巖白菜素固體分散體的制備

呂志陽,鄭 濤,陳 璟,顧雪梅,汪 潔,陳 靜,趙文靜,周冰倩,楊雨微*

(1.南京中醫藥大學翰林學院,江蘇 泰州 225300;2.泰州職業技術學院,江蘇 泰州 225300)

巖白菜素為巖白菜、巖陀、鬼燈檠等虎耳草科植物的有效成分[1],具有鎮咳、鎮痛、抗菌、抗炎、增強免疫、保護肝腎、抗HIV、抗凝血、預防糖尿病等藥理作用,其性狀為白色疏松針狀結晶或結晶性粉末,遇光和熱變色,在甲醇中可溶,在水或乙醇中微溶[2],由于該成分溶解度小,導致其片劑溶出緩慢,難以發揮最佳療效。因此,本實驗采用固體分散技術改善巖白菜素相關制劑的體外溶出情況,從而提高其生物利用度,增強藥物療效[3]。

熱熔擠出技術能使物料達到分子水平的混合[4],與傳統方法相比,它不需使用有機溶劑,綠色環保；工藝簡單,可連續化操作；生產效率高,可實現自動化控制,而且更適合工業化大生產[5],現已成為制備固體分散體的主要手段。因此,本實驗采用該方法制備巖白菜素固體分散體。

1 材料

1.1 試劑與藥物 巖白菜素原料藥(純度98%,西安瑞林生物科技有限公司,批號201801140)；巖白菜素對照品(純度99%,中國食品藥品檢定研究院,批號B802826)。聚乙烯己內酰胺-聚醋酸乙烯酯-聚乙二醇接枝共聚物 (Soluplus,批號84414368E0)、共聚維酮 (Kollidon VA-64,批號43964124U0) (德國巴斯夫公司)。甲醇為色譜純(江蘇漢邦科技公司)；乙腈為色譜純(德國巴斯夫公司)；水為蒸餾水(自制)。

1.2 儀器 Thermo Process 11 熱熔擠出機、CL21R 微量臺式離心機(美國賽默飛世爾科技公司)；D/max2500/陽極轉靶X 射線衍射儀(日本理學電機株式會社)；DSC 200F3 型差示掃描量熱儀[耐士科技(上海) 有限公司]；MPA 傅立葉變換近紅外光譜儀 (布魯克光譜儀器公司)；Agilent 1260 高效液相色譜儀(美國安捷倫公司)；FA1204B 電子天平(萬分之一,上海精密科學有限公司)；ZRS-8GD 智能溶出試驗儀(天大天發科技有限公司)；KQ-500DE 數控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。

2 方法與結果

2.1 巖白菜素固體分散體制備 設定熱熔擠出機的第一區段溫度為50 ℃,其他各區段溫度均為200 ℃,待溫度達到相應設定值后平衡20 min,再設定螺桿轉速為60 r/min。選擇巖白菜素、載體材料(Kollidon VA-64、Soluplus) 作為擠出物料(兩者比例均分別為1∶3、1∶5、1∶7),各精密稱定質量后充分振蕩混合,置于擠出機加料斗中,物料經擠出模孔以絲條狀物形狀擠出,室溫下冷卻12 h,將擠出物置于研缽中研磨粉碎,過80 目篩,即得,保存在干燥器中備用[6]。

2.2 體外溶出度測定 采用2015 年版《中國藥典》 二部附錄XC 中的槳法測定,設定溶出條件[7]為溶出介質 0.1 mol/L 鹽酸 900 mL,轉速50 r/min,溫度(37±0.1) ℃。取巖白菜素、巖白菜素固體分散體、物理混合物(巖白菜素與2 種載體材料比例均為1∶5) 各約0.1 g,精密稱定,均勻撒于溶出杯中,從樣品接觸介質開始計時,于5、10、15、30、45、60 min 各取樣 2 mL,0.45 μm微孔濾膜過濾,取續濾液,及時補充等量同溫介質2 mL,14 000 r/min 離心5 min,取上清液10 μL,HPLC 法進行測定[8],計算累積溶出度,溶出曲線見圖1。由此可知,物理混合物中巖白菜素溶出情況與原料藥中幾乎一致,30 min 內累積溶出度只有60%左右；固體分散體中該成分累積溶出度顯著提高,并且它與2 種載體材料的比例為1∶5時最明顯,60 min 內分別為92.9%、95.9%。

圖1 巖白菜素溶出曲線Fig.1 Dissolution curves for bergenin

2.3 表征

2.3.1 差式掃描量熱分析(DSC) 以空鋁坩堝為參比,在另一鋁坩堝中放入巖白菜素、巖白菜素固體分散體(巖白菜素與載體材料比例分別為1∶3、1∶5、1∶7)、載體材料、物理混合物各約7 mg,設定保護氣為N2；升溫速度為10.0 ℃/min,范圍為0～280 ℃ (最高溫度一般選取大于藥物熔點20 ℃者),結果見圖2。由此可知,巖白菜素在143、242 ℃處有明顯吸熱峰,在242 ℃處更尖銳,即為該成分熔點；Soluplus 體系中物理混合物在242 ℃處的吸熱峰依然存在,而Kollidon VA-64 體系中物理混合物在該溫度下的吸熱峰已經消失,其原因可能與Kollidon VA-64 的網狀體結構與巖白菜素結構中的羥基更容易形成氫鍵有關,同時在143 ℃處也均有吸熱峰,與巖白菜素一致,推測該成分晶型可能沒有改變,僅是與載體材料的簡單混合；固體分散體在242 ℃處的譜線均趨于平緩,吸熱峰消失,表明巖白菜素以無定形狀態存在,并且具有良好的相容性。

圖2 樣品DSC 曲線Fig.2 DSC curves for samples

2.3.2 X 射線衍射(XRD) 取巖白菜素、巖白菜素固體分散體 (巖白菜素與載體材料比例為1∶5)、載體材料、物理混合物適量,置于鋁盤中,設定輻射源為Cu-Kα 靶(石墨單色器衍射光束單色比)；管電流為100 mA,電壓為40 kV；掃描速度為2°/min,2θ 范圍為0°～40°,結果見圖3。由此可知,載體材料在10°～25°處無明顯結晶特征衍射峰,即均為非結晶化合物；巖白菜素在9.8°、12.5°、15.9°、19.8°、21.6°、24.4°處的晶體衍射峰較明顯,表明該成分以晶體狀態存在；物理混合物中巖白菜素特征衍射峰仍存在,表明該成分仍以結晶態形式分散；固體分散體中載體材料特征峰消失,表明它們都對巖白菜素有一定抑制作用,導致后者以非結晶狀態分散。

圖3 樣品XRD 圖Fig.3 XRD patterns for samples

2.3.3 傅里葉變換紅外光譜(FTIR) 取巖白菜素、巖白菜素固體分散體(巖白菜素與載體材料比例為1∶5)、載體材料、物理混合物適量,溴化鉀壓片,設定波數范圍為400～4 000 cm-1,結果見圖4。由此可知,巖白菜素結構中的芳香環O-H 特征峰振動位于3 382 cm-1,脂肪族C=C 伸縮振動峰位于1 697 cm-1,苯環上伸縮振動峰主要包括1 608、1 459 cm-1；Soluplus 在1 622、1 656 cm-1處有羰基基團伸縮振動；物理混合物在3 382 cm-1附近可見較小的伸縮振動；固體分散體在3 382 cm-1附近的譜線趨于平緩,伸縮振動幾乎消失,表明巖白菜素與載體材料之間可能形成了氫鍵。

3 討論

3.1 載體輔料篩選 Soluplus 是一種同時具有親水、親脂性結構的新型固體增溶劑,既能作為固態溶液的基體聚合物,有適宜的玻璃化轉變溫度(Tg) 和極強的可操作性,又能增加難溶性藥物的溶解度[9]；Kollidon VA-64 為聚乙烯咯烷與乙酸乙烯組成(6∶4) 的共聚高分子,為白色、流動性粉末,水溶性極強,可作為新型載體材料用于提高難溶性藥物的生物利用度[10]。巖白菜素母核上含有多個羥基,可與Soluplus、Kollidon VA-64 上的羰基形成分子間氫鍵,故后兩者對該成分均有抑晶作用,能有效提高它在熱熔擠出物中的分散程度,從而增加其溶解度[11]。

圖4 樣品FTIR 圖Fig.4 FTIR spectra for samples

3.2 擠出溫度篩選 為了使物料能順利擠出,藥物在高溫下應盡量減少降解[12]。巖白菜素熔點在240 ℃左右,而Kollidon VA-64、Soluplus 玻璃化溫度分別為107、76 ℃。熱熔擠出溫度一般高于藥物熔點或輔料玻璃化溫度20 ℃,但由于巖白菜素熔點過高,初試采用260 ℃時發現擠出物出現焦糊碳化現象,而且難以用于實際生產,再將輔料的玻璃化溫度降至160 ℃,但發現擠出物從螺旋口擠出時呈粒狀,并一捏即碎,不能呈絲條狀擠出,未達到擠出要求。為了使巖白菜素能充分地在輔料中高度分散,最終確定擠出溫度為200 ℃,此時擠出物呈黃色透明絲狀,成型容易,制備后性質良好[13]。