盧立康唑納米晶凝膠的制備與評價

姜娟娟,龔擁軍

孝感市第一人民醫(yī)院藥劑科,孝感 432000

盧立康唑(luliconazole)為咪唑類抗真菌藥物,其通過阻礙真菌細胞膜麥角甾醇的合成達到抑菌效果[1],該藥的市售制劑(盧立康唑乳膏)主要用于治療足癬、股癬和體癬等由真菌感染導致的皮膚疾病[2]。由于人體皮膚角質層是阻礙藥物進入表皮層和真皮層的屏障[3],盧立康唑較差的溶解性不利于其經(jīng)皮吸收[4],故需要通過制劑技術提高盧立康唑的皮膚滲透性,使其能有效發(fā)揮治療作用。納米晶(nanocrystals)是將藥物分散在含有穩(wěn)定劑的溶液中,在機械破碎力作用下形成的粒徑在100～1 000 nm范圍內的膠態(tài)分散體系[5],可有效提高難溶性藥物的飽和溶解度,增大藥物與皮膚之間的濃度差,形成“藥物儲庫”[6],有利于藥物透過皮膚角質層遞送至更深層的皮膚組織中,其已在皮膚外用制劑中得到應用[7]。另外,將納米晶制備成凝膠,可進一步延長藥物在皮膚表面的滯留時間,促進藥物充分吸收?；谏鲜隹紤],本研究擬將盧立康唑納米晶制備成凝膠劑,期望能夠提升盧立康唑的透皮效果,提高藥物的療效。

1 儀器與試藥

1.1 儀器

ESW-1.0小型濕法研磨機(上海易勒機電設備有限公司);氧化鋯珠粒(直徑為0.5 mm,致磨上海新材料科技有限公司);Malvern Zetasizer Nano ZS90型納米粒徑電位分析儀(英國Malvern公司);JSM-IT200型掃描電子顯微鏡(日本JEOL公司);RC-8HD型溶出儀(天津市精拓儀器科技有限公司)。

1.2 試藥

盧立康唑原料藥(上海佰世凱化學科技有限公司);羥丙基纖維素SL(HPC SL,日本曹達株式會社);羥丙甲纖維素603(HPMC 603,日本信越株式會社);聚乙烯醇(PVA,默克化工技術有限公司);聚乙烯己內酰胺-聚醋酸乙烯酯-聚乙二醇接枝共聚物(soluplus?,德國巴斯夫公司);卡波姆940(貴州省欣紫鴻藥用輔料有限公司)。

2 方法與結果

2.1 處方篩選

2.1.1穩(wěn)定劑的選擇 由于納米晶的粒徑較小,極易發(fā)生奧斯特瓦爾德熟化(ostwald ripening)現(xiàn)象,導致納米晶體增大、聚集甚至沉淀[8]。通過在納米晶處方中添加具有空間位阻作用的高分子聚合物和/或表面活性劑作為穩(wěn)定劑可以抑制該現(xiàn)象的發(fā)生[9]。因此,本研究選擇高分子聚合物HPC SL、HPMC 603和PVA以及表面活性劑soluplus?和TPGS組合使用作為穩(wěn)定劑,在同樣的工藝條件下制備盧立康唑納米晶,以粒徑大小和物理穩(wěn)定性作為評價指標,確定穩(wěn)定劑的種類,結果見表1。由表1可見,以PVA和soluplus?組合作為穩(wěn)定劑(F5)制備的盧立康唑納米晶的粒徑較小,且物理穩(wěn)定性較好,因此確定采用PVA和soluplus?作為盧立康唑納米晶的穩(wěn)定劑進行下一步研究。

表1 穩(wěn)定劑的篩選結果

2.1.2穩(wěn)定劑的質量濃度篩選 處方中PVA的質量濃度分別選擇10、20 mg·mL-1,soluplus?的質量濃度分別選擇1、5 mg·mL-1,在同樣的工藝條件下制備盧立康唑納米晶,以粒徑大小和物理穩(wěn)定性作為評價指標,確定穩(wěn)定劑的質量濃度,結果見表2。由表2可見,當PVA的質量濃度為20 mg·mL-1、soluplus?的質量濃度為1 mg·mL-1時(F8),制得的盧立康唑納米晶的粒徑較小,物理穩(wěn)定性好,因此選擇該處方作為盧立康唑納米晶的最終處方進行后續(xù)研究。

表2 穩(wěn)定劑的質量濃度篩選結果

2.2 盧立康唑納米晶制備工藝的優(yōu)化

采用介質碾磨法制備盧立康唑納米晶并進行工藝優(yōu)化[10]。稱取經(jīng)微粉化的盧立康唑原料藥6 g加入含有PVA(質量濃度20 mg·mL-1)和soluplus?(質量濃度1 mg·mL-1)的混合溶液300 mL中,均勻分散,轉移至介質碾磨機中,加入直徑為0.5 mm氧化鋯研磨珠200 g,以碾磨時間(x1)和碾磨速度(x2)作為自變量,以盧立康唑納米晶的粒徑分布(y)作為因變量,通過2因素3水平中心復合實驗設計優(yōu)化介質碾磨法制備盧立康唑納米晶的工藝參數(shù),因素水平見表3,實驗安排及結果見表4。

表3 中心復合實驗設計中的變量水平

表4 實驗設計與結果

表5 碾磨時間(x1)和碾磨速度(x2)對粒徑分布(y)影響的方差分析結果

圖1 碾磨時間(x1)和碾磨速度(x2)對盧立康唑納米晶粒徑分布(y)影響的效應面圖

由圖1可見,在碾磨速度恒定時,隨著碾磨時間的延長,得到的藥物納米晶粒徑出現(xiàn)減小趨勢;當碾磨時間恒定時,隨著碾磨速度的增大,得到的藥物納米晶粒徑同樣呈現(xiàn)減小的趨勢。

納米晶的粒徑越小越有利于藥物溶解及透皮吸收,因此以制備的盧立康唑納米晶粒徑分布“最小化”作為本研究的目標,經(jīng)軟件優(yōu)化得到最佳制備工藝參數(shù)為介質碾磨時間為14 h,碾磨速度為2 400 r·min-1。

2.3 穩(wěn)定性考察

按照優(yōu)化的工藝參數(shù)制備盧立康唑納米晶,并將其置于西林瓶中,加塞密封,在25 ℃條件下放置,定時取樣測定其粒徑分布和Zeta電位,結果見表6。由表6可見,盧立康唑納米晶在25 ℃條件下放置30 d,其外觀仍為淡黃色渾濁液,未觀察到有絮狀聚集物形成,其粒徑分布和Zeta電位也均未發(fā)生顯著變化,表明盧立康唑納米晶的穩(wěn)定性較好。

2.4 盧立康唑納米晶凝膠的制備

稱取卡波姆940 1 g用80 mL純化水攪拌分散,待充分溶漲后,加入氫氧化鈉溶液,調節(jié)pH值至6.2～6.5,定質量至100 g,即得卡波姆940凝膠;取盧立康唑納米晶粒溶液50 g加入上述卡波姆940凝膠中,攪拌均勻,得到盧立康唑納米晶凝膠,低溫保存。

2.5 表征

2.5.1粒徑分布及Zeta電位測定 取少量盧立康唑納米晶加純化水稀釋50倍,經(jīng)Malvern Zetasizer Nano動態(tài)光散射儀測定粒徑分布和Zeta電位。經(jīng)測定盧立康唑納米晶的粒徑為(374.6±9.6) nm,多聚分散系數(shù)(polydispersity index,PDI)為(0.298±0.007),Zeta電位為(-10.9±0.5) mV。見表6。

表6 穩(wěn)定性考察結果

2.5.2掃描電鏡觀察 取少量盧立康唑納米晶加純化水稀釋,取1滴樣品滴加到帶有導電膠的鋁板上,均勻鋪展,待樣品干燥后噴金,在掃描電鏡下觀察盧立康唑納米晶的微觀形態(tài),見圖2。由圖2可見,盧立康唑納米晶呈不規(guī)則顆粒狀,粒徑在200～500 nm范圍內。

圖2 盧立康唑納米晶掃描電鏡照片

2.6 體外釋放度考察

用透析擴散法比較盧立康唑納米晶和盧立康唑納米晶凝膠的體外藥物釋放速率[11]。釋放介質選用pH 7.4磷酸鹽緩沖液(含有質量濃度為5 mg·mL-1的吐溫-80),體積為200 mL,溫度為32 ℃,將盧立康唑納米晶和盧立康唑納米晶凝膠加入透析管(截留相對分子質量為10 000～14 000)中,封口,置于釋放介質中,同時開啟磁力攪拌,速度為50 r·min-1,分別在10、20、30、60、120、240和360 min取出5 mL釋放介質(補加同溫同體積空白介質溶液),經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾,稀釋后用高效液相色譜儀檢測藥物含量,繪制藥物釋放度-時間曲線。結果見圖3。

由圖3可見,盧立康唑納米晶在30 min內藥物即可釋放完全,而盧立康唑納米晶凝膠中的藥物釋放速度明顯減緩,在360 min時藥物基本釋放完全,表明凝膠能夠延緩藥物釋放,故推斷盧立康唑納米晶凝膠在用藥部位也表現(xiàn)出緩釋行為,有利于藥物被充分吸收、利用,達到更強的抗真菌效果。

圖3 盧立康唑納米晶和盧立康唑納米晶凝膠的藥物體外釋放曲線

2.7 體外透皮實驗

用Franz擴散池法[12]比較盧立康唑納米晶凝膠與盧立康唑乳膏在大鼠背部皮膚的藥物滲透性。取SD大鼠,麻醉后用脫毛劑去除背部毛發(fā),禁食24 h后尾靜脈注射空氣處死,剪下背部皮膚并用生理鹽水洗凈,置于4～8 ℃冰箱中,備用。取大鼠皮膚,使角質層朝向供給池一側,固定到Franz擴散池中間,接收池中加入pH 7.4磷酸鹽緩沖液(含有質量濃度為5 mg·mL-1的吐溫-80),水浴溫度為32 ℃。取盧立康唑納米晶凝膠與盧立康唑乳膏分別加入供給池中,涂布均勻,開始透皮實驗,并在1、2、3、4、6、8、12 h從接收池中取出0.5 mL接收液(并補加0.5 mL空白接收液),離心,取上清液,用高效液相色譜儀檢測藥物含量,繪制單位面積累積透皮量-時間曲線。見圖4。透皮實驗結束后取下大鼠皮膚,清除角質層一側制劑并用生理鹽水清洗干凈,剪碎后勻漿,再加入乙腈,渦旋萃取,定容至5 mL,藥液經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾,用高效液相色譜儀檢測藥物含量,計算2種制劑中盧立康唑在皮膚中的滯留量。

圖4 盧立康唑納米晶凝膠與盧立康唑乳膏單位面積累積透皮量-時間曲線

體外透皮實驗結果表明,在前1 h盧立康唑納米晶凝膠組和盧立康唑乳膏組的單位面積累積透皮量差異較小,而在2 h以后,盧立康唑納米晶凝膠組的單位面積累積透皮量明顯增加,直至12 h,其單位面積累積透皮量是盧立康唑乳膏組的2.1倍,表明盧立康唑納米晶凝膠能夠顯著提高藥物的透皮能力。此外,盧立康唑納米晶凝膠組中藥物在皮膚中的滯留量是盧立康唑乳膏組的3.1倍,表明盧立康唑納米晶凝膠能夠起到藥物儲庫作用,可延長藥物的作用時間[13]。

3 討論

由于納米晶的物理穩(wěn)定性較差,故需要在處方中添加合適的穩(wěn)定劑以提高納米晶的物理穩(wěn)定性。本研究通過初步的處方篩選,發(fā)現(xiàn)以PVA和soluplus?組合作為穩(wěn)定劑制備的盧立康唑納米晶的粒徑較小,物理穩(wěn)定性較好。然而,穩(wěn)定劑的質量濃度也會影響納米晶的物理穩(wěn)定性,若穩(wěn)定劑的質量濃度較小,穩(wěn)定劑不能完全纏繞在納米晶周圍,則達不到良好的空間位阻作用[14];相反,穩(wěn)定劑的質量濃度過大,納米晶之間可通過穩(wěn)定劑產生橋聯(lián)作用,促使納米晶聚集[15]。通過實驗研究發(fā)現(xiàn),當穩(wěn)定劑PVA的質量濃度為20 mg·mL-1、soluplus?的質量濃度為1 mg·mL-1時制備的盧立康唑納米晶的穩(wěn)定性最好。

納米晶混懸液為溶液狀,在皮膚表面難以長時間滯留,且極易失水,不便于直接經(jīng)皮膚表面給藥;而水凝膠能夠長時間黏附在皮膚表面,且對皮膚的角質層具有水合和軟化作用,可促進藥物更好地被吸收和利用[16]。卡波姆不僅與皮膚的相容性較好,能吸收皮膚組織的分泌物,而且還具有釋藥快、易涂展、無油膩性、附著性好等優(yōu)勢,已作為經(jīng)皮給藥系統(tǒng)的凝膠基質被廣泛應用[17],因此本研究選擇卡波姆940作為盧立康唑納米晶凝膠的基質載體。

體外透皮實驗結果顯示,盧立康唑納米晶凝膠的單位面積累積透皮量是盧立康唑乳膏的2.1倍,其在皮膚中的藥物滯留量是盧立康唑乳膏的3.1倍,表明盧立康唑納米晶凝膠不僅能夠增強藥物的皮膚透過性,而且提高了藥物在皮膚中的滯留能力,故推測盧立康唑納米晶凝膠有望提高藥物的治療效果。