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        星點設(shè)計-效應(yīng)面法優(yōu)化鹽酸羅沙替丁醋酸酯胃漂浮緩釋片制劑處方*

        2019-10-31 01:05:32段頤珊李雪怡張桂芝
        醫(yī)藥導(dǎo)報 2019年11期
        關(guān)鍵詞:緩釋片制劑處方

        段頤珊,李雪怡,張桂芝

        (湖北中醫(yī)藥大學藥學院,武漢 430065)

        鹽酸羅沙替丁醋酸酯(roxatidine acetate hydrochloride,ROX)為第4代H2受體拮抗劑[1],口服后吸收良好,在小腸、血漿和肝臟內(nèi)經(jīng)酶化反應(yīng)轉(zhuǎn)換為活性代謝物羅沙替丁[2]。ROX臨床上用于治療和預(yù)防胃潰瘍、十二指腸潰瘍、吻合部潰瘍、反流性食管炎、胃炎或潰瘍的急性發(fā)作等因胃酸分泌過多所導(dǎo)致的消化系統(tǒng)疾病[3-4]。該藥除了抑酸作用較強,還可抑制胃蛋白酶分泌,對泌乳素和血清胃泌素等無明顯影響,并對消化系統(tǒng)的組織結(jié)構(gòu)具有一定保護作用[5]。由于治療消化系統(tǒng)潰瘍性疾病常需要長期給藥,而ROX的生物半衰期較短(約0.74 h),需反復(fù)多次給藥,因此降低了患者用藥順應(yīng)性[6-7]。筆者在本實驗采用星點設(shè)計-效應(yīng)面法(central composite design-response surface methodology,CCD-RSM)優(yōu)化制劑處方并制備了ROX胃漂浮緩釋片[8-9],旨在延長ROX作用時間,提高ROX的生物利用度以及患者的順應(yīng)性。

        1 儀器與試藥

        1.1儀器 1200LC高效液相色譜儀(Agilent,G1315B可變波長檢測器);十萬分之一天平(上海贊維衡器有限公司,型號:ZA305AS,感量:0.1 mg,0.01 mg);單沖壓片機(上海天九機械制造廠,型號:TDP-5);智能藥物溶出儀(天津盛達三合光學儀器有限公司,型號:RC-806)。

        1.2試藥 ROX原料藥(北京豐德醫(yī)藥科技有限公司,含量>99%,批號:150301);ROX對照品(本實驗室自制,原料藥精制,批號:160321,含量>99%);羥丙基甲基纖維素(HPMC,100M)、十八醇、碳酸氫鈉(NaHCO3)、乳糖、微粉硅膠均購于安徽山河藥用輔料股份有限公司,藥用規(guī)格;人工胃液(自制,0.1 moL· mL-1鹽酸);乙腈和甲醇等試劑為色譜純;實驗用水為超純水。

        2 方法與結(jié)果

        2.1ROX胃漂浮緩釋片的制備 按制劑處方分別稱取主藥與輔料,過篩孔內(nèi)徑125 μm篩(120目),并按等量遞增法逐步混勻;按片質(zhì)量0.5%加入潤滑劑,混勻;采用粉末直接壓片法壓制成ROX胃漂浮緩釋片(規(guī)格:ROX 每片75 mg,片質(zhì)量:400 mg,片徑:10 mm)。

        2.2體外釋放度測定

        2.2.1色譜條件 采用高效液相色譜法(HPLC)檢測ROX含量。色譜柱:Agilent C18柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動相:乙腈-0.02%磷酸緩沖液(三乙胺調(diào)pH值至5.20)(1:1);檢測波長:275 nm;柱溫:30 ℃;流速:1.0 mL·min-1;進樣量:20 μL;以外標法定量。

        2.2.2溶液的配制 儲備液:精密稱取ROX 0.0203 g,置100 mL量瓶,加人工胃液適量,振搖溶解,加人工胃液至刻度,作為儲備液。對照品溶液:精密稱取ROX對照品約17 mg,置100 mL量瓶,加流動相溶解并稀釋至刻度,搖勻,制成ROX濃度為0.1732 mg·mL-1對照品溶液。供試品溶液:取ROX胃漂浮緩釋片10片,研碎混勻,精密稱取粉末400 mg,置1000 mL量瓶,加流動相溶解并稀釋至刻度,搖勻,經(jīng)孔徑0.45 μm濾膜濾過;取續(xù)濾液,即得供試品溶液。陰性對照溶液:按照ROX胃漂浮緩釋片處方(除ROX外),制成空白制劑10片,研碎混勻,精密稱取粉末400 mg,同上述供試品溶液制備方法制成陰性對照溶液。

        2.2.2線性關(guān)系和方法學考察 分別精密量取儲備液0.5,1,2.5,3,5 mL,分別加人工胃液,稀釋至10 mL,搖勻,配制成10.15,20.30,50.75,60.90,81.20,131.95 μg·mL-1ROX待測溶液,并按色譜條件進行測定。根據(jù)測定結(jié)果可知ROX在10.15~131.95 μg·mL-1范圍內(nèi),其回歸方程為A=0.005C-0.000 8;R2=0.999 8(n=6),ROX峰面積(A)與ROX濃度(C)線性關(guān)系良好。分別取對照品溶液、供試品溶液、陰性對照溶液,按色譜條件進行測定,記錄色譜圖。ROX保留時間約8.30 min,且色譜峰峰形良好;陰性對照在ROX峰位置無干擾;供試品中ROX與其他組分達基線分離,分離度不低于1.5,理論板數(shù)以ROX峰面積計不低于5000;精密度實驗中RSD=0.09%(n=6);穩(wěn)定性試驗中樣品溶液室溫放置24 h的峰面積RSD=0.27%(n=6);按處方量80%,100%,120% 精密稱取ROX,并按處方比例加入其他輔料,制備成3種不同濃度的ROX溶液,平均回收率分別為98.89%,99.86%,99.68%,RSD分別為0.89%,1.06%,0.94%(n=3),均符合要求。

        2.2.3釋放度測定方法及漂浮性能考察 按《中華人民共和國藥典》2015年版第四部0931項下第一法(轉(zhuǎn)籃法)進行體外釋放度測定,轉(zhuǎn)速為100 r·min-1,溫度(37±0.5)℃,以人工胃液900 mL為釋放介質(zhì);分別于1,4,8 h取樣5 mL,同時補加等體積同溫的人工胃液;取上述5 mL樣液經(jīng)孔徑0.45 μm微孔濾膜濾過,取續(xù)濾液適量,按色譜條件進行測定并計算藥物的濃度和累積釋放度;同時將緩釋片置于該釋放條件下,觀察并記錄起漂與續(xù)漂時間。

        2.3處方優(yōu)化

        2.3.1實驗設(shè)計 分別以X1、X2、X3表示ROX胃漂浮緩釋片每一片中HPMC、十八醇及NaHCO3用量,通過單因素實驗和預(yù)實驗可知,X1、X2、X3是影響ROX胃漂浮緩釋片的漂浮性能和藥物釋放的主要因素。因此,利用CCD-RSM設(shè)計了三因素五水平實驗[10-11];表1設(shè)置了實驗因素水平及其對應(yīng)的物理量,表2顯示了實驗設(shè)計及結(jié)果;并確定1,4,8 h累積釋放度Q1h(15%~25%)、Q4h(45%~55%)、Q8h(75%~85%)為考察指標,即于第1小時時累積釋放度達15%~25%,于第4小時時累積釋放度達45%~55%,于第8小時時累積釋放度達75%~85%。綜合評分Y(%)=|Q1h-20%∣+∣Q4h-50%∣+∣Q8h-80%∣,其中∣Q1h-20%∣、∣Q4h-50%∣、∣Q8h-80%∣分別表示在1,4,8 h釋放度與評價標準的偏差,因此Y值越小越好。

        表1 考察因素水平及其對應(yīng)物理量

        Tab.1Independentvariablesandtheirvaluesincodedandphysicalform

        水平值X1X2X3mg-1.73220.3665.3615.36-135.0080.0030.00055.00100.0050.00175.00120.0070.001.73289.64134.6484.64

        2.3.2模型擬合 用Design Expert 8.0.6版軟件將實驗數(shù)據(jù)進行模型擬合,按顯著性(P<0.05)、r2最大原則,優(yōu)選出最佳擬合方程為二次模型方程[12]。表3為對擬合方程各項系數(shù)的方差分析結(jié)果,t檢驗在P<0.02水平上經(jīng)簡化得到以下擬合方程。

        表3結(jié)果表明,簡化后的模型方程P<0.05,R2>0.90,方程可信度較高。

        2.3.3響應(yīng)面 運用Design Expert 8.0.6版軟件,分別以1,4,8 h累積釋放度Q1h、Q4h、Q8h對各輔料的用量X1,X2,X3做三維響應(yīng)面圖、等高線圖和等高線疊加圖(NaHCO350.00 mg),以Q8h為例(圖1,2)。

        2.4處方優(yōu)化與處方驗證 通過Design Expert 8.0.6版軟件擬合及預(yù)測,從效應(yīng)面或重疊等高線圖上篩選最優(yōu)效應(yīng)域,通過非線性模型擬合并優(yōu)選出最佳制劑處方[13]。綜合考慮,最佳制劑處方為:HPMC 55 mg、十八醇100 mg、NaHCO350 mg、乳糖118 mg、微粉硅膠2 mg。按照最佳制劑處方制備了3批ROX胃漂浮緩釋片進行處方驗證。1,4,8 h累計釋放度實測值分別為20.2%,51.4%,79.8%,預(yù)測值分別為20.8%,51.2%,78.9%(n=3),結(jié)果表明經(jīng)CCD-RSM優(yōu)化的處方在1,4,8 h釋放度符合標準,且模型預(yù)測性良好;起漂時間<5 min,持續(xù)漂浮時間>8 h,滿足設(shè)計要求且重復(fù)性良好[14]。

        2.5釋藥機制考察 緩釋制劑體外釋放可按零級動力學、一級動力學、Higuchi和Ritger-Peppas等釋放模型進行擬合,將ROX胃漂浮緩釋片(按最佳處方制備)體外釋放數(shù)據(jù)按上述模型進行擬合,結(jié)果見表4。

        對表4結(jié)果分析可知,制劑體外釋放曲線與Ritger-Peppas方程擬合程度較高[15]:ln(Q/100)=0.668 1 lnt-1.605 5,R2=0.999 8;n=0.668 1;該模型中的n描述了釋放機制:當n≤0.45時,藥物主要以Fick擴散機制釋放;當0.450.89時,藥物主要以溶蝕方式釋放。同時,n也可以反映藥物釋放動力學方面的情況:當n>0.66時,藥物以零級動力學釋放為主。因此,n=0.668 1,位于0.45~0.89區(qū)間范圍內(nèi),說明藥物以擴散和溶蝕兩種方式釋放。從ROX胃漂浮緩釋片釋放中可觀察到,藥片先通過產(chǎn)氣起漂,體積增大到一定程度后保持不變,其后隨時間推移體積逐漸減?。还释茰y藥物釋放過程可能為:起漂后HPMC形成凝膠,藥物順應(yīng)濃度梯度通過凝膠層孔隙,釋藥初期主要表現(xiàn)為擴散作用;隨后凝膠層開始緩慢溶蝕,濃度梯度變小,進而導(dǎo)致骨架溶蝕作用增強而擴散作用減弱,在釋藥后期表現(xiàn)為骨架溶蝕作用。

        表2 實驗設(shè)計及結(jié)果表

        Tab.2Experimentaldesignandtestresultsn=3

        序號X1X2X3Q1 hQ4 hQ8 hY%起漂時間/min續(xù)漂時間/h1-1-1-133.668.587.259.3<5>821-1-113.241.661.836.6未起漂未起漂3-11-133.061.473.550.9<5>8411-117.139.658.334.2<5>85-1-1180.389.694.7134.6<5>861-1111.329.751.737.3<5>87-11162.968.371.889.4<5>8811113.738.359.635.0<5>89-1.7320085.690.292.2138.08>8101.7320012.031.852.237.6<5>8110-1.732017.947.371.727.7<5>81201.732018.246.273.324.7<5>81300-1.73229.459.081.940.3未起漂未起漂14001.73221.649.672.229.0<5>815~2000020.652.379.623.3<5>8

        表3 回歸模型方差分析

        圖1X1、X2對Q8 h影響的響應(yīng)面圖(A)和等高線圖(B)

        Fig.1Responsesurfaceplot(A)andcontourdiagram(B)ofX1andX2versusQ8h

        3 討論

        筆者在本實驗對制劑處方中HPMC、十八醇、NaHCO3三者用量進行考察,并通過CCD-RSM設(shè)計實驗安排并對其結(jié)果進行擬合分析,以較少試驗次數(shù),準確建立了數(shù)學模型,擬合了效應(yīng)變量對考察因素變量的效應(yīng)面。模型具較好預(yù)測性,實驗結(jié)果較理想。

        處方中選用高黏度HPMC作為ROX胃漂浮緩釋片骨架材料,是因為高黏度HPMC比低黏度HPMC水化速率低,且具有密度較小、膨脹體積較松大的特點,有助于片劑的漂浮。親水凝膠在釋放介質(zhì)中能夠快速水化并形成凝膠層,該凝膠層內(nèi)包裹著許多細小氣泡使片劑體積增大而密度降低,使其能持續(xù)漂浮于介質(zhì)表面。選用十八醇作助漂劑可提高片劑的漂浮性能。選用NaHCO3作為發(fā)泡劑,其與胃酸反應(yīng)生成CO2氣體,增加漂浮力;同時CO2的釋放,使片劑產(chǎn)生大量孔道,有利于水分滲入和藥物釋出。制劑中乳糖作為填充劑;由于ROX具一定引濕性,加入適量微粉硅膠作助流劑,壓片時不僅可防止黏沖、降低顆粒間摩擦力,還可使片面光滑美觀。該制劑采用粉末直接壓片法,其制備工藝簡單、便于工業(yè)化生產(chǎn)。

        圖2 ROX于 1,4,8 h累積釋放百分率等高線圖

        Fig.2ContourmapofcumulativereleasepercentageofROXat1,4or8h

        表4 漂浮片釋放曲線的擬合結(jié)果

        Tab.4Fittingresultsofthereleasecurveofgastricfloatingtablets

        擬合模型擬合方程R2零級動力學模型Q=8.4762 t+14.85710.978 1一級動力學模型ln(100-Q)=-0.2623 t+5.09460.996 2Higuchi方程Q=35.0806 t 1/2-14.59560.928 2Ritger-Peppas模型ln(Q/100)=0.6681 lnt-1.60550.999 8

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