BROOKFIELD 公司）；CAPCELL PAK ADME HR（S-5）（4.6 mm×250 mm）液相色谱柱（日本资生堂科技有限公司）；1260 型高效液相色谱仪、7820A 型气相色谱仪、DB-624（30 m×0.25 mm，1.40 µm）气相色谱柱（美国安捷伦科技有限公司）；TP-6 智能透皮试验仪（天津市鑫洲科技有限公司）。

1.2 试药

水合氯醛（纯度≥99.0%，青岛宇龙海藻有限公司，批号：20200614）；水合氯醛对照品（纯度：99.90%，美国SINCO 公司，批号：20-11-2201）；三氯甲烷对照品（纯度：99.7%，美国SIGMA-ALDRICH 公司）；甘油（浙江遂昌惠康药业有限公司，批号：20201039）；聚乙二醇400（湖南新绿方药业有限公司，批号：20071201）；水合氯醛灌肠剂（商品名ESCRE RECTAL KIT）（日本久光制药公司，批号：00106、00109、00110、00112，规格：含主药水合氯醛500 mg）；盐酸、磷酸（国药集团化学试剂有限公司，批号：20201211、20200106）；枸橼酸（成都华邑药用辅料制造有限责任公司，批号：20210101）；磷酸二氢钾（批号：10017618）、氢氧化钠（批号：10019718）（国药集团化学试剂有限公司）；截留分子量7000 透析袋MD34（北京索莱宝科技有限公司，批号：1123C0216）。

2 方法

2.1 反向工程

取4 批日本市售水合氯醛灌肠剂，进行pH和黏度测定，制剂的黏度在610 ～660 mPa·s，pH 在2.0 ～2.5，并进行甘油和PEG 400 含量的处方剖析，结果见表1。而按表1 拆方处方量制备的不加酸非水溶媒制剂（批号：20210609）pH为4.5 ～4.7，与日本市售水合氯醛灌肠剂（pH 2.0 ～2.5）差异较大。且从表3 影响因素（高温、光照、高湿30 d）的实验结果可知，不加酸非水溶媒制剂（批号：20210609）的pH 和黏度均不稳定，有关物质三氯甲烷也超过限度（＞0.045%），制剂稳定性差；而日本市售水合氯醛灌肠剂（批号：00110）影响因素研究中，pH 和黏度均稳定，有关物质三氯甲烷未超限，制剂稳定性良好。提示本研究需筛选pH 调节剂，以提高制剂稳定性。

表1 日本上市水合氯醛灌肠剂拆方结果
Tab 1 Dismantling of chloral hydrate enema marketed in Japan

原辅料名称比例/%用途分析水合氯醛37.31主药甘油0.6 ～1.0稳定剂PEG 40055.36 ～62.09溶剂、保湿剂

2.2 灌肠剂的制备

称取甘油和PEG 400 混合搅匀，然后加入酸稀释液（取适量PEG 400，加入pH 调节剂，搅拌均匀，即得）并搅匀，得到基质溶液。搅拌并缓慢向基质溶液中加入水合氯醛（80 目），继续搅拌直至水合氯醛完全溶解，静置至无气泡，即得。

2.3 处方筛选

2.3.1 pH 调节剂筛选 本研究分别采用盐酸、磷酸、无水枸橼酸制备pH 2.5 的水合氯醛灌肠剂（批号分别为210526-1、210526-2、210526-3），处方组成见表2，置于高温（60±2）℃、光照（4500±500）lx、高湿（92.5±5）%RH 30 d 条件下考察pH、黏度、含量、有关三氯甲烷含量，筛选最佳的pH 调节剂。

表2 3 批灌肠剂的处方组成及用量(%)
Tab 2 Prescription composition and dosage of 3 batches of chlorol hydrate enema (%)

枸橼酸＋PEG400 210526-1 37.3 0.73 50 0.40 ＋11.57－－210526-2 37.3 0.73 50－1.09 ＋10.88－210526-3 37.3 0.73 50－－5.44 ＋6.53批号水合氯醛甘油PEG 400盐酸＋PEG 400磷酸＋PEG 400

2.3.2 有关物质三氯甲烷的测定 有关物质三氯甲烷的含量测定参照残留溶剂测定法（《中国药典》2020年版通则0861 第二法）。色谱条件：以氰丙基苯基-二甲基聚硅氧烷（6∶94）为固定液的毛细管柱为色谱柱；起始温度为40 ℃，维持5 min，以15 ℃·min的速率升温至150 ℃，维持2 min；进样口温度为150℃；氢火焰离子化检测器（FID），检测器温度为200℃。顶空瓶平衡温度为50℃，平衡时间为30 min。测定时取三氯甲烷对照品溶液与供试品溶液分别进样，记录色谱图。限度按外标法以峰面积计算，三氯甲烷应不得过0.045%。

2.3.3 制剂pH 的筛选 药物在制剂pH 条件下应保持较好的稳定性，本实验以盐酸作为pH 调节剂，加入处方量的甘油和PEG 400 分别制备了pH 为2.0、2.5、3.0、3.5 的水合氯醛灌肠剂（批号分别为210811-1、210811-2、210811-3、210811-4），实测pH 值分别为1.98、2.53、3.11、3.44。分别取足量不同pH 的制剂于西林瓶轧盖密封后置于60 ℃高温环境，分别于0、5、10 和30 d 取样检测水合氯醛的含量，检测30 d 内的有关物质三氯甲烷的含量，考察水合氯醛在不同pH制剂中的稳定性。

2.4 体外释放

使用体外透皮实验仪及Franz 扩散池，采用材质为再生纤维素膜的透析袋进行自研水合氯醛灌肠剂和日本市售水合氯醛灌肠剂体外释放实验。将处理后的透析袋MD34（截留分子量7000）置于Franz 扩散池（有效扩散面积为1.76 cm）的上室（供给池）和下室（接受池）之间，分别采用210 mg 的涂药剂量考察，以15 mL 释放介质为接受液，将扩散池置于（37±0.5）℃的恒温水浴中，开动电磁搅拌，转速为100 r·min。分别于0.5、1、1.5、2、2.5、3 h 取接受液0.2 mL，并立即补充等量等温度的接受液。样品溶液经0.22 μm 微孔滤膜过滤后进样测定。将释放曲线拟合到不同的动力学模型中，包括零级、一级、Higuchi 和Ritger peppas 扩散模型。相关系数（

r

）用作拟合优度的度量，以确定释放动力学的最佳模型。

式中

Q

为第

n

次取样时的累计渗透量，

V

为接受池的体积，

V

为第

i

次取样的体积，

C

为第

i

次取样测得的接受液中药物浓度，

C

为第

n

次取样点浓度（mg·mL）；

A

为扩散渗透面积（cm）。

式中ƒ为相似因子，

R

与

T

分别代表参比和受试制剂第

t

时间点的平均累积释放度，

n

为测试点数。

3 结果

3.1 pH 调节剂筛选

添加不同酸（盐酸、磷酸、枸橼酸）调节制剂pH 值为2.5，将制剂置于高温、强光照、高湿条件下考察稳定性，结果如表3 所示。放置30 d后，加盐酸、磷酸、枸橼酸制剂溶液仍为无色澄明略微黏稠液体，加盐酸、磷酸制剂水合氯醛的含量与0 d 无明显变化，加枸橼酸制剂高湿30 d和不加酸制剂光照30 d 的药物含量明显下降，且加枸橼酸制剂黏度在1164 mPa·s，灌肠液的黏度太大不便于给药，同时也不利于药物在直肠内的铺展。加盐酸制剂30 d 时的三氯甲烷含量相对加磷酸制剂较小且未超过限度（＜0.045%），与参比制剂（批号：00110）相比，两者稳定性相当。综合考虑确定pH 调节剂为盐酸。

表3 添加不同酸及不加酸制剂、日本上市水合氯醛灌肠剂的稳定性结果汇总
Tab 3 Stability of chloral hydrate enema with or without adding different acid formulation （marketed in Japan）

制剂批号放置条件pH黏度/（mPa·s）含量/%三氯甲烷/%0 d10 d30 d0 d10 d30 d0 d10 d30 d30 d 210526-1高温2.552.462.54626.4595.9606.7100.32100.91100.430.014（盐酸）光照2.552.412.48626.4590.9612.0100.32100.9199.720.005高湿2.552.432.54626.4431.6303.0100.32100.5598.370.019 210526-2高温2.512.412.46645.2652.1644.5 99.80100.2798.130.033（磷酸）光照2.512.412.47645.2650.2639.6 99.80101.1199.320.005高湿2.512.432.49645.2450.0341.9 99.80100.0898.910.007 210526-3高温2.562.532.651124.711681147 99.50101.9498.360.021（枸橼酸）光照2.562.492.571124.711591164 99.50100.6198.010.007高湿2.562.502.591124.7758.4520.4 99.50101.1095.190.005 20210609高温4.763.423.26593.0504.6506.3 98.21 97.5396.951.878（不加酸）光照4.763.523.34593.0561.3584.4 98.21 99.6895.790.114高湿4.764.644.27593.0423.6321.2 98.21100.0899.970.303 00110高温2.272.162.15641.2611.8596.6 99.70 97.5198.230.026（参比制剂）光照2.272.132.10641.2623.7624.9 99.70 97.4097.230.019高湿2.272.152.11641.2423.6301.6 99.70 97.9397.860.008

3.2 制剂pH 筛选结果

在pH 为2.0 ～3.5 时，制剂中有关物质三氯甲烷生成量随pH 值升高而缓慢增多，说明水合氯醛的稳定性随pH 值升高呈缓慢下降趋势（见图1）。其中pH 3.5 的制剂在高温90 d 时pH 下降为3.08，结果见表4，可能是降解物三氯乙酸增多导致酸性变强，制剂较不稳定，而没有加盐酸控制pH 的制剂（pH 4.7）高温30 d 时三氯甲烷的量剧增，已超0.045%的限度。由此可知，较低的pH值有利于提高水合氯醛的稳定性，但一味地降低水合氯醛制剂的pH 值并不能更好地降低三氯甲烷的生成量，且过低的pH 值也不利于水合氯醛制剂的商业化生产、保存以及使用，综合考虑水合氯醛短期使用不会对直肠黏膜产生严重的刺激性，因此确定制剂的pH 值为2.5。

图1 不同pH 值的水合氯醛灌肠剂高温30 d 三氯甲烷的生成量Fig 1 Amount of trichloromethane produced by chloral hydrate enema at different pH levels at high temperature for 30 days

从表4 结果可知，pH 2.5 的非水溶媒制备的水合氯醛灌肠剂在高温90 d 时与0 d 相比，制剂性状仍为无色澄明略微黏稠液体，pH 和含量未出现明显下降，而pH 2.5 的水合氯醛水溶液（批号：210811-5）的性状由无色澄明溶液变为淡黄色溶液（见图2），pH 由2.5 变为3.62，含量下降了5.88%。同pH 下的水合氯醛水溶液不稳定，而采用非水溶媒制备的水合氯醛灌肠剂稳定性得到显著提高。

表4 不同pH 值的水合氯醛灌肠剂高温条件下的稳定性考察结果
Tab 4 Stability of chloral hydrate enema with different pH values under high temperature conditions

间/d性状pH水合氯醛含量/%210811-1 0 d无色澄明略微黏稠液体1.98100.31（pH 2.0） 5 d无色澄明略微黏稠液体1.91102.13 10 d无色澄明略微黏稠液体1.92101.78 30 d无色澄明略微黏稠液体2.04102.67 90 d无色澄明略微黏稠液体2.10103.29 210811-2 0 d无色澄明略微黏稠液体2.53101.88（pH 2.5） 5 d无色澄明略微黏稠液体2.45101.75 10 d无色澄明略微黏稠液体2.45101.72 30 d无色澄明略微黏稠液体2.57102.76 90 d无色澄明略微黏稠液体2.57103.13 210811-3 0 d无色澄明略微黏稠液体3.11101.57（pH 3.0） 5 d无色澄明略微黏稠液体2.99102.73 10 d无色澄明略微黏稠液体3.13101.80 30 d无色澄明略微黏稠液体3.02102.83 90 d无色澄明略微黏稠液体2.97103.21 210811-4 0 d无色澄明略微黏稠液体3.44101.21（pH 3.5） 5 d无色澄明略微黏稠液体3.20101.32 10 d无色澄明略微黏稠液体3.23102.01 30 d无色澄明略微黏稠液体3.13100.90 90 d无色澄明略微黏稠液体3.08102.20 210811-5 0 d无色澄明溶液2.53101.33批号考察时5 d无色澄明溶液2.34101.62 10 d无色澄明溶液1.98101.37 30 d无色澄明溶液1.78102.50 90 d淡黄色溶液3.62 95.45

图2 水合氯醛水溶液和不同pH 值水合氯醛灌肠剂高温90 d 的样品图Fig 2 Aqueous chloral hydrate and chloral hydrate enema at different pH levels at high temperature for 90 days

3.3 确定的处方组成（200 支）

综上，确定水合氯醛灌肠剂的处方组成为：水合氯醛100 g，甘油2 g，PEG 400 165 g，盐酸 1 g。

3.4 制备工艺

① 称取31 g PEG 400，向其中缓慢加入盐酸1 g，搅拌均匀，得到盐酸稀释液；② 称取2 g 甘油和134 g PEG 400 混合搅匀，加入盐酸稀释液并搅匀，得到基质溶液；③ 搅拌、缓慢地向基质溶液中加入100 g 水合氯醛（80 目），继续搅拌直至水合氯醛完全溶解，静置直至无气泡，即得268 g 的水合氯醛灌肠剂（批号：20210909），药液经0.45 μm 微孔滤膜过滤，装入一次性预灌封注射器（1.34 g/支）。按最优工艺制备了3 批样品，加速试验3 个月后，样品稳定性较好。

3.5 体外释放

以人工膜评价药物的释放性可克服生物膜的个体间差异，具有重现性好，操作简便的优点，故体外释放实验采用材质为再生纤维素膜的透析袋，以Franz 扩散池来比较3 批市售日本水合氯醛灌肠剂和自研的释放差异，并通过零级、一级、Higuchi 和Ritger peppas 扩散模型对获得的释放数据进行动力学分析。

本研究以累积释放百分率为指标，三批市售日本水合氯醛灌肠剂（批号分别为00106、00109、00112）释放批间差异性小，且自研水合氯醛灌肠剂（批号：20210909）与其释放相似（见图3，ƒ＝66），制剂均在3 h 达到65%以上的释放率。根据释放度测定的结果，对其进行释药模型拟合，结果见表5。由拟合结果可看出两者以 Ritger peppas 方程拟合的相关系数最大。故水合氯醛释放服从Ritger peppas 方程（ln

Q

＝b ＋ln

t

），且制剂释放参数

k

均满足0.45 ＜

n

＜0.89，为扩散和溶蚀的协同作用，表明药物以扩散和溶蚀相结合的方式从透析袋释放。

表5 自研制剂和三批市售日本水合氯醛灌肠剂体外释药模型的拟合方程及相关系数
Tab 5 Fitting equation and correlation coefficients for the in vitro release of self-developed agent and 3 batches of commercially available Japanese chloral hydrate enema

模型方程相关系数（r）自研制剂001060010900112零级模型Q ＝kt ＋b0.94410.97150.97540.9751一级模型log(-1 +=Q k t 0.99480.98890.99190.9856-Q)∞2 rlog.303 M HiguchiQ ＝a ＋bt1/20.99870.99450.99370.9901 Ritger peppaslnQ ＝b ＋lnt0.99820.99630.99410.9908

图3 3 批日本市售水合氯醛制剂和自研制剂的体外释放曲线Fig 3 In vitro release profiles of 3 batches of commercially available Japanese chloral hydrate formulations and self-developed agent

4 讨论

水合氯醛是一种镇静催眠药，具有吸收和作用迅速、不良反应少的特点。彭巧玉等探究了不同年龄儿童镇静剂的临床使用情况，发现水合氯醛对婴幼儿和学龄前儿童中的镇静持续时间和效果显著优于苯巴比妥和地西泮（

P

＜0.01）。水合氯醛灌肠对不同年龄的儿童有确切可靠的镇静作用，操作简便，是临床上比较理想的镇静剂。以水合氯醛为主要原料制成的剂型有口服溶液、糖浆、灌肠剂、栓剂等，目前仅口服溶液被广泛使用。水合氯醛在水溶液中极不稳定，仅有医院内制剂现用现配，难以推广使用。为克服水合氯醛水溶液不稳定差的缺点，本研究采用非水溶媒制备高稳定性的水合氯醛灌肠剂，减少了有害物质的产生，保证用药安全，在临床上具有重要意义。

本实验考察了加入不同pH 调节剂的制剂，比较其稳定性，以pH、水合氯醛含量、黏度、有关物质三氯甲烷含量为评价指标，确定了pH 调节剂为盐酸。通过改变加入盐酸用量制备不同pH的制剂，最终确定制剂pH 为2.5，其稳定性与日本市售水合氯醛灌肠剂相当。与pH 为2.5 的水合氯醛水溶液稳定性进行比较，结果显示水合氯醛水溶液高温90 d 时含量出现显著下降，而采用甘油和PEG 400 为辅料的非水溶媒制备的水合氯醛灌肠剂含量未出现下降，稳定性更高，体现了采用非水溶媒制备的水合氯醛制剂的优势，克服了水合氯醛在水溶液中不稳定的缺点。通过体外释放，比较自研制剂与日本市售水合氯醛灌肠剂的释放曲线（3 h 释放度大于50%），两者释放相似且拟合后释放行为符合Ritger peppas 方程，表明药物以扩散和溶蚀相结合方式从透析袋释放。

本研究采用非水溶媒作为辅料成功获得了室温下长期放置稳定的水合氯醛灌肠剂，在水不稳定性药物水合氯醛的临床应用及产业化方面具有积极意义。