超臨界二氧化碳流體制備拉帕替尼固體分散體的考察

孟晴，裴英，單冬媛，程泓波，禮彤

（沈陽藥科大學制藥工程學院，遼寧沈陽 110016）

拉帕替尼分子式為C41H40ClFN4O11S3，是一種口服的小分子表皮生長因子酪氨酸激酶抑制劑，分子量為925.46，通常以二甲苯磺酸鹽，即二甲苯磺酸拉帕替尼的形式存在，結構式如圖1所示［1-3］。但拉帕替尼的溶解度較差、溶出速率較低，限制了其在體內的吸收，生物利用度較低。目前主要的上市產品是Tykerh片劑，由葛蘭素史克研發生產，并于2007年獲美國食品藥品管理局（FDA）批準上市［4］，用于治療乳腺癌。

固體分散體指藥物在固態載體中分散所形成的體系，藥物常以膠態、微晶、分子或無定形等狀態存在，與晶態藥物相比，固體分散體溶解時不需要破壞其晶格能，因此具有較高的溶解度和較快的溶出速率［5-6］。藥物體內生物利用度在很大程度上受藥物的分散狀態和溶解度的影響，固體分散技術是使藥物高度分散于水溶性高分子載體中的有效方法，以提高難溶性藥物的溶出速度和溶解度的方式來提高藥物的生物利用度［7］。固體分散體的制備方法有：熔融法［8-9］、熱熔擠出法［10］、溶劑法、噴霧（冷凍）干燥法［11］、研磨法和超臨界流體技術［12-13］等。超臨界二氧化碳（CO2）流體（SC-CO2）技術作為一種新型的固體分散體制備方法，因其較溫和的臨界溫度和惰性氣體性質可以極大程度的避免熱敏性和易氧化物質的破壞；同時其黏度低、表面張力小、滲透性強，可減少制備時間、提高制備效率［14］。本研究運用SC-CO2法制備拉帕替尼固體分散體的方法以達到提高拉帕替尼體外溶出速度和溶解度的目的。

圖1 二甲苯磺酸拉帕替尼的結構式

1 儀器與試藥

ALC-210.4電子分析天平（北京賽多利斯儀器系統有限公司）；TU-1880紫外可見分光光度計（北京普析通用儀器有限責任公司）；ZRS-6G智能溶出儀（天津市天大天發儀器有限公司）；STARTER2100 pH計（沈陽杰龍儀器有限公司）；CLJ-B-120-35-1超臨界流體設備（沈陽東宇藥物技術研究院超臨界設備制造公司）；GG92-Q1000型差示掃描量熱儀（美國TA檢測儀器公司）；Bruker D8粉末X射線衍射儀（德國布魯克光譜儀器公司）。

拉帕替尼（藥用級，杭州榮大醫藥化工有限公司，111222）；Poloxamer 407［藥用級，巴斯夫（中國）有限公司］；Soluplus［藥用級，巴斯夫（中國）有限公司］；聚乙烯吡咯烷酮［PVP K30，藥用級，亞什蘭（中國）投資有限公司］；甲醇（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）；蒸餾水（分析純，沈陽藥科大學自制）；CO2（食品級，沈陽景泉氣體廠）；其它試劑均為分析純。

2 方法與結果

2.1 拉帕替尼含量的測定

2.1.1 紫外檢測波長的選擇 稱取適量的拉帕替尼和處方量的各種輔料，溶于甲醇∶水 ＝4∶1（v／v）的混合溶劑A中。以混合溶劑A為空白，紫外掃描條件為200～400 nm。結果表明，拉帕替尼的極大吸收分別在208、261和328 nm處，而輔料在此無紫外吸收，同時拉帕替尼在261 nm處的吸光度強于328 nm處，故選261 nm作為拉帕替尼的檢測波長。

2.1.2 標準曲線的繪制 準確稱拉帕替尼原料藥10 mg于100 mL量瓶中，加入混合溶劑A充分溶解并精確定容，制得儲備液。分別移取0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL儲備液于10 mL量瓶中，加入混合溶劑定容。以混合溶劑為空白，在261 nm處測定不同濃度的溶液的吸光度，以吸光度A對溶液濃度C作圖，用最小二乘法進行線性擬合，得回歸方程：A＝0.026 6 C-0.017 8（R2＝0.999 8）。

2.2 體外溶出實驗 取拉帕替尼或含有相同藥量的固體分散體20 mg，溶出介質達到藥物的漏槽條件下，在溫度（37±0.5）℃、轉速 75 r·min-1、漿法的條件下實驗。以pH＝1.0的鹽酸為溶出介質，分別于5、10、20、30、45、60和 90 min取樣 5 mL（同時補加同溫等量介質），使用0.45μm濾膜將取出液體過濾，取續濾液平行3次測定A值，根據標準曲線計算出拉帕替尼的濃度及溶出度。

2.3 SC-CO2技術制備拉帕替尼固體分散體過程在高壓釜加入充分混合均勻的藥物和載體，設定好反應壓力與溫度，靜態反應至規定時間后快速降壓，收集產物，研磨備用。

2.4 SC-CO2技術制備拉帕替尼固體分散體的考察

2.4.1 載體種類對拉帕替尼固體分散體溶出度的影響 將拉帕替尼分別與載體（Soluplus、PEG4000、PVP K30）按載藥比為35%混合均勻，SC-CO2條件為溫度45℃、壓強20 MPa，時間為2 h。將固體分散體進行體外溶出考察，制得溶出曲線，如圖2，可知拉帕替尼原料藥的溶出度不高，溶出速度較慢，制備得到的拉帕替尼固體分散體的溶出度顯著增加，溶出速率較快，不同載體的累積溶出度排序為：Soluplus＞PEG4000＞PVP K30。其中以Soluplus為載體所得產物溶出效果最好，在5 min時溶出度已經達到97%。因此，選用Soluplus為載體。

圖2 API原料藥與固體分散體的溶出曲線

2.4.2 藥載比對拉帕替尼固體分散體溶出度的影響 將拉帕替尼與Soluplus分別按載藥比為25%、35%、45%、55%混合，超臨界制備工藝條件為45℃、20 MPa、2 h，對不同載藥比的拉帕替尼固體分散體的體外溶出情況進行考察，結果（圖3）表明，載藥比為35%的溶出速率最快，最終溶出度最高，可達到97%。因此選擇載藥比為35%較為適宜。

圖3 藥載比對拉帕替尼固體分散體溶出度的影響

2.4.3 壓強對拉帕替尼固體分散體溶出度的影響將拉帕替尼與Soluplus按載藥比為35%混勻，超臨界溫度45℃，反應時間2 h，對不同壓強下的固體分散體的溶出情況進行考察，結果（圖4）表明，壓力在15 MPa時，固體分散體的溶出情況較差，壓力在20、25、30 MPa時，拉帕替尼固體分散體的溶出度隨著壓力的增加略有提高，相差不明顯。當CO2達到超臨界狀態后，壓強越大，CO2密度越大，其溶解性能增加，更多的藥物溶解在SC-CO2中，從而使藥物在載體中分散的更均勻，形成的非晶態也更完全，但當CO2的壓力超過一定值后，藥物會完全溶解在SC-CO2中，其溶解度不會再隨壓力的增大而增加，且過高的壓力會使在泄壓過程中，藥物被CO2帶出，造成損失，因此從經濟性，安全性和可操作性考慮，壓力優選20 MPa。

圖4 壓強對拉帕替尼固體分散體溶出度的影響

2.4.4 溫度對拉帕替尼固體分散體溶出度的影響將拉帕替尼與Soluplus按載藥比為35%混勻，超臨界壓力20 MPa，反應時間2 h，對各溫度下的拉帕替尼固體分散體的溶出情況進行考察，結果（圖5）表明，在40～55℃內，溫度對拉帕替尼固體分散體的溶出速率影響不大，45℃條件下制備的拉帕替尼固體分散體其體外溶出度略優。分析認為，溫度會影響SC-CO2的密度，溫度越高，SC-CO2密度越低，溶解藥物的能力下降。因此，反應溫度選擇45℃。

圖5 溫度對拉帕替尼固體分散體溶出度的影響

2.4.5 時間對拉帕替尼固體分散體溶出度的影響將拉帕替尼與Soluplus以載藥比為35%混勻，超臨界條件為壓強20 MPa、溫度45℃，對不同時間下的固體分散體的體外溶出情況進行考察，結果（圖6）表明，拉帕替尼固體分散體的溶出度與制備時間正相關，這是因為隨著時間的延長，藥物在SC-CO2中溶解越充分，形成的非晶態更完全，在載體中分散也越均勻，但一定時間后，藥物在載體中已充分分散，制備時間對其溶出效果影響就不顯著了，從操作性和經濟性方面考察，制備時間優選2 h。

圖6 反應時間對拉帕替尼固體分散體溶出度的影響

2.5 差示掃描量熱（DSC）分析 差示掃描熱量法圖譜中吸熱峰的面積大小反應了晶體的數量的多少。鋁盤中稱取3 mg左右的樣品，氮氣流量為50 mL·min-1，以10℃·min-1速率從30℃升溫至300℃，結果見圖7。

圖7 不同樣品的DSC曲線

由圖7可以看出，拉帕替尼原料藥在溫度為253℃處存在一個明顯的吸熱峰，載體在253℃附近無可見吸熱峰，拉帕替尼物理混合物在253℃區域存在吸熱峰。而拉帕替尼固體分散體在253℃附近吸熱峰顯著減小，但是，吸熱峰并未完全消失，說明拉帕替尼在載體中分別以微晶態和無定形狀態存在，載體對拉帕替尼的分散作用明顯。

2.6 粉末X射線衍射（PXRD）分析 工作條件：Cu靶，Kα射線，管電流 40 mA；高壓強度40 kV；掃描步距0.05°；掃描速率 5.0°·min-1；測定范圍4°～40°，掃描方式為連續掃描。結果見圖8。

圖8 不同樣品的PXRD曲線

由 PXRD掃描圖知，原料藥在 2θ＝6.945°、8.695°、12.650°、19.090°、20.665°、22.275°、25.215°以及28.400°等位置存在較強的衍射峰，物理混合物與之相比衍射峰的峰強度降低或衍射峰消失。采用SC-CO2制備的拉帕替尼固體分散體衍射峰數量和強度均明顯小于拉帕替尼原料藥及其物理混合物，但衍射峰并沒有完全消失，說明拉帕替尼部分以無定形形式存在于載體中。

3 討論

本研究運用SC-CO2技術制備拉帕替尼的固體分散體，以拉帕替尼的體外溶出情況為標準，對載體種類、藥載比、制備工藝（溫度、壓力、反應時間）等對拉帕替尼固體分散體的影響進行考察。用DSC、PXRD對該體系進行了物相鑒別。結果發現：載藥比為35%，壓力20 MPa，溫度45℃，反應時間2 h是制備拉帕替尼的固體分散體的較佳工藝條件。拉帕替尼與Soluplus的氫鍵締合作用抑制了拉帕替尼晶核的形成和生長，使拉帕替尼以無定形狀態和微晶態存在于載體Soluplus中，加快了溶出速率，提高了體外溶出度約50%，最終溶出結果達到97%左右。SC-CO2技術制備拉帕替尼固體分散體時，條件溫和、工藝簡單、不需要有機溶劑、綠色環保。實驗表明，制得的拉帕替尼固體分散體的溶出速率和體外溶出度顯著提高，SC-CO2技術制備拉帕替尼固體分散體的工藝可行，為其工業化生產提供了可能。

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