孫 敏,劉紅斌,劉 波,字 剛,王京昆
(云南省藥物研究所,云南昆明 650111)
燈盞花素 (Fibrauretinum)為燈盞花中提取的黃酮類成分,以燈盞乙素為主。燈盞花素具有擴張血管、增加腦血流量和心臟冠脈流量、降低血液粘度、改善微循環(huán)等作用,用于治療腦血栓、腦梗塞、中風后癱瘓等疾病,療效確切。
由于燈盞花素半衰期短,導致目前在臨床上應用的燈盞花素制劑存在諸多缺陷:片劑服用次數(shù)多,生物利用度低,體內(nèi)消除迅速;注射劑和凍干粉針劑存在藥物體內(nèi)代謝過快,血藥濃度難持久平穩(wěn)維系,及給藥不方便和不適于長期給藥等缺點,以上狀況嚴重影響了燈盞花素藥效的發(fā)揮。因此研制一種可以提高燈盞花素生物利用度和方便給藥的緩釋劑型,具有積極的意義。
緩釋微丸屬多劑量劑型,具有較好的療效重現(xiàn)性和較小的不良反應發(fā)生率,其優(yōu)越性[1]如下:微丸很少受消化道輸送食物節(jié)律 (尤其是幽門啟閉)的影響,藥物的吸收重現(xiàn)性好;微丸在胃腸道表面分布的面積增大,使生物利用度提高而局部刺激減少或消除;其釋藥行為是組成一個劑量的多個小丸釋藥行為的總和;微丸的流動性好,粒徑均勻,不易壓碎,易于處理 (如包衣、分劑量);通過幾種不同釋藥速率的小丸組合,可獲得理想的釋藥速率,達到預期的血藥濃度,并能維持平穩(wěn)的、長時間的有效濃度。因而,制成緩釋微丸,有利于提高生物利用度,更好的發(fā)揮藥效。
燈盞花素 (云南玉溪萬方天然藥物有限公司)、微晶纖維素 (湖州展望化學品公司)、淀粉(廊坊淀粉有限公司)、糊精 (華北制藥康欣有限公司)、PEG4000(上海醫(yī)藥試劑有限公司)、乳糖(國際戴維林有限公司)、十二烷基硫酸鈉 (淮南山河藥用輔料有限公司)、EC(山東瑞泰有限公司)、野黃芩苷對照品 (中國藥品生物制品檢定所)。
E-50型單螺旋擠出機(重慶英格造粒包衣技術(shù)有限公司)、CGC-350型滾圓機 (重慶英格造粒包衣技術(shù)有限公司)、JB-10型攪拌機 (江蘇泰州制藥機械廠)、FLP-5型流化沸騰造粒機 (常州佳發(fā)機械廠)、ZRS-8G型智能溶出試驗儀 (天津大學無線電廠)、SHIMADZU型紫外分光光度儀(日本島津)。
2.1.1 載藥丸芯的制備方法
稱取燈盞花素及輔料分別過80目篩后,混合均勻,用適量的純化水加入混勻的原輔料中,制成適宜軟材,以40Hz擠出頻率過擠出機 (0.8mm孔徑),制得長度及大小合適的圓柱狀顆粒,將圓柱狀顆粒及時投入拋圓機中,調(diào)節(jié)鼓風頻率為15Hz,調(diào)節(jié)滾圓轉(zhuǎn)速頻率,進行滾圓,待丸粒圓整后,取出,干燥,即得載藥丸芯。
2.1.2 充填劑輔料的考察
本試驗分別選用微晶纖維素聯(lián)合乳糖、微晶纖維素聯(lián)合淀粉、淀粉、糊精聯(lián)合淀粉為填充劑,以純化水為潤濕劑,以滾圓轉(zhuǎn)速頻率600rpm、滾圓時間2min為工藝參數(shù),采用擠出滾圓法,制備燈盞花素微丸。具體考察試驗見表1。
表1 充填劑輔料的篩選 (g/1 000粒)
本試驗選用平面臨界角、收率、脆碎度、外觀為考察指標,對所制備的燈盞花素微丸進行考察。在所有微丸評價指標中,圓整度直接反映了微丸真球度的好壞,是微丸成型的重要指標,本試驗采用平面臨界角測定法來表征微丸圓整度。平面臨界角:將5g微丸置于10cm×5cm平板上,將平板一側(cè)抬起,測量在80%的小丸開始滾動時傾斜平面與水平面所形成的夾角,此角越小,小丸圓整度越高。堆密度的測定:稱取一定量微丸 (m),置于10mL量筒中,從距離桌面5cm處下落,測定其體積 (V),堆密度 (d)由公式d=m/V求出。微丸收率:即稱取20~40目的丸粒重量占總微丸重量的比值。脆碎度:稱取重量W1(10g)的微丸放入片劑脆碎儀中,轉(zhuǎn)動100次,取出,用40目篩篩分,稱量留在篩網(wǎng)上的微丸重量W2,根據(jù)脆碎度 (F)=(W1-W2)/W1計算。結(jié)果見表2。
從以上試驗結(jié)果可知,選用處方R3(淀粉為成型輔料)制出的燈盞花素微丸,其丸粒形狀不規(guī)則、脆碎度差、粒度分布帶寬,不能滿足要求;而采用處方R2(淀粉和微晶纖維素為成型輔料)和R4(淀粉和糊精為成型輔料)制出的燈盞花素微丸,其圓整度、脆碎度、收率有所提高,但微丸中存有一定量的啞鈴形丸和粘結(jié)形丸;采用處方R1(微晶纖維素和乳糖為成型輔料)制出的燈盞花素微丸,相比之下,微丸的脆碎度、圓整度和收率都比較好,因此確定微晶纖維素和乳糖為燈盞花素微丸的成型輔料。
表2 考察結(jié)果表
2.1.3 擠出潤滑劑考察
燈盞花素微丸采用0.8mm擠出孔徑、40Hz擠出頻率制粒,雖然擠出粒速率基本可以滿足要求,但其效果仍不太理想,為進一步提高生產(chǎn)效率,有必要通過工藝手段提高擠出速率。通過查閱文獻和實踐摸索,我們發(fā)現(xiàn)在原輔料中加入少量的十二烷基硫酸鈉為擠出潤滑劑制備軟材,能夠有效提高擠出粒速率,并通過試驗篩選,確定擠出潤滑劑十二烷基硫酸鈉的用量在5mg/粒以上,就能夠顯著提高燈盞花素軟材的擠出速率,從而滿足實際生產(chǎn)需求。
2.1.4 滾圓時間考察
通過試驗發(fā)現(xiàn),滾圓時間對載藥微丸的收率和圓整度影響較大,滾圓時間過長,將導致已滾圓的丸粒過度碰撞磨蝕,而產(chǎn)生一定量的細粉,使燈盞花素微丸的收率下降;滾圓時間過短,制得的燈盞花素載藥微丸硬度太低,且有一定量的長顆粒因來不及打斷而成為橢圓體,影響了微丸的外觀和收率。
2.1.5 滾圓機轉(zhuǎn)速頻率考察
在燈盞花素載藥微丸的滾圓試驗中,微丸在旋轉(zhuǎn)床中主要受到自身重力、空氣懸浮力、離心力、旋轉(zhuǎn)盤摩擦力的共同作用。通過試驗發(fā)現(xiàn),滾圓機轉(zhuǎn)速頻率過快時,丸粒由于離心力的作用,受到強烈撞擊而產(chǎn)生大量細粉,載藥微丸收率變低,同時制得的燈盞花素微丸丸徑降低;滾圓機轉(zhuǎn)速頻率過慢時,燈盞花素載藥微丸圓整度低,并形成大量的橢圓體,外觀達不到要求。
2.1.6 最佳工藝的選擇
根據(jù)以上試驗考察,在預試驗基礎(chǔ)上選擇微晶纖維素用量、滾圓時間、滾圓轉(zhuǎn)速頻率為考察因素,各取3水平,采用L9(34)表設(shè)計試驗。以0.8mm擠出孔徑、40Hz擠出頻率、15Hz鼓風頻率及正交試驗表中的滾圓速度、滾圓時間為試驗工藝參數(shù),按照正交試驗安排,制備燈盞花素微丸。以微丸圓整度 (平面臨界角Ф)及微丸收率 (Y)加權(quán)綜合評分,綜合評分S=Y-2Ф。水平因素表見表3,正交設(shè)計表見表4,正交試驗方差分析表見表5。
表3 水平因素表
表4 正交試驗設(shè)計方案及直觀分析結(jié)果
表5 正交試驗方差分析結(jié)果
分析表4和表5,結(jié)果表明對燈盞花素載藥微丸成丸的主要影響因素C微晶纖維素量,其次是滾圓轉(zhuǎn)速頻率,滾圓時間影響最小,工藝條件以A3B3C3為最佳。
2.1.7 最佳工藝驗證試驗
由于以上正交試驗安排表中沒有A3B3C3試驗,因此根據(jù)最佳A3B3C3方案,按照以上正交試驗篩選出的輔料量及工藝參數(shù) (0.8mm擠出孔徑、40Hz擠出頻率、15Hz鼓風頻率、800rpm滾圓轉(zhuǎn)速頻率、3min滾圓時間),制備3批燈盞花素微丸,每批1 000粒。經(jīng)檢測3批樣品的平面臨界角Ф(°)為:18.42,18.36,18.48,3 批樣品的收率(%)為:94.30,94.3,94.73。驗證試驗結(jié)果表明,按最佳工藝條件A3B3C3制備燈盞花素微丸,有效提高了燈盞花素微丸的圓整度及收率。
本試驗采用乙基纖維素 (EC)為阻滯劑,以聚乙二醇4 000為致孔劑,并加入一定量的增塑劑鄰苯二甲酸二乙酯,組成緩釋包衣材料,用75%濃度的乙醇溶解后制得包衣液。緩釋包衣具體操作是將燈盞花素載藥微丸置流化床中,開機,調(diào)節(jié)進風流量,保持微丸正常沸騰,采用底噴式包衣,在正式噴液前,于45℃預熱微丸3min,床溫控制在50℃左右,噴氣壓力控制在0.4MPa,由慢至快調(diào)節(jié)恒流泵轉(zhuǎn)速為0.5~2.0r/min。微丸包衣合格后,干燥20min取出,即得燈盞花素緩釋微丸。取以上緩釋微丸填膠囊后,得燈盞花素緩釋微丸膠囊。
2.3.1 包衣增重對緩釋微丸釋放度 (n=6)的影響
本試驗按照上述緩釋膜控包衣法,制備緩釋包衣增重為3.5%,5.5%,7.5%的燈盞花素緩釋微丸,填充膠囊后,進行了釋放度考察,釋放度結(jié)果見圖1。結(jié)果表明:包衣聚合物的增重對緩釋微丸的釋放效果具有非常重要的影響,包衣增重為3.5%時,由于包衣聚合物增重過低無法形成完整連續(xù)的衣膜,導致藥物釋放過快;包衣增重為7.5%時,緩釋衣膜過厚,藥物釋放不完全;當包衣增重為5.5%時,衣膜增重合適,燈盞花素緩釋微丸膠囊3個取樣點的釋放度更接近中國藥典2005年版《緩釋、控釋制劑指導原則》中規(guī)定,能達到理想的緩釋效果。
圖1 不同包衣增重的釋放度圖
圖2 不同轉(zhuǎn)籃轉(zhuǎn)速下的釋放度圖
2.3.2 轉(zhuǎn)籃轉(zhuǎn)速對緩釋微丸釋放度 (n=6)的影響
取緩釋包衣增重為5.5%的燈盞花素緩釋微丸,填充膠囊后,以900mL pH 6.8的磷酸鹽緩沖溶液為釋放介質(zhì),轉(zhuǎn)籃轉(zhuǎn)速分別為50 r/min,75 r/min,100 r/min,考察在不同轉(zhuǎn)籃轉(zhuǎn)速下的釋放度,按照2.3.3項方法測定,釋放度結(jié)果見圖2。經(jīng)兩兩之間t檢驗結(jié)果表明,各轉(zhuǎn)籃轉(zhuǎn)速下緩釋微丸膠囊在1 h、6h、12h的釋放度差異均無顯著性(P>0.05)。實驗結(jié)果表明,在不同的轉(zhuǎn)籃轉(zhuǎn)速下,對燈盞花素緩釋微丸膠囊釋放度影響不大。
2.3.3 樣品不同留樣時期對緩釋微丸釋放度 (n=6)的影響
本試驗制備的燈盞花素緩釋微丸膠囊經(jīng)鋁塑泡罩包裝后,置常溫常濕下分別留樣考察0個月,3個月,6個月,12個月,按照2.3.3項方法測定,釋放度見圖3。經(jīng)兩兩之間t檢驗結(jié)果表明,各留樣時期的緩釋微丸膠囊在1h,6h,12h的釋放度差異均無顯著性 (P>0.05)。實驗結(jié)果表明:燈盞花素緩釋微丸膠囊各留樣期的釋放度沒有明顯變化,質(zhì)量穩(wěn)定。
2.3.4 緩釋模型擬合考察試驗
本試驗對緩釋包衣增重5%的燈盞花素緩釋微丸膠囊的釋藥速率曲線,采用Higuchi方程進行了釋藥模型擬合,釋藥模型擬合結(jié)果:Q=0.299t1/2-0.0903,r=0.9986。體外釋放試驗結(jié)果表明,緩釋包衣增重5%的燈盞花素緩釋微丸膠囊,釋放行為符合Higuchi方程,且終點累計釋放度大于90%,具有良好的緩釋效果特征。
在體外釋放度的釋放介質(zhì)選擇上,考慮到燈盞花素具有在水中難溶、不溶于酸、在堿液中溶解的性質(zhì),并通過試驗發(fā)現(xiàn):燈盞花素在人工胃液和水中難溶,但溶解于1%的十二烷基硫酸鈉溶液以及pH 6.8的磷酸鹽緩沖溶液,為了接近于人體的正常生理環(huán)境,最終選擇了pH 6.8的磷酸鹽緩沖溶液為體外釋放度的釋放介質(zhì)。
影響緩釋制劑的穩(wěn)定性的因素有很多,但作為先決條件的載藥丸芯質(zhì)量尤為重要,它不僅是制劑成型的前提保證,而且其圓整度對燈盞花素緩釋微丸的釋藥行為影響極大,因此在工作中就其載藥丸芯的制備工藝進行了大量試驗,摸索出了最佳工藝。本工藝采用擠出滾圓法制備載藥丸芯,再在流化床上采用緩釋膜控包衣法制備燈盞花素緩釋微丸的工藝,是目前制備緩釋制劑工藝中較為穩(wěn)定可行的方法,尤其適合大規(guī)模生產(chǎn)。本試驗制備燈盞花素緩釋微丸在防爆型流化床中進行,所制備的緩釋衣膜均勻細膩,工藝重現(xiàn)性較好,同時所采用的緩釋包衣液與乙基纖維素水分散體比較,具有價格便宜、質(zhì)量穩(wěn)定的優(yōu)點,可根據(jù)制備過程中遇到的實際問題及時調(diào)整配方,且所制備的燈盞花素緩釋微丸無須熱處理,其體外釋藥緩慢、持續(xù)、穩(wěn)定。
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