聚乙二醇6000对间尼索地平溶解性的影响*

石晓伟,孙萌萌,王静,杨彩琴

(1.河北医科大学药学院,石家庄 050017；2.河北医科大学第二医院,石家庄 050000)

聚乙二醇6000对间尼索地平溶解性的影响*

石晓伟1,孙萌萌2,王静1,杨彩琴1

(1.河北医科大学药学院,石家庄 050017；2.河北医科大学第二医院,石家庄 050000)

目的 研究聚乙二醇6000对间尼索地平溶解度和体外溶出度的影响,为间尼索地平剂型的选择提供参考。方法以聚乙二醇(PEG)6000为载体,采用溶剂-熔融法制备间尼索地平固体分散体。应用差示扫描量热分析法(DSC)、X射线粉末衍射光谱(XRD)对固体分散体进行鉴定,紫外分光光度法测定固体分散体的溶解度和体外溶出度。结果固体分散体的DSC、XRD图谱与原料药及其物理混合物均不同,不同比例的间尼索地平-聚乙二醇固体分散体的溶解度及体外溶出度均高于原料药,2 h的溶出百分率:原料药26.80%,固体分散体(1∶3,1∶5,1∶7)分别为35.31%, 38.71%,41.48%,比例相同的固体分散体的溶出率高于其物理混合物。结论间尼索地平与聚乙二醇6000形成了低共熔物,聚乙二醇6000作为间尼索地平的载体,可加速其体外溶出。

间尼索地平;聚乙二醇6000;溶出,体外;量热分析,差示扫描;X射线粉末衍射光谱

间尼索地平(m-nisoldipine,m-Nis)是河北医科大学药物化学教研室合成的二氢吡啶类钙拮抗药。在三氯甲烷或丙酮中易溶,在甲醇或乙醇中略溶,但在水中几乎不溶。聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)为较常用的药用辅料,具有水溶性高、毒性小、能显著改善药物的溶出速率和生物利用度的特点[1]。因此,笔者制备m-Nis-PEG固体分散体,考察PEG对间尼索地平溶出性能的影响,为m-Nis高效制剂的选择提供有效途径。

1 仪器与试药

1.1 仪器 KS型康氏震荡器(上海跃进医疗器械厂),TU-1901紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限公司),YRIS 1型DSC差示分析仪(0.2 MW,美国Perkin Elmer公司),RC-3溶出度测试仪(天津市国铭医药设备有限公司)。

1.2 试药 m-Nis原料药(河北医科大学药物化学教研室,批号:031231,纯度≥99.5%),PEG 6000(天津市标准科技有限公司,批号:20050306),其他试剂均为分析纯,实验用水为纯化水。

2 方法与结果

2.1 m-Nis-PEG固体分散体的制备 将m-Nis0.5 g溶于丙酮5.0 mL中,PEG6000(与m-Nis的质量比3∶1,5∶1,7∶1)于水浴(60℃)上熔融,然后将两液混匀,在不断搅拌下蒸去溶剂,冷却,移至干燥器内干燥,使之脆化,粉碎[2]。

2.2 固体分散体的鉴定

2.2.1 差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)分别将m-Nis、PEG6000、m-Nis与PEG物理混合物(physical mixture,PM)、固体分散体(solid dispersions,SD)进行差示扫描量热分析。以空铝皿为参比,另一铝皿中放入样品,升温速度为10℃·min-1,氮气流速20 m L·min-1,升温范围是30～150℃,DSC图谱见图1。

a.m-Nis;b.PEG6000;c.1∶5 PM;d.1∶3 SD;e.1∶5 SD; f.1∶7 SD图1 m-Nis固体分散体DSC曲线a.m-Nis；b.PEG6000；c.1∶5 PM；d.1∶3 SD；e.1∶5 SD；f.1∶7 SDFig.1 DSC curvesof solid dispersions of m-nisoldipine

由图1可知,137℃是m-Nis的熔化峰,64.6℃是PEG的熔化峰,物理混合物的DSC图谱是PEG和m-Nis的叠加,在64.9、137℃存在吸热峰,而1∶3固体分散体在58℃存在吸热峰,1∶5固体分散体在60℃存在吸热峰,1∶7固体分散体在61℃存在吸热峰,分散体吸热峰位较m-Nis和PEG吸热峰均前移,表明m-Nis与PEG形成了低共熔物,m-Nis可能以微晶或无定形充分分散在载体中[3-4],且随着载体量的增加,分散体的吸热峰右移。

2.2.2 X射线粉末衍射实验(x-ray powder diffraction,XRD)分别将m-Nis、PEG6000、m-Nis与PEG物理混合物、固体分散体约0.05 g放XRD池中进行谱图测定,测定条件:靶Cu；滤波器Ni；电压20 kV；电流20 mA；接受裂缝宽度0.3 mm；扫描范围(2θ),5°～40°；步长,0.05°/s[5]。XRD图谱见图2。

由图2显示m-Nis在9.5°,23.4°,24.85°有特征晶体衍射峰,PEG6000在5°～40°之间有两个特征的晶体衍射峰。物理混合物的XRD峰是m-Nis和PEG6000的叠加,固体分散体中m-Nis的特征晶体衍射峰减小,没有新的衍射峰出现,表明药物与载体之间没有发生化学反应,只是m-Nis的结晶受到抑制,以超细结晶状态存在于载体中。

a.PEG6000;b.m-Nis;c.1∶5 PM;d.1∶3 SD;e.1∶5 SD; f.1∶7 SD图2 m-Nis固体分散体XRD图谱a.PEG6000；b.m-Nis；c.1∶5 PM；d.1∶3 SD；e.1∶5 SD；f.1∶7 SDFig.2 XRD spectrum of solid dispersions of mnisoldipine

2.3 m-Nis含量测定

2.3.1 m-Nis储备液的配制 105℃干燥至恒重的m-Nis15.3 mg,精密称定,置于50 mL棕色量瓶中,加适量的95%乙醇溶解并稀释至刻度,摇匀,得m-Nis储备液Ⅰ(306μg·mL-1)。精密量取10 mL,置25 mL量瓶中,加95%乙醇稀释至刻度,摇匀,得m-Nis储备液Ⅱ(122.4μg·mL-1)备用。

2.3.2 测定波长的确定 配制一定浓度的m-Nis水溶液、PEG6000水溶液,于200～400 nm范围内分别进行扫描。m-Nis的最大吸收波长在238 nm,在此波长处,PEG6000几乎无干扰,故选用238 nm为测定波长。

2.3.3 m-Nis标准曲线的绘制 精密量取m-Nis储备液Ⅱ0.05,0.10,0.40,0.80,1.20,1.60,2.00 m L,置10 mL棕色量瓶中,加纯化水稀释至刻度,摇匀,在最大吸收波长处测吸光度,进行线性回归,得出回归方程:A=0.070 9ρ-0.038 1(r=0.999 8),m-Nis浓度在0.612～12.240μg·mL-1浓度范围内线性关系良好。

2.3.4 回收率的测定 分别在高、中、低不同浓度的m-Nis溶液,按比例加入相应量的PEG6000,在238 nm处测定吸光度,结果平均回收率99.35%,RSD0.73% (表1)。

2.3.5 精密度实验 日内精密度:分别准确量取4.896,6.120,7.344μg·m L-1的m-Nis溶液,在238 nm处测定吸光度,共测5次,日内精密度为0. 75%；日间精密度:用上述溶液,每日测定一次,连续测定5 d,日间精密度为1.12%,日内、日间精密度符合方法学要求。

表1 m-Nis的回收率Tab.1 Recovery of m-nisoldipine μg·mL-1,n=9

2.3.6 稳定性实验 准确量取4.896,6.120, 7.344μg·mL-1的m-Nis溶液,在室温分别放置0,2, 4,6,8 h后在238 nm处测定吸光度,RSD为1.53%。

2.4 溶解度的测定 装有水20 mL的三角瓶中,分别加入足量m-Nis原料药、固体分散体(1∶3,1∶5, 1∶7),在震荡器中振摇,至体系达到平衡时取样,经孔径0.45μm微孔滤膜过滤,滤液在最大吸收波长处测定吸光度,计算溶解度[6]。测得溶解度如下:原料药0.89 mg·L-1；m-Nis-PEG6000固体分散体(1∶3,1∶5, 1∶7)分别为2.92,3.33,4.01 mg·L-1。由此可见,不同载体比例的固体分散体溶解度均高于原料药。

2.5 体外溶出度测定 精密称取m-Nis原料药50 mg、加入相当于m-Nis原料药50 mg的SDs、PM,以0.2%十二烷基硫酸钠的盐酸(9→1 000)900 mL为溶出介质,采用《中华人民共和国药典》方法[7],桨法:恒速100 r·min-1,水浴恒温(37±1)℃,溶出于5,10, 20,30,40,60,120,180,240 min时取样10 mL,同时补充同温度同体积的新鲜溶出介质,用孔径0.45μm微孔滤膜过滤,于最大吸收波长处测定吸光度,计算累积溶出百分率(Q,%)。120 min的溶出百分率:原料药26.80%,固体分散体(1∶3,1∶5,1∶7)分别为35.31%,38.71%和41.48%,m-Nis原料药不同比例固体分散体溶出曲线见图3,同比例固体分散体及物理混合物的溶出曲线见图4。

由图3,4可知,2 h的累积溶出百分率:原料药26.80%,固体分散体(1∶3,1∶5,1∶7)分别为35.31%,38.71%和41.48%,物理混合物(1∶5)为28.42%,不同比例m-Nis固体分散体溶出度均高于原料药,载体比例越大,溶出百分率增加越多；比例相同的固体分散体的溶出率高于其物理混合物。将原料药、物理混合物和固体分散体在2 h的体外溶出率用统计软件SPSS进行卡方检验处理,结果显示,固体分散体与原料药相比差异有统计学意义(u=-1.96,P＜0.05),原料药与物理混合物相比差异无统计学意义(u=-1.09,P＞0.05),不同比例的固体分散体相比差异有统计学意义(u=7.20,P＜0.05)。

图3 m-Nis原料药及固体分散体的溶出曲线Fig.3 Dissolution profiles of m-nisoldipine and solid dispersions of m-nisoldipine

图4 m-Nis固体分散体与物理混合物的溶出曲线Fig.4 Dissolution profiles of solid dispersion of mnisoldipine and its physicalm ixture

3 讨论

PEG是乙二醇和环氧乙烷聚合物,毒性小,在胃肠道内易于吸收,化学性质稳定,能显著地增加药物的溶出速率,笔者以PEG6000为载体采用改良的熔融法即溶剂-熔融法制备m-Nis固体分散体。DSC分析结果显示,137℃是m-Nis的熔点峰[5],65℃是PEG6000的熔点峰[8],物理混合物中既有PEG6000又有m-Nis的熔点峰,说明物理混合物没有改变药物的存在状态,分散体中药物的熔点峰完全消失,表明药物与载体发生相互作用,不同比例的分散体均出现了前移的吸热峰,表明m-Nis与PEG形成了低共熔物。XRD实验显示物理混合物的衍射峰是m-Nis和PEG的叠加,固体分散体中m-Nis的特征晶体衍射峰减小,说明其结晶受到抑制,m-Nis以超细结晶状态存在于PEG中,不同比例的m-Nis分散体的衍射图谱基本相同,没有出现新的特征衍射峰,表明m-Nis固体分散体中没有新的化合物或降解物产生。

固体分散体中,载体对药物晶核的形成和生长受到抑制,提高了药物的分散度,当m-Nis分散体与水接触时,水溶性载体材料PEG首先溶解,m-Nis以细微晶体状态分散在PEG的溶液中,加快了m-Nis的溶出,随着PEG载体比例的增大,m-Nis的溶出速率增大。药物的溶出速率与溶出介质、温度等有很大的关联[9],m-Nis难溶于水,在本实验选用的溶出介质条件下,2 h固体分散体(1∶3,1∶5,1∶7)的累计溶出百分率比原料药明显提高(分别是1.3、1.4和1.6倍)。本实验所制固体分散体能加速m-Nis体外溶出,该研究为难溶性药物m-Nis剂型的优选提供理论参考。

[1] MAHMOUD E,GIHAN F,MOHAMED F.Improvement of solubility and dissolution rate of indomethacin by solid dispersions in gelucire 50/13 and PEG4000[J].Saudi Pharm J,2009,17(3):217-225.

[2] HA N S,TRAN TT,TRAN PH,etal.Dissolution-enhancing mechanism of alkalizers in poloxamer-based solid dispersions and physical mixtures containing poorly water-soluble valsartan[J].Chem Pharm Bull,2011,59(7):844-850.

[3] 范仁锋,郑敦胜,刘美华.吲哚美辛-泊洛沙姆188固体分散体的制备[J].医药导报,2011,30(3):356-357.

[4] 郭波红,黄嘉敏,李晓芳,等.头孢地尼-乙烯吡咯烷酮固体分散体的制备[J].医药导报,2013,32(8):1072-1075.

[5] YANG C Q,REN T K,WANG J,et al.Thermodynamic stability analysis ofm-nisoldipine polymorphs[J].JChem Thermodynamics,2013,58(2):300-306.

[6] 胡程耀,黄培.固体溶解度测定方法的近期研究进展[J].药物分析杂志,2010,30(4):761-766.

[7] 国家药典委员会.中华人民共和国药典(二部)[M].北京:中国医药科技出版社,2010:附录ⅩC.

[8] 马素英,董若怡,尚校军,等.氟苯尼考PEG6000固体分散体的制备与表征[J].湖南农业大学学报:自然科学版,2010,36(5):589-593.

[9] 齐晓丹,王伟,田珊.挤出滚圆法制备间尼索地平-磺丁醚-β-环糊精微丸及其质量评价[J].中国现代应用药学, 2011,28(1):60-63.

DOI 10.3870/yydb.2014.05.035

Influences of Polyethylene Glycol 6000 on the Solubility of m-Nisoldipine

SHI Xiao-wei1,SUN Meng-meng2,WANG Jing1,YANG Cai-qin1
(1.School of Pharmaceutical Sciences,Hebei Medical University,Shijiazhuang 050017,China;2.The Second Hospital of Hebei Medical University, Shijiazhuang 050000,China)

ObjectiveTo investigate the influences of polyethylene glycol6000 on the solubility andin vitrodissolution ofm-nisoldipine,which could provide guidance for chosing formulations ofm-nisoldipine.MethodsSolid dispersions ofmnisoldipine were prepared by solvent-melting method with polyethylene glycol 6000 matrix.DSC and XRD spectroscopy were applied to identify the solid dispersions.The solubility andin vitrodissolution were detected by UV spectroscopy.ResultsThe DSC and XRD map were different from the crude drug and their physicalmixtures.The dissolution rates(1∶3,1∶5,1∶7)were faster(35.31%,38.71%,41.48%)than that of the crude drug(26.80%),and the dissolution rates of the solid dispersions in the same ratio were higher than the physical mixtures.ConclusionDSC analysis indicated that eutectic compounds were produced by them-nisoldipine and polyethylene glycol,in which polyethylene glycol6000 acts as a carrier.The solubility andin vitrodissolution ofm-nisoldipine can be increased.

m-Nisoldipine;Polyethylene glycol 6000;Dissolution,in vitro;Calorimetry,differential scanning; Diffraction,X-ray powder

R972.4;TQ460.6

A

1004-0781(2014)05-0664-04

2013-03-26

2013-05-22

*河北省教育厅自然科学研究计划项目(2009148)；河北省卫生厅医学科学研究重点课题(20090059)

石晓伟(1981-),男,河北石家庄人,讲师,硕士,主要从事药物设计与开发。电话:0311-6265624,E-mail:foolstone@126.com。

杨彩琴(1967-),女,河北石家庄人,教授,硕士,主要从事药物新技术与新剂型的研究。电话:0311-6265627,E-mail:yang_caiqin@163.com。