伊维菌素释药行为与介质中溶解度相关性研究

胡紫霞,熊 丹,鲁蒙蒙,杨世壮,雷萌桐,蔡进忠,潘保良

（1.中国农业大学动物医学院,北京 海淀 100193;2.青海省畜牧兽医科学院兽医研究所,青海 西宁 810016）

伊维菌素（Ivermectin,IVM）是一种大环内酯类抗寄生虫药物,对动物体内外寄生虫都有良好的驱杀作用。但IVM常规剂型有效期短,需要重复给药,很不方便[1]。本实验室采用溶剂熔融法,将IVM和水不溶性脂质类载体—氢化蓖麻油（Hydrogenated Castor Oil,HCO）制备成固体分散体（Solid Dispersion,SD）,并以水为分散介质,研制IVM长效混悬注射剂,使IVM在体内缓慢释放,达到长效的目的。在研制混悬剂时,为了提高混悬剂的物理稳定性,在制备时,需要筛选合适的分散介质和辅料。常用辅料包括润湿剂、助悬剂、絮凝剂和反絮凝剂、防腐剂、抗氧化剂等[2-3]。根据什么标准来筛选分散介质和辅料?这是一个混悬剂研制中面临的问题。

目前国内外主要根据混悬剂的质量评价,粒径的大小、药物含量测定、沉降体积比、重分散性、黏度和流变学特性,利用正交试验筛选混悬剂的一系列辅料。但在辅料的初步筛选时,若进行系统的质量评价,工作量非常大,效率很低,成本也很高[4-5]。本文研究伊维菌素固体分散体（Ivermectin Solid Dispersion,IVM SD）释药行为与IVM在介质中（乙醇-PBS）溶解度之间的相关性,为IVM SD长效混悬注射剂分散介质和辅料的初步筛选提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料 伊维菌素原药粉末（B1a:93.73%,B1:96.13%）,购自河北威远动物药业有限公司;HBY140417氢化蓖麻油粉末,购自湖北海泊元化工有限公司;IVM标准品（纯度96%）,购自北京百灵威科技有限公司。

药物和载体比例为1∶3的IVM SD由本实验室自制。

YP-8T压片机,购自天津市金孚伦科技有限公司;岛津LC-20AT型高效液相色谱仪,购自日本岛津公司;HZQ-F100全温振荡器,购自苏州市培英实验设备有限公司。

1.2 方法

1.2.1 测定IVM在不同比例的乙醇-PBS复合介质的溶解度（S） 称IVM粉末3.0 g于离心管中,分别加入10 mL介质不同甲醇浓度的乙醇-PBS复合介质中（20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%）,置于37℃,180 r/min摇床中,震荡48 h。

将离心管在1.25万r/min离心15 min。取上清,过0.45 μm水系滤膜,滤液用色谱级甲醇稀释到适宜范围内,再过0.22 μm有机滤膜。

采用本实验室已建立的HPLC检测方法对样品中的IVM浓度进行检测。工作站:岛津LC-20AT工作站;色谱柱:Agilent zorbax SB-C18柱;PDA 检测波长:245 nm;流动相:甲醇∶水 =95∶5;流速:1.0 ml/min;柱温:37℃;进样量:20 μL。 根据HPLC检测结果,计算IVM在不同比例的乙醇-PBS复合介质中的溶解度。

1.2.2 IVM SD在不同比例乙醇-PBS复合介质中的释药行为。

1.2.2.1 药片准备 称取0.3 g左右1∶3的IVM SD粉末,用YP-8T压片机压片,压力10 KPa,压时10 s,取出药片,用游标卡尺测定药片直径和厚度（mm）并记录。准备药片24片,其中3片不进行处理,作为对照药片,与试验药片进行对比观察。

1.2.2.2 试验条件 分别吸取50 mL介质（浓度为20%、30%、40%、50%、60%、70%、80% 的乙醇-PBS）于100 mL离心管中,将药片投入并作标记。置于 HZQ-F100全温振荡器中,条件设为37 ℃,180 r/min[6]。

1.2.2.3 取样 根据前期预试验确定如下取样时间:介质为30%、40%、50% 乙醇-PBS的复合介质时,取样时间点为0.25、0.5、1、2、3、4、6 d 和 8 d;介质为60%、70%、80% 乙醇-PBS的复合介质时,取样时间为1 h、2 h、6 h、12 h、24 h、36 h、48 h 和72 h。在每个取样时间点,从离心管中吸取1 mL待检介质,用于测定IVM释放度;并吸取同体积的原介质补充到离心管中,以保持离心管中液体体积的恒定。

1.2.2.4 计算IVM释放度 将1 mL待检介质稀释后,过0.45 μm 和 0.22 μm 滤膜,然后上机检测,同1.2.1.3。并根据累积释放度计算公式,计算IVM释放度。其中Ci:第i个时间点所取样品测定的浓度,V2∶9 mL,V1∶1 mL,M: 样品中 IVM 的质量。

1.2.2.5 药片外观观测 试验结束后,取出药片,置于真空干燥箱中烘干用游标卡尺测定直径和厚度,观察药片外观变化。

1.2.2.6 释药动力学模型选择 用DDSolver软件中的 Zero-order、First-order、Higuchi和 Hixsion-Crowell模型拟合IVM释药曲线,筛选相关系数（R_obs-pre）大、判定系数（Rsqr）大 、赤池信息量准则（AIC）低、模型选择准则（MSC）大的模型为释药动力学最适模型。用Korsmeyer-Peppas模型拟合释药曲线,根据释放指数n值评估释药机制。本试验中研究对象为圆柱体药片,当n值为0.45时,释药机制为Fick′s扩散;当0.45＜n＜0.89时,释药机制为不规则转运,表示释药规律为扩散和溶蚀综合作用的结果;当n值为0.89时,释药机制为Ⅱ相转运,即以溶蚀为主的释药规律;当n＞0.89时,释药机制为SuperⅡ相转运,即溶蚀控释的释药规律[7-9]。

1.2.2.7 IVM SD释药情况和介质溶解度相关性计算IVM SD药片在不同比例乙醇-PBS复合介质中的初始释放速率V,分析初始释放速率与溶解度之间的相关性,分析IVM SD释药行为和介质溶解度相关性。

2 结果

2.1 IVM在不同比例的乙醇-PBS复合介质的溶解度（S）测定结果如表1所示。

从表中数据可以看出,随着分散介质乙醇-PBS中有机溶剂（乙醇）浓度的增加,IVM的溶解度逐渐增大,表明通过调节分散介质中乙醇的浓度,可以很好地调节IVM在介质的溶解度。

2.2 IVMSD在不同比例乙醇-PBS复合介质中的释药情况。

2.2.1 药片外观变化 IVM SD药片置于40%、50%、60%、70%和80% 乙醇-PBS复合介质中试后,与对照药片相比,药片厚度明显减小（P＜0.001）,特别是在80% 乙醇-PBS复合介质中,药片变小、表面出现了裂纹;说明IVM SD药片在含有乙醇的介质中会发生溶解或溶蚀。

表1 不同比例乙醇-PBS复合介质中释药行为和溶解度值

2.2.2 释药动力学模型 用DDSolver软件拟合IVM释药曲线,筛选释药动力学最适模型。IVM SD在不同比例乙醇-PBS复合介质中的释药动力学模型,如表1所示。

2.2.3 释药机制 用Korsmeyer-Peppas模型拟合释药曲线,求算的释放指数n值见表1。根据释放指数n来评估释药机制。IVM SD在30%乙醇-PBS复合介质中释药曲线,释放指数n值为0.374,表明释药机制趋于Fick′s扩散。而在40%、50%、60%、70%和80% 乙醇-PBS复合介质中的释放指数n值均介于0.45～0.89之间,表明释药机制为不规则转运,即释药规律为扩散和溶蚀综合作用的结果。

在不同比例乙醇-PBS复合介质中,随着乙醇浓度的增大,IVM SD释药动力学模型具有差异性,在30%和40%乙醇-PBS中为 Higuchi模型,在50%乙醇-PBS中为First-order模型,在60%、70%和80%乙醇-PBS中为Hixson-Crowell模型;释放指数增大,释药机制从30%乙醇-PBS的Fick's扩散过渡到40%、50%、60%、70%和80%的不规则转运;初始释放速率也增大,溶解度也随之增大。

2.3 IVM SD释药行为和介质溶解度相关性 不同比例乙醇-PBS复合介质中,初始释放速率和溶解度之间具有指数相关性,S为溶解度,V为初始释放速率,S=0.2471e1.4372V,R2=0.8629。证实初始释放速率和溶解度之间的正相关性,在溶解度较大的介质中,初始释放速率也越大。这为IVM SD长效混悬注射剂的分散介质和辅料筛选提供理论依据,先测定原料药IVM在分散介质和辅料中的溶解度。若溶解度较大（达到易容程度）,分散介质和辅料能很容易溶解有效成分IVM,则不能作为混悬注射剂的分散介质和辅料,否则会导致IVM从IVM SD中释放,影响混悬剂的质量稳定性。若溶解度较小,则进行其他试验评价。

3 讨论

IVM是一种新型的广谱、高效、低毒抗生素类抗寄生虫药,主要含有IVM B1（Bla+Blb）,分子量为Bla:874;Blb:860。本品为白色结晶性粉末,无味,易溶于甲醇,乙醇,丙酮,乙酸乙酯,在水中几乎不溶解,微有引湿性[10]。为了增加IVM溶解和研制长效制剂,本实验室采用溶剂熔融法,将IVM和脂质类载体HCO制备成IVM SD,并将以水为主要分散介质,添加辅料包括润湿剂、助悬剂、絮凝剂和反絮凝剂、防腐剂、抗氧化剂,使难溶性IVM SD以微粒转态分散于介质中形成非均相液体制剂,研制长效混悬注射剂。在研制该制剂中,我们面临着以下问题:根据什么标准来筛选分散介质和辅料并确定最终配方呢[11]?本文阐明IVM SD的释药行为与介质溶解度之间的相关性,探究IVM SD中药物的体外释药规律,这为IVM SD长效混悬注射剂配方的筛选提供了依据。

国内外许多文献通过探究体外释药规律和影响因素,筛选适宜的配方,研制制剂。如夏晓静等（2004）利用IVM和聚乳酸制备微球制剂,并考察不同分子量的聚乳酸、乳化剂和油相介质对微球的影响,比较溶剂挥发法和溶剂萃取挥发法对微球性质的影响,然后利用正交试验筛选配方工艺,最后评价粒径、载药量和包封率[12]。本文研究结果表明,随着乙醇浓度的增大,溶解度越大,释药现象越明显,初始释放速度越大,释药动力学模型和释药机制具有差异性,证实释放速率和溶解度之间具有正相关性。这为IVM SD长效混悬注射剂辅料筛选提供理论依据,本实验室将根据两个评价指标筛选辅料种类。（1）IVM溶解度低,避免溶解有效成分IVM;（2）能溶于分散介质水,形成混悬注射剂。本研究也为其他混悬剂辅料的筛选提供新的方法和思路。