李文棟,朱衛(wèi)豐,李 哲,吳文婷
(江西中醫(yī)藥大學現代中藥制劑教育部重點實驗室,江西南昌 330004)
20 世紀60 年代,FDA 首次將固體制劑的體外溶出實驗作為制劑質量評價手段,收載于《美國藥典》 中[1],它對化學藥物制劑的意義不僅在于常規(guī)制劑的質量評價,還能與相關模型結合來研究體內外相關性[2]、生物等效性評價等,從而為藥物研發(fā)提供參考[3]。從20 世紀80 年代開始,出現了關于中藥固體制劑溶出度考察的報道[4],由于中藥多成分的特點,需在溶出實驗、溶出物檢測、數據分析等方面建立合適的方法。近十幾年來,人們對于中藥固體制劑的研究范圍并非僅局限于質量控制,而是不斷拓展至中藥新制劑開發(fā)、預測體內吸收、生物等效性等方面,許多學者對其溶出情況提出了自己的觀點,涌現出許可將多成分溶出度進行整合的檢測和分析方法。本文根據溶出實驗、檢驗檢測、數據分析,對中藥固體制劑多成分溶出的研究方法進行綜述(圖1),為進一步相關研究提供思路。
圖1 中藥固體制劑多成分研究方法概況
常用的固體制劑溶出實驗方法有槳法、轉籃法、小杯法、往復筒法、流通池法、雙相法等[5-6],特殊的有基于仿生學的溶出裝置[7]可模擬胃腸道內環(huán)境,方法選擇對研究其體內外相關性十分重要。2015 年版《中國藥典》 收載了槳法和轉籃法,并對部分化學藥物制劑提出了溶出度要求,但未涉及中藥制劑,許多學者采用上述2 種方法開展了相關研究,如冬凌草分散片[8]、復方苦木消炎片[9]、青陽參分散片[10]、小兒清肺分散片[11]等。程嵐等[12]用轉籃法研究愈風寧心片中葛根素的溶出行為,發(fā)現其Td為61 min,T50為45 min。鄭曉霞等[13]用槳法對婦科在造丸中橙皮苷、黃芩苷的溶出行為進行研究,發(fā)現兩者T50分別為0.88、1.67 h,溶出情況符合Weibull 模型,表明源于化藥制劑的溶出實驗方法同樣可用于中藥固體制劑中。但由于中藥多具有成分特點,故需相對應的溶出物檢測和數據分析方法,以體現中藥固體制劑整體溶出情況。
往復筒法[14]、流通池法、雙相法在體內外相關性研究方面更具優(yōu)勢[15-16],但目前它們在中藥制劑中的應用較少。韓煦等[17]采用閉環(huán)式流通池法,通過層流模擬陰道環(huán)境,對消糜栓中5 種成分的溶出度進行考察,發(fā)現體積流量對其影響最大,其次為溶出介質pH。
上述6 種常用溶出實驗方法的特點見表1。
表1 溶出實驗方法的裝置組成、特點、適用范圍
2.1 指標成分 檢測指標成分是目前最普遍的固體制劑體外溶出檢測方法,根據其化學結構,大多采用UV 法、HPLC 法、GC 法、LC/MS 法等。
2.1.1 單指標成分 單指標成分不僅包括單成分,還包括總黃酮、總皂苷等某一類成分。孟姝等[24]選取黃芩苷作為指標成分,通過HPLC 法檢測牛黃解毒片中溶出物含有量。顧少君等[25]以四方嵩片劑中總黃酮為指標成分,通過UV法測定溶出物含原有量。
2.1.2 多指標成分 多指標成分檢測相對于單指標成分,可更好地反映成分之間的相互影響,以及多成分的溶出差異性。江源茂等[26]采用槳法研究了不同廠家、批次附子理中丸在4 種介質中的溶出情況,根據《中國藥典》 選取甘草苷、三萜皂苷類的甘草酸作為指標,Weibull 模型擬合溶出曲線,發(fā)現該制劑能在48 h 內持續(xù)釋放,而且同一廠家批間差異很小,表明丸劑可有效地緩和附子峻烈的藥性,也可為“丸者緩也”提供現代科學依據。何艷梅等[27]通過UPLC 法研究桂枝茯苓膠囊中沒食子酸、芍藥苷、苯甲酸等8 種成分的體外釋放情況,發(fā)現各成分在45 min 時的溶出度均大于80%,符合溶出限度標準,相對于三指標成分檢測更能反映制劑整體質量。玄敏等[28]選擇龍膽瀉肝丸中龍膽苦苷、梔子苷、黃芩苷3 種主要成分作為指標,通過槳法研究不同廠家制劑中三者溶出情況,發(fā)現黃芩苷有所差異,并且同一廠家該成分溶出行為與其他2 種成分不同。
2.2 全成分檢測 中藥固體制劑中1 種或幾種成分的溶出情況不能反映中藥整體性,故許多學者認為可將中藥所有成分視為整體,測定其含有量或藥理活性。
2.2.1 HPLC 指紋圖譜 HPLC 指紋圖譜是針對中藥多成分分析常用的方法,廣泛用于相關鑒別與質量標準的建立[29-30],由于它能同時呈現中藥多成分信息,故越來越多的學者將其引入中藥固體制劑體外釋放的整體評價。Sun等[31]研究了復方丹參滴丸在不同溶出介質下溶出液的HPLC 指紋圖譜,將不同時間點其指紋圖譜與全溶出液指紋圖譜的相似度進行對比,計算溶出度。闞麗莉等[32]通過HPLC 指紋圖譜評價陳白清肝微丸體外溶出情況,選擇特征性較強的柚皮苷作為對照,計算其他成分含有量與柚皮苷之間的線性關系,計算溶出度,發(fā)現各成分溶出情況不一致。劉文等[33]通過槳法對左金胃漂浮緩釋片進行體外溶出實驗,建立其全溶出液的HPLC 指紋圖譜,選擇22 個特征峰,并將其峰面積進行求和作為物質總量,發(fā)現其值為100%,再計算溶出度,發(fā)現一些成分溶出情況與制劑整體溶出情況不一致,這也說明不能用某些指標成分來代表制劑整體。
2.2.2 紫外指紋圖譜 將溶出液進行紫外全波長掃描,即得紫外指紋圖譜,由于中藥在紫外全波長掃描下大多數成分都會有吸收,可反映其整體溶出情況,具有操作簡便、快捷的特點。胡悅等[34]通過紫外指紋圖譜測定白花蛇舌草組分膠囊的溶出度,將其曲線下面積作為物質總量來進行計算,發(fā)現各成分與全制劑的整體溶出情況一致。李雅菁等[35]對小活絡丸進行整體釋放度評價,采用槳法進行溶出度考察,將所得溶出液進行紫外全波長掃描以得到紫外指紋圖譜,對曲線進行濾波處理以評價體外釋放特征,發(fā)現不同廠家制劑的溶出情況有顯著差異(P<0.05)。孫林艷等[36]對復方兩面針含片的體外溶出情況進行整體考察,流動注射法[37]對其溶出液進行紫外全波長掃描,得到不同時間點的紫外指紋圖譜,并計算溶出度,成功建立了全組分溶出紫外指紋圖譜法用于中藥整體溶出評價。
2.3 生物活性檢測 近年來,有學者[38]提出將中藥固體制劑溶出與其生物活性聯系起來,通過藥理實驗觀察不同時間點溶出液的藥效來建立生物活性-時間的曲線,并以全溶出液的生物活性為100%,建立以生物活性為指標的體外溶出曲線,這種方法又稱為生物效價法。
馬曉斐等[39]采用轉籃法對復方丹參片進行溶出度考察,并首次將新型的電子分析技術實時細胞電子分析技術(RTCA) 應用于溶出度評價中,可將體外溶出液對細胞的藥理作用轉化為電信號指數(CI),根據后者計算溶出度,再通過篩選將H9C2 細胞作為評價細胞,取不同時間點溶出液對細胞進行培養(yǎng),通過RTCA 得出CI,最后轉化為溶出度繪制溶出曲線,并與紫外溶出曲線對比,發(fā)現該方法所得溶出曲線相關性更高。黃雪等[40]基于小杯法,以生物效價為體外溶出指標的對銀黃片進行研究,建立體外釋放液抗菌活性與時間的曲線,并與制劑中綠原酸、黃芩苷的溶出曲線進行f2相似因子比較,發(fā)現均大于50,表明該方法能較好地體現整體溶出度。盛艷梅等[41]采用小杯法,以解痙效應為指標對香連丸進行溶出評價,研究其體外溶出液對氯化鋇所致家兔離體腸肌收縮張力、頻率抑制加權處理后的腸肌收縮抑制率(解痙效應) 與時間的關系,并與常規(guī)的化學成分溶出曲線進行對比,發(fā)現兩者f2相似因子大于50,表明該方法評價香連丸的體外溶出可行。
另外,雖然生物效價法符合中藥整體觀[42],但考慮到檢測器靈敏度、操作復雜性問題,在實際操作中應選取操作相對簡單、容易檢測的指標進行評價。
2.4 小結 中藥溶出物檢測經過了近三十年的發(fā)展,呈現從單指標成分到多指標成分,再到全成分檢測的轉變,檢測方法也由化學成分檢測發(fā)展到生物活性檢測,可見對中藥溶出液的檢測趨于整體,即不對每種成分進行一一分析。除此之外,還有學者將光譜成像技術和電位分析技術用于溶出物含有量檢測[43]。近幾年出現的基于結構藥劑學的體外溶出檢測手段[44],是通過同步輻射來研究溶出時固體制劑結構變化與溶出度的關系,也是基于整體角度,目前主要用于化學緩控釋制劑中[45-46]。
溶出數據處理通常是首先計算得到累積溶出度,然后對數據進行統(tǒng)計分析或將溶出曲線進行模型擬合,常用方法有相似因子、方差分析、聚類分析、多變因子法、Chowps 法、Splitpolt 法等[47],溶出曲線擬合常用的數學模型有 Weibull、Hixon-crowell、Ritger-peppas、Higuchi、一級、零級等。對于多成分檢測得到的指紋圖譜,需要相應的分析方法得到溶出度。以下介紹4 種多成分整體溶出度的分析方法。
3.1 Kalman 濾波法 Kalman 濾波法常在藥物分析中與分光光度法結合,用于多成分分析[48],張繼穩(wěn)等[49-50]首次將其應用于中藥固體制劑的多成分釋放評價。該方法是基于“中藥物質組”學說,即將中藥所有成分視為整體的化合物組,將中藥固體制劑全溶出液作為標準貯備液,通過紫外全波長掃描獲得其紫外標準譜,然后以化合物標準譜為“標準譜”,以化合物出現順序為“波長”,Kalman 濾波法濾波,計算不同時間點溶出液物質組濃度,進而得到溶出度。
黎丹奇等[51]分別通過Kalman 濾波-分光光度法、生物活性檢測法研究梔子緩釋片體外釋放情況,發(fā)現2 種方法所得釋放曲線有良好的相似性,并通過Kalman 濾波法發(fā)現其整體釋放機制為擴散和溶蝕雙重機制。葉英響等[52]采用槳法對六味地黃丸進行溶出度考察,Kalman 濾波-分光光度法研究其不同劑型(如水蜜丸、大蜜丸、小蜜丸) 的物質組整體釋放情況,從而實現對其多組分釋放特征的定量描述,并創(chuàng)新性地建立了該制劑釋放的二維、三維圖譜,可直觀觀察到不同劑型在介質中的釋放情況,符合目前可視化評價的趨勢。
3.2 權重系數法 有學者認為,可通過計算出中藥各成分效應(如質量分數、質量濃度、藥效大小等) 與總效應的比值,進而得到權重系數,并以其將各成分溶出度進行整合。
劉丹等[53]將銀杏內酯釋藥單元根據質量分數,把銀杏內酯A、銀杏內酯B 分別賦權0.342 2、0.657 8,HPLC 法測定兩者溶出度后繪制溶出曲線,根據權重系數對其溶出度進行整合,繪制整合溶出曲線,發(fā)現3 條曲線的f2均大于50,表明該方法適用于基于組分的中藥多元釋藥制劑溶出評價。俞建東等[54]選擇質量濃度作為權重系數,將銀杏酮酯緩釋微丸6 種成分在溶出液中的濃度與其濃度進行對比,得到權重系數,對其體外釋放情況進行整合,同時研究其體內藥動學,根據血藥濃度將其吸收動力學過程進行整合,成功建立了體內藥動學與體外釋放動力學的相關性。
3.3 面積加和法 面積加和法是以指紋圖譜曲線下面積來代表物質總濃度的方法,大多用于紫外指紋圖譜的曲線面積求和。由于紫外吸光度具有加和性,根據比爾定律可知全波長掃描下的紫外指紋圖譜曲線下面積(AUAWC) 與溶出液中各成分濃度的總和呈正比,將中藥溶出液進行紫外全波長掃描后繪制紫外指紋圖譜,通過軟件(如Origin)計算各時間點溶出液AUAWC,根據回歸方程即可計算出溶出度[55]。
楊真真等[56]采用轉籃法考察了白花蛇舌腸溶組分膠囊在酸性介質中的溶出情況,通過計算溶出液紫外指紋圖譜曲線下面積來測定整體溶出度,發(fā)現它在酸性介質中沒有溶出,同時以面積加和法所得溶出度與HPLC 測得的一致,從而建立了該膠囊的整體溶出評價方法。楊霖等[57]采用轉籃法對烏頭二元腸溶顆粒進行溶出度考察,面積加和法評價普通顆粒與經過聚丙烯酸樹脂包衣后二元釋藥顆粒整體溶出行為的差異,發(fā)現后者能達到在人工胃液中緩慢釋放、在人工腸液中迅速釋放的目的,從而很好地表現制劑釋放的整體趨勢。劉清飛等[58]采用面積加和法,選擇中藥復方降壓緩釋片指紋圖譜中8 種成分,以其峰面積總和與全溶出液峰面積總和的比值作為整體溶出度進行評價。
3.4 紫外指紋定量法 紫外指紋定量法(QUVFM) 來自指紋定量法[59],是對指紋系統(tǒng)進行宏觀定性和定量分析的方法。以參數Sm來表示樣品與對照品之間化學成分的比例與總數上的相似度,Pm來表示樣品與對照品之間化學成分含有量的相似度(通常在體外溶出評價中以后者來計算累積溶出度),α 來表示樣品指紋圖譜與對照指紋圖譜的均化性變動系數,通過以上3 個參數來綜合評價中藥質量并將其分類。該方法不僅可分析HPLC 指紋圖譜,也能分析紫外指紋圖譜[60]、高效毛細管電泳指紋圖譜[61],將其延伸到體外溶出評價時,常結合流動注射法進行分析,計算整體溶出度,稱為紫外指紋定量法[62]。
閆慧等[63]采用紫外指紋定量法對復方甘草片紫外全溶出指紋圖譜進行分析,選擇Pm作為評價指標,評價廠家A、B、F、G、I 制劑的體外溶出差異,發(fā)現其溶出情況有顯著差異,以F 廠家最快。Lan 等[64]通過系統(tǒng)指紋定量法分析14 個廠家生產的49 批復方丹參片指紋圖譜,將其分為6 類,并首次將DSC 曲線用系統(tǒng)指紋定量法進行分析,可輔助指紋圖譜分類,最終分為4 類,同時該制劑在60 min內的溶出度與焓值有顯著負相關性,可用于藥物溶出預測。
溶出度在化學藥物中已經被廣泛應用,但大多是針對單一成分檢測,而中藥成分復雜,單一成分不能反映相關制劑整體質量,故需要針對多成分進行檢測分析。目前,中藥多成分溶出研究正呈現整體觀的思路,用于評價不同廠家、批次之間制劑的差異性,以及中藥多成分新制劑的研發(fā)中,也有部分研究涉及到多成分體內外相關性、中藥制劑生物等效性,將溶出度應用于中藥固體質量評價時,能促進企業(yè)對其質量進行把控,從而提高產品質量。隨著時代發(fā)展,人們對制劑質量的要求不斷提高,對中藥多成分溶出情況的研究也將進一步深入,從而應用到中藥制劑質量評價中。