山奈酚微孔渗透泵片的制备工艺研究

赵堂开,葛婷婷,王琢文,张雨晨,要 辉,闵 清*,白育庭

(1.湖北科技学院医学部药学院,湖北 咸宁 437100;2.湖北科技学院医学部临床医学院;3.湖北科技学院鄂南特色中药湖北省工程研究中心)

山萘酚(kaempferol,KAE)又称山奈素,为黄色晶体状粉末,分子结构式为C15H10O6,相对分子质量为286.236,熔点276℃～278℃,是一种广泛存在于各种天然植物中的黄酮类有效成分[1-2]。目前已有大量药理研究表明,其具有抗炎、抗氧化、抗抑郁、抗惊厥、抗癌、抗痴呆、保护缺血脑组织和预防心血管疾病等临床药理活性[3-4]。山奈酚可通过诱导肿瘤细胞凋亡,抑制肿瘤细胞黏附、迁移和侵袭以及增强传统肿瘤治疗方法的作用等方式发挥抗癌功效;通过调节炎症相关蛋白表达以及抑制转录因子激活等方式减少炎症因子的产生,抑制炎症的发生和发展;还可以通过改善胰岛素敏感指数,增加胰岛素敏感性,发挥对糖尿病的防治功效[5]。

山奈酚按照生物药剂学分类系统属于Ⅱ类药物[6],含有的酚羟基导致其对周围环境比较敏感,不稳定。此外,山奈酚水溶性较差,口服生物利用度偏低,故采用多次给药的方式才能够维持稳定有效的血药浓度,但反复用药易导致血药浓度的波动[7],因此,提高山奈酚的生物利用度对于其临床推广和实际应用具有十分重要的意义。

渗透泵片为缓控释制剂中的代表,可使药物在机体内均匀恒速释放,且释药行为不受胃肠道pH、内容物等因素的影响,生物利用度较普通口服片剂高[8]。微孔渗透泵片是渗透泵片的一种,由主药、辅料及渗透压促进剂压制成片芯,外面包裹薄膜衣,衣层含致孔剂,在水系环境中,致孔剂溶解并形成微孔,水溶液渗入微孔溶解主药和渗透压促进剂,形成渗透压并将药物通过微孔释放到介质中[9-10]。微孔渗透泵片不需要在包衣膜上进行打孔,制备工艺简单。本试验对影响药物释放的片芯及包衣液处方进行考察研究,最终制备能在12h内缓慢释放山奈酚的微孔渗透泵片。

1 材料与方法

1.1 仪器及试剂

溶出仪(ZRS-8G,天大分析仪器);包衣锅(BY-300,上海天阖仪器);高效液相色谱仪(LC2050,岛津仪器);单冲压片机(TP-5,上海天阖仪器);紫外分光光度计(TU-1800,普析通用仪器)。

山奈酚对照品(上海麦克林生化科技有限公司,货号:k861302);氯化钠(天津欧博凯化工有限公司,批号:20220106);乳糖(阿拉丁试剂,批号:20220303);羟丙基甲基纤维素(阿拉丁试剂,批号:20220403);PEG-400(国药集团,批号:20191222);邻苯二甲酸二丁酯(国药集团,批号:20200904);醋酸纤维素(国药集团,批号:20180119)。

1.2 实验方法

1.2.1 片芯制备

将山奈酚与适量填充剂、促渗剂、助悬剂、助溶剂、溶解度调节剂等辅料过100目筛,以等量递增法按处方用量进行混匀,然后以75%乙醇溶液为润湿剂制软材,过24目筛制粒,55℃下干燥,再过24目筛整粒,加入适量润滑剂,混匀,用浅圆冲压制成直径10mm的片芯。

1.2.2 包衣处理

以丙酮为溶剂,将处方量的醋酸纤维素(CA)溶解后加入处方量的增塑剂和致孔剂,混匀,即得包衣液。将片芯放置于包衣锅内,维持片床温度约35℃、包衣液喷速6mL/min、包衣锅转速30r/min、喷雾压力0.5～0.7MPa的条件下进行包衣,才能使衣膜达到预定增重。制成的包衣片在40℃下固化24h,即得成品。

1.2.3 山奈酚标准曲线的建立

称取适量山奈酚标准品,加磷酸盐缓冲液(pH6.8)稀释定容,配置浓度依次为0.0125、0.0250、0.0500、0.0800、0.1000mg/mL的溶液,230nm波长处测定吸光度,以吸光度与浓度进行线性回归,得回归方程为Y=10.331X-0.0323,R2=0.9911。结果表明,浓度在0.0125～0.1000mg/mL浓度范围内,浓度与吸光度呈良好线性关系。

1.2.4 体外释放度测定

采用转篮法进行体外释放度实验,转速设定75rpm/min,溶出介质为磷酸盐缓冲液(pH6.8),体积1000mL,温度37℃。分别于实验开始后0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、12.0h取样10mL,取样后立即向各溶出杯中补充等量等温的溶出介质。样品经0.45μm滤头过滤,取续滤在230nm波长处测定吸光值,将吸光值代入1.2.3项下的标准曲线计算浓度,同时计算体外药物累积释放量,绘制释放曲线。

2 结 果

2.1 山奈酚微孔渗透泵片的处方筛选

本实验分别考察了NaCl占片芯总重30%、乳糖占片芯总重30%以及两者的混合物各占片芯总重的15%,作为渗透压促进剂对山奈酚释放度的影响,结果如图1所示。单用乳糖12h的释放度为63.5%,单用NaCl 12h的释放度为55.5%,NaCl和乳糖联合使用12h的释放度为79.1%。乳糖与NaCl联合使用,适量乳糖的加入增强了片剂的可压性,且保证充足的渗透压,故选择乳糖与氯化钠联合作为促渗剂。

图1 不同促渗剂处方的释放度曲线

以NaCl和乳糖的混合物作为促渗剂,对其用量进行筛选。分别选用占片芯重量30%、36%、42%的NaCl与乳糖的混合物(乳糖:NaCl的质量配比为2∶1)作为渗透压促进剂制备山奈酚微孔渗透泵片,测定释放度,结果见图2。30%NaCl与乳糖的混合物12h的释放度为83.8%,36%NaCl与乳糖的混合物12h的释放度为89.3%,42%NaCl与乳糖的混合物12 h的释放度为92.4%;上述结果表明渗透压促进剂的用量对药物释放有一定程度的影响。随着促渗剂用量的增加,药物释放速率逐步增加,可能的原因为促渗剂用量的增加能够维持较高的渗透压,使药物在更长的时间内不断向外释放。释药曲线显示促渗剂的用量占比为42%时,释放度均为最高,故选择占比为42% NaCl和乳糖混合物作为共同促渗剂。

图2 不同用量促渗剂的释放度曲线

2.2 包衣液处方的考察

2.2.1 PEG400用量对药物释放的影响

考察研究相当于CA用量10%、20%、40%、60%的PEG400,对同一批片芯进行包衣,测定所制微孔渗透泵片的药物释放度。结果如图3所示,PEG400的用量对微孔渗透泵片药物的释放影响显著。随着PEG400用量增大,药物释放速率也随之加快,12h时累积释放度相应增高。其原因为PEG400使用量的增加导致片剂遇介质后在衣膜上形成的微孔数量增加,此外PEG400还可以通过氢键等作用增强膜的水合作用,从而增加药物的释放速率。当PEG400使用量为40%时,释放速率稳定、适中,因此,确定最佳致孔剂PEG400使用量为40%。

图3 不同PEG400用量的释放度曲线

2.2.2 增塑剂用量对药物释放的影响

增塑剂的加入可以提高衣膜的韧性,改善衣膜机械性能差,在药物释放过程中破裂引起药物突释的现象,继而获得良好缓控释性能。本研究分别加入相当于CA重量20%、30%、40%的DEP作为增塑剂,对同一批山奈酚微孔渗透泵片片芯包衣,检测释放度,实验结果如图4。可知增塑剂的用量对药物释放产生了一定程度的影响,随着DEP用量增加导致释药速率降低。增塑剂用量不可过大,过量的增塑剂会导致聚合物薄膜软化,导致包衣液的粘连和聚集,增加包衣难度,当DEP用量为30%时,释药曲线较平稳,药物突释较少,故确定增塑剂DEP的用量为30%。

图4 不同用量增塑剂DEP的释放度曲线

2.2.3 包衣增重对药物释放的影响

衣膜的厚度用包衣增重来表示,制备增重分别为4%、5%、6%的微孔渗透泵片,检测释放度,实验结果见图5。由实验结果可知包衣增重为4%和5%时,药物累积释放率相当。衣膜厚度的增加导致释药速率明显减慢,累积释放率也随之显著降低。因为衣膜厚度的增加会降低水分向衣膜内部的渗透速率,片芯没有得到溶解,继而渗透压减小,药物释放速率减慢,同时药物向衣膜外的释放速率也降低。所以,包衣增重确定4%为宜。

图5 不同包衣增重释放度曲线

3 讨 论

本研究对山奈酚微孔渗透泵片的处方进行考察,确定了最优片芯及包衣液处方,工艺简易,重现性优良。体外释放实验显示,山奈酚微孔渗透泵片能够延缓药物的释放,对于长期反复用药的病患,该剂型可以减少给药次数,延长药物药效,并且提高患者用药顺应性,改善血药浓度波动的情况,最终提升制剂的安全可靠性。

将山奈酚标准品溶液,在200～400nm波长范围进行扫描,最大吸收峰在230nm处,处方中其它辅料在230nm波长处无吸收,因此,选用230nm作为测定波长。

微孔渗透泵片释药的主要动力来源于包衣膜内外的渗透压,促渗剂可以很好的调节渗透压。因此,合适的渗透压促进剂是药物制剂成功的关键因素[11]。由于山奈酚本身溶解度较差,其饱和溶液不能产生并维持足够的渗透压来保持合适的释药速率,故需加入适量的促渗剂[12-13]。本实验采用乳糖和NaCl作为渗透压产生源,并在前期预实验考察了两者不同的质量比例对药物释放的影响。当乳糖和NaCl的质量比为1∶1和1∶2时药物释放出现时滞现象;而当质量比为2∶1时,山奈酚累积释放率最高,故选择质量比为2∶1的作为促渗剂处方。

由于山奈酚为难溶性药物,需要在片芯处方中加入适量的表面活性剂进行增溶,本实验片芯处方中填加了1.8%十二烷基硫酸钠确保药物充分的溶解并维持药物在片芯中均匀分散。此外,目前微孔渗透泵包衣过程中多使用有机溶剂溶解包衣材料,存在一定的安全和环保问题,故对包衣液溶剂的更换和改进也必将成为今后有价值的研究方向。