雷貝拉唑鈉樹脂復合物的制備及評價

陳麗麗，安杉杉，陳燕忠，呂竹芬，謝清春

(廣東藥學院藥物研究所/廣東省藥物新劑型重點實驗室，廣州510006)

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雷貝拉唑鈉樹脂復合物的制備及評價

陳麗麗，安杉杉，陳燕忠*，呂竹芬，謝清春

(廣東藥學院藥物研究所/廣東省藥物新劑型重點實驗室，廣州510006)

摘要：目的制備雷貝拉唑鈉樹脂復合物，探討其形成機理并考察其穩定性。方法用靜態離子交換法制備雷貝拉唑鈉樹脂復合物，通過正交設計法優化處方制備工藝；通過光學顯微鏡觀察藥物樹脂復合物的形態外觀；通過X-ray衍射分析、差示掃描量熱分析以及紅外光譜分析探討藥物樹脂復合物的形成機理；通過吸濕平衡曲線評價雷貝拉唑鈉樹脂復合物的防潮性能；通過破壞性實驗評價雷貝拉唑鈉樹脂復合物的耐酸性能。結果優化所得最佳制備工藝：藥物初始濃度為1.0 g·L-1，藥物樹脂質量比為1︰3，溶液介質離子強度為0.001 mol·L-1的氫氧化鈉溶液，制備溫度為30 ℃。經紅外光譜分析、X-ray衍射和DSC分析，藥物樹脂復合物所載藥物是以化學鍵的形式結合到離子交換樹脂上的。雷貝拉唑鈉樹脂復合物也具有一定的防潮和耐酸性能。結論雷貝拉唑鈉樹脂復合物是通過化學鍵形成的，且在一定程度上能夠提高藥物的穩定性。

關鍵詞：雷貝拉唑鈉；離子交換樹脂；藥物樹脂復合物；穩定性

雷貝拉唑鈉(rabeprazole sodium，RAB)作為新一代質子泵抑制劑[1]，治療反流食管炎、胃潰瘍和十二指腸潰瘍有良好的療效[2-4]。但雷貝拉唑鈉對濕、熱和光不穩定，尤其是遇酸降解更快[5]，因此，研究提高雷貝拉唑鈉穩定性的劑型和技術尤為重要。

離子交換樹脂(ion exchange resin，IER)分子中含有活性基團，能與其他物質進行離子交換，形成樹脂復合物[6]，并可進一步制備成混懸劑、透皮制劑和氣霧劑等多種遞藥系統[7]。IER的離子交換能力及微孔吸附能力可被應用于改善藥物的理化性質[8-10]。IER通過其離子交換和微孔吸附作用將藥物分散在其高分子骨架體系中，避免環境因素對藥物的影響。因此，將性質不穩定的藥物制備成藥物樹脂復合物后通常會比藥物本身更穩定[11]。

本文采用靜態離子交換法，制備了雷貝拉唑鈉樹脂復合物，考察了其制備的工藝參數，評價了樹脂復合物的穩定性。

1儀器與試藥

1.1儀器e2695系列高效液相色譜儀(2489 UV

檢測器，美國Waters公司)；THZ-82型水浴恒溫振蕩器(江蘇省金壇市宏華儀器廠)；KQ-300DA型數控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；DV130光學顯微鏡(重慶奧特光學儀器有限公司)；FTIR NICOLET 6700型紅外光譜測定儀(美國Nicolet公司)；DSC4000型熱分析儀(美國Perkin Elmer公司)；Delsa Nano C粒度測定儀(美國BECKMAN COULTER公司)

1.2試藥雷貝拉唑鈉(批號RAD20131201，常州康麗制藥有限公司)；離子交換樹脂Duolite AP143(Rohm and Haas，陶氏化學公司)；氯化鈉、氫氧化鈉、氯化鎂、溴化鈉、硝酸鉀等試劑均為分析純。

2方法與結果

2.1藥物樹脂復合物的含量測定方法

2.1.1色譜條件以Kromasil 100-5 C18(250 mm×4.6 mm，5 μm) 為色譜柱；流動相為甲醇-磷酸鹽緩沖鹽(pH值為7.0)= 60∶40混合溶液；檢測波長為292 nm；柱溫為30 ℃；流速為1 mL·min-1；進樣量為10 μL。

2.1.2含量測定方法雷貝拉唑鈉：精密稱取雷貝拉唑鈉10 mg，置于10 mL量瓶中，甲醇：0.05 mol·L-1氫氧化鈉溶液(3∶2)溶解并稀釋至刻度。精密量取1 mL該溶液置于10 mL量瓶中，用流動相稀釋并定容至刻度，用0.22 μm濾膜濾過，精密量取10 μL，注入液相色譜儀。

雷貝拉唑鈉樹脂復合物：精密稱取雷貝拉唑鈉樹脂復合物適量(約相當于雷貝拉唑鈉10 mg)，置于100 mL量瓶中，加入1 mol·L-1的氯化鈉溶液(用氫氧化鈉溶液調至pH值為9)為解離介質，渦旋1 min后，置于100 W下超聲30 min，搖勻，移取適量置于10 mL離心管中，以5 000 r·min-1離心5 min，取2 mL上清液，加入0.5 mol·L-1的氫氧化鈉溶液2 mL ，用0.22 μm濾膜濾過，精密量取10 μL，注入液相色譜儀。

2.2雷貝拉唑鈉復合物的制備精密稱取雷貝拉唑鈉適量，置于錐形瓶中，加入一定體積0.001 mol·L-1的氫氧化鈉溶液適量，攪拌溶解，然后加入適量的離子交換樹脂，在一定溫度下水浴振蕩12 h，靜置、濾過，用0.001 mol·L-1的氫氧化鈉溶液洗滌濾留物，干燥，即得雷貝拉唑鈉樹脂復合物。

2.3制備工藝的篩選

2.3.1正交實驗設計在單因素考察的基礎上可知，影響藥物利用率和樹脂交換藥量的主要因素為藥物濃度、藥物與樹脂質量比(簡稱藥脂比)、氫氧化鈉溶液濃度和制備溫度，對這4個因素進行考察，每個因素設置3個水平，按照L9(34)正交表進行正交實驗，以藥物利用率(E)和樹脂交換藥量(Q)為評價指標，采用加權評分法進行數據分析篩選最佳處方(設E、Q權重系數分別為0.7和0.3)。因素水平見表1，正交實驗結果和方差分析見表2～3。

表1正交實驗因素與水平

Tab.1 Factors and levels in the orthogonal design

水平因素A,藥物質量濃度/g·L-1B,氫氧化鈉溶液濃度/mol·L-1C,藥脂比D,溫度/℃10.250.001 1︰12020.500.010 1︰23031.000.100 1︰340

表2正交實驗結果

Tab.2 Results of orthogonal test

編號ABCD(誤差)樹脂交換藥量/g︰g藥物利用率/%總因子指數11 1 1 1 0.6260.320.349221 2 2 2 0.3569.800.372031 3 3 3 0.1957.350.013642 1 2 3 0.6362.670.404052 2 3 1 0.3264.510.244062 3 1 2 0.3089.700.749873 1 3 2 0.6464.040.438683 2 1 3 0.4589.740.846493 3 2 1 0.3090.610.7686K10.2450.3970.6480.454K20.4660.4870.5150.520K30.6850.5110.2320.421R0.4400.1130.4160.099

表3方差分析結果

Tab.3 Results of analysis of variance

因素SSfFF臨界值顯著性(P)A0.290219.33319.000*B0.02221.46719.000C0.271218.06719.000D(誤差)0.01521.00019.000

注:F0.05(2，2)=19。

由表2可知，因素A和C是主要影響因素。各因素對藥物利用率和樹脂交換藥量的影響順序依次是A>C>B>D。由表3可知，A因素對藥物利用率和樹脂交換藥量有顯著性影響。優化后的最佳處方工藝為A3B3C1D2，即藥物初始質量濃度為1.0 g·L-1，藥物與樹脂質量比為1︰3，溶液介質離子強度為0.001 mol·L-1的氫氧化鈉溶液，制備溫度為30 ℃。

2.4藥物樹脂復合物的表征

2.4.1雷貝拉唑鈉樹脂復合物的X-ray衍射分析取雷貝拉唑鈉、空白樹脂、兩者的物理混合物和雷貝拉唑鈉樹脂復合物適量，分別進行X-ray衍射。分析測試條件：Cu靶，管壓為40 kV，管流為50 μmA，狹縫寬度DS=SS=1°，接受狹縫為0.3 mm，掃描范圍為2°～50°，掃描速度為3°·min-1，步寬為0.01°。X-ray分析圖譜見圖1。

A

B

C

D

圖1雷貝拉唑鈉樹脂復合物確證的 X-ray 圖譜

A.空白樹脂；B.雷貝拉唑鈉；C.雷貝拉唑鈉樹脂物理混合物；D.雷貝拉唑鈉樹脂復合物

Fig.1X-ray curves of different samples for validation of sodium rabeprazole -resin complex

A.blank resin；B.sodium rabeprazole；C.physical mixture；

D.rabeprazole-resinate complex

由圖1可知，雷貝拉唑鈉是以結晶形式存在的；物理混合物中雷貝拉唑鈉的特征峰仍存在，但強度有所減弱。而雷貝拉唑鈉樹脂復合物中藥物的特征峰消失，表明雷貝拉唑鈉是以離子鍵結合至離子交換樹脂上，而不是簡單的物理吸附。

2.4.2雷貝拉唑鈉樹脂復合物的DSC分析取雷貝拉唑鈉、空白樹脂、兩者的物理混合物和雷貝拉唑鈉樹脂復合物適量，以空白鋁皿為對照，升溫速率10 ℃·min-1，溫度范圍為20～200 ℃，分別進行差示掃描量熱法分析。見圖2。 由圖2可知，物理混合的樹脂和雷貝拉唑鈉的DSC圖出現各自的獨立吸收峰，而形成藥物樹脂復合物后，僅出現一個峰，雷貝拉唑鈉的吸收峰消失，表明雷貝拉唑鈉樹脂復合物中的藥物是以離子鍵交換至樹脂上，而不是簡單的物理吸附。

圖2差示掃描熱分析圖

a.空白樹脂；b.雷貝拉唑鈉；c.物理混合物；d.雷貝拉唑鈉樹脂復合物

Fig.2DSC thermograms

a.blank resin；b.sodium rabeprazole；c.physical mixture；

d.sodium rabeprazole-resinate complex

2.4.3雷貝拉唑鈉樹脂復合物的紅外光譜分析取雷貝拉唑鈉、空白樹脂、兩者的物理混合物和雷貝拉唑鈉樹脂復合物適量，與溴化鉀晶體共同研磨后壓片，在400～4 000 cm-1范圍內掃描圖譜。見圖3。

由圖3可知，在雷貝拉唑鈉結構中，746 cm-1是咪唑環上C-H的特征峰。雷貝拉唑鈉與樹脂結合后，C-H特征峰消失，其他特征峰發生一定的位移和強度減弱，而物理混合物的紅外光譜為雷貝拉唑鈉與樹脂特征峰的簡單疊加。空白樹脂結構中季銨基在1 020～1 250 cm-1范圍內有中等及弱的吸收特征峰，但與雷貝拉唑鈉結合后，這些特征峰都發生了一定的位移，而在二者的物理混合物中卻無類似變化。以上變化均源于離子交換樹脂中季銨基與藥物以離子鍵結合，從而導致紅外光譜譜帶頻率變化或譜帶數目的增減。

圖3紅外光譜圖

a.空白樹脂；b.雷貝拉唑鈉；c.物理混合物；d.雷貝拉唑鈉樹脂復合物

Fig.3Infrared spectrogram

a.blank resin；b.sodium rabeprazole；c.physical mixture；

d.sodium rabeprazole-resinate complex

2.5穩定性研究

從第10天來看，雷貝拉唑鈉原料藥的吸濕率高達50.7%，而空白樹脂和雷貝拉唑鈉樹脂復合物的吸濕率分別為39.2%和35.7%。結果表明，雷貝拉唑鈉原料藥容易吸濕，而雷貝拉唑鈉樹脂復合物吸濕率明顯低于雷貝拉唑鈉。

2.5.2破壞性實驗分別準確稱取雷貝拉唑鈉原料藥5 mg和適量雷貝拉唑鈉樹脂復合物，置于10 mL量瓶中，分別加入適量鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液和過氧化氫溶液。在20 ℃室溫條件下放置0.5 h，加入1 mol·L-1的氯化鈉溶液(用氫氧化鈉溶液調至pH值為9)至刻度，搖勻，濾過，按照2.1.2項下HPLC法測定含量。結果見表4。

表4破壞性實驗結果

Tab.4 The results of destructive test

破壞介質含量/%原料藥復合物0.01mol·L-1鹽酸溶液18.7878.630.01mol·L-1氫氧化鈉溶液99.4999.800.043mol·L-1過氧化氫溶液95.3597.82

由表4可知，雷貝拉唑鈉在酸性條件下極不穩定，而雷貝拉唑鈉樹脂復合物具有一定的耐酸性，可以在一定程度上提高其耐酸性能。

2.5.3影響因素實驗稱取適量的雷貝拉唑原料藥和雷貝拉唑鈉樹脂復合物各3份，分別平鋪于培養皿中，在高溫(60 ℃)、高濕(92.5%)和光照(4 500±500 lx)條件下進行實驗，在第0，5和10天取樣，按照2.1.2項下方法測定藥物含量。結果見表5。

表5影響因素實驗結果

Tab.5 The results of influence factor test

樣品0d含量/%5d含量/%10d含量/%原料藥高溫實驗10099.4398.49光照實驗10098.3892.88高濕實驗10094.9682.30藥物樹脂復合物高溫實驗 10099.7999.12光照實驗 10099.6798.24高濕實驗 10098.5395.43

由表5可知，雷貝拉唑原料藥在光照和高濕條件下含量都有明顯下降，而藥物樹脂復合物在上述條件下都比原料藥更為穩定，表明其在一定程度上能提高藥物在高濕和光照條件下的穩定性。

2.6雷貝拉唑鈉樹脂復合物的體外釋放取雷貝拉唑鈉樹脂復合物供試品適量，按照《中國藥典》2015年版釋放度測定法，采用槳法裝置，將0.15 mol·L-1氯化鈉溶液(用1 mol·L-1氫氧化鈉溶液調至pH 值為7.4)作為釋放介質，轉速：50 r·min-1，溫度：37±0.5 ℃。分別于第10，20，30，40，50，60，90和120 min在各取樣點取樣5 mL，并及時補充相應體積的釋放介質，經0.45 μm微孔濾膜濾過，精密量取續濾液2 mL，加入0.5 mol·L-1的氫氧化鈉溶液適量。按照含量測定方法測定樣品中雷貝拉唑鈉在不同時間的釋放量。雷貝拉唑鈉樹脂復合物在20 min時釋放度大于90%。將該體外釋放曲線數據用Viswanathan方程進行擬合，其擬合效果良好(r= 0.991 4)。

3討論

本文采用靜態離子交換法制備藥物樹脂復合物，并以藥物利用率和樹脂交換藥量為評價指標，優選出制備的最佳條件。按照下式計算樹脂交換藥量Q和藥物利用率E。

Q為t時刻單位質量樹脂的交換藥量(mg·g-1)，C0為初始藥物質量濃度(mg·mL-1)，Ct為t時刻藥物質量濃度(g·L-1)， V為藥物溶液體積(mL)，WR為干態樹脂質量(g)。

藥物樹脂復合物的釋藥行為不僅受釋藥環境的pH和離子濃度的影響，還受樹脂的交聯度以及其粒徑大小等因素的影響。目前有關藥物樹脂復合物的釋藥動力學的研究主要采用指數方程，粒擴散方程(Boyd方程)及對數方程(Viswanathan)[12]。其中，對數方程適合所有藥物樹脂復合物的體外釋藥過程，因而被普遍采用：

其中，F為t時間藥物從樹脂復合物中釋放的分數，Q0為0時刻樹脂復合物的藥物含量(g/g)；Qt為t時刻藥物樹脂復合物中的藥物含量(g/g)；Dr為藥物在樹脂中的擴散系數(m2·h-1)；dp為樹脂平均粒徑(m)；其中1.59和0.65為常數。

雷貝拉唑鈉不穩定，容易受到環境因素(如光照、濕度、pH等)的影響而降解。將其制成藥物樹脂復合物中間體，雷貝拉唑鈉以離子鍵形式與樹脂結合，分散于IER的高分子骨架體系中，減少了其與外界水氣鍵合的機會，從而提高了藥物的穩定性[11]；將藥物樹脂復合物進一步制備其他劑型，如混懸劑，由于藥物從該類體系中釋放必須存在外源離子，當混懸介質中離子濃度較低時，藥物就很難被交換下來，從而能夠防止藥物滲漏，提高混懸劑的穩定性[12]。

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Preparation and evaluation of sodium rabeprazole-resinate complex

CHEN Lili，AN Shanshan，CHEN Yanzhong*，Lü Zhufen，XIE Qingchun

(Institute of Material Medica/Guangdong Provincial Key Laboratory of Advanced Drug Delivery，Guangdong Pharmaceutical College， Guangzhou 510006，China)

Abstract:ObjectiveTo confirm the formation mechanism of the sodium rabeprazole-resinate complex，and assess its stability. Methods The sodium rabeprazole-resinate complex was prepared by using ion exchange resin (IER) as a carrier，and the formulations were optimized by an orthogonal design. The sodium rabeprazole-resinate complex was characterized by morphology which was observed using an optical microscope. X-ray diffraction，differential scanning calorimetry and FTIR were employed to confirm the formation mechanism of the sodium rabeprazole-resinate complex. Under different humidity environments， the moisture proof capability of the sodium rabeprazole-resinate complex was investigated. Under the conditions of different acid and alkali，the acid resistance of the sodium rabeprazole-resinate complex was investigated. Result The drug concentration that prepared the sodium rabeprazole-resinate complex was 1.0 g·L-1，and the ratio of drug and resin was 1︰3. The ion strength of NaOH was 0.001 mol·L-1，and the preparation temperature was 30 ℃. By X-ray diffraction analysis， differential scanning calorimetry and FTIR，the drug in sodium rabeprazole-resinate complex was combined with ion-exchange resins by chemical bond. The moisture absorption-liquefaction problem of sodium rabeprazole was alleviated to some extent. Conclusion The drug in sodium rabeprazole-resinate complex was combined with ion-exchange resins by chemical bond，and the stability of sodium rabeprazole was alleviated.

Key words:sodium rabeprazole；ion exchange resin；drug-resinate complex；stability

(收稿日期：2015-11-28)

中圖分類號：R944.9

文獻標志碼：A

文章編號：1004-2407(2016)03-0297-06

doi:10.3969/j.issn.1004-2407.2016.03.023

*通信作者：陳燕忠，男，博士，教授

作者簡介：陳麗麗，女，碩士研究生