辣椒素体外释放特性考察及剂型制备*

游国叶

(信阳职业技术学院药学院药学实训中心，河南 信阳 464000)

辣椒是植物辣椒的干燥成熟果实，药典记载其具有温中散寒、开胃消食作用[1]。其提取物主要成分是辣椒素(capsaicin，CAP)，CAP亦称辣椒碱，无色无味，微溶于二硫化碳[2]，能溶于乙醇、乙醚、苯及氯仿，水中溶解度差。在止痒镇痛、减肥调脂、抗癌、抗炎抗疲劳、降血压、调节内分泌系统及消化系统等方面都有应用[2-4]。依据生物药剂学分类系统CAP属于Ⅳ类[5]，难溶于水，刺激性大，生物利用度低，限制了CAP的医药用途。固体分散体(solid dispersion，SD)是近几年来研究较为热门的一种新剂型。因SD中药物粒子粒径减小，表面自由能显著增加，是改善难溶性药物生物利用度最有效措施之一，目前已广泛用于增加难溶性药物的溶解度和溶出速率。SD可以是最终产品，也可以作为剂型中间体，如将齐拉西酮、头孢地尼等难溶性药物制备成SD均显著提高了药物的溶出度[6-8]，这对于本研究的CAP的产品化和后开发具有重要意义。

本研究采用固体分散技术，以表面活性剂类泊洛沙姆188(P188)及水溶性载体材料聚乙二醇(PEG)为载体，制备辣椒素固体分散体(CAP-SD)。通过体外释放度考察不同制备方法、不同的载体用量、不同载药量及制备时搅拌混合时间对药物释放的影响，最后通过差式扫描量热法(DSC)探究CAP在SD中的分布形态。通过文献查阅，目前尚无有关CAP-SD的报道。据文献[5]报道，CAP对胃有刺激，故课题组以CAP-SD为中间体，后续将其制备成肠溶型胶囊，报道如下。

1 仪器与试药

1.1 仪器 分析天平(TG328A，上海精科仪器有限公司)、智能溶出仪(RC-6，上海巴玖实业有限公司)；高效液相色谱仪(LC-10AT，日本岛津)、紫外检测器(SPD-10AVP，日本岛津)、色谱工作站(CBM-102，日本岛津)；色谱柱(4.6 mm×250.0 mm，5.0 μm)(kromasil-C18，日本岛)、数控型超声波清洗器(昆山超声波仪器有限公司，KQ5200DB)、电热恒温鼓风干燥箱(DHG-9140A，上海沪粤明科学仪器有限公司)、DSC 分析仪(diamond DSC，美国 Perkin-Elmer 公司)；真空干燥箱(DZF-6210，上海沪粤明科学仪器有限公司)；磁力搅拌器(DJ-1，江苏省金坛市佳美仪器有限公司)。

1.2 试药 CAP(天津圣惠生物科技有限公司，20160928-015)；天然CAP(中国药品生物制品检定所，100829-201605)，PEG4000和P188(国药集团化学试剂有限公司，批号：HTF20160112-006、20160203011)、CAP-SD(信阳职业技术学院药学院实验室自制，批号：20170525，CAP含量：36.82%)，甲醇为山东禹王色谱纯，其余试剂为分析纯。

2 方法和结果

2.1 分析方法的建立

2.1.1 溶液配制 对照品溶液的制备：精密称取CAP对照品(天然CAP) 50 mg，置100 mL 量瓶中，加入无水乙醇超声溶解，定容、摇匀，准确量取1 mL置10 mL量瓶中，加流动相定容、摇匀，稀释成50 mg·L-1对照品溶液。

供试品溶液的制备：取CAP-SD粉末，精密称取适量(约相当于CAP 50 mg)，置100 mL 量瓶中，加入无水乙醇超声溶解，定容，摇匀，准确量取1 mL置10 mL 量瓶中，加流动相定容、摇匀，稀释成50 mg·L-1供试品溶液。

阴性对照溶液 另按处方量制备不含药的空白混合物适量，流动相定容，得相当于含50 mg·L-1的阴性对照液。

2.1.2 确定检测波长及色谱条件 依据课题组前期研究成果[9]及相关文献[10]报道，CAP在280 nm处有最大吸收且空白溶剂甲醇和辅料在此处均无干扰，故选择 280 nm为测定波长。

色谱条件为：色谱柱:Kromasil-C18 (4.6 mm×250.0 mm，5.0 μm)；流动相:甲醇-水(80∶20);检测波长：280 nm；柱温30 ℃，流速:1 mL·min-1；进样量：20 μL；理论板数(按CAP对照品峰计算)应不低于3 000，与相临邻色谱峰的分离度均>1.5。

结果显示，其他成分及溶剂对CAP测定无干扰，且峰形较好，无前沿、拖尾现象，保留时间6.5 min。UV扫描图谱及高效液相色谱法(HPLC)图谱见图1-2。

注：A.CAP对照品UV图谱；B.空白辅料UV图谱

注：A.对照品 HPLC图谱；B.供试品HPLC图谱；C.阴性对照品HPLC图谱

2.1.3 线性关系考察 精密称取CAP对照品约50 mg，置100 mL量瓶中，加入无水乙醇超声溶解，定容，制成 500 mg·L-1CAP对照品储备液。精密量取该溶液 0.2、1.0、2.0、3.0、5.0、7.0、9.0 mL置 10 mL量瓶中，加溶剂定容，按2.1.1色谱条件测定，每个浓度进样3次，记录吸收峰面积A及药物浓度为C，以 A对C线性回归，得出标准曲线方程为 A=2 903.9 C+91 279，r=0.999 3，线性范围10～450 mg·L-1。以信噪比S:N≥3及S:N≥10确定实验最低检出限、定量限依次为0.02 mg·L-1、0.1 mg·L-1。标准曲线见图3。

图3 标准曲线(n=3)

2.1.4 精密度、重复性、稳定性及加样回收率测定 精密度实验：精密量取CAP对照品储备液适量配制浓度分别为50、150、350 mg·L-1的CAP溶液3份，按“2.1.2”项下色谱条件进样，每份样品每隔4 h测定1次，共测6次；每份样品每日测1次，连续测定6 d,分别计算日内及日间精密度。精密度试验结果可知,日内及日间精密度RSD分别为0.98%(n=6)和1.02%(n=6)，表明仪器精密性良好。

重复性实验:取本品(批号：20170525)的样品6份，按照“2.1.1”项下供试品溶液的方法制备，依照“2.1.2”项下色谱条件分析，测定每份样品溶液中CAP含量。结果显示样品中CAP浓度平均为49.96 mg·L-1，RSD为0.79%(n=6)，表明重复性良好。

稳定性实验：取重复性试验中的1份样品,分别在0、3、6、9、12、18、24 h按“2.1.1”项下色谱条件分析，测得供试品溶液中CAP浓度，RSD为0.99%(n=6)。结果表明，供试品溶液在24 h内稳定。

准确度实验：称取已知含量的样品(批号：20170525)内容物适量，分别加入低、中、高(50、150、350 mg·L-1)对照品溶液，各3份，按含量测定方法进行测定，计算加样回收率。回收率实验中低、中、高对照品浓度依次进样，RSD分别为0.7%、0.8%、0.4%(n=3),均小于2.0%，准确度良好。见表1。

表1 回收率试验

2.1.5 含量测定 精密称取CAP-SD(批号：20170525)适量(约相当于CAP 50 mg)，加入无水乙醇超声溶解，以流动相定容至刻度，摇匀、过滤，按照“2.1.2”项下色谱条件进样测定，记录峰面积，代入回归方程计算含量。

2.1.6 体外溶出度测定 按照 2015版《中国药典》四部[11]0931溶出度及释放度测定法第二法(桨法)测定，设定转速 (50±1)r·min-1、水浴温度(37.0±0.5)℃，溶出介质为脱气处理过的质量浓度3%十二烷基硫酸钠(SLS-Na)纯水900 mL。称取CAP和含等量CAP的CAP-SD约500 mg，置于溶出杯中，自药物接触溶出介质开始计时，于 5、15、30、45、60、120、180、240、300、480 min 取样5 mL，并及时补加 5 mL 等温释放介质，0.45 μm微孔滤膜过滤，吸取续滤液，置于10 mL容量瓶中，按“2.1.2”项下方法测定，计算药物累积释放度，绘制溶出曲线。

2.2 固体分散体制备 CAP提取：取CAP含量为7.06 % mg·mL-1的CAP适量，加乙醇20 mL超声30 min，过滤，滤液收集备用，滤渣中加甲醇20 mL继续超声，30 min后过滤，滤液收集，重复上步操作1次，合并3次的滤液，置70 ℃恒温干燥箱内浓缩，浓缩物备用。

溶剂法：分别称取处方量CAP浓缩物及辅料(P188，PEG 4000)，加适量无水乙醇于磁力搅拌器上充分搅拌至溶解，40 ℃真空旋转蒸发除去有机溶剂，置冰箱中迅速冷却固化30 min，40 ℃真空干燥24 h，研磨粉碎过60目筛得CAP-SD。

熔融法：称取处方比例的CAP浓缩物及辅料(P188，PEG4000)，先将PEG4000和P188在65 ℃水浴不断搅拌至完全熔化，加入CAP提取物搅拌至完全混合，再迅速转移至冰浴中冷却至完全固化，然后放置于真空干燥箱中干燥24 h，取出,研磨，过60目筛得CAP-SD。

2.3 药物及载体材料物理混合物制备 称取处方量CAP浓缩物及辅料，3次过筛混合均匀，即得物理混合物。

2.4 单因素考察

2.4.1 制备方法考察 实验中分别采用溶剂法、熔融法制备1∶1药-载SD，并以CAP原料药和相应比例的药-载物理混合物的溶出度作为对照，测定其体外溶出度。结果表明，两种方法制备的SD的溶出度均高于原料药及物理混合物，120 min左右CAP累计溶出度均为80%。实验表明，两种方法均可以制备SD且体外释放度差异无统计学意义。但由于溶剂法制备的SD黏性较大，后续制备肠溶胶囊时不利于胶囊壳的稳定，且制备过程中使用大量的有机溶剂，释放度重现性不及熔融法，故最终选择熔融法制备SD。4种样品的体外溶出度测定结果见图4。

2.4.2 载体种类考察 实验过程中，课题组分别考察了零载体(即物理混合物)、单一载体(P188或PEG4000)、两联载体(P188-PEG4000)对药物释放的影响，采用熔融法制备SD并进行释放度考察。考察发现，纯药物和辅料的物理混合物体外释放最为缓慢且释放不完全，两联载体相较于单一载体对药物的释放有一定的促进作用，且实验中发现两载体联用试验中，随着载体P188用量增大，释放度明显增加。最终选择P188-PEG4000为本制剂制备的联用载体。具体释放结果见图5。

注：1.熔融法制备CAP-SD； 2.溶剂法制备CAP-SD；

注：1.CAP-P188-PEG4000(1∶1∶1);2.CAP-P188-PEG4000(1∶1∶0);3.CAP-P188-PEG4000(1∶0∶1);4.CAP-P188-PEG4000(1∶0∶0)

2.4.3 药载比考察 精密称取CAP浓缩物适量，采用熔融法制备，CAP∶P188∶PEG比例分别为1∶1∶1；1∶3∶1；1∶5∶1；1∶1∶3；1∶1∶5。结果显示，随着载体用量的增加，CAP的释放度增加；且载体中P188用量增加时，释放度亦显著增加，可能原因是由于表面活性剂类的载体能更有效地增加药物溶出度，同时抑制药物重结晶，防止SD老化，本研究中发现，当CAP∶P188∶PEG比例为1∶5∶3时，SD中CAP的体外释放度60 min可释放80%以上。故最终选择药载比为1∶5∶3。药载比考察结果见图6。

注：1.CAP-P188-PEG4000(1∶5∶1);2.CAP-P188-PEG4000(1∶3∶1);3.CAP-P188-PEG4000(1∶1∶5);4.CAP-P188-PEG4000(1∶1∶3);5.CAP-P188-PEG4000(1∶1∶1)

2.4.4 搅拌时间的考察 固定载体种类及药载比，分别考察10、20、30 min不同搅拌时间对药物体外释放度的影响。根据释放结果可发现，随着搅拌时间的延长，体外释放速度呈先快速减缓,故最终选择搅拌时间为20 min。

2.5 DSC 分别取CAP原料药、P188，PEG4000、物理混合物及CAP∶P188∶PEG(1∶5∶3)熔融法操作制备得到的CAP-SD进行DSC分析。测试条件以空白铝坩埚为参比物，N2为保护气，温度20～200 ℃，升温速度10 ℃·min-1。见图7。由图可知，CAP原料中有1个熔融峰(约45.6 ℃)；载体材料PEG4000和P188各自有1个熔融峰且曲线起伏度大；物理混合物有 3个吸热峰，依次为药物峰和两辅料峰，表明载体与CAP之间没有发生相互作用，药物仍以晶体状态存在；SD有1个吸热峰 (62.8 ℃)，CAP吸热峰消失，该峰与原载体峰相比均前移，说明载体P188和PEG形成低共熔物或共沉淀物，即CAP以分子形式或者无定形状态存在。

图7 CAP、辅料、物理混合物及CAP-SD的DSC曲线

3 讨论

CAP属于脂溶性物质，文献[12]显示其表观溶解度为(22.85±0.06) mg·L-1，极微溶于水，制备过程中使用半极性物质PEG4000，借助其较强的润湿性和分散性，使得极性较差的CAP润湿性能增强，即亲水能力增加，与载体材料接触面亦增大，在与溶出液接触后可加快药物溶出；P188是一种由聚氧乙烯(PEO)、聚氧丙烯(PPO)组成的 PEO-PPO-PEO 非离子型三嵌段共聚物，具有独特的疏水内核-亲水外壳结构，能与许多药物形成孔隙固溶体，使CAP高度分散于P188中，进一步使得药物溶解度和溶出速率增加，生物利用度得以提高，并且PEG4000和P188都是亲水性聚合物，彼此分子之间以及与药物分子之间均可能会形成氢键，使得体系更加稳定。通过多次试验筛选，以体外溶出度为考察指标，以制备方法、载体种类、药载比及制备时搅拌时间为考察单因素，最终将CAP与表面活性剂P188和亲水性极好的PEG4000通过熔融法制备成SD。体外释放结果显示，60 min可溶出80%以上，为原料药的13.3倍，结合DSC考察结果可看出药物与载体间相容性良好，药物及两载体熔点接近且均较低，可快速熔融并迅速冷却，工艺条件简便可控。可见采用固体分散技术不仅可以解决CAP溶解度低的缺陷，还可以将其制备成质量稳定可靠中间体，为该成分的进一步剂型研究开发提供重要依据。

本研究采用熔融法，以P188和PEG4000制备得到的CAP-SD稳定性良好，药物以无定形或共融物状态高度分散于载体中，增加了药物溶出度，工艺条件简便可控，便于规模化生产。