摘
要:
目的
研究
3
种沉淀抑制剂(
PPI
)羟丙基甲基纤维素
K4M
(
Hydroxypropyl methyl cellulose K4M
,
HPMC K4M
)、醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯
MG
(
Hypromellose Acetate Succinate MG
,
HPMC AS MG
)、聚乙烯己内酰胺
-
聚醋酸乙烯酯
-
聚乙二醇接枝共聚物(
Polyvinylpyrrolidone
,
Soluplus
)对临床口服剂量下
pH
值诱导延胡索乙素(
dl
-THP
)过饱和相行为的影响。
方法
绘制
dl
-THP
的
pH
值
-
溶解度相图和
pH
值转换过程中的去过饱和曲线,用溶解度相图佐证
dl
-THP
相行为,以质量浓度
-
时间曲线下面积和过饱和度为指标分析沉淀抑制剂对
dl
-THP
相行为的影响;采用偏振光显微镜、差示扫描量热法分析沉淀性质。
结果
临床给药剂量下,
dl
-THP
在
pH
值转换过程中最大过饱和度为
3.93
,随时间推移失去过饱和;
HPMC K4M
、
HPMC AS MG
、
Soluplus
在
pH
值转换
180 min
内均能维持过饱和度。
HPMC K4M
、
HPMC AS MG
、
Soluplus
在浓度
5%
时维持过饱和度分别为
1.19
、
1.89
、
1.36
,浓度
20%
时为
1.30
、
2.35
、
1.86
、浓度
50%
时为
1.30
、
2.60
、
2.07
。偏振光显微镜和差示扫描量热法结果表明产生结晶沉淀。
结论
沉淀抑制剂均能改善
pH
值诱导延胡索乙素过饱和相行为,且这种改善行为随沉淀抑制剂种类和浓度的不同而不同,
HPMC AS MG
作用效果最佳。
水溶性差是口服给药中的一个普遍问题,溶解度低可能使药物吸收少而使血药浓度达不到治疗水平
[1]
。由于药物吸收在一定浓度范围内随着药物溶液浓度的增加而线性增加,过饱和溶液可通过提高药物浓度而增加被动吸收
[2-3]
,故过饱和给药系统近年来被广泛用于提高溶解度和生物利用度
[4]
。然而过饱和溶液不稳定,易发生结晶等相行为变化而降低过饱和给药系统的优势,沉淀抑制剂被广泛用于延缓过饱和药物递送系统的去过饱和速率
[5-7]
而改变过饱和溶液的相行为。因此研究沉淀抑制剂对药物在过饱和溶液中相行为的影响对过饱和给药系统处方的研究有良好的实践意义。
弱碱性药物是一类重要的药物化合物,其特征是在胃的酸性
pH
值下,具有较高的溶解度,而在转移到肠液时,弱碱性药物的溶解度下降而在小肠中到达过饱和
[8]
。弱碱性药物肠道的过饱和具有较高的能量有利于吸收,但不稳定,易在小肠产生结晶,从而影响弱碱性药物的口服生物利用度
[4]
,故需要绘制
pH
值溶解度相图确定相行为
。
延胡索乙素(
dl
-THP
)镇痛效应强,可缓解头痛、胸痛、关节痛及外伤导致的疼痛
[9-10]
,对慢性神经病理性疼痛效果较好
[11]
。
dl
-THP
为生物碱类化合物,其碱性基团的
pKa
值为
6.49
,生物利用度仅为
29.7%
[12]
。为了解其在胃肠转运过程中的相行为是否可能是影响其生物利用度的一个原因,因此本实验先研究
pH
诱导临床给药剂量下延胡索乙素的过饱和的相行为,随后研究
3
种沉淀抑制剂对
pH
诱导延胡索乙素过饱和相行为的影响,为延胡索乙素改良制剂的研究提供基础信息
。
1
仪器和材料
1.1
仪器
Agilent1260
型高效液相色谱仪,美国安捷伦公司;雷磁
PHS-2F-pH
计,上海仪电科学仪器股份有限公司;
ZRS-8G
型智能溶出仪,天津天大天发科技有限公司;
Spectrum Two
型
FT-IR
红外光谱仪、
Diamond DSC
型差示扫描量热分析仪,美国
PerkinElmer
公司;明美
Mshot MS60
偏振光显微镜,广州市明美光电技术有限公司;
PLUS-E2-10TH
衡量分析型超纯水机,南京易普易达科技发展有限公司。
1.2
材料
dl
-THP
,质量分数>
98%
,批号
YHS20191209
,西安昊轩生物科技有限公司;
dl
-THP
对照品,批号
110726-200610
,质量分数>
98%
,中国食品药品检定研究院;牛黄胆酸钠(批号
610L052
)、鸡蛋卵磷脂(批号
701L021
)、马来酸(批号
720L023
),北京索莱宝科技有限公司;羟丙基甲基纤维素(
HPMC K4M
),批号
20180307
,西安天正药用辅料有限公司;醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯(
HPMC-AS MG
),亚什兰集团,批号
60G-610002
;聚乙烯己内酰胺
-
聚醋酸乙烯酯
-
聚乙二醇接枝共聚物(
Soluplus
),巴斯夫中国有限公司,批号
66458088Q0
;其余试剂均为分析纯;用水均为超纯水。
2
方法与结果
2.1
dl
-THP
含量测定方法
2.1.1
色谱条件
色谱柱为
ODS
柱(
160 mm
×
25 mm
,
5 μm
);流动相为甲醇
-0.1%
磷酸水溶液(三乙胺调
pH
值
6.0
)(
70
∶
30
);体积流量
1 mL/min
;检测波长
280 nm
;进样量
10 μL
;柱温
37
℃
[13-14]
。
2.1.2
对照品溶液配制
精密称取
dl
-THP
对照品
5.20 mg
于
10 mL
量瓶中,加入甲醇稀释至刻度,配制
520 µg/mL
的对照品储备液。
2.1.3
供试品溶液配制
取待测溶液适量,
0.22 µm
滤头滤过,加
60%
甲醇稀释适当倍数,得到供试品溶液。
2.1.4
线性范围考察
分别取
0.2
、
0.4
、
0.6
、
0.8
、
1.0
、
1.6 mL
对照品储备液,
60%
甲醇稀释定容至
10 mL
,摇匀,得质量浓度为
10.4
、
20.8
、
31.2
、
41.6
、
52.0
、
83.2 µg/mL
对照品溶液。进样测定,以质量浓度为横坐标(
X
),峰面积为纵坐标(
Y
),得到回归方程为
Y
=
10.423
X
-
14.849
,
R
2
=
0.999 1
,结果表明
dl
-THP
在
10.4
~
83.2 µg/mL
峰面积与质量浓度线性关系良好。
2.1.5
精密度试验
取“
2.1.2
”项下方法配制的
52.0 μg/mL
dl
-THP
对照品溶液,连续进样
6
次,记录
HPLC
图谱中
dl
-THP
的峰面积,计算其
RSD
为
0.26%
,说明该方法精密度良好。
2.1.6
重复性试验
取同一待测溶液
6
份,按“
2.1.3
”项下方法制备供试品溶液,进样测定峰面积,计算
dl
-THP
质量分数的
RSD
为
0.96%
,说明重复性良好。
2.1.7
加样回收率试验
精密量取适量已测定
dl
- THP
质量浓度的待测溶液,平行操作
6
份,按所含
dl
-THP
质量比
1
∶
1
加入
52.0 μg/mL
的
dl
-THP
对照品溶液适量,制备供试品溶液,按“
2.1.1
”项下色谱条件进样
10 μL
,记录峰面积,计算平均加样回收率为
99.74%
,
RSD
为
0.63%
。
2.2
溶液配制
2.2.1
人工胃液
[
15
]
取牛黄胆酸钠
43.01 mg
、鸡蛋卵磷脂
15.16 mg
、氯化钠
1.368 0 g
,置于至于烧杯中加水适量,超声溶解,转移至
1 000 mL
量瓶中,定容,摇匀。盐酸调
pH
值为
1.60
[16]
。
2.2.2
不同
pH
值缓冲液的配制
取
Na
2
HPO
4
·12 H
2
O 35.82 g
和
KH
2
PO
4
13.61g
,置于
1 000 mL
量瓶中,溶解,定容,摇匀,加
H
3
PO
4
或
4 mol/L NaOH
溶液调
pH
值至各值
pH
值。
2.3
延胡索乙素
pH
值
-
溶解度相图的绘制
2.3.1
晶体平衡溶解度测定(
S
e
)
分别在不同
pH
值缓冲液(
1.60
、
6.00
、
6.50
、
7.00
、
7.50
、
8.00
)中加入过量的
dl
-THP
,涡旋
5 min
后,超声
20 min
助溶,
37
℃恒温摇床放置
24 h
,直至平衡,
0.22 µm
滤膜滤过,续滤液用
60%
甲醇稀释适宜倍数后,采用
HPLC
法测定峰面积,计算质量浓度及平衡溶解度(图
1
);同时,以
pH 8
时测定的溶解度为未解离时的总溶解度(
C
U
),根据
Henderson-Hasselbalch
方程
[
C
T
=
(1
+
X
)
C
U
/
X
,
X
为
10
(pH
-
pKa)
]
计算不同
pH
值时晶体平衡溶解度(
C
T
,包括解离和未解离
的药物质量浓度)。结果显示
dl
-THP
晶体溶解度随
pH
值增大,溶解度明显降低,实测值与计算值无明显差别。
2.3.2
非晶溶解度测定(
amorphous solubility
,
S
a
)
参照
Indulkar
等
[17]
的方法,将
50 mg/mL
dl
-THP
的二甲基亚砜(
DMSO
)溶液以
10 µL/min
体积流量加入至
30 mL
含
50 µg/mL HPMC AS MG
的不同
pH
值(
6.00
、
6.50
、
7.00
、
7.50
、
8.00
)磷酸缓冲液中,使
DMSO
的最终浓度少于
2%
。
100 r/min
磁力搅拌,每隔
30 s
取样,样品加入紫外比色皿中,测定
450 nm
(通过全波长扫描选择药物、
HPMC AS MG
和溶剂均无吸收的波长作为非吸收波长)处的吸光度。记录吸光度数据,通过溶液体积、加入体积流量和时间计算
dl
-THP
质量浓度,将质量浓度和吸光度数据导入
Origin
软件,进行曲线分段拟合,
2
条拟合直线交点
-
吸光度发生突变的点,即为非晶溶解度(图
1
)。
Indulkar
等
[17]
研究表明非晶溶解度随
pH
值的变化也遵守
Henderson-Hasselbalch
方程,故也同时通过
Henderson-Hasselbalch
方程,按“
2.3.1
”项下方法计算各
pH
值下的非晶溶解度,结果显示,非晶溶解度与结晶溶解度随
pH
值的变化具有相同的趋势,均随
pH
值增大而降低,计算值与实测值无明显差异
。
2.3.3
pH
值
-
溶解度相图绘制
dl
-THP
在胃液
pH
值条件下溶解度大,排空至肠液后
dl
-THP
所处的环境
pH
值增大,可能产生沉淀降低游离药物质量浓度而影响吸收,故选择可能出现沉淀的肠道
pH
值(
6.00
、
6.50
、
7.00
、
7.50
、
8.00
)下测定晶体溶解度和非晶溶解度,阐明
dl
-THP
可能发生的相变。将不同
pH
值下的晶体和非晶溶解度数据导入
Graphpad Prism
软件,得到
dl
-THP
的
pH
值
-
溶解度相图(图
1
)。
pH
值
-
溶解度相图分成
3
个区域
[3]
:药物质量浓度低于该条件下的结晶平衡溶解度的亚饱和区,该区域内无沉淀;药物质量浓度介于结晶溶解度与非晶结晶溶解度之间的结晶过饱和区,该区域将发生结晶相变;药物质量浓度大于非晶溶解度的不稳定区。
2.3.4
不同
pH
值时的最大过饱和度(
S
m
)
非晶溶解度为最大可达过饱和药物质量浓度,故非晶溶解度与晶体溶解度的比值为该条件下的
S
m
,不同
pH
值时的
S
m
如图
2
所示,
pH
值为
6.50
时存在的
S
m
最大,为
9.03
。
2.4 pH
值
转换相行为研究
按文献方法以
dl
-THP
临床口服给药量(
120 mg
)进行
pH
值转移相行为研究
[18]
。将
60 mg
dl
-THP
分散在
125 mL 37
℃预热的
pH
值
1.60
的人工胃液中,人工胃液中分别含有
0
、
5%
(
24 µg/mL
)、
20%
(
96 µg/mL
)、
50%
(
240 µg/mL
)的
HPMC K4M
、
HPMC AS MG
、
Soluplus
。转速
100 r/min
,分散
20 min
,于
2
、
5
、
10
、
15
、
20 min
分别取液
1 mL
并迅速补液,
0.22 µm
滤头滤过,滤液
60%
甲醇稀释
10
倍,按“
2.1
”项下方法测定峰面积,计算质量浓度。取分散后的溶液
30 mL
转移至
60 mL pH
值为
6.50
缓冲液中,并用
200 µL 4 mol/L NaOH
溶液调节转移后的
pH
值为
6.50
。转移后于
5
、
10
、
15
、
30
、
45
、
60
、
90
、
120
、
150
、
180 min
各时间点取液
1 mL
迅速并补液,
0.22 µm
滤头滤过,滤液
60%
甲醇稀释
3
倍,按“
2.1
”项下
HPLC
方法测定其质量浓度。将数据导入
Graphpad Prism
软件,得到时间
-
质量浓度曲线(
3-a
~
5-a
)、时间
-
过饱和度(
S
)曲线(实测质量浓度
/
晶体平衡溶解度;
3-b
~
5-b
)、质量浓度
-
时间曲线下的面积(
AUC
20
~
200 min
;
3-c
~
5-c
)
。
dl
-THP
在
pH
值
1.60
的人工胃液中,
20 min
内
dl
-THP
质量浓度为(
478.79
±
10.58
)
µg/mL
,转移至
pH 6.50
的磷酸缓冲液后
dl
-THP
质量浓度逐渐下降,过饱和度由
3.93
下降至
1
左右,同时出现沉淀。
3
种
PPI
对其在
pH 1.60
条件下中溶出无明显影响。转移至
pH
值
6.50
磷酸缓冲液后,
3
种
PPI
均能够维持
dl
-THP pH
值诱导后的过饱和,但作用效果各不相同。浓度为
5%
(
24 µg/mL
)时,
HPMC K4M
、
HPMC AS MG
、
Soluplus
作用下
AUC
20
~
200 min
分别为未加
PPI
的
110.66%
、
174.60%
、
133.91%
,过饱和度分别由
3.93
下降至
1.19
、
1.89
、
1.36
,浓度为
20%
(
96 µg/mL
)时,
HPMC K4M
、
HPMC AS MG
、
Soluplus
作用下
AUC
20
~
200 min
分别为未加
PPI
的
135.33%
、
189.88%
、
133.91%
,过饱和度分别由
3.93
降至
1.30
、
2.35
、
1.86
。浓度为
50%
(
240 µg/mL
)时,
HPMC K4M
、
HPMC AS MG
、
Soluplus
作用下
AUC
20
~
200 min
分别为未加
PPI
的
141.13%
、
199.28%
、
178.39%
,过饱和度分别由
3.93
降至
1.30
、
2.60
、
2.07
。在不同质量浓度下作用效果均为
HPMC AS MG
>
Soluplus
>
HPMC K4M
。分散比较各时间点的过饱和度,浓度为
5%
、
20%
、
50%
时,加与未加
PPI
过饱和度存在显著差异的初始时间分别为
80
、
50
、
35 min
,且随时间的推移各时间点过饱和度均为
HPMC AS MG
>
Soluplus
>
HPMC K4M
。由此可知随着质量浓度的增加,
PPI
产生作用效果的时间提前。综上所述,
HPMC AS MG
维持
pH
值诱导
dl
-THP
的过饱和相行为结果最佳。
2.5
沉淀分析
2.5.1
偏光显微镜(
polarized light microscopy
,
PLM
)分析
取“
2.4
”项下
pH
值转换
180 min
的
磷酸盐缓冲液液体
20 µL
,置于洁净的载玻片上,盖上盖玻片,置于偏光显微镜下、
3 min
内完成观察。偏光显微结果(图