中草药  2016, Vol. 47 Issue (18): 3199-3203
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pH依赖型重芪结肠靶向微丸的制备及体外释放性能的评价
刘天易, 王信, 杨田义, 曹广尚     
山东中医药大学附属医院, 山东 济南 250011
摘要: 目的 制备pH值依赖型重芪结肠靶向微丸,并对其进行体外释放性能评价。 方法 采用正交试验法优选微丸的挤出-滚圆法制备工艺参数;采用流化床进行微丸包衣;采用单因素法考察包衣液处方;以重楼皂苷Ⅰ、重楼皂苷Ⅱ为指标,进行体外释放性能评价。 结果 挤出-滚圆法制备pH值依赖型重芪结肠靶向微丸的最佳工艺参数为挤出速率为60 r/min,滚圆速度为1 200 r/min,滚圆时间为5 min;微丸包衣处方为Eudrugit S100增重15%,单硬脂酸甘油酯用量1.5%,柠檬酸三乙酯用量为5%;体外释放度实验表明,pH值依赖型重芪结肠靶向微丸在人工胃液中2 h几乎不释放,在人工小肠液中4 h累积释放度 < 10%,在人工结肠液中2 h累积释放度>90%。 结论 pH值依赖型重芪结肠靶向微丸制备工艺合理可行,具有良好的体外结肠释药特征。
关键词: 重楼     黄芪     结肠靶向微丸     体外释放     累积释放度     pH值依赖     正交试验     挤出-滚圆法     重楼皂苷Ⅰ     重楼皂苷Ⅱ    
Preparation and in vitro release evaluation of pH-dependent colon targetting pellets of Paridis Rhizoma saponin and Astragali Radix polysaccharide
LIU Tian-yi, WANG Xin, YANG Tian-yi, CAO Guang-shang     
Affiliated Hospital of Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Jinan 250011, China
Abstract: Objective To prepare pH-dependent Paridis Rhizoma saponin(PRS) and Astragali Radix polysaccharide(ARP) colon targeting pellets for the treatment of colon cancer and finish its in vitro release performance evaluation. Methods The colon targeted pellets were prepared with extrusion-spheronization and air-flow coating method and the the process parameters were optimized by orthogonal design.The coating fluid prescription was investigated by single factor test.In vitro release performance evaluation of the pellets was evaluated with polyphyllin Ⅰ and Ⅱ as the indexes. Results The optimum technologic parameters of extrusion spheronization equipment were as follows:the rate of extrusion was 60 r/min, the rate of spheronization was 1 200 r/min, and the time of spheronization was 5 min.The optimum coating liquid formulation of pH-dependent colon targetting pellets was 15% weight gains of Eudrugit S100, 1.5% anti-plastering aid amount of Glycerin monostearate, and 5% plasticizer amount of TEC.In vitro release test showed that cumulative release rate of berberine hydrochloride was close to 0% in artificial gastric juice after 2 h and less than 10% in artificial intestinal fluid after 4 h, but the cumulative release rate in artificial colon juice after 2 h was more than 90%. Conclusion The preparation method can be applied to the preparation of colon targeted pellets and the pellets can achieve the targeted release in the colon.
Key words: Paridis Rhizoma     Astragali Radix     colon targeted pellets     in vitro release     cumulative release rate     pH-dependent     orthogonal design     extrusion-spheronization     polyphyllin Ⅰ     polyphyllin Ⅱ    

重芪结肠靶向微丸是针对结肠癌患者便血、腹泻、局部疼痛、肠道菌群失衡常见症状[1],选用重楼、黄芪精制而成的中药新制剂,方小力专、疗效确切、服用方便。方中重楼Paridis Rhizoma具有较强的止血、镇痛作用,并可诱导肿瘤细胞凋亡[2-4]及抑菌作用[5];黄芪Astragali Radix可显著提高机体免疫力,发挥抗肿瘤作用,同时可平衡结肠癌肠道微生态菌群结构[6-7]。结肠靶向给药可有效避免肝、胃肠道的首关效应,提高结肠局部药物浓度,提高药效,同时微丸剂型体积较小,药物在肠道内表面分布面积大,转运时间长,有利于药物吸收,发挥长效作用,本研究制备重芪结肠靶向微丸,为临床结肠癌的防治提供新思路和新选择。

1 仪器与材料

HJ-400-P挤出-滚圆制丸机,重庆荣凯机械制造有限公司;WBF-1型多功能流化床,重庆英格制药机械有限公司;Aglient 1260型高效液相色谱仪,安捷Agilent有限公司;AB135-S型电子天平,Mettler Toledo公司;ZB-1C智能溶出试验仪,天津大学精密仪器厂。

对照品重楼皂苷Ⅰ(批号111590-200402,质量分数92.1%)、重楼皂苷Ⅱ(批号111591-200402,质量分数93.4%),均购自中国食品药品检定研究院;微晶纤维素(MCC),台湾名台公司;糊精,海盐六合药业有限公司;重楼总皂苷-羟丙基环糊精包合物,总皂苷45.5%,重楼皂苷Ⅰ 15.6%,重楼皂苷Ⅱ 14.6%,自制;黄芪总多糖,总多糖61.3%,自制;Eudrugit S100、Eudrugit L100、Eudrugit L100-55,德国Rohm公司;滑石粉,上海昌为医药辅料技术有限公司;单硬脂酸甘油酯,北京华威锐科化工有限公司;柠檬酸三乙酯(TEC),上海迈瑞尔化学技术有限公司;十二烷基硫酸钠(SDS),湖南尔康制药有限公司;乙腈和磷酸溶液为色谱纯;水为纯净水;其他试剂均为分析纯。

2 方法与结果 2.1 载药微丸的制备 2.1.1 软材的制备

取50% MCC、20%糊精、30%重楼和黄芪有效部位(1:2)混合物,以85%乙醇为黏合剂,制备软材。

2.1.2 正交试验优选微丸制备工艺

结果可知,B、C因素为显著因素(B>C),A为不显著性因素,从提高效率角度考虑,A因素可选择水平3,C因素可选择水平2,综合直观分析和方差分析结果,拟定A3B2C2为最佳提取工艺,即挤出速率为60 r/min,滚圆速度为1 200 r/min,滚圆时间为5 min。

表 1 正交试验设计及结果 Table 1 Design and results of orthogonal test

表 2 方差分析 Table 2 Analysis of variance

2.2 包衣微丸的制备[8]

取载药微丸适量,置于流化床底喷包衣锅中,风机频率25 Hz,进风温度40 ℃,喷液速度2 m/min,喷枪压力0.7 MPa。包衣结束后40 ℃继续干燥5 min,微丸相互间不黏连,将微丸从流化床内取出,即得。

2.3 重楼皂苷Ⅰ和重楼皂苷Ⅱ的定量测定方法[9] 2.3.1 色谱条件

采用Kromasil C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),以乙腈-水(48:52)为流动相;检测波长为203 nm,体积流量1.0 mL/min;柱温40 ℃。理论板数按重楼皂苷Ⅰ峰计算应不低于4 000。

2.3.2 对照品溶液的制备

取重楼皂苷Ⅰ和重楼皂苷Ⅱ对照品适量,精密称定,加甲醇制成质量浓度均为0.4 mg/mL的混合对照品溶液,即得。

2.3.3 供试品溶液的制备

取微丸适量,研细,取约2.0 g,精密称定,置具塞锥形瓶中,精密加入甲醇25 mL,称定质量,超声处理(功率250 W,频率50 kHz)30 min,放冷,再称定质量,以甲醇补足减失的质量,摇匀,滤过,取续滤液,即得。

2.3.4 空白样品溶液的制备

按微丸制备工艺、处方比例,不加重楼总皂苷有效部位,制得模拟制剂,按供试品溶液的制备方法制备样品,即得。

2.3.5 专属性考察

精密吸取对照品溶液、供试品溶液及空白样品溶液各10 μL,注入高效液相色谱仪,供试品中重楼皂苷Ⅰ和重楼皂苷Ⅱ色谱峰能达到分离,且保留时间与对照品一致;空白样品溶液无干扰,见图 1

图 1 混合对照品(A)、样品(B)及空白样品(C) HPLC图 Fig.1 HPLC of mixed reference solution (A), sample solution (B), and black samples (C)

2.4 体外释放度的测定

按《中国药典》2015年版四部通则0931第一法进行试验,取适量微丸装于普通胶囊壳中,分别依次测定其在人工胃液(pH 1.2的稀盐酸)2 h、人工肠液(pH 6.8的磷酸缓冲液)4 h、人工结肠液(pH 7.6的磷酸缓冲液)2 h中的释放情况。转速为100 r/min,介质温度为(37.0±0.5)℃,于规定时间(在人工胃液中分别于10、30、60、90、120 min取样,人工肠液中分别于30、60、120、240 min取样,人工结肠液中分别于10、20、30、60、90、120 min取样)取释放液5 mL,并迅速补充等体积等温度的溶出介质,滤过,测定重楼皂苷Ⅰ、重楼皂苷Ⅱ的量,计算药物的累积释放度(RR)[10]

Cn为第n次取样时释放介质中重楼皂苷Ⅰ、Ⅱ的质量浓度之和,V为释放介质的体积,V′为第n次取样前的取样体积,W为微丸中所能释放的重楼皂苷Ⅰ、Ⅱ质量总和

2.5 包衣处方的优选 2.5.1 包衣材料的选择

参考相关文献方法[11],分别配制3种常用的包衣液:称取Eudragit S100、Eudragit L100、Eudragit L100-55各10 g,分别缓慢加至100 mL 95%乙醇溶液中,搅拌溶解,将5% TEC、1.5%单硬脂酸甘油酯加至上述95%乙醇溶液中,继续搅拌分散均匀,过50目筛,即得。分别用以上3种包衣液进行包衣,包衣增重20%,测定RR,结果见表 3,绘制释药曲线,结果见图 2。结果表明,Eudragit S100、Eudragit L100、Eudragit L100-55 3种包衣材料在2 h内(人工胃液中)几乎不释放,在人工肠液4 h的RR分别为6.12%、78.56%、85.47%,在人工结肠液2 h的RR分别为96.31%、95.86%、96.52%。因此选用Eudragit S100为结肠包衣材料。

表 3 不同包衣材料的RR测定结果(x±s, n=3) Table 3 Cumulative release rate of coated pellets with different coating materials (x±s, n=3)

图 2 不同包衣材料的释药曲线(n=3) Fig.2 Release curves of coated pellets with different coating materials (n=3)

2.5.2 包衣增重的选择

分别选取10%、15%、20% 3种包衣增重量对微丸进行包衣,测定RR,结果见表 4,绘制释药曲线,结果见图 3。结果表明,包衣增重15%和20%释药曲线符合结肠靶向释药的要求,为提高效率,节省物料,选择包衣增重为15%。

表 4 不同包衣增重的RR测定结果(x±s, n=3) Table 4 Cumulative release rate of coated pellets with different weight gains in coating levels (x±s, n=3)

图 3 不同包衣增重的释药曲线 Fig.3 Release curves of coated pellets with different weight gains in coating levels

2.5.3 增塑剂用量的选择

分别以含3%、5%、7% TEC的包衣液对微丸进行包衣,观察形成的衣膜是否光滑完整,并测定RR,结果见表 5,绘制释药曲线,结果见图 4。观察不同TEC用量包衣所得微丸,5%、7%用量所得微丸衣膜光滑完整,由释药曲线可知,5%、7% TEC用量符合结肠靶向释药的要求,为节省物料,选择TEC用量为5%。

表 5 不同TEC用量的RR测定结果(x±s, n=3) Table 5 Cumulative release rate of coated pellets with different amounts of TEC (x±s, n=3)

图 4 不同TEC用量的释药曲线 Fig.4 Release curves of coated pellets with different amounts of TEC

2.5.4 抗黏剂用量的选择

分别以含0.5%、1.0%、1.5%单硬脂酸甘油酯的包衣液对微丸进行包衣,观察包衣过程中微丸是否发生粘连。结果在包衣过程中,0.5%、1.0%单硬脂酸甘油酯用量包衣微丸有粘连现象,1.5%的单硬脂酸甘油酯用量微丸包衣无粘连现象,因此选用抗黏剂单硬脂酸甘油酯的用量为1.5%。

2.6 验证试验

按确定的制备工艺及包衣处方制备3批样品,测定微丸收率及重楼皂苷Ⅰ、重楼皂苷Ⅱ的量,结果见表 6。测定RR,绘制释药曲线,结果见图 5。由图可知,结果3批微丸释药曲线均符合结肠靶向释药要求,表明3批微丸制备工艺稳定可行,具有良好的体外结肠释药特征。

表 6 3批结肠靶向微丸收率及定量测定结果(x±s, n=3) Table 6 Yield and contents of PRS I and II of colon-specificpellets with same membrane coating (x±s, n=3)

图 5 3批结肠靶向微丸的释药曲线(n=3) Fig.5 Release curves of three batches of colon-specific pellets with same membrane coating (n=3)

3 讨论

本实验采用挤出-滚圆-流化床法包衣制备重芪结肠靶向微丸。实验结果表明,以Eudrugit S100为包衣材料,以1.5%单硬脂酸甘油酯为抗黏剂,5%柠檬酸三乙酯为增塑剂,包衣增重15%,制备的微丸在人工胃液中2 h几乎无药物释放,在人工肠液中4 h RR<10%,在人工结肠液中2 h RR>90%,显示出所制备的重芪结肠靶向微丸具有良好的结肠靶向性,本研究后期还将进一步考察其在体内的结肠释药特性。

重楼总皂苷水溶性较差,直接制成微丸后药物难以释放,影响释放度的测定,因此本研究前期对重楼总皂苷进行了聚乙二醇分散、羟丙基环糊精包合等研究,最终选择重楼总皂苷-羟丙基环糊精作为原料进行微丸的制备。微丸制备常用MCC、粉状纤维素、玉米芯粉、糊精、淀粉、乳糖等辅料,由于本微丸含有黏性较大的黄芪多糖成分,经预试验选用MCC和糊精作为制剂辅料,同时结合给药剂量和成型工艺,当药物-MCC-糊精质量比例为3:5:2时,制备的软材能被顺利挤出,微丸收率高。

滑石粉为微丸包衣常用的抗黏剂,但其容易导致微丸包衣膜不均匀,且容易阻塞流化床喷液枪头,本实验前期对抗黏剂滑石粉、单硬脂酸甘油酯、微粉硅胶的等进行了筛选,最终选定用量较少、抗黏效果较好的单硬脂酸甘油酯为抗黏剂。

针对结肠癌患者灌肠、栓剂给药方式不易接受,给药不方便的弊端,本研究精选临床常用抗肿瘤中药重楼、黄芪,经精制制备结肠靶向口服制剂,方小力专、服用方便、便于患者长期用药。

常见的结肠靶向给药类型主要有时间控制型、pH依赖型、细菌降解型(酶型)等,由于时间依赖型易受食物影响,本研究未涉及。由于本制剂的定位为轻中度结肠癌的辅助治疗,考虑到癌症病理状态下,结肠内肠道菌群处于失衡状态,对细菌降解型(酶型)制剂药物的释放可能会产生一定的影响,因此,本研究制备适应性较好的pH依赖型结肠靶向制剂,以发挥更好的结肠癌治疗作用。

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