拉帕替尼固體分散體的制備及體外溶出度研究

王喻華，馮菊紅*，劉 祺，孫錕輝，王理想，何少男，胡學雷

(1.武漢工程大學化工與制藥學院，湖北 武漢 430074；2.綠色化工過程教育部重點實驗室，湖北 武漢 430074)

拉帕替尼(Lapatinib)是葛蘭素史克公司(GlaxoSmithKline)研發的一種小分子蛋白酪氨酸激酶抑制劑[1]，商品名Tykerb，于2007年3月13日通過美國FDA審批，在美國上市，隨后因其較好的治療效果，中、澳、韓等國也批準其銷售與使用[2]。拉帕替尼在臨床上主要用于治療早期使用紫杉醇、蒽環類以及曲妥珠單抗等藥物治療失敗或病情進行到晚期、病變部位轉移的乳腺癌[3]。拉帕替尼對其它抗乳腺癌藥物耐藥性患者依然有良好的治療效果，且因其是一種小分子抑制劑，能穿過血腦屏障，對乳腺癌晚期治療失敗、病灶轉移引發的腦癌等也能起到一定療效，所以拉帕替尼在臨床上具有明顯的優勢[4-5]。

與其它替尼類藥物一樣，拉帕替尼的溶解度與溶出能力也很差，一般采用成鹽、固體分散、微粉化、包合、納米顆粒等[6]方法改善藥物溶解度和溶出能力。固體分散體(solid dispersions,SD)的制備方法有熱熔擠出法、噴霧冷凍干燥法、超臨界流體法和溶劑法等[7-8]，其中溶劑法操作簡單、對設備要求不高且制得的固體分散體的溶解度和溶出能力提高明顯。因此，作者采用溶劑法，分別以共聚維酮(CoPVP)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPk30)和泊洛沙姆188(F68)為載體[9]，制備拉帕替尼固體分散體；以累積體外溶出度為評價指標，對制備工藝進行優化；并采用X-射線衍射儀(XRD)、熱重-差熱分析儀(TGA-DSC)和掃描電鏡(SEM)等對拉帕替尼固體分散體進行物相鑒別[10]。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

拉帕替尼(多次重結晶)，自制；共聚維酮(CoPVP)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPk30)、泊洛沙姆188(F68)，武漢格奧化學有限公司；無水甲醇、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、異丙醇、乙酸、丙酮、無水乙醇、十二烷基硫酸鈉(SDS)，國藥集團化學試劑有限公司。

RCZ-6B1型智能溶出試驗儀，上海黃海藥檢儀器公司；UV2450型紫外分光光度計、XRD-6100型X-射線衍射儀，日本島津公司；SQT-600型熱分析綜合儀，美國TA儀器；Sigma 300型掃描電鏡，德國卡爾蔡司公司。

1.2 拉帕替尼固體分散體的制備

稱取適量拉帕替尼與載體(CoPVP、PVPk30、F68)，分別研磨均勻后過80目篩；將載體溶于50 mL無水甲醇中；按藥載比(拉帕替尼與載體的質量比，下同)加入拉帕替尼，加熱至設定溫度后繼續攪拌一定時間；反應結束后除去甲醇，置于真空干燥箱中干燥24 h；研磨過篩，即得拉帕替尼固體分散體。根據載體的不同，分別標記為SD-1(CoPVP為載體)、SD-2(PVPk30為載體)、SD-3(F68為載體)。

拉帕替尼與載體物理混合物(physical mixtures,PM)的制備：取適量拉帕替尼，按藥載比分別與載體CoPVP、PVPk30、F68混合，研磨均勻后過80目篩，得到拉帕替尼與載體的物理混合物，分別標記為PM-1、PM-2、PM-3。

1.3 體外溶出實驗

按照《中華人民共和國藥典》2020版第四部通則0931溶出度與釋放度測定方法進行體外溶出實驗：稱取12 mg拉帕替尼，研磨均勻后過80目篩，加入到裝有900 mL溶出介質的溶出杯中，在轉速為75 r·min-1、溫度為(37.0±0.5) ℃下進行體外溶出實驗；分別于10 min、15 min、20 min、30 min、45 min和60 min時用注射器抽取3 mL溶出液，并同時補充同溫同體積新鮮溶出介質，迅速使用0.45 μm水系微孔濾膜過濾，測定濾液268 nm處吸光度，依據線性回歸方程計算累積體外溶出度。

2 結果與討論

2.1 溶劑的選擇

按照《中華人民共和國藥典》2020版第四部凡例溶解度測定方法，稱取100 mg拉帕替尼若干份，研磨均勻后過80目篩，分別加入適量溶劑(水、無水甲醇、無水乙醇、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、異丙醇、乙酸、丙酮)，于(25±2) ℃下每5 min振搖溶液30 s，觀察其在30 min內的溶解情況。結果發現，拉帕替尼不溶于水、無水乙醇，溶于乙酸，略溶于丙酮、二氯甲烷，微溶于無水甲醇、乙腈、乙酸乙酯、異丙醇。綜合考慮，選擇無水甲醇作為溶劑制備拉帕替尼固體分散體。

2.2 檢測波長的選擇

分別以CoPVP、PVPk30和F68為載體，將拉帕替尼與載體溶于0.2%SDS水溶液中，于200～400 nm波長范圍內進行紫外光譜掃描。結果顯示，拉帕替尼在多處有強吸收峰，而位于268 nm處的吸收峰不受3種載體吸收峰的干擾。因此，選擇268 nm作為檢測波長。

2.3 線性回歸方程

稱取拉帕替尼12 mg，溶于適量無水甲醇中，移至50 mL容量瓶中定容，得到240 μg·mL-1的拉帕替尼標準母液。精確量取0.500 mL、0.625 mL、1.000 mL、1.250 mL、2.500 mL和5.000 mL標準母液分別置于50 mL容量瓶中定容，得到梯度濃度拉帕替尼溶液，測定溶液268 nm處吸光度。以吸光度(A)為縱坐標、拉帕替尼濃度(c)為橫坐標繪制標準曲線，擬合得到線性回歸方程：A=0.03638c-0.2374(R2=0.9998)。表明，拉帕替尼濃度在2.40～24.00 μg·mL-1內與吸光度呈線性相關。

2.4 方法學驗證

精密度測試：取12.00 μg·mL-1拉帕替尼溶液，測定268 nm處吸光度。連續測定6次，吸光度幾乎無變化，RSD值為0.27%。表明儀器精密度良好，對測定結果的影響可忽略。

重復性測試：取適量拉帕替尼標準母液，用溶出介質定容，得到6.00 μg·mL-1拉帕替尼溶液，取樣3份，測定268 nm處吸光度，RSD值為0.82%。表明該方法重復性較好，對測定結果的影響可忽略。

回收率測試：取適量拉帕替尼與載體配制成濃度分別為6.00 μg·mL-1、12.00 μg·mL-1、24.00 μg·mL-1的溶液，測定268 nm處吸光度(n=3)，計算回收率分別為99.06%、98.86%、97.76%，RSD值分別為0.16%、0.24%、0.50%。表明，載體對測定結果的影響可忽略。

2.5 溶出介質的選擇

在3個溶出杯中分別加入900 mL溶出介質(0.2%SDS水溶液、pH值為4.5的磷酸鹽緩沖液、pH值為6.8的磷酸鹽緩沖液)；稱取3份拉帕替尼，每份12 mg，研磨均勻后過80目篩，分別加入到上述3個溶出杯中，按1.3方法進行體外溶出實驗，比較累積體外溶出度。結果發現，在3種不同溶出介質中，拉帕替尼的累積體外溶出度幾乎沒有差異。綜合考慮，選擇0.2%SDS水溶液作為溶出介質。

2.6 拉帕替尼固體分散體的制備工藝優化

2.6.1 藥載比對累積體外溶出度的影響

藥載比為1∶7的拉帕替尼物理混合物PM-1、PM-2、PM-3及藥載比分別為1∶1、1∶3、1∶5、1∶7、1∶9的固體分散體的累積體外溶出度如圖1所示。

圖1 藥載比對累積體外溶出度的影響Fig.1 Effect of drug-carrier ratio on cumulative in vitro dissolution

由圖1a可知，拉帕替尼原料藥的累積體外溶出度僅10.43%，效果極差；與載體進行物理混合后，累積體外溶出度略微升高，PM-1、PM-2、PM-3分別達到12.36%、12.55%、11.12%。表明親水性高分子載體與拉帕替尼進行簡單的物理混合后，對拉帕替尼有微弱的助溶作用。由圖1b～d可知，當拉帕替尼與不同載體制成固體分散體后，累積體外溶出度較原料藥明顯升高，且隨著載體用量的增加，累積體外溶出度先升高后降低，在藥載比為1∶7時達到最高，其中溶出效果最好的是以PVPk30為載體制備的固體分散體SD-2，其次是以CoPVP為載體制備的固體分散體SD-1，以F68為載體制備的固體分散體SD-3的溶出效果最差。因此，選擇PVPk30為載體，按藥載比1∶7制備拉帕替尼固體分散體。

2.6.2 反應溫度對累積體外溶出度的影響

按藥載比1∶7稱量拉帕替尼和PVPk30，分別于50 ℃、55 ℃、60 ℃、64 ℃加熱攪拌30 min制備固體分散體，考察反應溫度對累積體外溶出度的影響，結果如圖2所示。

由圖2可知，隨著反應溫度的升高，拉帕替尼固體分散體的累積體外溶出度逐漸升高，在60 ℃時達到最高；繼續升高反應溫度，累積體外溶出度反而降低。因此，選擇最佳反應溫度為60 ℃。

圖2 反應溫度對累積體外溶出度的影響Fig.2 Effect of reaction temperature on cumulative in vitro dissolution

2.6.3 反應時間對累積體外溶出度的影響

按藥載比1∶7稱量拉帕替尼和PVPk30，在60 ℃下分別攪拌15 min、20 min、30 min、45 min制備固體分散體，考察反應時間對累積體外溶出度的影響，結果如圖3所示。

圖3 反應時間對累積體外溶出度的影響Fig.3 Effect of reaction time on cumulative in vitro dissolution

由圖3可知，隨著反應時間的延長，拉帕替尼固體分散體的累積體外溶出度逐漸升高，在反應30 min時達到最高；繼續延長反應時間，累積體外溶出度幾乎沒有升高。因此，選擇最佳反應時間為30 min。

綜上，以溶劑法制備拉帕替尼固體分散體的最佳工藝條件為：拉帕替尼與載體PVPk30的質量比為1∶7、反應溫度60 ℃、反應時間30 min，在此條件下制備的拉帕替尼固體分散體在0.2%SDS水溶液中45 min達到溶出平衡，其累計體外溶出度為89.98%，遠高于拉帕替尼原料藥(10.43%)及拉帕替尼與PVPk30的物理混合物(12.55%)。

2.7 拉帕替尼固體分散體的表征

2.7.1 XRD分析

以PVPk30為載體，在反應溫度為60 ℃、反應時間為30 min的條件下，制備不同藥載比的拉帕替尼固體分散體，其XRD圖譜如圖4所示。

圖4 不同藥載比的拉帕替尼固體分散體的XRD圖譜Fig.4 XRD patterns of Lapatinib solid dispersions with different drug-carrier ratios

由圖4可知，拉帕替尼原料藥在多處有強的特征峰信號，由此推斷拉帕替尼是一種高度結晶的藥物；載體PVPk30僅在21.58°處出現寬而矮的特征衍射峰；隨著藥載比的不斷減小(即載體用量的不斷增加)，拉帕替尼固體分散體的原料藥特征衍射峰逐漸消失，當藥載比為1∶7時，原料藥特征衍射峰基本消失，由此可以推斷拉帕替尼在載體PVPk30中高度分散，且結構由高度結晶態轉變為無定形態。

2.7.2 TGA-DSC分析

在最佳工藝條件下制備拉帕替尼固體分散體、拉帕替尼物理混合物，其TGA-DSC曲線如圖5所示。

由圖5可知，拉帕替尼原料藥(圖5a)在148～149 ℃處出現了一個較強的特征吸收峰，推斷為藥物晶體的熔化吸熱峰，拉帕替尼物理混合物(圖5c)在此處也有同樣的吸收峰，而拉帕替尼固體分散體(圖5d)在此處卻未出現該吸收峰。由此可以推斷，拉帕替尼已高度分散于載體PVPk30中，并以無定形態存在。

圖5 拉帕替尼原料藥(a)、載體PVPk30(b)、物理混合物PM-2(c)及固體分散體SD-2(d)的TGA-DSC曲線Fig.5 TGA-DSC curves of Lapatinib(a),carrier PVPk30(b),PM-2(c),and SD-2(d)

2.7.3 SEM分析

在最佳工藝條件下制備拉帕替尼固體分散體、拉帕替尼物理混合物，對其進行噴金處理改善其導電性，然后置于掃描電鏡下觀察，結果如圖6所示。

由圖6可知，拉帕替尼原料藥(圖6a)呈明顯的棱柱狀結晶；載體PVPk30(圖6b)呈均勻球體，表面具有一定的孔洞；物理混合物(圖6c)中細小晶體碎片狀拉帕替尼附著在載體PVPk30的表面和孔洞中；固體分散體(圖6d)中拉帕替尼不再以晶體狀態存在，而是形成了一種無定形態，與載體結合。由此可以推斷，制備的拉帕替尼固體分散體達到預期效果，原料藥以高度分散的無定形態與載體結合。

圖6 拉帕替尼原料藥(a)、載體PVPk30(b)、物理混合物PM-2(c)及固體分散體SD-2(d)的SEM照片Fig.6 SEM images of Lapatinib(a),carrier PVPk30(b),PM-2(c),and SD-2(d)

3 結論

分別以共聚維酮(CoPVP)、聚乙烯吡咯烷酮(PVPk30)和泊洛沙姆188(F68)為載體，采用溶劑法制備了3種拉帕替尼固體分散體。當以PVPk30為載體、藥載比為1∶7、反應溫度為60 ℃、反應時間為30 min時，制備的拉帕替尼固體分散體的體外溶出效果最好；在0.2%SDS水溶液中，45 min即可達到溶出平衡，累積體外溶出度為89.98%，遠高于拉帕替尼原料藥(10.43%)和拉帕替尼與PVPk30的物理混合物(12.55%)。XRD、TGA-DSC和SEM分析表明，拉帕替尼以無定形態高度分散于親水性載體PVPk30中。因此，將拉帕替尼與親水性高分子結合制成固體分散體能夠明顯改善拉帕替尼的溶出度和溶解度，從而提高其生物利用度。