红霉素自乳化制剂处方研究

匡 扶 ，肖廷超 ，朱照静 ，钱 妍

(1.重庆医科大学附属第二医院药剂科，重庆 400010; 2.重庆医科大学图书馆，重庆 400016; 3.重庆医药高等专科学校，重庆 400030)

自微乳化给药系统(self－microemulsifying drug delivery system，SMEDDS)由药物、油相、非离子型乳化剂和助乳化剂组成，在温和搅拌下可自发形成O/W型微乳，其粒径小于100 nm。SMEDDS可显著提高水难溶性药物的溶出度、口服吸收率和生物利用度[1]，是近年来药剂学研究的热点领域之一。SMEDDS口服后在胃肠道内迅速乳化，药物可直接进入小肠淋巴系统，后经胸腺淋巴管转运，不进入肝门静脉[2]，因此可避免或减小药物的肝首过效应，提高药物的生物利用度。SMEDDS一般分装于软胶囊中，制备工艺简单，性质稳定，剂量准确且服用方便。红霉素是大环内酯类抗生素，近年来，临床报道其在各种感染和某些非感染性疾病治疗中的应用越来越多，如红霉素可抑制一些抗癌药从癌细胞内的主动外排，增强抗癌效果，并能逆转某些恶性肿瘤对抗癌药的耐药性[3];能抑制肺间质纤维化的形成[4];对于假单胞菌感染治疗有特殊用途[5]。但由于红霉素为水难溶性药物，其口服制剂存在不耐酸、溶出难、口服吸收率为18%～45%、生物利用度差等问题[6]，极大地限制了临床应用，将红霉素制成SMEDDS有望解决上述问题。

1 仪器与试药

DF－101B型集热式恒温加热磁力搅拌器(郑州长城科工贸有限公司);AB204－E型分析天平(瑞士Mettler Toledo公司);800型离心机(上海手术器械厂);KQ2200B型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司仪);Zetasizer Nano纳米粒度/zeta电位仪(英国马尔文仪器有限公司);UV－3150型紫外分光光度计(日本岛津株式会社);ZRS－8G型智能溶出仪(天津大学无线电厂)。橄榄油(OLIVE－OIL，盛隆天然药油有限公司，批号为090535);十四酸异丙酯(isopropyl myristate，IPM，美国Fluka公司，批号分别为1216171，21106124);吐温80(Tween 80，上海申宇医药化工有限公司，批号为090535);聚乙二醇400(PEG400)，天津天泰精细化学品有限公司，批号为20090120);聚氧乙烯蓖麻油(polyoxyethylene castor oil，Cremophor EL，Fluka，批 号 分 别 为1210306，44506130);聚乙二醇 －8－甘油辛酸 /葵酸酯(Labrasol，LAS，法国Gattefosse公司，Lot 33347);红霉素原料药(内江山山制药厂，批号为090301，纯度为99.0%);红霉素标准品(中国药品生物制品检定所，批号为30307－200815纯度不低于98%)。

2 方法与结果

2.1 红霉素溶解度测定

在预试验基础上选取可形成微乳的油相(IPM，OLIVEOIL)、乳化剂(Tween 80，Cremophor EL)、助乳化剂(LAS，PEG400)进行研究。取上述6种液体各2 mL，分别置10 mL试管中，逐步加入红霉素原料药约10 mg(以减量法计量)，每次超声溶解20 min，溶解平衡室温25℃静置30 min，观察溶解情况，直至饱和，根据《中国药典》近似溶解度的概念，判断出各种溶剂中药物的溶解能力级别。结果见表1。

表1 红霉素在不同溶剂中的溶解性(n=3)

根据表1结果，可选取溶解度大的IPM作为油相，LAS作为乳化剂。但红霉素在Cremophor EL和Tween80中溶解度差别不大，试验中发现超声溶解过程中体系温度上升时药物均溶解，当红霉素质量浓度大于20～30 g/L时室温下静置过夜后OLIVEOIL中的药物析出。应进一步通过空白伪三元相图进行比较，确定EM－SMEDDS处方组分以及各组分的比例。

2.2 EM－SMEDDS处方构成确定[7－9]

以 IPM为油相、LAS为助乳化剂，比较Tween 80与Cremophor EL为乳化剂时成乳情况，并确定各组分的最佳比例。通过滴定法绘制出油相－乳化剂/助乳化剂(混合乳化剂)－水体系的伪三元相图，先将乳化剂与助乳化剂按照Km值为1∶1，2∶1和3∶1(W/W)的比例混合，在三元相图中记为混合乳化剂(S－cos)，再与油相 IPM 按 Km 值 1 ∶9，2 ∶8，3 ∶7，4 ∶6，5 ∶5，6 ∶4，7 ∶3，8 ∶2，9∶1(W/W)比例混合，37℃水浴，逐滴加入蒸馏水，搅拌混匀，记录系统状态变化并用Origin 7.5软件绘制伪三元相图。结果见图1和图2。可知，Cremophor EL成乳效果优于 Tween80，当 Km相同时，Cremophor EL体系自微乳化区域更大，试验还发现Cremophor EL体系黏度更小、分散时间更短，有利于在胃肠道内成乳。在油、混合乳化剂和水三者比例固定的情况下，当Cremophor EL含量增加，Km值增大，虽自微乳化区域增大，但伪三元体系的黏度增加，易形成难以分散的稠厚凝胶;当LAS含量增加，Km减小，体系黏度可有效降低，减少凝胶形成;同时提高LAS的比例还可提高载药量，促进药物在胃肠体内的吸收。因此，Cremophor EL成乳效果优于Tween 80，选用Cremophor EL为EM－SMEDDS乳化剂，当油相IPM与混合乳化剂比例在2∶(3～8)的范围内可形成微乳，其中混合乳化剂中Labrasol与Cremophor EL比例在11∶(21～33)的范围即可。

图1 以IPM为油相、Tween 80与Labrasol为混合乳化剂的伪三元相图

图2 以IPM为油相、Cremophor EL与Labrasol为混合乳化剂的伪三元相图

2.3 制备方法对制剂粒径的影响

2.3.1 处方组成和制备温度

在单因素试验基础上，选择载药量(X1)、体系中油相比例(X2)、混合乳化剂中Cremophor EL比例(X3)和制备温度(X4)四者为自变量，自微乳的平均粒径为因变量(Y)，方案设计成4因素3水平，为使结果更准确，采用拟水平处理成9个水平[10－11]。用U9(95)均匀表设计试验，见表2。

按表2设计，精密称取相应油相、乳化剂助、乳化剂和药物，置西林瓶中，并在对应的水浴温度下搅拌混合20 min，冷却至室温备用。各组取0.05 mL EM－SMEDDS滴入50 mL、37℃恒温的分散介质(pH=6.8磷酸缓冲液)中，以转速50 r/min搅拌20 min，取5 mL，用Zetasizer Nano纳米粒度仪测定微乳的粒径和粒径分布范围。测定条件为He－Ne激光，测量角度135°，温度25℃，黏度0.933 cP，反射指数 1.43，波长 632.8 nm。微乳粒径测量结果见表2。以各组平均粒径为因变量，用SAS软件包对各因素进行多元非线性回归二项式拟合模型，Y=b0+b1X1+b2X2+b3X3+b4X4+b5X21+b6X1X2+b7X22+b8X3X1+b9X3X2+b10X23+b11X4X1+b12X4X2+b13X4X3+b14X24。通过拟合方程的回归系数r2对方程进行准确性检测。处理结果可得以下模型，Y=90.390 833 － 0.283 067X1－0.983 000X2－0.451 667X3+0.032 917X4－ 0.000 457X21+0.009 173X2X1(r2=0.999 9，P＜0.000 5)。

表2 均匀设计因素与水平U9(95)及实验结果

从模型可知4个因素对微乳平均粒径的影响:当制备温度(X4)在30～70℃范围内升高，乳滴平均粒径变大，故温度为30℃时平均粒径最小;混合乳化剂中Cremaonophor EL的比例(X3)在65% ～75%范围内增大，乳滴粒径减小，故Cremophor EL占混合乳化剂的75%时粒径最小;体系中油相所占比例(X2)和载药量(X1)有交互影响，X3和X4与其他因素间没有交互影响。为直观地判断X2和X1对粒径的影响，可以固定X3为75%和X4为30℃后，通过ORING75软件绘制曲面图，见图3。可见，当载药量(X1)为10%、体系中油相所占比例(X2)为20%时，乳滴的平均粒径最小;固定载药量10%、制备温度为30℃时，体系中油相所占比例(X2):20%～40%范围内，混合乳化剂中Cremophor EL的比例(X3)在65% ～75%范围内的任意组合均可形成粒径小于100 nm的微乳。

图3 固定 X3及 X4时，X1及 X2对平均粒径作效应曲面图

综合考虑到油相IPM是含17个碳的长链脂肪酸，在处方中适当增加比例可促进药物的淋巴转运吸收，减少红霉素的首过效应，提高生物利用的目的。从伪三元相图的绘制过程中也发现，乳化剂Cremophor EL含量增大时体系黏度增大、分散时间延长，助乳化剂LAS比例增加可以促进微乳迅速分散并促进药物的吸收。因此确定，EM－SMEDDS处方为体系中油相与混合乳化剂比例为3:7，混合乳化剂中LAS与Cremophor EL质量比为7∶13，载药量为10%，红霉素自微乳化制剂的乳化后粒径较小，粒径分布均匀且分散迅速。

2.3.2 加料顺序

水浴30℃时，以IPM为油相、油相与混合乳化剂质量比为3∶7、混合乳化剂中 LAS与Cremophor E质量比为7∶13、载药量为10%，分别按以下方式加料:油相、乳化剂和助乳化混合均匀后再加入药物(Ⅰ);药物溶解于油相后，再与乳化剂和助乳化混合均匀(Ⅱ);药物溶解于乳化剂后，再加入油相和助乳化混合均匀(Ⅲ);药物溶解于助乳化剂后，再加入乳化剂和油相混合均匀(Ⅳ);4种物质全部加入后再混合(Ⅴ);油相、乳化剂混合均匀，为空白SMEDDS(Ⅵ)。取上述配制的 EM－SMEDDS 0.5 mL滴入 50 mL、恒温37℃的水相中，以转速 50 r/min搅拌 20 min，取5 mL，用Zetasizer Nano纳米粒度仪测定微乳的粒径和粒径分布范围。测量条件见 2.3.1 项。结果见表3。

表3 加料顺序对微乳粒径、粒径分布的影响

可见，加料顺序对乳滴平均粒径和粒径分布有影响，第Ⅰ和第Ⅳ种方法的微乳粒径最小，粒径分布也相对较窄，原因可能是单独的每一种组份对红霉素的溶解能力均有限，这两种方法的混合体系能有效提高对红霉素的溶解能力;药物的加入使其形成的微乳粒径变小。第Ⅰ和第Ⅳ种方法都可制得粒径小且粒径分布也相对较窄的EM－SMEDDS，但考虑到后期试验中需要空白基质与对照，故本试验中选取第Ⅰ种方法。

2.3.3 自乳化效率

确定EM－SMEDDS处方构成，即以IPM为油相，油相与混合乳化剂质量比为3∶7，混合乳化剂中LAS与Cremophor E质量比为7:13，载药量为10%。制备方法是30℃水浴，先将油相、乳化剂和助乳化剂混合均匀，然后加入原料药，溶解混匀即得。用此方法制备3组EM－SMEDDS，采用溶出度测定方法中的小杯法，加入蒸馏水250 mL、37℃恒温的分散介质(pH=6.8磷酸盐缓冲液)，精密量取 EM －SMEDDS 0.5 mL，注入杯底部，37 ℃恒温，以50 r/min搅拌分散，搅拌开始时计时，测定处方的分散时间，并测定所成微乳的平均粒径和粒径分布情况[12]。结果见表4。可见，该处方组成的EM－SMEDDS所成微乳平均粒径小于50 nm，粒径分布窄，且成乳迅速。

表4 EM－SMEDDS微乳的平均粒径和分布

2.4 EM－SMEDDS处方构成确定

以IPM为油相，油相与混合乳化剂质量比为3∶7，混合乳化剂中LAS与Cremophor E质量比为7∶13，载药量为10%，该红霉素自微乳化制剂的乳化后粒径较小，粒径分布均匀且分散迅速。EM－SMEDDS的制备方法先将油相、乳化剂和助乳化剂混合均匀，然后加入原料药，溶解混匀即得。

3 讨论

3.1 处方组成选择

油相:IPM是天然植物油提取物，对人体无影响，且可与多种乳化剂混合形成微乳，是制备微乳和自微乳的良好油相，而在预试验中以橄榄油为油相却难以形成微乳;微乳区面积的大小与油相分子量有关，分子量大的油相难以形成微乳，小分子油相的作用类似于助化剂，易嵌入到乳化剂中，与之形成界面膜，乳化剂对小分子油相的增溶量大于大分子油相。乳化剂:制备O/W微乳一般采用HLB值为10～15的非离子型乳化剂，比离子型乳化剂毒性低，但也会引起胃肠道壁渗透性的可逆性转变[11];本试验选取口服安全的乳化剂Cremophor EL，比Tween 80所形成微乳区域较大，不易形成凝胶，容易分散，长期放置较稳定。助乳化剂:助乳化剂的分子嵌入乳化剂分子中共同形成胶束的界面膜，起降低界面张力、增加界面膜的流动性、调节HLB值的作用，由此形成的微乳粒径较小，口服常用助乳化剂有乙醇、异丙醇、甘油、聚乙二醇、Transcutol(乙二醇单乙基醚)等，因乙醇等挥发性助乳化剂能迁移入明胶胶囊壳中，有可能导致药物析出，在预试验中选择LAS和PEG400作为辅助表面活性剂来考察对微乳形成的影响，结果PEG400作助乳化剂虽能形成微乳，但容易形成凝胶而难以分散，而LAS能明显降低体系的黏度而容易分散。

3.2 匀设计试验

因素水平选择时，载药量主要依据2.1项下的红霉素溶解度试验，体系中油相比例、混合乳化剂中组分比例两个因素主要是依据2.2项下的空白伪三元相图。而预试验中发现，制备温度对SMEDDS成乳的粒径有影响，温度越低，所成微乳的粒径越小，当温度高于70度时成乳粒径大于100 nm，考察无意义。考虑到实际操作过程一般为常温(25～40)℃，但因混合过程以及搅拌过程都能产生热量故考察温度定为30～70℃。匀设计试验的考察指标为粒径大小和粒径分布宽度，没有将剂型分散时间作为考察指标。因为在预试验中发现，Km在1∶1～1∶4时之间，油相与混合乳化剂比例为1∶4～1∶1均可在10 min内迅速分散形成微乳符合药典要求，再以剂型分散时间作为考察指标没有实际意义。

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