加替沙星眼用温敏凝胶流变学特性和体外释放研究

孙铜，徐伟娜，冷佳蔚，李永贵

(1.山东省食品药品检验研究院，山东 济南 250101；2.山东省药学科学院，山东省医用高分子材料重点实验室，山东 济南 250101)

加替沙星(Gatifloxacin，GTX)是第四代6-氟-8-甲氧基喹诺酮类抗菌药物，它对革兰阴性菌、革兰阳性菌、衣原体、支原体、厌氧菌等有较好的抗菌作用，而且几乎无潜在的光敏副反应。0.3%加替沙星滴眼液于2004年3月获美国食品药品监督管理局(FDA)批准，主要用于细菌性结膜炎的治疗[1-2]。但是眼部给药剂型发挥作用有以下几点需要克服：首先，眼部给药辅料及药物不能对眼睛造成损伤，对眼部必须无刺激；其次，由于眼睛容量小，剂量损失较大，1滴滴眼液的平均剂量约为40 μL，进入眼部后，经泪液流失溢出后，恢复至正常泪液体积约为7 μL，这导致药物在眼部的滞留时间短，生物利用度低[3]。

眼用原位凝胶，是一种以溶液状态给药，用药部位在生理条件(包括温度、pH值和离子)下，制剂中的高分子聚合物对环境刺激作出响应而发生相变，形成半固体凝胶状态的给药系统[4-7]。该系统具备一定的生物黏附性，可根据需要调整药物的滞留与释放，促进药物的吸收，制备简单，使用方便。有文献表明，温敏原位凝胶多次给药对兔眼刺激性小，没有对角膜造成损害，泊洛沙姆对组织无明显损伤，刺激性小，生物相容性好，是常用的温度敏感性材料[8]。本文采用聚氧乙烯(PEO)和聚氧丙烯(PPO)构成的嵌段共聚物泊洛沙姆P407和P188，作为凝胶基质，制备了加替沙星眼用温敏凝胶剂(0.3%)，研究其流变学特性，通过透析膜法对体外释药行为进行研究。该剂型以滴眼液的形式滴入，在眼部胶凝，形成半固体凝胶，这种给药系统具有给药方便、准确，患者依从性好的特点。

1 仪器与试药

岛津高效液相色谱仪(日本岛津)；电子天平(Sartorius BT125D)；透皮吸收仪TT-6(天津市正通科技有限公司)；透析膜(截留相对分子量为3500，美国联碳公司)；Malven Kinexus 流变仪(Malven仪器公司)；加替沙星对照品(中国食品药品检定研究院，批号：130518-200402)；加替沙星温敏凝胶(自制，批号：160302)；加替沙星滴眼液(自制样品，批号：S160302)；乙腈、三乙胺、磷酸均为国药集团化学试剂有限公司；水为纯化水。

2 方法与结果

2.1 加替沙星温度敏感眼用凝胶流变学性质研究。

2.1.1 触变性 取凝胶约2 mL置流变仪锥板式模具上，温度为25.0 ℃，在1 s-1连续剪切50 s后,立即将剪切速率增大至100 s-1连续剪切50 s；再将剪切速率恢复至1 s-1，继续剪切50 s。记录凝胶的动力黏度变化情况。本研究采用了三阶段法分析样品的触变性。试验表明，本品为触变性较大的流体，结果见图1。

图1 加替沙星眼用温敏凝胶触变性扫描结果

2.1.2 黏度扫描 分别取凝胶和加替沙星滴眼液约2 mL置流变仪锥板式模具上，用CP4/40转子，设定初始温度为0 ℃，以5 ℃·min-1升温，剪切速率为1 s-1，分别测定加替沙星眼用温敏凝胶和滴眼液的黏度变化情况。结果表明在温度升高至33 ℃左右，温敏凝胶的黏度显著上升，表明加替沙星眼用温敏凝胶的状态发生了明显变化，由液态变为半固体状态，符合温敏凝胶的特性。而滴眼液黏度保持不变，结果见图2。

图2 加替沙星眼用温敏凝胶和加替沙星滴眼液黏度扫描结果图

2.2 体外释放测定方法的建立

2.2.1 色谱条件 采用Agilent XDB C18(4.6 mm×150 mm，5 μm)色谱柱，以乙腈-三乙胺磷酸溶液[三乙胺溶液(1→100)磷酸调节pH值至4.0](20∶80)为流动相，流速1.0 mL·min-1，检测波长325 nm，柱温30 ℃。

精密称取加替沙星对照品适量，加流动相溶解并稀释制成每1 mL中约含50 μg的溶液，作为对照品溶液，结果见图3。

图3 加替沙星对照品溶液HPLC图

取体外释放各时间点的接收液，作为透过量测定的供试品溶液，结果见图4。

图4 供试品溶液HPLC图

分别精密量取对照品溶液、供试品溶液各10 μL，注入液相色谱仪，记录色谱图，外标法计算，得供试品溶液中的药物浓度。

2.2.2 溶液稳定性试验 取对照品溶液，分别于0、2、4、6、8、10、12 h进样，记录色谱图和峰面积。结果表明，对照品溶液12 h稳定性良好，峰面积的RSD为0.80%。取供试品溶液(1 h接受液)分别间隔两个小时进样，考察12 h溶液稳定性，记录色谱图和峰面积。结果表明，供试品溶液(1 h接受液)12 h稳定性良好，峰面积的RSD为1.01%。

2.2.3 空白干扰试验 制备除加替沙星外的凝胶。取约0.4 g于25 mL量瓶，流动相定容至刻度，摇匀，精密量取10 μL，注入液相色谱仪，记录色谱图。结果表明空白不干扰加替沙星的测定。

2.2.4 线性关系考察 取加替沙星对照品适量，精密称定，用流动相溶解并定量稀释成6.02、12.04、24.08、36.12、48.16、60.21、72.24 μg·mL-1的溶液，作为对照品线性溶液，以浓度对峰面积做线性回归，得回归方程：A=10.263X-1.775 4，r=0.999 9，结果表明，浓度在 6.02～72.24 μg·mL-1范围内线性关系良好。

2.2.5 精密度试验 精密量取线性测定项下的48.16 μg·mL-1的溶液，连续进样6次，记录色谱图和峰面积，考察该方法的重现性。结果，加替沙星峰面积的RSD为0.72 %。

2.2.6 检测限和定量限 精密称取加替沙星对照品适量，加流动相溶解并用流动相定量稀释，制成不同倍数的系列溶液，按上述色谱条件进行测定。测得加替沙星定量限为0.32 ng(S/N≈10)，检测限为0.10 ng(S/N≈3)。

2.2.7 回收率 分别精密称取处方量的80%、100%、120%的加替沙星原料药及相应量空白基质于烧杯中，搅拌均匀，各精密称取供试品0.40 g至25 mL量瓶，流动相定容至刻度摇匀。另精密称取加替沙星对照品约5 mg，置100 mL量瓶中，用流动相稀释至刻度，摇匀，作为对照品溶液，同法测定。按外标法以峰面积计算，即得。测得平均回收率为98.78%，RSD为1.18 %，结果见表1。

2.3 加替沙星温度敏感眼用凝胶的体外释放试验

2.3.1 测定方法—透析膜法[9]采用Franz扩散池，以累积透过量、渗透速率为检测指标，考察样品经膜吸收情况。

将新鲜处理的透析膜固定于Franz扩散池的供给池和接收池之间。取凝胶约0.2 g均匀涂于膜上层。接收介质为人工泪液(取氯化钠6.7 g，碳酸氢钠2 g，二水合氯化钙0.08 g，加水至1 000 mL，即得)。接收池体积为12 mL，内径1.8 cm。扩散池外34 ℃水浴循环，接收池内300 rpm恒速搅拌。分别于 0.5、1、2、4、6、8、12 h取样，每次抽取接收液2 mL，取样后及时补加等温接收介质2.0 mL并排除接收室中的气泡。所取样品经0.45 μm滤膜过滤后注入液相色谱仪，测定含量，并计算样品在各时间点的累积溶出率。

表1 回收率测定结果

2.3.2 结果 所得释药情况如图5所示。加替沙星温敏凝胶2 h累积释放约为32%，4 h累积释放约为40%。体外释药研究表明加替沙星眼用温敏凝胶缓释效果明显，未出现突释效应，在12 h内累积释药量达到61%。

采用Origin8.0软件将加替沙星温敏眼用凝胶0.5～12 h累积释放率的数据进行数学模型拟合，发现以零级动力学方程、一级动力学方程、Higuchi方程和Ritger-Pepps方程拟合所得相关系数分别为0.875 59、0.895 15、0.970 83和0.990 96，Higuchi方程和Ritger-Pepps方程均能较好地模拟凝胶中药物的释放行为，根据Ritger-Pepps方程的拟合结果n=0.990 96，说明该处方体外释药机制以扩散为主。

图5 加替沙星眼用温敏凝胶累积释放度-时间曲线(n=4)

3 讨论

本研究成功制备了一种加替沙星温敏凝胶，流变学研究表明，该凝胶在低于25 ℃

下呈液态，为低黏弹性的牛顿流体，眼部给药后，可快速胶凝，凝胶强度增大，展示出假塑性流体特点。本品触变性较大，在低剪切时有较高黏度；在高剪切时有较低黏度；再恢复低剪切时，黏度也快速恢复。当以液态滴入眼部，随着眼睑的眨动，剪切变稀，利于迅速涂布，同时，因其温敏特性，导致在用药过程中，变为半固态，有利于药物在眼部的滞留，从而延长给药时间[10]。

本研究采用了透析膜法来模拟温敏凝胶在实际给药过程中药物通过角膜的释放过程。本品体外释放结果与Ritger-Pepps方程拟合较好。其体外释放可长达12 h。药物均匀分散在高分子骨架中，水凝胶骨架遇接受液，快速胶凝，凝胶骨架内部药物缓慢释放，溶到接受液中，利用扩散方式传递药物。同时，与接受液接触凝胶层骨架溶蚀，水分向凝胶内部渗透，药物进一步得到释放。释放前期，随着时间延长，药物释放缓慢，中后期，由于骨架中药物量的减少，释药速率减慢。实际上，释药过程是凝胶骨架的溶蚀和药物扩散综合作用的结果[11-12]。

本品对眼部刺激性小，独特的温敏特性使药物在眼部滞留时间长，提高药物的生物利用度，同时具有缓释药物的特点。