*高蕾 覃有英 李瑩潔 玉雨靈 張憲瑞
(梧州學(xué)院 食品與制藥工程學(xué)院 廣西 543000)
隨著醫(yī)藥科技的不斷進(jìn)步,新上市的小分子藥物的藥效越來越好,副作用越來越少。然而一些早些年上市的老藥由于優(yōu)缺點(diǎn)同樣顯著,可能面臨退市的風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于這些藥物,急需進(jìn)行改進(jìn),使其能滿足現(xiàn)在藥物研發(fā)的要求。在深入研究藥物有機(jī)材料中,藥物共晶被認(rèn)為是現(xiàn)有藥物配方的良好替代品,因?yàn)槠淠茉诓桓淖兯幬锕矁r(jià)鍵的情況下,改善藥物活性成分(APIs)的理化性質(zhì),甚至影響藥物的溶解度、溶出速率和生物利用度[1-3]。
FLU是一種具有消炎、鎮(zhèn)痛和解熱作用的芳基丙酸類非甾體抗炎藥(NSAIDs),具有解熱鎮(zhèn)痛的作用[4]。根據(jù)生物藥劑學(xué)分類(BCS),F(xiàn)LU屬于BCSII類藥物,具有溶解度低的缺點(diǎn)。藥物共晶策略能夠調(diào)整藥物活性成分最關(guān)鍵的物理化學(xué)性質(zhì)。與其他非甾體類化合物相比,F(xiàn)LU形成多組分固體的能力尚未得到很好的研究。本文中我們選擇了三種結(jié)構(gòu)相似的摩爾比均為2:1的FLU共晶進(jìn)行了詳細(xì)的理化性質(zhì)、溶解度和溶出速率研究,并通過結(jié)構(gòu)-溶解度相關(guān)性,探討了改善FLU溶解度差異的原因。
PNA X-pert pro型X射線粉末衍射儀(荷蘭PANalytical公司);Agilent Gemimi E型單晶衍射儀(美國(guó)安捷倫公司);Thermo Nicolet iS50型傅里葉變換紅外光譜儀(美國(guó)賽默飛公司);NETZSCH DSC 200型掃描量熱分析儀(德國(guó)耐馳公司);Mettler Toledo熱重分析儀(瑞士梅特勒-托利多公司);UV-2600紫外分光光度計(jì)(日本島津公司)。
①氟比洛芬共晶的合成
FLU-BIP共晶的制備方法:將30mg(0.12mmol)FLU和19.2mg(0.12mmol)BIP放置于25mL的圓底燒瓶中,隨后向其中加入5mL甲醇使其溶解,用塞子封口。室溫?cái)嚢?h后,轉(zhuǎn)移至試管中,用封口膜封口,在封口膜上方扎1~3個(gè)小孔,置于室溫環(huán)境中,靜置,5~7d有無色塊狀晶體生成。
FLU-BPE共晶的制備方法:將30mg(0.12mmol)FLU和22.4mg(0.12mmol)BPE放置于25mL的圓底燒瓶中,隨后向其中加入4mL無水乙醇使其溶解,用塞子封口,室溫?cái)嚢?h后,轉(zhuǎn)移至試管中,用封口膜封口,在封口膜上方扎1~3個(gè)小孔,置于室溫環(huán)境中,靜置,20~25d有無色塊狀晶體生成。
FLU-PHEN共晶的制備方法:將20mg(0.082mmol)FLU和7.4mg(0.041mmol)PHEN放置于25mL的圓底燒瓶中,隨后向其中加入4mL無水乙醇使其溶解,用塞子封口,室溫?cái)嚢?h后,轉(zhuǎn)移至試管中,用封口膜封口,在封口膜上方扎1~3個(gè)小孔,置于室溫環(huán)境中,靜置,20~25d有黃色塊狀晶體生成。
②晶體結(jié)構(gòu)解析
氟比洛芬3個(gè)共晶的晶體解析均采用SHELXS-97軟件[18],其晶體數(shù)據(jù)均已存放在劍橋晶體數(shù)據(jù)庫(kù),CCDC編號(hào)分別為2059689(FLU-BIP共晶)、2059687(FLUBPE共晶)和2059688(FLU-PHEN共晶)。晶體有關(guān)圖形采用Mercury3.3軟件繪制。氟比洛芬共晶的晶體學(xué)數(shù)據(jù)和氫鍵數(shù)據(jù)如表1和表2所示。
表1 氟比洛芬共晶的晶體學(xué)數(shù)據(jù)
③溶解度測(cè)定
將過量的FLU粉末(約100mg)或FLU共晶粉末(約100mg)加入到25mL水中,在37±1℃的水浴鍋中攪拌24h,然后用0.22μm的濾膜保溫過濾。采用UV-2600紫外分光光度計(jì)分析檢測(cè)樣品的濃度,測(cè)試所選吸收波長(zhǎng)為247nm。以上每個(gè)實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次,最終數(shù)據(jù)取平均值。
FLU-BIP共晶屬于單斜C2/c空間群,其不對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元由2個(gè)FLU分子和一個(gè)BIP分子所構(gòu)成,其中2個(gè)FLU分子和1個(gè)BIP分子通過O2-H4···N1氫鍵相連接形成空間鏈狀結(jié)構(gòu)(如圖1a所示)。圖中2個(gè)氟元素是晶體的無序所造成,其中F1的占有率為0.8,F(xiàn)2的占有率為0.2。
圖1 FLU-BIP、FLU-BPE和FLU-PHEN共晶晶體結(jié)構(gòu)圖
FLU-BPE共晶屬于單斜P21/n空間群,其不對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元由2個(gè)FLU分子和一個(gè)BPE分子所構(gòu)成,其中2個(gè)FLU分子和1個(gè)BPE分子通過O2-H4···N1氫鍵相連接形成空間鏈狀結(jié)構(gòu)(如圖1b所示)。圖中2個(gè)氟元素是晶體的無序所造成,其中F1的占有率為0.8,F(xiàn)2的占有率為0.2。
FLU-PHEN共晶屬于單斜P21/n空間群,其不對(duì)稱結(jié)構(gòu)單元由2個(gè)FLU分子和一個(gè)PHEN分子所構(gòu)成,其中2個(gè)FLU分子和1個(gè)PHEN分子通過O2-H4···N1氫鍵相連接形成空間鏈狀結(jié)構(gòu)(如圖1c所示)。圖中2個(gè)氟元素是晶體的無序所造成,其中F1的占有率為0.65,F(xiàn)2的占有率為0.35。
通過上述晶體結(jié)構(gòu)分析可知,氟比洛芬3個(gè)共晶的摩爾比均為2:1和只有1個(gè)氫鍵O2-H4···N1。Hirshfeld表面分析計(jì)算弱作用力,可直接反映出共晶微觀弱作用力貢獻(xiàn)值的差異性。如圖2所示,F(xiàn)LU表面指紋圖結(jié)果顯示,3種共晶的弱作用力之間差別很小,其中H···N弱作用力的貢獻(xiàn)值代表O2-H4···N1氫鍵的貢獻(xiàn)值,貢獻(xiàn)值越大,表示氫鍵越強(qiáng)。3種共晶的氫鍵貢獻(xiàn)值分別為FLU-BPE=3.2%>FLU-BIP=2.9%>FLU-PHEN=1.6%。
圖2 3種共晶中FLU的二維指紋譜圖
FLU、FLU-BIP、FLU-BPE和FLU-PHEN共晶的紅外光譜對(duì)比分析如圖3a所示。氟比洛芬氫鍵結(jié)合部位是其羧酸基團(tuán),形成共晶會(huì)引起v(C=O)伸縮振動(dòng)峰的變化。由圖3a可知,氟比洛芬的v(C=O)伸縮振動(dòng)峰在1693cm-1處,而3個(gè)共晶的伸縮振動(dòng)峰分別為1687cm-1、1700cm-1和1720cm-1,表明有新物質(zhì)生成。
如圖3b所示,F(xiàn)LU-BIP、FLU-BPE和FLU-PHEN共晶的實(shí)驗(yàn)XRD譜圖與晶體數(shù)據(jù)模擬的理論譜圖吻合較好,表明溶劑輔助研磨所制備的固相樣品具有較高的純度。
通過DSC和TG分析研究了氟比洛芬及其共晶的熱力學(xué)穩(wěn)定性。如圖3c所示,F(xiàn)LU、FLU-BIP、FLU-BPE和FLU-PHEN共晶的吸熱峰分別為120℃、165℃、164℃和158℃,結(jié)果表明所有共晶的熱穩(wěn)定性都要高于氟比洛芬原料藥。如圖3d所示,氟比洛芬及其共晶的TG對(duì)比圖表明,它們開始失重的溫度分別為143℃、154℃、169℃和149℃,結(jié)果表明所有共晶分解的熱穩(wěn)定性均高于氟比洛芬原料藥。
圖3 氟比洛芬及其共晶的理化性質(zhì)表征圖
氟比洛芬原料藥在37℃水中的溶解度為31.63±2.68mg/L,F(xiàn)LU-BIP、FLU-BPE和FLU-PHEN共晶的溶解度分別為45.26±3.05mg/L、200.29±10.76mg/L和33.55±2.36mg/L(如表2所示)。與氟比洛芬相比較,共晶的溶解度分別增加了1.4倍、6.3倍和1.1倍。為了更好的理解結(jié)構(gòu)-溶解度相關(guān)性,本文對(duì)影響溶解度的一些微觀影響因素進(jìn)行了初步的探究。如表2所示,在3種氟比洛芬共晶具有相同的氫鍵模式和摩爾比的前提下,通常氫鍵越強(qiáng),形成共晶的溶解度越大。
表2 FLU、FLU-BIP、FLU-BPE和FLU-PHEN的平衡溶解度及其相關(guān)晶體特性表
藥物共晶是一種改善不溶性藥物溶解度的新型方法。本文通過溶劑緩慢揮發(fā)法和溶劑輔助研磨法成功制備了3種氟比洛芬共晶。通過光譜學(xué)、熱分析和X-射線衍射技術(shù)對(duì)3種共晶進(jìn)行了理化性質(zhì)表征。溶解度研究表明,與氟比洛芬原料藥相比,3種共晶的溶解度均有所提高。因此,共晶均具有發(fā)展成新型氟比洛芬口服制劑的潛力。本研究對(duì)應(yīng)用藥物共晶方法改善口服吸收不良藥物的溶解度特性具有重要意義。