陳 跡, 馬運芳, 王建華
(新疆醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院藥學部, 烏魯木齊 830054)
阿苯達唑(Albendazole,ABZ)為苯并咪唑類藥物,廣泛應用于臨床治療鉤蟲病、蛔蟲病、鞭蟲病、蟯蟲病、旋毛蟲病、絳蟲病、囊蟲病等寄生蟲病,臨床療效良好。近年來臨床用于治療棘球蚴和泡球蚴病也取得了良好的療效,被WHO推薦為抗包蟲病的首選藥物[1]。 但阿苯達唑?qū)匐y溶性藥物,現(xiàn)有的阿苯達唑片劑、膠囊劑、顆粒劑等,口服后腸道吸收差,生物利用度相對較低,病灶部位藥物濃度低,長期用藥毒副作用增加,影響了阿苯達唑的抗包蟲作用[2]。為此,結(jié)合藥劑學中納米藥物的優(yōu)勢,目前對阿苯達唑制劑進行的研究包括阿苯達唑β-環(huán)糊精包合物、阿苯達唑聚氰基丙烯酸正丁醋納米球(ABZ-PBCA-NP)[3]、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)將ABZ、ABZSX制成固體分散劑等,但都因為傳統(tǒng)阿苯達唑原料所固有的難溶性使得載藥量低而無法工業(yè)化生產(chǎn)。近年來納米藥物晶體成為難溶性藥物給藥系統(tǒng)研究的熱點之一,納米藥物晶體可解決多數(shù)難溶性藥物的溶解度和溶出度問題,提高其口服生物利用度,改善體內(nèi)分布[4]。本研究從解決藥物原料溶解性的角度出發(fā),依據(jù)納米藥物晶體的常見制備方法[5],并結(jié)合阿苯達唑的特性,采用液相沉淀法將阿苯達唑普通粉體原料制備為納米粉體原料(已獲國家發(fā)明專利,專利號ZL201010527042.2),從而改善其溶解特性,為制備其他制劑提供條件。
1.1儀器高速離心機(北京醫(yī)用離心機廠,LG10-2.4A),離心機(上海安亭科學儀器廠,TGL-16B),激光粒度儀(英國馬爾文公司, Nano-ZS90),透射電子顯微鏡(日本電子株式會社,JEM-1230),掃描電子顯微鏡(日本電子株式會社,JSM-6380),電熱恒溫干燥箱(上海躍進醫(yī)療器械廠,GZX-DH-40X45-S),電子天平(Sartorius公司,BP310S),電子天平(Sartorius公司,BP211D),雙頻數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司,KQ-200VDB型),精密增力電動攪拌器(金壇市科析儀器有限公司,JJ-1),精密pH計(上海雷磁儀器廠,PHS-3B),冷凍干燥機(日本,Blomedical Freezer),超聲波細胞粉碎機(寧波新芝科技股份有限公司,JY92-ⅡDN)。
1.2試藥阿苯達唑原料藥(廣西桂林南藥股份有限公司,20040301),無水乙醇(天津市北方玻采購銷售中心,20040401),冰醋酸(天津市巴斯夫化工有限公司,20031009),聚丙烯酸鈉(sigma-aidrich,09922AH),泊洛沙姆-188型(南京威爾化工公司,20020506),吐溫-80(天津市福晨化學試劑廠,20021212),氫氧化鈉(安徽合肥工業(yè)大學化學試劑廠,20051006)為分析純,水為超純水。
2.1阿苯達唑納米微粉的制備采用液相沉淀法,精密稱取處方量的阿苯達唑于冰醋酸中使其完全溶解,制得阿苯達唑冰醋酸溶液。同時配制含有適量聚丙烯酸鈉和泊洛沙姆-188的混合溶液,采用NaOH調(diào)pH在所需范圍。超聲或攪拌條件下,將此混合溶液快速加入到恒溫的阿苯達唑的冰醋酸溶液中,得到阿苯達唑混懸液。
將制得的阿苯達唑混懸液,在高速離心機上10 000 r/min離心30 min。取出離心產(chǎn)品,棄除其上清液,向管中沉淀加入適量蒸餾水,清洗沉淀,再于離心機上離心20 min,同法再次清洗沉淀。將最終清洗的沉淀置于-35℃冰箱中預凍12 h后冷凍干燥;待其完全干燥后得阿苯達唑納米微粉。將其置于干燥器中避光保存。
2.2阿苯達唑納米微粉的粒徑及電位的測定精密稱取適量阿苯達唑納米微粉于10 mL容量瓶中,加入100 μL的10%吐溫溶液潤濕,超聲5 min后用超純水定容至刻度,續(xù)超聲30 min。取5 mL分散溶液用激光粒徑檢測儀測定粒徑及電位。
2.3阿苯達唑納米微粉的電鏡檢測透射電鏡檢測:稱取適量阿苯達唑納米微粉,加入超純水,超聲使其充分分散。采用薄層顯色噴霧器霧化后均勻噴于銅網(wǎng)膜上,采用透射電鏡對其進行觀察。掃描電鏡檢測:在載物盤上粘上雙面膠帶,然后取少量粉末試樣在膠帶上的靠近載物盤圓心部位,然后用吹氣橡膠球朝載物盤徑向朝外方向輕吹,以使粉末可以均勻分布在膠帶上,把粘結(jié)不牢的粉末吹走,真空蒸鍍金膜處理后,采用掃描電鏡和透射電鏡對制備的ABZ納米微粉進行形態(tài)學觀測。另外,對原料藥的粒徑分布圖和阿苯達唑納米微粉粒徑圖進行比較,對比ABZ原料藥和液相沉淀法制備的ABZ納米微粉的掃描和透射電鏡圖、粒徑分布圖,原料藥為粗粉,粒徑為300~1 200 nm,粒度分布范圍廣,其外觀為不規(guī)則多面體,分布不均勻;液相沉淀法制備的ABZ納米微粉為超細粉,粒徑為200 nm左右,D(90)為382 nm,粒度分布范圍狹窄為105~531 nm,其外觀呈不規(guī)則粒狀,且分布均勻,見圖1。
A:ABZ原料藥掃描電鏡圖(×10 000) B: ABZ原料藥透射電鏡圖(×25 000) C: ABZ原料粒徑分布圖
D: ABZ微粉掃描電鏡圖 (×20 000) E: ABZ微粉透射電鏡圖(×25 000) F: ABZ微粉粒徑分布圖
2.4工藝優(yōu)化
2.4.1 單因素考察 采用液相沉淀法,按“2.1”項下所述方法制備阿苯達唑混懸液,測得混懸液的初始pH約為3,在此基礎上用1 mol/L的NaOH溶液調(diào)節(jié)混懸液的pH值,使其分別為5、6、7、10、12。并將其混懸液制成微粉。使用馬爾文粒徑儀測定各不同pH值下的混懸液和微粉復溶后的粒徑、電位,粒徑在pH=3時最小,隨著pH值不斷增大,粒徑相應變大。當pH≥5時,粒徑基本保持不變,結(jié)果見圖2。
圖2 混懸液pH值與阿苯達唑微粉粒徑關系圖
經(jīng)方差分析,結(jié)果表明:pH=3與pH=5、6、7、12均存在統(tǒng)計學差異(P≤0.05)。通過對各pH值粒徑大小的比較, pH=3時所得粒徑最小,納米混懸液平均粒徑為(58.00±0.28) nm,獲得干粉平均粒徑為(177.00±2.25) nm。因此,阿苯達唑納米微粉的最佳制備pH值,為其初始pH值(即pH=3),實驗結(jié)果見表1。
表1 不同pH值下阿苯達唑的粒徑、電位(n=3)
2.4.2 正交試驗 結(jié)合單因素試驗(pH)的結(jié)果,在其基礎上建立正交試驗設計,選取溫度(因素A)、攪拌速度(因素B)和超聲時間(因素C)作為考察因素,每個因素設3個水平,篩選最佳工藝參數(shù),見表2。
表2 因素和水平表
注:攪拌時間均為20 min。
由因素和水平設計表,設計L9(34)正交試驗表。按照正交試驗表條件,采用液相沉淀法制備阿苯達唑的混懸液和納米微粉。對其粒徑進行檢測及形貌觀測,結(jié)果見表3、4。
表3 正交試驗結(jié)果(n=3)
表4 方差分析表(n=3)
對結(jié)果進行直觀分析,可知各因素對ABZ納米微粉粒徑的影響大小順序為A>B>C,且A2>A1>A3, B3>B1>B2,C1>C3>C2。本實驗以粒徑為參考指標,微粉粒徑越小,其方案愈優(yōu)。故最優(yōu)方案組合為A3B2C2,即制備溫度40℃,攪拌速度500 r/min,超聲時間10 min。
正交結(jié)果進行方差分析顯示:溫度和攪拌速度對粒徑影響有統(tǒng)計學差異,超聲時間無統(tǒng)計學差異。按均方大小排列各因素的貢獻大小為:A>B>C,即制備溫度為主要影響微粉粒徑的原因,攪拌速度次之,而超聲與否不會影響微粉粒徑。正交結(jié)果的直觀分析和方差分析,結(jié)果基本一致,因此選定制備溫度40℃、500 r/min攪拌為最佳制備工藝。
2.4.3 驗證試驗結(jié)果 為了考察上述優(yōu)選制備條件工藝的穩(wěn)定性及可行性,按照上述篩選的最佳工藝制備3批阿苯達唑納米微粉,進行驗證試驗。結(jié)果RSD=1.73%,用優(yōu)選的制備條件,阿苯達唑納米微粉的粒徑均較小,且分散均勻,粒徑為200 nm左右,工藝穩(wěn)定,重現(xiàn)性好,見表5。
表5 驗證試驗結(jié)果
目前常用的藥物微粉化方法可分為兩類:一類是通過機械方法將大塊固體粉碎,如球磨法、氣流粉碎法、高壓均質(zhì)法等;另一類是將原子或分子態(tài)的物質(zhì)凝聚成所需超細顆粒,如超臨界法、液相沉淀法、噴霧干燥法、噴霧-冷凍干燥法等[6-7]。氣流粉碎法和球磨法一般存在著產(chǎn)品粒度分布寬、能耗大、效率低、易使熱不穩(wěn)定藥物的結(jié)構(gòu)破壞或降解等特點;球磨法還易造成產(chǎn)品的污染;超臨界法設備昂貴,對溶劑的要求很高,而且不容易得到粒度分布均勻的藥物[8];噴霧干燥法不適于熱敏性藥物顆粒的制備,并且由于溶劑的大量使用,而使實驗結(jié)果不能排除溶劑的干擾; 噴霧-冷凍干燥法能耗較高。相比之下,液相沉淀法具有成本低、工藝簡單、易操作等優(yōu)點,應用前景較廣。
液相沉淀法制備阿苯達唑納米微粉的原理實際是溶解在良溶劑中的阿苯達唑在不良溶劑中迅速析出結(jié)晶的過程,此過程也是一個晶體生長的過程,是一個相變的過程,對于溶液中晶體的生長,這個過程可以分為成核階段和長大階段,為獲得粒度分布均勻且平均粒徑小的顆粒必須滿足以下條件:(1)高濃度;(2)濃度分布均一;(3)所有顆粒有同樣的晶體生長時間。在阿苯達唑溶液加入不良溶劑中的瞬間,在局部反應區(qū)內(nèi)可形成很高的過飽和度,適當?shù)幕旌戏绞綄θ芤簼舛确植嫉木恍约八蓄w粒有同樣的晶體生長環(huán)境及時間具有重要的意義。本實驗發(fā)現(xiàn)勻速攪拌較超聲波的混合方式有效,溶液的溫度及pH值是晶體成長的重要條件,溫度及pH值對最終得到的納米微粉的粒徑均有明顯影響。另外在形成的阿苯達唑混懸液中,納米晶體是高度分散的多相體系,擁有巨大的比表面積,需用穩(wěn)定劑維持穩(wěn)定性。加入親水性高分子物質(zhì)、表面活性劑等穩(wěn)定劑,一方面可在晶體析出時利用其特殊的空間結(jié)構(gòu)有效控制晶體的大小在納米范圍;另一方面可對納米微粉進行表面修飾,并利用其分子空間位阻作用避免粒子聚集,增加阿苯達唑納米微粉的穩(wěn)定性及抗團聚能力。本研究分別選用表面活性劑泊洛沙姆-188及親水性的聚電解質(zhì)聚丙烯酸鈉作為穩(wěn)定劑并兼具納米晶體的表面修飾作用,獲得了較好的結(jié)果,得到了粒徑較小、分布均勻、形貌較好的阿苯達唑納米微粉,其中作為食物添加劑的聚丙烯酸鈉運用到藥物納米微粉的制備國內(nèi)文獻未見報道,此項研究獲得了國家發(fā)明專利。
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