干法制粒压片制备马波沙星风味片的研究

徐兴鹏,赵才兵*,赵腾飞,杜路路,朱明贺,刘正光,闵 江,娄 燕,梁景乐

(1.山东胜利生物工程有限公司,山东济宁 272000;2. 中牧实业股份有限公司,北京 100095)

马波沙星是一种动物专用的第三代喹诺酮类抗菌药物,最早是由瑞士罗氏公司研发,于1995年首次在美国上市。其抗菌谱广、活性强,对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌都有很高的抗菌活性,甚至对某些霉菌和厌氧菌有效[1-2]。通过口服或注射剂型进入动物体内后,能够快速地被吸收,广泛分布于动物体内,生物利用度高,几乎可达到100%[3]。马波沙星越来越多的用于水产动物(中华鳖、罗非鱼等)以及羊,猪,牛,鸭,鸡等畜禽的细菌性疾病[4-5]目前,马波沙星已经用于治疗犬和猫的各种呼吸道、消化道、皮肤、尿道感染以及术后感染等[6]。马波沙星在水或二氯甲烷中微溶,在乙醇中极微溶解[7]。据报道马波沙星片剂制备方法有湿法制粒压片[8-9]、粉末直压[10]等。湿法制粒工序较为复杂,生产成本高,且有显著的放大效应[11]。粉末直接压片技术具有工艺简单、节能省时、生产成本低、产品质量稳定等特点,正越来越多地被各国制药企业所采用。但其对辅料的要求较高,如好的流动性、高的压缩成型性和稀释潜力等[12]。与湿法制粒相比,干法制粒少了制软材、挤压制粒、干燥和整粒等过程,具有生产工艺简单、工时耗用较少、生产效率高等优点,缺点是颗粒成型差、制粒温度高以及颗粒水溶性差等[13-14]。常规片剂喂药过程中宠物常常表现抗拒,强行喂药,可能有被咬伤或抓伤的风险。本研究将常规湿法制粒压片工艺改为干法制粒压片工艺,通过颗粒一次成型率、片剂适口性、脆碎度、溶出度、批间重复性进行质量评价,以单因素实验筛选处方,正交试验优化处方成功研制马波沙星风味片有其重要意义。

1 材料与方法

1.1 试剂 马波沙星对照品(批号:115550-211003,纯度:99.80%)购买于北京谱析标准技术有限公司;马波沙星原料药(批号:202105001,含量98.5%)购买于浙江国邦制药有限公司;微晶纤维素(批号:2104002)、乳糖(批号:2101011)、预胶化淀粉(批号:2106002)、羟丙基纤维素(批号:2108003)、低取代羟丙基纤维素(批号:2105010)硬脂酸镁(批号:2105001)购买于安徽山河药用辅料有限公司;鸡肝粉(批号:20211002)、牛肉粉(批号202103002)、牛奶香精(批号:2105006)购买于江苏益宠生物科技有限公司;甲醇、乙腈为色谱纯,水为哇哈哈纯净水,其余试剂均为分析纯。

1.2 仪器 高效液相色谱仪(waters2695-2489),美国Waters公司;旋转式压片机(YY0221-1995),上海天和制药机械厂;智能溶出仪(ZRS-8GD),天津市天大天发科技有限公司;激光粒度测定仪(Mastersizer 2000),英国马尔文仪器有限公司;气流粉碎机(YQ 50),上海赛山粉体机械制造有限公司;电子分析天平(XS-205 du),梅特勒-托利多国际有限公司;脆碎度测定仪(CS-2),天津市国铭医药设备有限公司;片剂硬度测定仪(YD-1),天津市光学仪器厂;干法制粒机(GZL100-25L),石家庄科源机械设备有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 干法制粒压片工艺 原辅料过筛、粉碎,按处方量称量马波沙星、乳糖,置于三维混合机混匀10 min,再称取微晶纤维素、预胶化淀粉、鸡肝粉、羟丙基纤维素、低取代羟丙基纤维素,置于三维混合机混匀15 min,混匀物料置于干法制粒机中制粒(工作压力5.0 MPa、垂直送料转速12.0 r/ min、水平送料转速38.0 r/ min、压轮运转速度10.0 r/ min、整粒运转速度65.0 r/ min、20目筛网整粒,目数大于100目颗粒进行二次制粒),上述颗粒称重,按处方比例加入硬脂酸镁,置于三维混合机混匀15 min,压片机压片,调整片重,片剂硬度控制在70～80 N。

1.3.2 颗粒一次成型率 干法制粒,整粒,20～100目之间的颗粒重量与投料量的比值。

1.3.3 脆碎度 按《中国兽药典》[7]片剂脆碎度检查法,取片剂若干片,使其总重约为6.5 g,用吹风机吹去片剂脱落粉末,精密称重,于CS-2型脆碎度测试仪中转动100次。取出,同法除去粉末,精密称重,计算减失重量,减失重量不得过1%,并观察是否存在断裂、龟裂或粉碎的片。

1.3.4 溶出度 色谱条件与系统适用性实验用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂;以甲酸溶液(0.5%甲酸、0.25%三乙胺):乙腈=(84∶16)为流动相;检测波长为295 nm;柱温为30 ℃(理论板数按马波沙星峰计算不低于3000)。

取本品,以盐酸溶液(9→1000)1000 mL为溶出介质,转速为每分钟75转,依法操作,经过30 min时,取溶液适量,滤过,作供试品溶液;另取马波沙星对照品适量,精密称定,加0.1 mol/L盐酸溶液使溶解并定量稀释制成每1 mL中约含马波沙星20 μg的溶液,作为对照品溶液,按外标法以峰面积计算。

1.3.5 批间重复性 取本品,以盐酸溶液(9→1000)1000 mL为溶出介质,转速为每分钟50转,依法操作,于5、10、15、20、30、45、60、90、120 min时,取溶液10 mL,滤过,作供试品溶液;另取马波沙星对照品适量,精密称定,加0.1 mol/L盐酸溶液使溶解并定量稀释制成每1 mL中约含马波沙星20 μg的溶液,作为对照品溶液,按外标法以峰面积计算。以时间(min)为横坐标,溶出度(%)为纵坐标,绘制溶出曲线,并采用美国食品药物管理局(FDA)推荐的f2相似因子法进行溶出曲线相似性评价[15-16]。计算公式如下:

f2=50lg[[1+1/n∑t=1n(Rt-Tt2)]-0.5×100]

式中,Rt与Tt分别为两制剂第t时间点的平均累积溶出度。当f2≥50时,可认为2条溶出曲线无显著差异,f2值越大相似性越高,批间重复性越好。

2 结果与分析

为提高马波沙星风味片的适口性,处方中需增加矫味剂,需控制一定的硬度范围,本研究使用YD-1型片剂硬度测定仪,片剂硬度控制在70～80 N。填充剂常用乳糖、微晶纤维素、预胶化淀粉等。乳糖无吸湿性,可压性好,性质稳定,与大多数药物不起反应,压制的药片光洁美观;微晶纤维素具有良好的流动性、可压性,有较强的结合力,片剂中含20%的微晶纤维素是崩解较好;预胶化淀粉具有良好的流动性、可压性、自身润滑性和干粘合性。羟丙纤维素是较适合干法制粒压片工艺的优异黏合剂[17]。低取代羟丙基纤维素为常用崩解剂,一般用量为片重的3%。硬脂酸镁作润滑剂时用量一般为片重的1%,故不作讨论。

本研究重点研究矫味剂种类、用量,填充剂乳糖、微晶纤维素和预胶化淀粉比例,粘合剂用量,原料药粒径对颗粒一次成型率、脆碎度、溶出度的影响。由于本研究采用干法制粒,干法制粒过程涉及到通过滚轴泄露物料以及过筛筛分物料的回收利用等问题,可能会影响批间重复性,也需要考察不同处方工艺对批间重复性的影响。

2.1 矫味剂的筛选 实验药品:①自研样品素片(牛奶香精),②自研样品素片(牛肉粉),③自研样品素片(鸡肝粉)。

实验步骤:选取10只成年健康贵宾犬,公母各半,体重在5～10 kg之间,实验中不限饮水,并在喂食前进行适口性试验。实验结果如表1所示。

表1 马波沙星风味片适口性试验结果

由试验结果可知,自研样品素片(牛奶香精)适口性系数:6.1,自研样品素片(牛肉粉):8.2,自研样品素片(鸡肝粉):9.1,自制样品适口性系数鸡肝粉优于牛肉粉优于牛奶香精,矫味剂优选鸡肝粉。

2.2 填充剂种类筛选 本研究以10%马波沙星,5%羟丙纤维素为粘合剂,3%低取代羟丙基纤维素为崩解剂,7.5%鸡肝粉为矫味剂,1%硬脂酸镁为润滑剂,其余量为填充剂作为基础处方,原辅料过筛、混匀、干法制粒、总混、压片。考察不同填充剂比例对颗粒一次成型率、脆碎度、溶出度和批间重复性的影响(表2)。

表2 填充剂筛选结果

由试验结果可知,上述比例的填充剂制备的片剂均具有良好的脆碎度,使用微晶纤维素:乳糖:预胶化淀粉=1∶1∶1、微晶纤维素:乳糖=1∶1、微晶纤维素:预胶化淀粉=1∶1作为填充剂时,颗粒一次成型率较高,使用微晶纤维素:乳糖=1∶1和微晶纤维素:乳糖:预胶化淀粉=1∶1∶1作填充剂时,片剂溶出度、批间重复性较好。综合成本考虑,初步选用微晶纤维素:乳糖:预胶化淀粉=1∶1∶1作为填充剂。

2.3 正交试验 根据单因素实验的结果设计正交试验,考察A:矫味剂鸡肝粉的用量;B:原料药粒径;C:粘合剂羟丙纤维素的用量和D:填充剂微晶纤维素、乳糖和预胶化淀粉的比例四个因素对产品质量的影响。采用正交试验法对 A、B、C、D四个因素取3个不同水平,进行正交试验,水平因素见表3。

表3 因素与水平

溶出度及批间重复性(f2) 满分10分(溶出度≥75计3分,≥85计4分,≥95计5分,f2≥50计3分,≥70计4分,≥90计5分);其他包括颗粒一次成型率,片剂脆碎度、硬度,满分10分(颗粒一次成型率≥70计2分,≥75计3分,≥80计4分,脆碎度≤0.5%计2分,≤0.2%计3分,≤0.1%计4分,硬度在70～80 N计2分)。

不考察相互作用的正交试验结果分析,确定实验的最优水平组合。由表4可知,四因素的极差 R 值大小次序为:A=C>B>D,K是每个因素各个水平下的指标总和,其中A因素 K1>K2>K3,B 因素 K1>K2=K3,C因素 K1>K2>K3,D 因素 K3>K2>K1故最佳提取工艺为:A1B1C1D3,即矫味剂鸡肝粉的用量优选7.5%,原料药粒径优选D90为15 um,粘合剂羟丙纤维素的用量优选5%,填充剂微晶纤维素、乳糖和预胶化淀粉的比例优选3∶2∶1。

表4 L9(34)正交试验结果

实验结果显示,对马波沙星风味片的质量影响最大的是鸡肝粉的用量和粘合剂用量,其次是原料药粒径与填充剂种类。由于干法制粒是将药物和辅料的粉末混合均匀、压缩成大片状后,通过粉碎整粒步骤制成所需大小颗粒的方法。该方法靠压缩力使分子间产生结合力,对物料的可压性、粘合性要求较高,实验所用鸡肝粉7.5%可显著提高适口性,添加量越大适口性越好,但是其颗粒较松散,可压性差,添加量达到12.5%以后,严重影响颗粒成型率以及片剂的硬度。若加大羟丙基纤维素用量,大批量压片过程中有粘冲的风险。马波沙星原料药经粉碎后颗粒较均匀,无团聚现象,理论上降低难溶性药物粒径能够提高溶出度,试验过程气流粉碎一次原料药粒径可降低到D90∶15 μm,气流粉碎两次粒径可降低到D90∶11 μm,气流粉碎三次粒径可降低到D90∶10 μm,但有较大的静电,原料药粒径较低的情况下,多次粉碎效果不明显,综合考虑原料药经过一次气流粉碎即可。

3 结 论

本研究制备马波沙星风味片,显著提高了片剂的适口性和使用方便性。确定马波沙星风味片最佳处方为:马波沙星10%、乳糖24%、微晶纤维素37.5%、预胶化淀粉12%、鸡肝粉7.5%、羟丙基纤维素5%、低取代羟丙基纤维素3%、硬脂酸镁1%,采用干法制粒压片工艺,避免了溶剂的使用,操作简单,产品质量稳定,处方成本低,更易推广使用,在临床应用中具有广阔前景。