賀智勇,吳朝花,嚴俊麗,李海志,沈祥春,陶玲#
(1.貴州醫科大學藥學院,貴陽550004;2.貴州省普通高等學校天然藥物藥理與成藥性評價重點實驗室,貴陽 550025)
阿司匹林磷脂復合物的制備及其表征
賀智勇1,2*,吳朝花1,2,嚴俊麗1,2,李海志1,2,沈祥春1,2,陶玲1,2#
(1.貴州醫科大學藥學院,貴陽550004;2.貴州省普通高等學校天然藥物藥理與成藥性評價重點實驗室,貴陽 550025)
目的:制備阿司匹林磷脂復合物(ASP-PC)并進行表征。方法:以ASP與PC的復合率為指標,采用單因素試驗篩選ASP-PC的制備方法、PC種類、溶劑種類、反應時間、反應溫度、溶劑體積和藥脂比,并進行驗證。采用紫外分光光度法、熱重分析法、X射線衍射法和傅里葉紅外光譜分析對所制ASP-PC進行表征。結果:采用磁力攪拌-冷凝回流法,藥物-大豆磷脂比為1∶3(mol/mol),溶劑為四氫呋喃(50 mL),58℃下反應3 h,所制ASP-PC的平均復合率為83.52%(RSD=1.16%,n=3)。與ASP、ASP和PC的物理混合物比較,紫外光譜顯示ASP-PC沒有出現新的吸收峰;熱重分析、X射線衍射分析和傅里葉紅外光譜分析顯示ASP-PC中的ASP與PC發生了相互作用,且ASP-PC在0~300℃范圍內質量變化較小。結論:成功制得ASP-PC,其中ASP與PC復合成功,但仍有微量ASP以晶體形式存在。
阿司匹林;磷脂復合物;制備工藝;光譜學性質
ABSTRACTOBJECTIVE:To prepare aspirin phospholipid complex(ASP-PC)and conduct the characterization.METHODS:Using the combination rate of ASP and PC as index,single factor test was used to screen the preparation method of ASP-PC,PC type,solvent type,reaction time,reaction temperature,solvent volume and drug-lipid ratio.The verification test was conducted.UV spectrophotometry,Thermogravimetric analysis,X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy were used for the characterization of ASP-PC.RESULTS:Magnetic stirring-condensing reflux method was adopted,drug-soybean phospholipids ratio was 1 ∶3(mol/mol),solvent was tetrahydrofuran,reacting for 3 h under 58 ℃.The average combination rate of prepared ASP-PC was 83.52%(RSD=1.16%,n=3).Compared with ASP,physical mixture of ASP and PC,UV spectrum showed that ASP-PC had no new absorption peak.Thermogravimetric analysis,X-ray diffraction and Fourier transform infrared spectroscopy showed the ASP and PC in ASP-PC were interacted;and ASP-PC changed little in quality within 0-300 ℃.CONCLUSIONS:ASP-PC can be successfully prepared,in which,ASP and PC were combined successfully;while there are still trace amounts of ASP in the form of crystals.
KEYWORDSAspirin;Phospholipid complex;Preparation technology;Spectroscopic properties
阿司匹林(Asprin,ASP)又名乙酰水楊酸,在干燥空氣中穩定,遇潮會緩慢水解為水楊酸和醋酸,微溶于水;傳統用于解熱鎮痛、抗炎抗風濕疾病,數年來已廣泛用于抑制血小板聚集,成為心血管疾病的重要基礎治療藥物[1]。另外,其在抑制動脈粥樣硬化、抗腫瘤、防治心肌纖維化[2]等方面的臨床用途也不斷得到擴展。但ASP在抑制環氧酶(COX)活性從而發揮抑制血小板聚集效果的同時,間接導致胃黏膜上皮脫落增加并超過更新速度,使胃黏液減少,引起胃黏膜損傷或加重潰瘍的程度。此外,ASP水溶性差、生物利用度低、胃腸道藥物殘留量高,其酸性直接致胃黏膜損傷,可透過胃腸黏膜上皮脂蛋白膜層,破壞脂蛋白膜的保護作用,使胃酸可逆地彌散到組織中損傷細胞,致毛細血管破損而出血,是導致患者停藥的主要原因[3-4]。提高ASP的生物利用度,可減少藥物在胃腸道的殘留量,減輕藥物對胃腸道的直接刺激作用,對于提高患者依從性、維持心腦血管疾病患者的抗凝治療具有重要意義。
磷脂(Phospholipid,PC)復合物是指藥物與PC以一定的配比關系結合而成的復合物。PC主要成分為磷脂酰膽堿,由于其兩親性的特性而成為藥物遞送系統領域的一種特殊載體[5-6],可以改善藥物的溶解度和藥物的釋放速率。PC復合物和胃腸液之間具有較低的界面張力,可以促進藥物透膜轉運,提高藥物較低的膜滲透率[7],從而改善口服藥物的滲透和吸收[8],提高藥物的生物利用度,減少藥品不良反應,甚至起到一定的損傷修復作用等。因此,本研究旨在篩選具有較高復合率的ASP-PC復合物(簡稱ASP-PC)的制備工藝并進行表征,以期在ASP-PC基礎上,為制備溶解性能改善、生物利用度提高、胃腸道副作用減輕的阿司匹林新遞送系統奠定基礎。
D/Max-2200型全自動X射線衍射儀(日本理學電機公司);Nicolet 6700型傅里葉變換紅外分析儀(美國Thermo Fisher Scientific公司);Q50型熱重分析儀(美國Waters公司);UV-5800PC型紫外分光光度(UV)計(上海元析儀器有限公司)。
ASP原料藥[阿拉丁試劑(上海)有限公司,批號:D1316056,純度:99%];注射用大豆PC(批號:20140702,磷脂酰膽堿含量:≥90%;批號:20140703,磷脂酰膽堿含量:≥80%)和注射用蛋黃PC(批號:20150101,磷脂酰膽堿含量:≥80%)均購自上海太偉藥業有限公司;四氫呋喃(天津市科密歐化學試劑有限公司);其他試劑均為分析純。
ASP和PC按照一定比例溶于適量的有機溶劑中,一定溫度條件下攪拌反應一定時間后,減壓回收有機溶劑;加入適量石油醚,充分溶解后,經0.22μm微孔濾膜過濾;濾液回收石油醚,真空干燥得到ASP-PC,-20℃冷凍保存。收集濾膜上殘余沉淀,干燥12 h并稱質量,得到未復合的ASP的量,計算復合率。復合率=(ma-mb)/ma×100%,式中,ma為ASP的初始投藥量,mb為未復合ASP的量。
2.2.1 制備方法 根據文獻[9]以及預試驗結果,設定ASP與PC比例為1∶3(mol/mol)、四氫呋喃50 mL,考察不同制備方法(室溫1 000 r/min磁力攪拌12、24 h;冰浴150 W超聲0.5、1 h;58℃下冷凝回流,1 000 r/min磁力攪拌2、3 h)對ASP-PC復合率的影響。不同制備方法對ASP-PC復合率的影響結果見表1。

表1 不同制備方法對ASP-PC復合率的影響Tab 1 Effects of different preparation methods on the combination ratio ofASP-PC
由表1可知,采用磁力攪拌-冷凝回流法,溫度為58℃,反應時間為3 h時,所制ASP-PC復合率最高。
2.2.2 PC種類 按“2.2.1”項下條件制備ASP-PC,考察不同種類PC(磷脂酰膽堿含量≥80%的大豆PC、磷脂酰膽堿含量≥90%的大豆PC和磷脂酰膽堿含量≥80%的蛋黃PC)對ASP-PC復合率的影響。結果顯示,所制ASP-PC的復合率分別為54.56%、83.56%、54.20%,由此確定PC為磷脂酰膽堿含量≥90%的大豆PC。
2.2.3 反應溶劑 根據“2.2.1”“2.2.2”項下條件制備ASP-PC,考察不同反應溶劑(四氫呋喃、乙酸乙酯、甲醇、無水乙醇、二氯甲烷、丙酮)對ASP-PC復合率的影響。結果顯示,所制ASP-PC的復合率分別為83.56%、58.03%、31.39%、14.18%、8.49%、61.90%,由此確定反應溶劑為四氫呋喃。
2.2.4 反應時間 根據“2.2.1”~“2.2.3”項下條件制備ASP-PC,考察不同反應時間(1、2、3、3.5、4 h)對ASP-PC復合率的影響。結果顯示,所制ASP-PC的復合率分別為47.53%、57.32%、83.56%、74.87%、65.28%,由此確定反應時間為3 h。
2.2.5 反應溫度 根據“2.2.1”~“2.2.4”項下條件制備ASP-PC,考察不同反應溫度(30、40、50、58 ℃)對ASP-PC復合率的影響。結果顯示,所制ASP-PC的復合率分別為39.73%、41.81%、57.46%、83.56%,由此確定反應溫度為58℃。
2.2.6 溶劑體積 根據“2.2.1”~“2.2.5”項下條件制備ASP-PC,考察不同溶劑體積(30、50、70、90 mL)對ASP-PC復合率的影響。結果顯示,所制ASP-PC的復合率分別為50.0%、83.56%、59.13%、54.70%,由此確定溶劑體積為50 mL。
2.2.7 ASP與PC比例 根據“2.2.1”~“2.2.6”項下條件制備ASP-PC,考察ASP與PC不同比例(1∶1、1∶2、1∶3、1∶3.5、1∶4,mol/mol)對ASP-PC復合率的影響。結果顯示,所制ASP-PC的復合率分別為12.52%、46.87%、83.56%、84.26%、88.83%,綜合考慮確定ASP與PC比例為1∶3。
根據“2.2”項下篩選得到的處方工藝:采用磁力攪拌-冷凝回流法,ASP與PC比例為1∶3(mol/mol),四氫呋喃50 mL,58℃條件下反應3 h,重復3次,制備3批次的ASP-PC。計算得其平均復合率為83.52%,RSD為1.16%(n=3),說明該工藝穩定、重復性好。
2.4.1 UV分析 將ASP、PC、ASP與PC物理混合物和ASP-PC分別溶于適量無水乙醇中,以無水乙醇為空白對照,在190~400 nm波長范圍內進行UV掃描。結果顯示,與ASP和物理混合物比較,ASP-PC沒有出現新的吸收峰,但吸光度有所減小。這表明ASP-PC中ASP的發色基團結構未發生變化,但可能由于PC的極性鍵與ASP發生了相互作用,導致其吸光度減小。光譜圖見圖1。
2.4.2 熱重分析 采用熱重分析儀對ASP、PC、ASP與PC物理混合物和ASP-PC進行熱重分析,溫度范圍0~300℃。結果顯示,ASP、PC和物理混合物在整個溫度范圍內質量均有所下降,但ASP-PC的質量變化較小,表明ASP與PC極性端結合使得ASP-PC的熔點較原來的化合物有所上升,使ASP穩定性增大。熱重分析圖見圖2。

圖1 紫外吸收光譜圖Fig 1 UV absorbance spectra

圖2 熱重分析圖Fig 2 Thermogravimetric analysis spectra
2.4.3 X射線衍射分析 在室溫下,采用X射線衍射對ASP、PC、ASP與PC的物理混合物和ASP-PC的晶體狀態進行分析。工作電壓40 kV,測試條件Cu靶,工作電流40 mA,掃描范圍0°~80°,掃描速度4°/min。結果顯示,ASP以結晶形式存在;PC表現出無定形的特征;物理混合物表現出ASP結晶的衍射峰,但強度較ASP顯著減弱;ASP-PC中ASP結晶的衍射峰均消失,僅在7.454°、15.721°附近有結晶峰存在,這可能是ASP與PC的極性端之間的相互作用,使部分晶體特征被抑制所致。X射線衍射分析圖見圖3。

圖3 X射線衍射分析圖Fig 3 X-ray diffraction analysis
2.4.4 傅里葉紅外光譜分析 采用傅里葉紅外光譜儀對ASP、PC、ASP與PC的物理混合物和ASP-PC進行分析,以KBr為參比制劑進行紅外光譜分析,波長范圍400~4 000 cm-1。結果顯示,ASP-PC保留了PC的1 733 cm-1波長處的特征吸收峰,但其寬度以及峰的強度發生了一定的變化;另外,不再保持—COOH基團的特征峰,其吸收峰的形狀和寬度也發生了變化,這可能是ASP當中的某個官能團與PC分子的某些部位發生了相互作用所致。傅里葉紅外光譜圖見圖4。

圖4 傅里葉紅外光譜圖Fig 4 Fourier transform infrared spectra
根據Giraud MN等[10]研究表明,通過將ASP與二棕櫚酰磷脂酰膽堿(DPPC)制備成復合物,可以明顯增加ASP在胃腸道內的吸收,但關于ASP-PC的制備技術的研究尚未見報道。
由于DPPC目前市場價位過高,不利于后期大生產的應用,因此筆者選用了大豆PC和蛋黃PC進行PC種類的考察,結果表明,磷脂酰膽堿含量≥90%的大豆PC所制的ASP-PC復合率最高。反應溶劑考察結果表明,介電常數較小的四氫呋喃中所制的ASP-PC復合率較高,可能是由于溶劑的介電常數大,所產生的反向電勢也大,相應降低了反應物間的作用力,不利于電荷相反的離子間的化合反應[9]。隨著反應時間的增加,所制的ASP-PC復合率在一定范圍內增加,但是當反應時間超過3.0 h后復合率反而有下降的趨勢,這可能是由于反應時間過長、PC不穩定引起的。盡管隨著反應溫度的增加,復合率呈上升的趨勢,但是PC在大于60℃時易氧化變性,因此反應溫度確定為58℃。溶劑體積過大時,ASP與PC的碰撞機會減少,而當溶劑體積過小時,PC濃度過高可能會出現飽和,兩種情況都會降低復合率,綜合考慮確定溶劑體積為50 mL。隨著PC加入量的增加,復合率相應增加,當藥脂比增加到1∶3.5和1∶4時復合率雖然較高,但是與1∶3時比較增加幅度很小。考慮到PC過多會使ASP-PC干燥變慢且成本增加,因此選擇1∶3作為ASP和PC的最佳比例。
通過UV、紅外光譜、X射線衍射和熱重分析可知,ASP和PC的物理混合物只是ASP與PC簡單地加和;而ASP-PC中ASP的羧基特征吸收峰基本消失,且沒有新的化學鍵形成,從而推測ASP羧基上的氧可能與PC的極性端通過偶極-偶極作用力而形成了PC復合物。
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Preparation and Characterization of Aspirin Phospholipid Complex
HE Zhiyong1,2,WU Chaohua1,2,YAN Junli1,2,LI Haizhi1,2,SHEN Xiangchun1,2,TAO Ling1,2
(1.School of Pharmacy,Guiyang Medical University,Guiyang 550004,China;2.Key Laboratory of Natural Medicinal Pharmacology and Drugability in Guizhou Colleges and Universities,Guiyang 550025,China)
R943
A
1001-0408(2017)25-3562-04
2017-02-04
2017-04-05)
(編輯:鄒麗娟)
DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.25.28
貴州省普通高等教育科技創新團隊(No.黔教合人才團隊字〔2014〕31);貴陽市科技計劃項目(No.筑科合同〔20141001〕12號)
*碩士研究生。研究方向:藥物制劑新技術和新劑型。電話:0851-8841610。E-mail:254964684@qq.com
#通信作者:教授,碩士生導師。研究方向:藥物制劑新技術和新劑型。電話:0851-88416160。E-mail:649511230@qq.com