托伐普坦納米晶口崩片的制備與質量評價

楊 晨

咸陽職業技術學院,咸陽 712000

托伐普坦(tolvaptan,Tol)是一種非肽類精氨酸加壓素V2受體拮抗劑[1],用于治療心力衰竭、肝硬化或抗利尿激素分泌異常綜合征患者的嚴重低鈉血癥[2]。托伐普坦屬于生物藥劑學分類系統Ⅳ類藥物,其溶解性和滲透性均較差,不利于體內吸收,生物利用度極低(約2%)[3]。為了提高其口服生物利用度,市售制劑將其制備成固體分散體以提高藥物的溶解度和溶出速率,目前該技術仍處于專利保護期[4]。本研究采用反溶劑沉淀-高壓均質法將托伐普坦制備成納米晶,經噴霧干燥后與其他輔料混合制備成托伐普坦納米晶口崩片[5],為托伐普坦的臨床應用提供更多選擇。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

Genizer實驗型微射流均質機(蘇州微流納米生物技術有限公司);ZNCL-GS型智能數顯磁力攪拌水浴鍋(鄭州華特儀器設備有限公司);QFN-9000YZ型實驗型噴霧干燥機(上海喬楓實業有限公司);Malvern Zetasizer Nano ZS90型納米粒徑電位分析儀(英國馬爾文公司);JSM-IT500型掃描電子顯微鏡(日本電子株式會社);KCZP-10型實驗室智能型旋轉壓片機(北京開創同和科技發展有限公司);RC-8ND型溶出試驗儀(天津市精拓儀器科技有限公司);LC220型液相色譜儀(上海儀電分析儀器有限公司)。

1.2 試藥

托伐普坦原料藥(四川仁安藥業有限責任公司);乙醇、二氯甲烷均購自國藥集團化學試劑有限公司;羥丙基纖維素(hydroxypropyl cellulose SL,HPC SL,日本曹達株式會社);普朗尼克(pluronic F127,上海巴斯夫有限責任公司);交聯聚維酮(polyvinyl polypyrrolidone,PVPP,上海巴斯夫有限責任公司);甘露醇(廣西南寧化學制藥有限責任公司);三氯蔗糖(江西阿爾法高科藥業有限公司);硬脂酸鎂(遼寧奧達制藥有限公司)。

2 方法與結果

2.1 托伐普坦納米晶的制備

用反溶劑沉淀-高壓均質法制備托伐普坦納米晶[6]。稱取托伐普坦400 mg溶解到乙醇-二氯甲烷混合溶劑(4∶1)中,攪拌溶解,經0.45 μm微孔濾膜過濾,得到透明的藥物有機相溶液,備用;稱取各穩定劑溶解到90 mL純化水中,配制成不同質量濃度的穩定劑溶液,經1 μm微孔濾膜過濾,得到穩定劑水溶液;在穩定劑溶液中放入磁力攪拌子,攪拌速度為1 000 r·min-1,將藥物有機相溶液通過帶有針頭的注射器緩慢滴加到穩定劑溶液中,析出藥物晶體,繼續攪拌20 min,減壓除去有機溶劑;將上述溶液加入高壓均質機中,在500 bar均質壓力下連續均質5次,即得托伐普坦納米晶。

2.2 粒徑測定

取托伐普坦納米晶加入聚苯乙烯樣品池中,用納米粒徑電位分析儀測定其粒徑分布。參數設定:溫度25 ℃,波長633 nm,散射角90°,折射率1.330。每組樣品重復測定3次,取平均值。

2.3 處方優化

以HPC SL質量濃度(x1)、pluronics F127質量濃度(x2)和水相與有機相的體積比(x3)作為自變量,以托伐普坦納米晶的粒徑分布(y)作為因變量,見表1。采用3因素3水平的Box-Behnken實驗設計優化處方[7],每組實驗的批量為90 mL。自變量及其設計水平見表2,隨機生成17組托伐普坦納米晶處方組成并得到相應的實驗結果,見表2。

表1 Box-Behnken實驗設計中自變量與因變量

表2 Box-Behnken實驗設計中的處方組成及實驗結果

實驗所得數據經Box-Behnken實驗設計軟件處理,根據軟件給出的矯正R2、預測R2、模型P值以及失擬項P值進行判斷,確定采用多元二次(Quadratic)模型擬合,其矯正R2和預測R均大于0.9,且二者之間的差值小于0.2,表明模型的實驗值與預測值較為接近;而模型P值小于0.05,表明所選模型的擬合度較高;失擬項P值大于0.05,表明模型擬合具有足夠高的可信度[8]。擬合模型選擇結果見表3。擬合得到的多元二次方程為:

表3 擬合模型的選擇結果

通過統計分析,得到3個自變量HPC SL質量濃度(x1)、pluronics F127質量濃度(x2)、水相與有機相的體積比(x3)與因變量粒徑分布(y)之間的方差分析結果,見表4;并用響應曲面圖闡明了3個自變量與因變量的關系,見圖1。

表4 HPC SL質量濃度(x1)、pluronics F127質量濃度(x2)和水相與有機相的體積比(x3)對粒徑分布(y)影響的方差分析結果

按照表2中17組處方制備的托伐普坦納米晶的粒徑分布在195.6～1 102.4 nm之間。由圖1可見,隨著處方中HPC SL質量濃度(x1)的增加,制備的納米晶的粒徑越小(P<0.05),這是由于高分子聚合物HPC SL作為納米晶的穩定劑,能夠防止其聚集成大粒子,起到良好的穩定作用[9];隨著水相與有機相體積比(x3)的增大,納米晶的粒徑越小(P<0.05),這是由于水相與有機相的體積比越大,體系的黏度越小,藥物在水相與有機相之間能夠快速擴散,制備的納米晶粒徑小且均勻[10];而處方中的pluronics F127為表面活性劑,能夠潤濕納米晶表面,可促使穩定劑纏繞在納米晶表面,起到輔助穩定劑的作用[11],其質量濃度(x2)對納米晶粒徑的影響較小(P>0.05)。

納米晶的粒徑越小,越有利于藥物跨膜轉運至體內[12]。本研究以制備托伐普坦納米晶的粒徑分布最小化為目標,經實驗軟件優化得到最佳處方:HPC SL的質量濃度為15 mg·mL-1,pluronics F127的質量濃度為5 mg·mL-1,水相與有機相的體積比為9∶1。

2.4 托伐普坦納米晶固體顆粒的制備

以甘露醇作為載體,用噴霧干燥技術將托伐普坦納米晶制備成固體顆粒[13]。取新制備的托伐普坦納米晶溶液,加入甘露醇溶解,使其質量濃度為50 mg·mL-1,進行噴霧干燥。工藝參數:空氣流速為800 m3·h-1,進氣溫度為110 ℃,出氣溫度為74～84 ℃。將得到的托伐普坦納米晶固體顆粒儲存在含有干燥劑的保干器中。

2.5 掃描電鏡觀察

分別取托伐普坦納米晶及其噴霧干燥顆粒固定到碳雙面膠帶上,噴金,在加速電壓為5 kV的條件下觀察其微觀形態。結果見圖2。由圖2可見,托伐普坦納米晶為球形顆粒,噴霧干燥顆粒則呈多孔狀類球形分布。

注:A.托伐普坦納米晶;B.托伐普坦納米晶噴霧干燥顆粒。

2.6 再分散性評價

取托伐普坦納米晶噴霧干燥顆粒約500 mg,加入蒸餾水10 mL輕輕振搖,使其充分分散,用納米粒徑電位分析儀測定粒徑分布及Zeta電位,同時測定同一批托伐普坦納米晶的粒徑分布及Zeta電位,比較托伐普坦納米晶在噴霧干燥前后的穩定性。每份樣品測定3次,取平均值。

托伐普坦納米晶在噴霧干燥前,其粒徑為(214.6±11.5) nm,在噴霧干燥后其粒徑為(242.1±12.6) nm,粒徑略有增大,可能是由噴霧干燥過程中水分快速蒸發,納米晶之間發生聚集所致[14];納米晶在噴霧干燥前后,PDI和Zeta電位值基本未發生變化。

2.7 托伐普坦納米晶口崩片的制備

采用粉末直壓工藝制備托伐普坦納米晶口崩片。取托伐普坦納米晶噴霧干燥顆粒經60目篩整粒,按照表5稱取處方量的托伐普坦納米晶噴霧干燥顆粒、甘露醇、交聯聚維酮、三氯蔗糖,按照等量遞加法混合均勻,再加入硬脂酸鎂,混合均勻后進行壓片,沖模為11.0 mm的圓形平沖,理論片質量為每片300 mg,硬度為100～150 N。

表5 托伐普坦納米晶口崩片的處方組成

2.8 溶出度比較

比較自制托伐普坦納米晶口崩片與市售托伐普坦口崩片在pH 1.2鹽酸水溶液中的溶出速率,溶出介質中加入了質量濃度為5 mg·mL-1的聚山梨酯80作為增溶劑,介質體積為900 mL,溫度為(37±0.5) ℃,攪拌槳轉速為50 r·min-1。分別取自制托伐普坦納米晶口崩片與市售托伐普坦口崩片各6片加入溶出杯中,啟動攪拌槳,在規定的時間點取出溶出介質5 mL(同時補液),經過濾和稀釋,進液相色譜儀檢測藥物含量,計算藥物累積溶出度。結果見表6。

表6 自制與市售托伐普坦口崩片在pH 1.2鹽酸溶液中的體外溶出度

自制托伐普坦納米晶口崩片與市售托伐普坦口崩片在加入溶出杯后均大約在30 s內完全崩解。自制托伐普坦納米晶口崩片在10 min時藥物已完全溶出,而市售托伐普坦口崩片中藥物的溶出速度相對較慢,直到45 min時藥物溶出約90%。

3 討論

納米晶以液體狀態長期保存時存在易發生沉降、晶體生長(即奧斯特瓦爾德熟化)、聚集和固態轉變等物理不穩定性問題[15],可通過固體化技術將納米晶轉化為適合臨床應用的穩定固體劑型解決[16]。然而,固體化過程容易導致納米晶聚集,再分散后粒徑明顯增大[17]。為了解決該問題,通常在固化前向納米晶溶液中加入糖類(乳糖、海藻糖和蔗糖)、糖醇(甘露醇和木糖醇)或環糊精作為過固體化載體[18]。本研究以甘露醇作為托伐普坦納米晶固體化載體,經噴霧干燥后得到多孔狀類球形固體顆粒,再分散性測定結果顯示,托伐普坦納米晶經噴霧干燥后,其粒徑由初始的(214.6±11.5) nm增加至(242.1±12.6) nm,粒徑略有增大,而PDI和Zeta電位值基本未發生變化,表明采用甘露醇作為托伐普坦納米晶載體可以防止噴霧干燥過程中納米晶之間的聚集。