無(wú)膜釋放模型考察直腸用溫敏型原位凝膠的體外釋放情況

袁園，王曉輝，張莉#，陳莉，張嶺（.武警醫(yī)學(xué)院藥劑學(xué)教研室，天津市30062；2.武警湖北總隊(duì)恩施州支隊(duì)衛(wèi)生隊(duì)，恩施市 445000）

無(wú)膜釋放模型考察直腸用溫敏型原位凝膠的體外釋放情況

袁園1，2＊，王曉輝1，張莉1#，陳莉1，張嶺1（1.武警醫(yī)學(xué)院藥劑學(xué)教研室，天津市300162；2.武警湖北總隊(duì)恩施州支隊(duì)衛(wèi)生隊(duì)，恩施市 445000）

目的：研究直腸用溫敏型原位凝膠的體外釋藥考察方法。方法：采用無(wú)膜釋放模型，以對(duì)乙酰氨基酚為模型藥物、泊洛沙姆407為基質(zhì)制備凝膠；分別采用《中國(guó)藥典》槳法和常見的水浴振蕩法，考察槳法轉(zhuǎn)速（50、75、100r·min－1）、振蕩器振蕩頻率（50、100、150r·min－1）對(duì)凝膠中藥物釋放行為的影響，并對(duì)釋藥數(shù)據(jù)采用不同的方程進(jìn)行擬合。結(jié)果：槳法釋藥速率隨槳速的增加而加快，但不同槳速間釋藥行為存在一定差異；振蕩法釋藥速率也隨振蕩頻率的增加而加快，但釋藥行為基本相似。各釋藥行為均符合零級(jí)方程，并以槳法75r·min－1和振蕩法100r·min－1最符合。結(jié)論：本文建立的無(wú)膜釋放模型可用于以泊洛沙姆407為基質(zhì)的溫敏型原位凝膠的釋藥研究，且槳法宜采用轉(zhuǎn)速為75r·min－1，振蕩法宜選用振蕩頻率為100r·min－1。

直腸用溫敏型原位凝膠；體外釋藥；無(wú)膜釋放模型；泊洛沙姆407；槳法；振蕩法

泊洛沙姆407（P407）為聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯的三嵌段共聚物，由約70%乙烯氧化物和30%丙烯氧化物組成，具有特殊的反向熱膠凝性質(zhì)，即低溫時(shí)為液體，體溫下成為凝膠，其毒性低，刺激性小，生物相容性好。作為一種智能化溫敏給藥系統(tǒng)，近年來(lái)以P407原位凝膠為藥物載體的多種途徑給藥均取得了較大進(jìn)展，引起了人們極大的興趣[1]。但是，對(duì)于該類凝膠中藥物釋放度的研究，目前尚未見統(tǒng)一的測(cè)定方法及裝置。而研究藥物從制劑中釋放的規(guī)律及其機(jī)制是藥物傳遞科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要方面。藥物釋放的速度和釋放持續(xù)的時(shí)間將影響其在體內(nèi)的吸收及藥效的發(fā)揮。運(yùn)用恰當(dāng)?shù)姆椒ǚ治龊驮u(píng)價(jià)藥物的釋放規(guī)律，可以掌握影響藥物釋放的因素，通過(guò)控制藥物的釋放行為獲得預(yù)期的治療效果[2]。

文獻(xiàn)[3]報(bào)道藥物釋放行為的研究分為有膜釋放模型（Membrane dissolution model）和無(wú)膜釋放模型（Membraneless dissolution model）2類。兩者所采用的裝置相同，主要區(qū)別是：前者將凝膠置于半透膜中進(jìn)行研究；后者是將藥物凝膠直接放在容器中，不需要半透膜，藥物釋放與藥物在體內(nèi)的過(guò)程近似，故目前凝膠釋放研究多用此法。本文以對(duì)乙酰氨基酚為模型藥物，采用無(wú)膜溶出模型，分別用測(cè)定凝膠釋藥的常用方法水浴振蕩法[4]和《中國(guó)藥典》槳法[5]，考察槳法轉(zhuǎn)速、振蕩器振蕩頻率對(duì)直腸用溫敏型原位凝膠中藥物釋放度的影響，以期揭示各因素與釋放度的關(guān)系，為直腸用溫敏型原位凝膠的設(shè)計(jì)及處方篩選提供參考。

1 儀器與試藥

HZS-H水浴振蕩器（哈爾濱市東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司）；RCZ-5A型智能藥物溶出儀（天津大學(xué)精密儀器廠）；UV-1800紫外分光光度計(jì)（日本島津公司）。

對(duì)乙酰氨基酚標(biāo)準(zhǔn)品（中國(guó)藥品生物制品檢定所，CAS號(hào)：100018-0048，純度：99.8%）；對(duì)乙酰氨基酚原料藥（國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，批號(hào)：200910123，純度：99%）；P407、P188（德國(guó)BASF公司）；其他試劑均為分析純。

2 方法與結(jié)果

2.1 紫外分光光度法測(cè)定撲熱息痛含量的方法學(xué)考察

[4]，選定243nm為檢測(cè)波長(zhǎng)；將標(biāo)準(zhǔn)品濃度（c）對(duì)測(cè)得的峰面積（A）作線性回歸，得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為：c＝14.77A+0.209（r＝0.9995，n＝5），對(duì)乙酰氨基酚檢測(cè)濃度線性范圍為1.9～13.3μg·mL－1；平均回收率為98.93%；日內(nèi)精密度和日間精密度RSD分別為0.72%和1.28%。

2.2 凝膠的制備

先制備P407、P188不同濃度的空白凝膠溶液，加入藥物及氯化鈉并連續(xù)劇烈攪拌后置于4℃冷藏備用。即得處方組成為P407-P188-對(duì)乙酰氨基酚-氯化鈉＝19∶18∶7.5∶1（W/W）的均勻含藥凝膠溶液。

2.3 體外釋藥

采用無(wú)膜釋放法研究凝膠中藥物的釋放行為。

2.3.1 槳法。采用《中國(guó)藥典》2010年版二部附錄溶出度測(cè)定法中的槳法裝置[5]。稱取含藥凝膠約2g（含對(duì)乙酰氨基酚150mg）置于圓柱形玻璃容器中（釋藥面積3.56cm2，高4.3cm），37℃水浴15min，使充分膠凝，放入1000mL的溶出杯底部，并調(diào)節(jié)槳葉底部距離凝膠面上約2cm高度處，以500mL蒸餾水為釋放介質(zhì)，槳速分別為50、75、100r·min－1。分別于5、15、30、45、60、75、90、120、150min各取樣5mL，立即用0.80μm濾膜過(guò)濾，并向溶出杯中補(bǔ)充等溫等體積的釋放介質(zhì)。續(xù)濾液經(jīng)適當(dāng)稀釋后，測(cè)定并計(jì)算累積釋藥率，詳見圖1。

圖1 2種方法釋藥曲線A.槳法；B.振蕩法Fig 1 Drug release profiles of two methodA.paddle method；B.shaking method

2.3.2 振蕩法。含藥凝膠制備同“2.3.1”項(xiàng)下操作，參考文獻(xiàn)[6]，將凝膠小心放入100mL錐形瓶中，加入37℃的蒸餾水10mL作為釋放介質(zhì)，分別在50、100、150r·min－1的振蕩頻率下恒溫振蕩，于5、15、30、45、60、75、90、120、150min時(shí)將介質(zhì)全部取出并立即用0.80μm濾膜過(guò)濾，迅速補(bǔ)加等溫等體積的釋放介質(zhì)（該步驟需小心操作以避免破壞凝膠表面）。續(xù)濾液經(jīng)適當(dāng)稀釋后，測(cè)定并計(jì)算累積釋藥率，詳見圖1。

如圖1所示，藥物從凝膠中釋放的速率隨著槳速或振蕩頻率的增加而加快，在一定范圍內(nèi)，槳速的變化比振蕩頻率的變化對(duì)藥物釋放速率的影響更大。

2.4 釋放行為相似度評(píng)價(jià)

采用相似因子（f2）來(lái)評(píng)價(jià)2種方法釋藥曲線的相似程度[7]。計(jì)算公式如下：

Rt和Tt分別代表在t時(shí)間時(shí)參比制劑和受試制劑的累積釋藥率，n為取點(diǎn)數(shù)目。當(dāng)f2的值在50～100之間時(shí)，表明2條釋藥曲線在各個(gè)測(cè)試點(diǎn)的平均差值不超過(guò)10%，可認(rèn)為2條曲線相似。

當(dāng)采用槳法時(shí)，轉(zhuǎn)速為75、100r·min－1與50r·min－1相比，釋藥行為均存在差異（50r·min－1與75r·min－1，f2＝36.93＜50；50r·min－1與 100r·min－1，f2＝30.47＜50）；而轉(zhuǎn)速為 100r·min－1與75r·min－1比較，釋藥行為相似（f2＝54.96＞50）。

而當(dāng)采用振蕩法時(shí)，各振蕩頻率的釋藥行為基本相似（如150r·min－1與 100r·min－1，f2＝66.19＞50；50r·min－1與 100r·min－1，f2＝60.78＞50）。

槳法與振蕩法之間比較，槳法中槳速為75r·min－1時(shí)與振蕩法各振蕩頻率間釋藥行為無(wú)差異，其f2分別為72.62（150r·min－1）、76.17（100r·min－1）、53.71（50r·min－1）。振蕩法中振蕩頻率為100r·min－1時(shí)，其與槳法各槳速之間相比，釋放行為有一定差異，其f2分別為48.9（100r·min－1）、76.16（75r·min－1）、39.58（50r·min－1）。

2.5 釋藥曲線擬合

將2種方法得到的體外釋藥曲線分別用零級(jí)、一級(jí)、Higuchi方程擬合，研究凝膠中藥物的釋放動(dòng)力學(xué)特征，并將75min以前的體外釋藥數(shù)據(jù)按照Ritger-Peppas方程進(jìn)行擬合，推測(cè)藥物的釋放機(jī)制，結(jié)果見表1。

表1 體外釋藥曲線方程擬合回歸系數(shù)Tab 1 Fitted regression coefficient of release profiles equation in vitro

如表1所示，雖然加快轉(zhuǎn)速或振蕩頻率均可促進(jìn)藥物釋放，但并不改變藥物釋放的零級(jí)動(dòng)力學(xué)特征（其中以槳法75r·min－1和振蕩法100r·min－1的擬合效果最佳，回歸系數(shù)分別為0.998和0.997）。進(jìn)一步將75min以前的釋放數(shù)據(jù)按Ritger-Peppas方程擬合時(shí)，槳法75r·min－1和振蕩法100r·min－1的n值分別為0.980和1.032，接近于1，也說(shuō)明藥物的釋放動(dòng)力學(xué)為零級(jí)過(guò)程。

3 討論

文獻(xiàn)[3]報(bào)道有膜釋放模型以半透膜為隔離界面，采用立式擴(kuò)散池或借助溶出儀，于設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)測(cè)定釋放介質(zhì)中的藥物濃度，研究藥物的釋放行為。由于半透膜的截留作用，聚合物不能擴(kuò)散進(jìn)入到釋放介質(zhì)中，而藥物受到濃度差的驅(qū)動(dòng)，不斷向周圍滿足漏槽條件的溶液擴(kuò)散直至釋放完全。因此，這種模型實(shí)質(zhì)上研究的是藥物由凝膠向溶液擴(kuò)散的行為。凝膠與釋放介質(zhì)間引入的半透膜屏障若與藥物存在相互作用，將使凝膠的釋藥機(jī)制更加復(fù)雜。對(duì)于用作經(jīng)皮藥物傳遞系統(tǒng)的凝膠制劑，上述方法是研究其藥物釋放規(guī)律的理想試驗(yàn)?zāi)Ｐ停珔s不適用于黏膜給藥（如眼部、直腸和陰道等）的情況。由于用藥部位充斥著不斷更新的體液，水溶性凝膠將逐漸溶蝕并釋放出其中的藥物，因而可能存在完全不同的釋藥機(jī)制。相反，采用無(wú)膜釋放模型時(shí)，凝膠直接與釋放介質(zhì)接觸，凝膠的溶蝕是藥物釋放的主要機(jī)制，可更好地模擬體內(nèi)環(huán)境考察凝膠溶蝕及藥物釋放動(dòng)力學(xué)，并對(duì)藥物釋放的機(jī)制進(jìn)行探討，所以本研究采用無(wú)膜釋放模型。

采用槳法時(shí)，轉(zhuǎn)速在75r·min－1與100r·min－1之間釋藥行為相似，與文獻(xiàn)[8]報(bào)道結(jié)果一致。Moore等[9]同樣采用槳法研究了P407凝膠中藥物的釋放行為，認(rèn)為當(dāng)凝膠與釋放介質(zhì)接觸時(shí)，水分子滲入到凝膠中導(dǎo)致聚合物膠束解纏結(jié)（Disentanglement），并松散地堆砌于凝膠表面形成邊界層。隨著轉(zhuǎn)速的增加，溫敏凝膠表面邊界層的厚度逐漸變薄，同時(shí)凝膠內(nèi)纏結(jié)解散的膠束擴(kuò)散進(jìn)入釋放介質(zhì)的速度增加，致使凝膠溶蝕速率增大，釋藥速率顯著加快；而當(dāng)轉(zhuǎn)速增加到75r·min－1以上時(shí)，轉(zhuǎn)速對(duì)凝膠表面邊界層厚度及介質(zhì)進(jìn)入膠束的速率影響甚微，故導(dǎo)致釋藥速率無(wú)顯著變化。

文獻(xiàn)[9]報(bào)道振蕩頻率可顯著影響藥物釋放，如150r·min－1與50r·min－1之間的f2＝49.58小于50，表示二者之間具有差異。而本研究采用振蕩法時(shí)，發(fā)現(xiàn)釋藥速率也隨著振蕩頻率的增加而加快，但彼此之間的釋藥行為則基本相似。一般認(rèn)為，凝膠溶蝕是決定凝膠中藥物釋放的唯一因素，隨著振蕩頻率升高，凝膠表面邊界層的厚度變薄，解纏結(jié)的膠束擴(kuò)散進(jìn)入釋放介質(zhì)的速度加快，致使凝膠溶蝕速率增大，使釋藥速率加快。而當(dāng)振蕩頻率增加到一定程度時(shí)（如100r·min－1），凝膠表面邊界層的厚度已很薄，難以進(jìn)一步減小其厚度，因此釋藥速率無(wú)明顯變化。

用零級(jí)、一級(jí)、Higuchi和Ritger-Peppas方程進(jìn)行擬合所得體外釋藥曲線回歸系數(shù)顯示，藥物的釋放更符合零級(jí)過(guò)程，與文獻(xiàn)[10，11]報(bào)道一致。而文獻(xiàn)[12，13]報(bào)道采用半透膜的體外釋放研究，其試驗(yàn)結(jié)果符合Higuchi方程。因此采用不同的釋藥測(cè)定方法，同一類型制劑所得到的體外釋藥行為會(huì)有所不同。

本試驗(yàn)采用無(wú)膜釋放模型，對(duì)用于直腸的溫敏凝膠的釋藥行為進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，為了保證釋藥速率的平穩(wěn)性和重現(xiàn)性，降低轉(zhuǎn)速或振蕩頻率對(duì)釋藥行為的影響，建議采用槳法時(shí)轉(zhuǎn)速選用75r·min－1，而采用振蕩法時(shí)振蕩頻率選用100r·min－1。

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Investigation of Drug Release of Thermosensible In-situ Gels for Rectal Drug Delivery by Membraneless Dissolution Model in Vitro

YUAN Yuan，WANG Xiao-hui，ZHANG Li，CHEN Li，ZHANG Ling（Dept.of Pharmacy，Medical College of Chinese People’s Armed Police Forces，Tianjin 300162，China）
YUAN Yuan（Medical Team，Enshi Prefecture Detachment of Hubei Armed Police Forces，Enshi 445000，China）

OBJECTIVE：To study the in vitro release of rectal thermosensible in-situ gels.METHODS：A membraneless dissolution model was used for in vitro studies，and paracetamol was used as model drug.Poloxamer 407was used as matrix to prepare gels.Both the paddle method according to Chinese Pharmacopeia and the water bath shaking method were used for the study，respectively.The effect of rotation speed（50，75，100r·min－1）and shaking frequency（50，100，150r·min－1）on the in vitro drug release rate were studied for comparison.The drug release data was fitted using different equations.RESULTS：According to the membraneless dissolution model，the release rate was increased with the increase of the paddle speed and the shaking frequency.The release profiles among each other were similar by shaking method but not by paddle method.According to relative coefficients，the paddle method with 75r·min－1and the shaking method with 100r·min－1fitted with zero order equation well.CONCLUSION：The membraneless dissolution model could be used for drug release study of thermosensible in-situ gels using poloxamer 407as matrix.The optimal condition is 75r·min－1for the paddle method，while 100r·min－1for the shaking method.

Thermosensible in-situ gels for rectal delivery system；In vitro release；Membraneless release model；Poloxamer 407；Paddle method；Shaking method

R971+.1；R927.1

A

1001-0408（2011）29-2750-03

2010-10-08

2010-12-03）