桂利嗪過飽和自乳化釋藥系統(tǒng)的制備與質量評價

劉挺峰

武漢市紅十字會醫(yī)院,武漢 430015

桂利嗪(cinnarizine,CIN)屬于哌嗪類鈣拮抗劑,主要用于治療中風、腦動脈硬化等腦血管疾病[1]。CIN 屬于生物藥劑學分類系統(tǒng)(BCS)中的Ⅱ類弱堿性藥物,其溶解度具有pH 依賴性,其在pH 6.8介質中的溶解度為2.2 μg·mL-1,在pH 3介質中溶解度為52.3 μg·mL-1[2],表現為較差的生物利用度以及較大的個體差異性[3]。自乳化釋藥系統(tǒng)(self-emulsifying drug delivery system,SEDDS)是一種改善難溶性藥物口服生物利用度的有效策略[4],但是對于載有弱堿性藥物的SEDDS而言,其經胃液稀釋后,溶解在胃液中的藥物進入腸道中會析出沉淀[5],影響藥物吸收,而在SEDDS處方中加入沉淀抑制劑可降低藥物在胃腸道中發(fā)生沉淀的風險[6]。本研究將桂利嗪制備成自乳化釋藥系統(tǒng),并加入沉淀抑制劑[7],抑制藥物析出沉淀,有望進一步提高CIN的口服生物利用度。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

ZNCL-BS-X19型數顯磁力攪拌器(河南愛博特科技發(fā)展有限公司);Zetasizer Nano ZS 90型激光粒度儀(英國馬爾文公司);TG18G 型高速離心機(上海赫田科學儀器有限公司);JEM-2100F 型透射電鏡(日本電子株式會社);RT600型溶出度儀(深圳市銳拓儀器設備有限公司);SYC-A 型數顯水浴恒溫振蕩器(常州金壇精達儀器制造有限公司)。

1.2 試藥

CIN(批號20200818,天津天藥藥業(yè)股份有限公司);蓖麻油(castor oil)、聚乙二醇(PEG 400)均購自上海化學試劑公司;聚山梨醇酯20(Tween 20)、聚山梨醇酯80(Tween 80)均購自南京威爾化工有限公司;聚氧乙烯蓖麻油(cremophor EL 35)、聚氧乙烯氫化蓖麻油(cremophor RH 40)、聚乙二醇硬脂酸酯(solutol HS 15)、辛酸/癸酸三酰甘油(miglyol 812)、泊洛沙姆127(poloxamer 127)和聚乙烯己內酰胺-聚醋酸乙烯酯-聚乙二醇接枝共聚物(soluplus)均由巴斯夫應用化工有限公司惠贈;油酸乙酯(ethyl oleate)和油酸(oleic acid)均由國藥集團化學試劑公司惠贈;單油酸甘油酯(peceol)、月桂酸聚乙二醇甘油酯(gelucire 44/14)、聚氧乙烯-8-辛酸/癸酸酯(labrasol)、單亞油酸甘油脂(maisine35-1)、丙二醇單辛酸酯(capryol 90)、肉豆蔻酸異丙酯(isopropyl myristate,IPM)、中鏈三酰甘油(medium chain triglycerides,MCT)、二乙二醇單乙基醚(transcutol HP)、單辛酸甘油酯(capmul MCM C8)均由嘉法獅貿易有限公司惠贈;甲醇為色譜純;其他試劑均為分析純;桂利嗪片(廣東華南藥業(yè)集團有限公司)。

2 方法與結果

2.1 CIN 平衡溶解度

將油相組分(蓖麻油、油酸、油酸乙酯、miglyol 812、peceol、maisine 35-1、capryol 90、MCT、IPM 和capmul MCM C8)、表面活性劑(Tween 20、Tween 80、cremophor EL 35、cremophor RH 40、solutol HS 15、labrasol 和gelucire 44/14)和助表 面活性 劑(transcutol HP和PEG 400)分別加入含有過量CIN原料藥的棕色玻璃瓶中,渦旋混合5 min,隨后將混合物放置在37 ℃水浴中,以100 r·min-1的轉速搖動48 h,使藥物溶解達到平衡。將混合物以6 000 r·min-1離心10 min,取上清液經0.22 μm 濾膜過濾,續(xù)濾液經甲醇適當稀釋后進樣檢測藥物含量,計算藥物的平衡溶解度。結果見表1。

表1 桂利嗪在不同輔料中的溶解度 (n=3,)Tab.1 Solubility of CIN in various excipients (n=3,)

表1 桂利嗪在不同輔料中的溶解度 (n=3,)Tab.1 Solubility of CIN in various excipients (n=3,)

SEDDS中的藥物應呈完全溶解的狀態(tài),因此優(yōu)先選擇對藥物溶解度較高的輔料用于SEDDS的開發(fā)[8]。由表1可知,與其他油相比較,藥物在油酸和MCT 中的溶解度較高,均大于80 mg·g-1;表面活性劑Tween 20和Tween 80對藥物的溶解性較好;助表面活性劑transcutol HP 對藥物表現出良好的溶解性。最終選擇油酸和MCT 作為油相,Tween 20和Tween 80作為表面活性劑,transcutol HP作為助表面活性劑,通過偽三元相圖進一步確定CIN-SEDDS的處方組成。

2.2 偽三元相圖

偽三元相圖是研究SEDDS處方的常用工具,通過水滴定法構建偽三元相圖以確定最佳自乳化區(qū)域[9]。將篩選得到的油相、表面活性劑和助表面活性劑按照一定質量比混合,渦旋獲得透明溶液。取上述混合液0.5 mL 加入pH 1.2鹽酸溶液100 mL,在(37±0.5) °C下通過磁力攪拌(100 r·min-1)溫和混合,觀察形成微乳的狀態(tài),并在偽三元相圖上標出能夠形成透明或藍白色微乳的區(qū)域,連接圖點以確定能夠形成微乳的自乳化區(qū)域邊界,自乳化區(qū)域越大表明自乳化能力越強[10]。結果見圖1。

圖1 油相、表面活性劑和助表面活性劑構成的偽三元相圖Fig.1 Pseudo-ternary phase diagrams composed of oils,surfactant,and co-surfactant

由圖1可見,由MCT-Tween 80-Transcutol HP構成的SEDDS形成的自乳化區(qū)域面積最大,因此,確定以MCT-Tween 80-transcutol HP 作為CINSEDDS的處方組成,其配比為2∶2∶1。

2.3 CIN-SEDDS的制備

按照處方量精密稱取MCT 4 g、Tween 80 4 g、transcutol HP 2 g,置于棕色玻璃瓶中,混合物渦旋5 min,得到透明油狀溶液,另精密稱取CIN 200 mg加入上述混合物中,攪拌至藥物完全溶解,即得CINSEDDS。

2.4 CIN-S-SEDDS的制備

按照2.3項下方法制備CIN-SEDDS,再將沉淀抑制劑加入CIN-SEDDS 中,在室溫下渦旋混合5 min,即得CIN-S-SEDDS。

2.4.1 沉淀抑制劑種類篩選 本研究分別以PVP K30、HPMCE5、poloxamer 127和soluplus作為沉淀抑制劑[11]制備CIN-S-SEDDS,沉淀抑制劑加入量均為處方量的5%,通過體外溶出實驗確定CIN-SSEDDS處方中沉淀抑制劑的種類。結果見圖2。

圖2 單一沉淀抑制劑對CIN-S-SEDDS中藥物溶出度的影響Fig.2 Effects of single precipitation inhibitor on the dissolution profiles of CIN-S-SEDDS

由圖2可見,未加沉淀抑制劑的CIN-SEDDS在pH 1.2鹽酸溶液中30 min內藥物基本完全溶出,當將溶出介質的pH 調至6.8時,藥物溶出度急劇下降至約20%;而以soluplus作為沉淀抑制劑時,在pH 6.8介質溶液中的溶出度明顯高于含有其他沉淀抑制劑的CIN-SEDDS。

2.4.2 沉淀抑制劑組合篩選 選擇soluplus 與PVP K30、HPMCE5、poloxamer 127 按質量比均為1∶1分別組合作為復合沉淀抑制劑[12]制備CIN-SSEDDS,沉淀抑制劑加入量均為處方質量的5%,并通過體外溶出實驗確定CIN-S-SEDDS 處方中沉淀抑制劑的組合。結果見圖3。

圖3 復合沉淀抑制劑對CIN-S-SEDDS中藥物溶出度的影響Fig.3 Effects of mixed precipitation inhibitors on the dissolution profiles of CIN-S-SEDDS

由圖3可見,以soluplus和poloxamer 127作為復合沉淀抑制劑能夠明顯抑制藥物沉淀。因此,本研究在處方中添加soluplus和poloxamer 127 組合作為復合沉淀抑制劑制備CIN-S-SEDDS。

2.4.3 沉淀抑制劑配比篩選 分別選擇soluplus與poloxamer 127按照質量比為1∶3、1∶2、1∶1、2∶1、3∶1形成的組合物作為沉淀抑制劑制備CIN-S-SEDDS,沉淀抑制劑加入量均為處方質量的5%,并通過體外溶出實驗確定CIN-S-SEDDS 處方中soluplus 與poloxamer 127的質量比。結果見圖4。

由圖4可見,soluplus與poloxamer 127的質量比對抑制藥物沉淀有很大影響。當soluplus 與poloxamer 127的質量比為2∶1時,CIN-S-SEDDS在pH 6.8介質溶液中的藥物溶出度最高。

圖4 soluplus與poloxamer 127質量比對CIN-S-SEDDS中藥物溶出度的影響Fig.4 Effects of the ratio of soluplus to poloxamer 127 on the dissolution profiles of CIN-S-SEDDS

2.4.4 沉淀抑制劑用量篩選 選擇soluplus 與poloxamer 127的質量比為2∶1作為復合沉淀抑制劑制備CIN-S-SEDDS,其用量分別為處方質量的1.0%、2.5%、5.0%、7.5%,通過體外溶出實驗確定CIN-S-SEDDS處方中soluplus與poloxamer 127的加入量。結果見圖5。

圖5 復合沉淀抑制劑用量對CIN-S-SEDDS中藥物溶出度的影響Fig.5 Effects of the amount of precipitation inhibitors on the dissolution profiles of CIN-S-SEDDS

由圖5可見,處方中soluplus與poloxamer 127的加入量對抑制藥物沉淀有很大影響。當soluplus與poloxamer 127 的用量占處方質量比為5%時,CIN-S-SEDDS在pH 6.8溶液中的藥物溶出度基本達到最高值。因此,確定soluplus和poloxamer 127的質量比為2∶1、用量占處方質量的5%。

2.5 質量評價

2.5.1 微觀形態(tài) 用透射電子顯微鏡觀察CINSEDDS、CIN-S-SEDDS 形成的微乳微觀形態(tài)。用pH 1.2 鹽酸溶液分別稀釋CIN-SEDDS 和CIN-SSEDDS,使其各自形成淡藍色微乳,取2份微乳滴加到涂有碳膜的銅網上,用濾紙在樣品邊緣吸取多余水分,滴加質量濃度為30 mg·mL-1磷鎢酸溶液,染色5 min,將樣品置于陰涼處晾干,用透射電鏡觀察2份微乳的微觀形態(tài),并拍照,見圖6。由圖6可見,CINSEDDS和CIN-S-SEDD 經pH 1.2鹽酸溶液稀釋后均形成直徑小于150 nm 的均勻球形微乳,且二者的微觀形態(tài)幾乎無差異,表明沉淀抑制劑的加入對微乳性質的影響較小。

圖6 CIN-SEDDS和CIN-S-SEDDS形成微乳的透射電鏡照片Fig.6 TEM images of microemulsion formed by CIN-SEDDS and CIN-S-SEDDS

2.5.2 粒徑分布、Zeta電位 取CIN-SEDDS和CINS-SEDDS少量,用pH 1.2鹽酸溶液分別稀釋形成微乳,取2份微乳液體測定粒徑分布與Zeta電位。結果顯示,CIN-SEDDS、CIN-S-SEDDS經pH 1.2鹽酸溶液稀釋后,形成的微乳粒徑分別為(109.2±4.8)、(104.3±3.9) nm,PDI分別為(0.268±0.009)、(0.271±0.013),Zeta電位分別為(-32.1±0.9)、(-27.1±0.7) mV。

2.6 體外溶出度研究

通過兩步溶出度方法比較桂利嗪片、CINSEDDS和CIN-S-SEDDS 的體外溶出情況[13],首先選用pH 1.2鹽酸溶液450 mL作為第一步溶出介質(模擬胃液環(huán)境),將CIN-S-SEDDS 加入溶出杯中,2 h后再將0.2 mol·L-1磷酸氫二鈉溶液450 mL 加入溶出杯中,調節(jié)pH 值至6.8(模擬腸液環(huán)境),繼續(xù)進行溶出實驗,攪拌槳轉速為(50±1) r·min-1,溫度為(37±0.5) °C,在規(guī)定的時間點(5、10、15、30、60、120、125、150、180、240、300 min)取介質溶液3 mL(補加同溫同體積對應空白介質溶液),經0.22 μm 微孔濾膜過濾、稀釋后,進樣檢測藥物含量。結果見表2。

由表2 可知,在pH 1.2 鹽酸溶液中,CINSEDDS和CIN-S-SEDDS中的藥物均可在15 min內完全溶出,而桂利嗪片中藥物的溶出較緩慢,在60 min內藥物才完全溶出;溶出介質的pH 值升高至6.8時,桂利嗪片中已溶出的藥物含量迅速下降,180 min后藥物溶出度僅為10.9%,且在溶解杯中能夠明顯觀察到有藥物晶體析出。這是由于CIN 的溶解度具有pH 依賴性,在pH 1.2鹽酸溶液中藥物的溶解度較高,可完全溶解,但是pH 為6.8后,藥物的溶解度較低,藥物達到過飽和狀態(tài),導致藥物析出沉淀。在180 min時CIN-SEDDS 中藥物的溶出度降低到22.1%,CIN-S-SEDDS中藥物的溶出度降低到84.1%,CIN-S-SEDDS中已溶出的藥物含量明顯高于CIN-SEDDS和桂利嗪片,表明CIN-S-SEDDS 中的沉淀抑制劑可穩(wěn)定藥物,使其始終處于過飽和狀態(tài),抑制藥物聚集成沉淀,這些處于溶解狀態(tài)的藥物在進入腸液后可被充分吸收和利用,進而提高藥物的口服生物利用度。

表2 桂利嗪片、CIN-SEDDS和CIN-S-SEDDS在模擬體內介質中的藥物溶出度 (n=6,)Tab.2 Dissolution of CIN-SEDDS,CIN-S-SEDDS,Cinnarizine Tablets in simulated in vivo media (n=6,)

表2 桂利嗪片、CIN-SEDDS和CIN-S-SEDDS在模擬體內介質中的藥物溶出度 (n=6,)Tab.2 Dissolution of CIN-SEDDS,CIN-S-SEDDS,Cinnarizine Tablets in simulated in vivo media (n=6,)

3 討論

SEDDS是由油相、表面活性劑、助表面活性劑和藥物組成的各相同性混合物,加水稀釋后在溫和攪拌下即可形成納米級微乳,SEDDS已成為改善難溶性藥物口服生物利用度最有效手段之一[14]。然而,某些藥物通過SEDDS口服給藥后,容易析出沉淀,不利于藥物吸收,通過在SEDDS 的處方中添加PVP K30、HPMC、CMC-Na、soluplus、泊洛沙姆等聚合物,可使難溶性藥物處于并保持過飽和狀態(tài),延緩或阻礙藥物析出沉淀,以增加藥物的吸收量,這類聚合物被稱為沉淀抑制劑[15]。沉淀抑制劑主要通過熱力學和動力學2種機制延緩或阻礙藥物析出沉淀[16]。熱力學過程主要是提高藥物的溶解度,進而降低過飽和度[17]。動力學過程主要是通過聚合物與藥物分子之間的氫鍵、疏水作用力、空間位阻、增加溶液黏度等方式抑制藥物聚集和沉淀[18]。

本文采用系統(tǒng)的處方開發(fā)方法將桂利嗪制備成過飽和自乳化釋藥系統(tǒng),雖然該處方能夠有效降低藥物在pH 6.8介質溶液中的沉淀析出量,但是CIN-SSEDDS為液體狀態(tài),其在儲存過程中存在一定的不穩(wěn)定性,需要將其制備成固體制劑以便提高制劑的穩(wěn)定性,方便攜帶、服用。因此,后續(xù)將對CIN-SSEDDS的固體化工藝進行研究。