孟晴,裴英,單冬媛,程泓波,禮彤
(沈陽(yáng)藥科大學(xué)制藥工程學(xué)院,遼寧沈陽(yáng) 110016)
拉帕替尼分子式為C41H40ClFN4O11S3,是一種口服的小分子表皮生長(zhǎng)因子酪氨酸激酶抑制劑,分子量為925.46,通常以二甲苯磺酸鹽,即二甲苯磺酸拉帕替尼的形式存在,結(jié)構(gòu)式如圖1所示[1-3]。但拉帕替尼的溶解度較差、溶出速率較低,限制了其在體內(nèi)的吸收,生物利用度較低。目前主要的上市產(chǎn)品是Tykerh片劑,由葛蘭素史克研發(fā)生產(chǎn),并于2007年獲美國(guó)食品藥品管理局(FDA)批準(zhǔn)上市[4],用于治療乳腺癌。
固體分散體指藥物在固態(tài)載體中分散所形成的體系,藥物常以膠態(tài)、微晶、分子或無定形等狀態(tài)存在,與晶態(tài)藥物相比,固體分散體溶解時(shí)不需要破壞其晶格能,因此具有較高的溶解度和較快的溶出速率[5-6]。藥物體內(nèi)生物利用度在很大程度上受藥物的分散狀態(tài)和溶解度的影響,固體分散技術(shù)是使藥物高度分散于水溶性高分子載體中的有效方法,以提高難溶性藥物的溶出速度和溶解度的方式來提高藥物的生物利用度[7]。固體分散體的制備方法有:熔融法[8-9]、熱熔擠出法[10]、溶劑法、噴霧(冷凍)干燥法[11]、研磨法和超臨界流體技術(shù)[12-13]等。超臨界二氧化碳(CO2)流體(SC-CO2)技術(shù)作為一種新型的固體分散體制備方法,因其較溫和的臨界溫度和惰性氣體性質(zhì)可以極大程度的避免熱敏性和易氧化物質(zhì)的破壞;同時(shí)其黏度低、表面張力小、滲透性強(qiáng),可減少制備時(shí)間、提高制備效率[14]。本研究運(yùn)用SC-CO2法制備拉帕替尼固體分散體的方法以達(dá)到提高拉帕替尼體外溶出速度和溶解度的目的。
圖1 二甲苯磺酸拉帕替尼的結(jié)構(gòu)式
ALC-210.4電子分析天平(北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司);TU-1880紫外可見分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司);ZRS-6G智能溶出儀(天津市天大天發(fā)儀器有限公司);STARTER2100 pH計(jì)(沈陽(yáng)杰龍儀器有限公司);CLJ-B-120-35-1超臨界流體設(shè)備(沈陽(yáng)東宇藥物技術(shù)研究院超臨界設(shè)備制造公司);GG92-Q1000型差示掃描量熱儀(美國(guó)TA檢測(cè)儀器公司);Bruker D8粉末X射線衍射儀(德國(guó)布魯克光譜儀器公司)。
拉帕替尼(藥用級(jí),杭州榮大醫(yī)藥化工有限公司,111222);Poloxamer 407[藥用級(jí),巴斯夫(中國(guó))有限公司];Soluplus[藥用級(jí),巴斯夫(中國(guó))有限公司];聚乙烯吡咯烷酮[PVP K30,藥用級(jí),亞什蘭(中國(guó))投資有限公司];甲醇(分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);蒸餾水(分析純,沈陽(yáng)藥科大學(xué)自制);CO2(食品級(jí),沈陽(yáng)景泉?dú)怏w廠);其它試劑均為分析純。
2.1 拉帕替尼含量的測(cè)定
2.1.1 紫外檢測(cè)波長(zhǎng)的選擇 稱取適量的拉帕替尼和處方量的各種輔料,溶于甲醇∶水 =4∶1(v/v)的混合溶劑A中。以混合溶劑A為空白,紫外掃描條件為200~400 nm。結(jié)果表明,拉帕替尼的極大吸收分別在208、261和328 nm處,而輔料在此無紫外吸收,同時(shí)拉帕替尼在261 nm處的吸光度強(qiáng)于328 nm處,故選261 nm作為拉帕替尼的檢測(cè)波長(zhǎng)。
2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 準(zhǔn)確稱拉帕替尼原料藥10 mg于100 mL量瓶中,加入混合溶劑A充分溶解并精確定容,制得儲(chǔ)備液。分別移取0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL儲(chǔ)備液于10 mL量瓶中,加入混合溶劑定容。以混合溶劑為空白,在261 nm處測(cè)定不同濃度的溶液的吸光度,以吸光度A對(duì)溶液濃度C作圖,用最小二乘法進(jìn)行線性擬合,得回歸方程:A=0.026 6 C-0.017 8(R2=0.999 8)。
2.2 體外溶出實(shí)驗(yàn) 取拉帕替尼或含有相同藥量的固體分散體20 mg,溶出介質(zhì)達(dá)到藥物的漏槽條件下,在溫度(37±0.5)℃、轉(zhuǎn)速 75 r·min-1、漿法的條件下實(shí)驗(yàn)。以pH=1.0的鹽酸為溶出介質(zhì),分別于5、10、20、30、45、60和 90 min取樣 5 mL(同時(shí)補(bǔ)加同溫等量介質(zhì)),使用0.45μm濾膜將取出液體過濾,取續(xù)濾液平行3次測(cè)定A值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出拉帕替尼的濃度及溶出度。
2.3 SC-CO2技術(shù)制備拉帕替尼固體分散體過程在高壓釜加入充分混合均勻的藥物和載體,設(shè)定好反應(yīng)壓力與溫度,靜態(tài)反應(yīng)至規(guī)定時(shí)間后快速降壓,收集產(chǎn)物,研磨備用。
2.4 SC-CO2技術(shù)制備拉帕替尼固體分散體的考察
2.4.1 載體種類對(duì)拉帕替尼固體分散體溶出度的影響 將拉帕替尼分別與載體(Soluplus、PEG4000、PVP K30)按載藥比為35%混合均勻,SC-CO2條件為溫度45℃、壓強(qiáng)20 MPa,時(shí)間為2 h。將固體分散體進(jìn)行體外溶出考察,制得溶出曲線,如圖2,可知拉帕替尼原料藥的溶出度不高,溶出速度較慢,制備得到的拉帕替尼固體分散體的溶出度顯著增加,溶出速率較快,不同載體的累積溶出度排序?yàn)椋篠oluplus>PEG4000>PVP K30。其中以Soluplus為載體所得產(chǎn)物溶出效果最好,在5 min時(shí)溶出度已經(jīng)達(dá)到97%。因此,選用Soluplus為載體。
圖2 API原料藥與固體分散體的溶出曲線
2.4.2 藥載比對(duì)拉帕替尼固體分散體溶出度的影響 將拉帕替尼與Soluplus分別按載藥比為25%、35%、45%、55%混合,超臨界制備工藝條件為45℃、20 MPa、2 h,對(duì)不同載藥比的拉帕替尼固體分散體的體外溶出情況進(jìn)行考察,結(jié)果(圖3)表明,載藥比為35%的溶出速率最快,最終溶出度最高,可達(dá)到97%。因此選擇載藥比為35%較為適宜。
圖3 藥載比對(duì)拉帕替尼固體分散體溶出度的影響
2.4.3 壓強(qiáng)對(duì)拉帕替尼固體分散體溶出度的影響將拉帕替尼與Soluplus按載藥比為35%混勻,超臨界溫度45℃,反應(yīng)時(shí)間2 h,對(duì)不同壓強(qiáng)下的固體分散體的溶出情況進(jìn)行考察,結(jié)果(圖4)表明,壓力在15 MPa時(shí),固體分散體的溶出情況較差,壓力在20、25、30 MPa時(shí),拉帕替尼固體分散體的溶出度隨著壓力的增加略有提高,相差不明顯。當(dāng)CO2達(dá)到超臨界狀態(tài)后,壓強(qiáng)越大,CO2密度越大,其溶解性能增加,更多的藥物溶解在SC-CO2中,從而使藥物在載體中分散的更均勻,形成的非晶態(tài)也更完全,但當(dāng)CO2的壓力超過一定值后,藥物會(huì)完全溶解在SC-CO2中,其溶解度不會(huì)再隨壓力的增大而增加,且過高的壓力會(huì)使在泄壓過程中,藥物被CO2帶出,造成損失,因此從經(jīng)濟(jì)性,安全性和可操作性考慮,壓力優(yōu)選20 MPa。
圖4 壓強(qiáng)對(duì)拉帕替尼固體分散體溶出度的影響
2.4.4 溫度對(duì)拉帕替尼固體分散體溶出度的影響將拉帕替尼與Soluplus按載藥比為35%混勻,超臨界壓力20 MPa,反應(yīng)時(shí)間2 h,對(duì)各溫度下的拉帕替尼固體分散體的溶出情況進(jìn)行考察,結(jié)果(圖5)表明,在40~55℃內(nèi),溫度對(duì)拉帕替尼固體分散體的溶出速率影響不大,45℃條件下制備的拉帕替尼固體分散體其體外溶出度略優(yōu)。分析認(rèn)為,溫度會(huì)影響SC-CO2的密度,溫度越高,SC-CO2密度越低,溶解藥物的能力下降。因此,反應(yīng)溫度選擇45℃。
圖5 溫度對(duì)拉帕替尼固體分散體溶出度的影響
2.4.5 時(shí)間對(duì)拉帕替尼固體分散體溶出度的影響將拉帕替尼與Soluplus以載藥比為35%混勻,超臨界條件為壓強(qiáng)20 MPa、溫度45℃,對(duì)不同時(shí)間下的固體分散體的體外溶出情況進(jìn)行考察,結(jié)果(圖6)表明,拉帕替尼固體分散體的溶出度與制備時(shí)間正相關(guān),這是因?yàn)殡S著時(shí)間的延長(zhǎng),藥物在SC-CO2中溶解越充分,形成的非晶態(tài)更完全,在載體中分散也越均勻,但一定時(shí)間后,藥物在載體中已充分分散,制備時(shí)間對(duì)其溶出效果影響就不顯著了,從操作性和經(jīng)濟(jì)性方面考察,制備時(shí)間優(yōu)選2 h。
圖6 反應(yīng)時(shí)間對(duì)拉帕替尼固體分散體溶出度的影響
2.5 差示掃描量熱(DSC)分析 差示掃描熱量法圖譜中吸熱峰的面積大小反應(yīng)了晶體的數(shù)量的多少。鋁盤中稱取3 mg左右的樣品,氮?dú)饬髁繛?0 mL·min-1,以10℃·min-1速率從30℃升溫至300℃,結(jié)果見圖7。
圖7 不同樣品的DSC曲線
由圖7可以看出,拉帕替尼原料藥在溫度為253℃處存在一個(gè)明顯的吸熱峰,載體在253℃附近無可見吸熱峰,拉帕替尼物理混合物在253℃區(qū)域存在吸熱峰。而拉帕替尼固體分散體在253℃附近吸熱峰顯著減小,但是,吸熱峰并未完全消失,說明拉帕替尼在載體中分別以微晶態(tài)和無定形狀態(tài)存在,載體對(duì)拉帕替尼的分散作用明顯。
2.6 粉末X射線衍射(PXRD)分析 工作條件:Cu靶,Kα射線,管電流 40 mA;高壓強(qiáng)度40 kV;掃描步距0.05°;掃描速率 5.0°·min-1;測(cè)定范圍4°~40°,掃描方式為連續(xù)掃描。結(jié)果見圖8。
圖8 不同樣品的PXRD曲線
由 PXRD掃描圖知,原料藥在 2θ=6.945°、8.695°、12.650°、19.090°、20.665°、22.275°、25.215°以及28.400°等位置存在較強(qiáng)的衍射峰,物理混合物與之相比衍射峰的峰強(qiáng)度降低或衍射峰消失。采用SC-CO2制備的拉帕替尼固體分散體衍射峰數(shù)量和強(qiáng)度均明顯小于拉帕替尼原料藥及其物理混合物,但衍射峰并沒有完全消失,說明拉帕替尼部分以無定形形式存在于載體中。
本研究運(yùn)用SC-CO2技術(shù)制備拉帕替尼的固體分散體,以拉帕替尼的體外溶出情況為標(biāo)準(zhǔn),對(duì)載體種類、藥載比、制備工藝(溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間)等對(duì)拉帕替尼固體分散體的影響進(jìn)行考察。用DSC、PXRD對(duì)該體系進(jìn)行了物相鑒別。結(jié)果發(fā)現(xiàn):載藥比為35%,壓力20 MPa,溫度45℃,反應(yīng)時(shí)間2 h是制備拉帕替尼的固體分散體的較佳工藝條件。拉帕替尼與Soluplus的氫鍵締合作用抑制了拉帕替尼晶核的形成和生長(zhǎng),使拉帕替尼以無定形狀態(tài)和微晶態(tài)存在于載體Soluplus中,加快了溶出速率,提高了體外溶出度約50%,最終溶出結(jié)果達(dá)到97%左右。SC-CO2技術(shù)制備拉帕替尼固體分散體時(shí),條件溫和、工藝簡(jiǎn)單、不需要有機(jī)溶劑、綠色環(huán)保。實(shí)驗(yàn)表明,制得的拉帕替尼固體分散體的溶出速率和體外溶出度顯著提高,SC-CO2技術(shù)制備拉帕替尼固體分散體的工藝可行,為其工業(yè)化生產(chǎn)提供了可能。
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