吳宏華,吳媛,張繪芳
(1.衢州市人民醫(yī)院藥學(xué)部,浙江衢州324000;2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第九人民醫(yī)院藥劑科,上海 200011)
冬凌草甲素(OridoninA,ORI)屬于貝殼杉烯二萜類化合物,為唇形科香茶菜屬植物冬凌草的主要抗癌活性成分,其對多種移植性腫瘤均有效,在臨床上主要用于原發(fā)性肝癌、食管癌、胰腺癌等的治療,且大劑量應(yīng)用未發(fā)現(xiàn)骨髓抑制、肝腎功能受損等不良反應(yīng),較為安全、有效[1-3]。但ORI的水溶性、脂溶性均較差,導(dǎo)致其口服吸收差,影響了臨床治療效果。為此,國內(nèi)外研究者將其制備成固體分散體、自微乳以及脂質(zhì)體等劑型以解決上述問題[4-6]。
脂質(zhì)體是由磷脂和膽固醇構(gòu)成的磷脂雙分子層閉合形成的小室狀結(jié)構(gòu),具有與生物膜非常相似的性質(zhì),因此生物相容性良好;其可提高難溶性藥物的溶解度,具有毒副作用小、易于靶向修飾、易實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點[7]。目前,脂質(zhì)體制備方法繁多,常規(guī)方法包括薄膜分散法[8]、逆向蒸發(fā)法[9]、溶劑注入法[10]和噴霧干燥法[11]。但這些技術(shù)普遍存在某些缺陷,如微粒粒徑和分布難以控制、產(chǎn)物得率較低、包封率和載藥量不理想、有機溶劑殘留量大、工藝條件影響藥物活性等[12-13]。超臨界流體強化溶液快速分散技術(shù)(SEDS)作為一種新型微粒制備方法,可以克服上述問題。該技術(shù)操作條件溫和,所得產(chǎn)物顆粒細微,顆粒大小分布均勻,包封率高,載藥量大,且無溶劑殘留,在制劑領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛[14]。目前,ORI的脂質(zhì)體制劑給藥方式主要為注射給藥,考慮到口服脂質(zhì)體具有作用時間長、刺激性小以及患者依從性好等優(yōu)點[15],因此本課題組采用SEDS技術(shù)制備ORI的脂質(zhì)體口服制劑(ORI-LIP),并通過正交試驗對制備工藝進行優(yōu)化;同時,與常規(guī)脂質(zhì)體制備方法進行比較,比較不同制備方法所得ORI-LIP的粒徑、包封率、載藥量、穩(wěn)定性及體外溶出行為,為超臨界流體技術(shù)在改善中藥難溶性組分溶解度方面的應(yīng)用提供實驗依據(jù)。
BP211D型微量電子分析天平(德國Sartorius公司);1260型高效液相色譜儀(美國Agilent公司);SFE121-50-01型超臨界CO2制粒裝置(南通華興石油儀器有限公司);R206型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海申生科技有限公司);Nano ZS90 Zetasizer型粒徑測定儀(英國Malvern公司);RC-806型溶出度儀(天津因賽科技發(fā)展有限公司);超濾離心管(美國Millipore公司,截留分子量:10 kDa);5804R型臺式離心機(德國Eppendorf公司)。
ORI原料藥(江西本草天工科技有限公司,批號:28957-04-2,純度:≥98%);大豆卵磷脂(大連美侖生物技術(shù)有限公司,純度:≥90%);膽固醇(德國Lipoid公司,純度:≥98%);CO2(上海交通大學(xué)設(shè)備科,純度:≥99.999%);甲醇為色譜純,其余試劑均為分析純,水為去離子水。
采用高效液相色譜法(HPLC)測定ORI質(zhì)量濃度。
2.1.1 色譜條件色譜柱:Agilent Eclipse XDB-C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);流動相:甲醇-水(60∶40,V/V);檢測波長:238 nm;流速:1 mL/min;柱溫:25℃;進樣量:20 μL。
2.1.2 線性關(guān)系考察 精密稱取ORI原料藥適量,以甲醇配制成質(zhì)量濃度為12、30、60、90、150 μg/mL的系列溶液。按“2.1.1”項下色譜條件進樣測定,以待測物質(zhì)量濃度(x)為橫坐標、峰面積(y)為縱坐標進行線性回歸,得回歸方程:y=18.034x-0.201 6(r=0.999 5)。結(jié)果表明,ORI檢測質(zhì)量濃度在12~150 μg/mL范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。另外,參照2015版《中國藥典》(四部)[16]進行專屬性、精密度、回收率、穩(wěn)定性等項目考察,結(jié)果均符合相關(guān)要求,表明該方法適用于ORI的定量分析。
2.2.1 工藝流程 參照文獻[17],采用SEDS技術(shù)制備脂質(zhì)體。首先打開閥A,讓可視沉淀釜的溫度和壓力達到設(shè)定值,通過閥C調(diào)節(jié)壓力直至體系達到平衡。精密稱取ORI原料藥1.8 mg、大豆卵磷脂15 mg、膽固醇3 mg,加至乙醇20 mL中溶解完全,打開閥B,將上述溶液通過高壓恒流泵以一定速率由噴嘴輸入到經(jīng)過預(yù)穩(wěn)定的沉淀釜內(nèi)。溶液在超臨界CO2中快速擴散,并在短時間內(nèi)達到過飽和狀態(tài)而沉淀到釜底形成微粒。待溶液輸入完畢后,立即關(guān)閉恒流泵和閥B,繼續(xù)通入CO2淋洗、干燥一段時間,以除盡釜內(nèi)的剩余溶劑。關(guān)閉CO2輸入閥A,打開排氣閥C,排出沉淀釜內(nèi)的氣體,待釜內(nèi)壓力降至0 MPa時,打開沉淀釜并收集沉淀物,得到脂質(zhì)體前體。將脂質(zhì)體前體進行水化即可得到ORI-LIP混懸液。SEDS技術(shù)制備流程詳見圖1。
圖1 SEDS技術(shù)制備流程圖Fig 1 Schematic diagram of the apparatus used for SEDS
2.2.2 正交試驗優(yōu)化工藝條件 根據(jù)前期單因素預(yù)試驗結(jié)果,針對可能影響制備結(jié)果的3個因素(溫度、壓力、進樣流速),以粒徑為評價指標,選擇L9(34)正交表進行試驗設(shè)計,以篩選最佳工藝參數(shù)。因素與水平見表1,正交試驗設(shè)計與結(jié)果見表2。
表1 因素與水平Tab 1 Factors and levels
表2 正交試驗設(shè)計與結(jié)果Tab 2 Design and results of orthogonal test
由表2可以看出,以上3個因素的極差值都較大,說明三者對粒徑都有較大影響。按極差值大小排序可知,進樣流速對脂質(zhì)體粒徑影響最大,其次為壓力,反應(yīng)溫度的影響最小。據(jù)此可得最優(yōu)工藝參數(shù)為:溫度50℃,壓力18 MPa,進樣流速1.0 mL/min。
2.2.3 驗證試驗 按“2.2.2”項下確定的最優(yōu)工藝參數(shù)制備ORI-LIP,平行操作3次。結(jié)果顯示,3次制備所得樣品的平均粒徑分別為149.9、150.5、141.9 nm(RSD<5%),表明該優(yōu)化工藝穩(wěn)定、可行。
2.3.1 薄膜分散法(TFD)制備脂質(zhì)體 分別稱取ORI原料藥1.8 mg、大豆卵磷脂15 mg、膽固醇3 mg,加入乙醇20 mL中溶解完全后,轉(zhuǎn)移至100 mL圓底燒瓶中,于50℃減壓旋蒸30 min除去溶劑,然后置于真空干燥箱內(nèi),于50℃下干燥過夜。取出圓底燒瓶,加水20 mL,于50℃下對底部干燥物進行水化,即得ORI-LIP-TFD混懸液。
2.3.2 逆向蒸發(fā)法(RPE)制備脂質(zhì)體 分別稱取大豆卵磷脂15 mg、膽固醇3 mg,加入乙醇20 mL中溶解完全后,轉(zhuǎn)移至100 mL圓底燒瓶中。將ORI原料藥1.8 mg溶解于適量的水中作為水相,逐滴滴入圓底燒瓶中,30 ℃水浴超聲(功率:100 w,頻率:40 kHz)5 min,然后于50℃減壓旋蒸除去有機溶劑,即得ORI-LIP-RPE混懸液。
2.3.3 不同方法所制備脂質(zhì)體的粒徑與多分散系數(shù)(PDI)比較 將采用TFD、RPE、SEDS方法制備的ORILIP分別用適量水稀釋,采用粒徑測定儀檢測其粒徑及PDI,試驗重復(fù)3次。結(jié)果顯示,ORI-LIP-SEDS的粒徑和PDI均低于ORI-LIP-TFD和ORI-LIP-RPE,提示該體系具有更好的穩(wěn)定性,詳見表3。
表3 3種脂質(zhì)體的粒徑和PDI(x±s,n=3)Tab 3 Particle size and PDI of 3 kinds of liposomes(x±s,n=3)
2.3.4 不同方法所制備脂質(zhì)體的包封率和載藥量的比較 采用超濾法測定。將采用TFD、RPE、SEDS方法制備的ORI-LIP分別加入適量甲醇破乳,超聲(功率:100 w,頻率:40 kHz)10 min,采用“2.1”項下HPLC法測定ORI的質(zhì)量濃度。另取上述3種ORI-LIP于超濾離心管中,5 000 r/min離心10 min,濾過,取濾液,同法測定ORI的質(zhì)量濃度。按以下公式計算包封率:包封率%=(W總-W游離)/W總×100%(式中,W游離為超濾離心后濾液中的藥量,W總為破乳后的總藥量)。按以下公式計算載藥量:載藥量(%)=(W總-W游離)/W脂質(zhì)×100%(式中,W游離為超濾離心后濾液中的藥量,W總為破乳后的總藥量,W脂質(zhì)為脂質(zhì)總量)。結(jié)果顯示,ORI-LIP-SEDS的包封率和載藥量分別達到67.8%和7.8%,均明顯高于ORI-LIP-TFD和ORI-LIP-RPE。3種脂質(zhì)體的包封率和載藥量見圖2。
圖2 3種脂質(zhì)體的包封率和載藥量Fig 2 Encapsulation efficiency and drug-loading amount of 3 kinds of liposomes
2.3.5 不同方法所制備脂質(zhì)體的穩(wěn)定性比較 以脂質(zhì)體的粒徑和包封率變化來考察其穩(wěn)定性。將采用TFD、RPE、SEDS方法制備的ORI-LIP分別置于溫度(40±2)℃、相對濕度(75±5)%的條件下進行加速試驗。每個月分別取樣考察,連續(xù)考察6個月,比較存放前后脂質(zhì)體的粒徑和包封率。結(jié)果顯示,在6個月貯存期間,ORILIP-TFD和ORI-LIP-RPE的粒徑均顯著增大,分別由0月時的182.4、175.1 nm增至208.6、192.9 nm,而ORI-LIPSEDS的粒徑僅略有增加;ORI-LIP-TFD和ORI-LIPRPE的包封率均明顯降低,比0月時分別降低了14.8%、13.6%,而ORI-LIP-SEDS僅降低了4.4%,詳見圖3。
圖3 加速試驗期間3種脂質(zhì)體的粒徑和包封率變化Fig 3 Changes of particle size and encapsulation efficiency of 3 kinds of liposomes in accelerated test
2.3.6 不同方法所制備脂質(zhì)體的體外溶出度比較 將ORI原料藥和采用TFD、RPE、SEDS方法制備的ORILIP置于預(yù)處理過的透析袋內(nèi),透析袋兩端扎緊,固定在攪拌漿上,浸沒在溶出介質(zhì)(含0.3%十二烷基硫酸鈉的pH為6.8的磷酸鹽緩沖溶液)100 mL中,設(shè)置轉(zhuǎn)速為100 r/min、溫度為37 ℃,分別于10、30 min及1、2、3、4、6、8、10、12、24、36、48 h時取樣1 mL(同時補充等體積空白溶出介質(zhì))。樣品液經(jīng)0.45μm微孔濾膜濾過后,采用“2.1”項下HPLC法測定ORI的質(zhì)量濃度。按公式計算累積溶出度:累積溶出度(%)=[cn×V2+(c1+c2+…+cn-1)]/L×100%,式中,c1…cn為各時間點所測ORI濃度,V1為取樣體積,V2為溶出介質(zhì)體積,L為制劑標示量。結(jié)果顯示,ORI原料藥的溶出速率要高于各脂質(zhì)體,在1 h內(nèi)就達到了溶出平衡,而各脂質(zhì)體均在12 h后才達到溶出平衡;ORI-LIP-SEDS的溶出速度要慢于ORI-LIP-TFD和ORI-LIP-RPE。同時,各脂質(zhì)體達溶出平衡時的累積溶出度均明顯高于原料藥,其中原料藥為40.6%,而各脂質(zhì)體都高于50%;ORI-LIP-SEDS在24 h時達到溶出平衡,其累積溶出度最高,達到67.2%,詳見圖4。
圖4 ORI原料藥和3種脂質(zhì)體的體外溶出曲線Fig 4 in vitro dissolution curves of ORI raw material and 3 kinds of liposomes
脂質(zhì)體由于其類脂雙分子結(jié)構(gòu)在胃腸道可與胃黏膜細胞發(fā)生融合、胞飲和吞噬作用,使藥物口服后易進入胃腸道黏膜而被吸收。而粒徑較小的脂質(zhì)體易于黏附在腸壁上,增加了藥物與腸壁的接觸時間和接觸面積,有利于藥物吸收[18]。藥物的粒徑越小,其溶出度越高,且藥物的釋放和溶出是被機體吸收和利用的前提[19]。本研究選擇采用SEDS技術(shù)作為制備方法以降低ORI脂質(zhì)體的粒徑并提高藥物溶出度,達到改善ORI口服吸收的目的。
在SEDS技術(shù)制備過程中,脂質(zhì)體的粒徑主要受以下幾個因素的影響:(1)溫度。隨著溫度升高,CO2密度減小,CO2對溶劑的傳質(zhì)效率隨之降低,導(dǎo)致顆粒粒徑增大;與此同時,溶質(zhì)分子動能增加,分子之間碰撞概率增加,也可導(dǎo)致顆粒粒徑增大、沉淀率升高[20]。(2)壓力。隨著壓力升高,CO2在溶液中的擴散速度加快,液滴膨脹速率隨之增大,加之溶劑對溶質(zhì)溶解能力降低,從而使成核速率增大,沉淀出的溶質(zhì)微粒比表面積增大,形成的晶核數(shù)量增加,因此沉淀出更多、更細小的溶質(zhì)微粒[21-22]。(3)進樣流速。在進樣流速較低的情況下,流速增加導(dǎo)致CO2與溶液摩爾比減小,進而導(dǎo)致體系膨脹速率減小,從而形成更大的顆粒,沉淀率也減?。欢S著流速的進一步增大,溶液“霧化效應(yīng)”起到了主導(dǎo)作用,所以形成的顆粒粒徑減小[23-26];但隨著流速繼續(xù)增加,“霧化效應(yīng)”降低,顆粒粒徑隨之增大。
本研究結(jié)果顯示,對比常規(guī)制備技術(shù)(TFD、RPE),SEDS技術(shù)制備的脂質(zhì)體具有更高的包封率和載藥量,這可能與該技術(shù)制備的脂質(zhì)體具有更為圓整的形態(tài)、包封能力更強、藥物不易泄漏有關(guān)[27]。此外,ORI-LIP-SEDS在6個月的加速試驗期內(nèi)也表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性,這是由于ORI-LIP-SEDS的溶劑殘留量較小,脂質(zhì)體不易被破壞;同時,其良好的包封效果也有利于提高制劑穩(wěn)定性[28]。體外溶出試驗結(jié)果顯示,各脂質(zhì)體中ORI的釋藥速率要低于ORI原料藥,這是由于藥物要通過磷脂雙分子層才得以釋放所致[29]。其中,ORI-LIP-TFD和ORI-LIPRPE溶出速度要快于ORI-LIP-SEDS,這可能是由于前兩者表面有較多吸附藥物的存在,更易擴散至透析袋外所致[30],而ORI-LIP-SEDS因其良好的包封能力和穩(wěn)定性而表現(xiàn)出更加持久和緩慢的釋放。此外,ORI-LIP-SEDS的累積溶出度高于其他兩種脂質(zhì)體,這可能是因為其粒徑更小,具有更大的比表面積,有利于藥物溶出所致[31]。
綜上所述,本研究通過SEDS技術(shù)制備了粒徑小、包封率和載藥量較高、穩(wěn)定性較好的脂質(zhì)體口服制劑,有效改善了ORI的體外溶出性能。但ORI-LIP作為口服制劑,其體外溶出性能的提高并不能說明其口服后體內(nèi)吸收也必然可得到提升,因此其在體藥動學(xué)特征還有待進一步研究。