基于渗透压原理的丹酚酸B控释胶囊的制备及释放机制研究

王立，李沐谣，孙斯桐，张文君，吕江唯，崔闻宇（哈尔滨商业大学药学院，哈尔滨 150076）

丹酚酸B 是传统的活血化瘀中药丹参中水溶性成分——丹参酚酸中含量最丰富、生物活性最强的化合物[1-2]。药理研究表明丹酚酸B 具有抗氧化、清除自由基、抑制血小板聚集和血栓形成、改善血流量、调节脂质代谢、抑制细胞凋亡、抗纤维化等多种活性[3]，对心、脑、肝、肺等器官均具有重要的药理作用[4-5]。目前主要用于心血管疾病和肝脏疾病的治疗，具有效价高、引发过敏反应概率小等特点[6]。丹酚酸B 在胃肠道中不稳定、肝脏首过效应大等限制了其药物的发展[7-9]。

基于渗透压原理的控释胶囊，是以半透膜内外渗透压差为主要释药动力的缓控释固体制剂[10]，具有零级释药特征，不被外部环境（胃肠道蠕动、胃内食物、释放介质pH 值）所影响，体内外释药相关性良好，能降低由血药浓度波动引起的不良反应，减少服药次数，提高患者的依从性，并且能够增加难溶性药物的溶解度，提高生物利用度[11]。基于渗透压原理的微孔控释胶囊是将胶囊剂与微孔控释制剂相结合而产生的[12]，其药物选择较灵活，制备及处方工艺简单，适合工业化生产[13-14]。

为满足心脑血管疾病患者的用药需求，以及改善丹酚酸B 存在的问题，本文以丹酚酸B 为模型药，制备控释胶囊，优化胶囊壳和内容物的制备工艺及处方。

1 试药

丹酚酸B 原料药（批号：20180609，西安生物科技有限公司）；丹酚酸B 对照品（批号：P24A10F86797，含量≥98%，上海源叶生物科技有限公司）；盐酸（批号：20140925，北京生化精细化学品有限责任公司）；磷酸二氢钾（批号：20170714，天津市天力化学试剂有限公司）；醋酸纤维素（CA，批号：ZY131128，乙酰：40%，羟基：2%，上海紫一试剂厂）；丙酮（批号：20190324，天津市科密欧化学试剂有限公司）；聚乙二醇400（批号：20160802，无锡市亚泰联合化工有限公司）；聚乙二醇2000（批号：103723）、聚乙二醇4000（批号：103724）、聚乙二醇6000（批号：103725）、柠檬酸三乙酯（TEC，批号：106153）、柠檬酸三丁酯（TBC，批号：105179）（阿拉丁化学试剂有限公司）；邻苯二甲酸二乙酯（DEP，批号：20111123，天津市博迪化工有限公司）；邻苯二甲酸二丁酯（DBP，批号：20160830，天津市富宇精细化工有限公司）；淀粉（批号：20170709）、微晶纤维素（MCC，批号：20130311）、氯化钠（批号：20160506）、乳糖（批号：20160608）、羧甲基纤维素钠（批号：20170323）（天津市光复精细化工研究所）；蔗糖（批号：20071128，天津市东丽区天大化学试剂厂）。

2 方法与结果

2.1 含量测定

2.1.1 色谱条件 色谱柱：SHARPSIL-U C18柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流动相：乙腈∶1.5%甲酸水（30∶70，V/V）；检测波长：286 nm；柱温：30℃；流速：1.0 mL·min－1；进样量：20 μL。

2.1.2 方法学验证试验 精密称取丹酚酸B 对照品5.0 mg，置于10 mL 的量瓶中，加流动相溶解并定容。取续滤液稀释至适当质量浓度，进样测定，记录峰面积A，以质量浓度C为横坐标，绘制标准曲线，其在水溶液中标准曲线方程为A＝4.8727×104C－2.26853×105，r＝0.9995，线性范围为15～250 μg·mL－1。本法日内RSD为1.2%（n＝5），日间RSD为1.7%（n＝5）；回收率在98.8%～100.2%，RSD为1.5%（n＝6）；24 h 内稳定性的RSD为1.7%（n＝9），满足测定要求。

2.2 释放度测定

2.2.1 测定波长的确定 称取适量丹酚酸B 对照品、处方内空白辅料，分别用蒸馏水配制成一定浓度的溶液，在200～400 nm 内紫外扫描，丹酚酸B 在286 nm 处有最大吸收，空白辅料无干扰，故选择286 nm 为丹酚酸B 的检测波长。

2.2.2 线性关系考察 精密称取丹酚酸B 对照品，配制成5、10、20、30 和40 μg·mL－1系列质量浓度的对照品溶液。分别在286 nm 处测定吸光度，以浓度C为横坐标，吸光度A为纵坐标，绘制标准曲线。丹酚酸B 对照品在水、pH 1.2 盐酸缓冲溶液和pH 6.8 磷酸盐缓冲溶液中的标准曲线方程分别为A＝0.0137C＋0.0147，r＝0.9996；A＝0.0112C＋0.0095，r＝0.9999；A＝0.0221C－0.0106，r＝0.9999，线性范围均为5～40 μg·mL－1。

2.2.3 释放度测定方法 取同一批丹酚酸B 控释胶囊，按照2015年版《中国药典》溶出度与释放度的测定法，以900 mL 的去离子水为溶出介质，温度为（37±0.5）℃，转速为100 r·min－1，在第2、4、6、8、10、12 h 取样，用0.45 μm 滤膜滤过，测定其在286 nm 波长处的吸光度，代入标准曲线计算丹酚酸B 的累积释放度。

2.3 丹酚酸B 微孔型控释胶囊的制备

2.3.1 囊壳的制备 本实验采用蘸胶法，将成膜材料CA、增塑剂TEC 加入丙酮溶液中，加热搅拌成均匀胶液。将0 号明胶胶囊体，蘸胶一次后，迅速装入恒速旋转仪上，见图1，使胶囊水平匀速旋转，并将致孔剂PEG2000 均匀的喷洒在胶囊的表面。在室温下干燥后，重复3 次。拔壳、切割、整理，即得控释胶囊壳（见图2），其电镜图（见图3）与空胶囊壳电镜图（见图4）对比可见，控释胶囊壳内部疏松多孔，能够释放药物，故选择此制备工艺。

图1 工艺装置图Fig 1 Diagram of the device

图2 蘸胶法制备工艺的胶囊壳图Fig 2 Capsule shell diagram of the dipping process

图3 蘸胶法制备工艺的胶囊电镜扫描图Fig 3 Electron microscopy scan of capsules prepared by dipping method

图4 空胶囊壳的电镜扫描图Fig 4 Electron microscopy scan of capsule shell

2.3.2 囊芯的制备 将20 mg 丹酚酸B 及渗透压活性物质NaCl、阻滞剂CMC-Na、稀释剂MCC分别过80 目筛，按各处方量混合均匀，压成大片后粉碎，20 目制粒。加入1%滑石粉，即为胶囊内容物。

2.4 各因素对药物体外释放度的影响

2.4.1 CA 浓度 选择6%、7%、8%浓度的CA，调整囊壳厚度。考察体外累积释放度，3 种浓度CA与零级方程的拟合度分别为0.960、0.997、0.987。CA 浓度为6%和7%时，累积释放度均较高，CA浓度为8%时，胶囊壳过厚，影响药物释放。但CA浓度为6%时，释放过快且存在突释，r（7%）＞r（8%）＞r（6%），故本试验确定CA 浓度为7%。

2.4.2 致孔剂种类及用量 选择PEG2000、PEG4000、PEG6000 作为致孔剂，考察体外累积释放度，3种致死剂与零级方程的拟合度分别为0.997、0.991、0.981。可知PEG2000 零级拟合度最好，而PEG4000 和PEG6000 释放速率过快（10 h 累积释放度即达80%），故选用PEG2000 作为致孔剂。调整致孔剂PEG2000 的用量分别为5、10、15、20 mg，考察体外累积释放度，其与零级方程的拟合度分别为0.994、0.998、0.988、0.954。可知用量为10 mg 时，累积释放度与零级拟合度最好。当致孔剂用量较低，释药途径不足，导致累积释放度低；当致孔剂用量较大，释药过快，所以选择致孔剂的用量为10 mg。

2.4.3 增塑剂种类及用量 选择柠檬酸三乙酯（TEC）、柠檬酸三丁酯（TBC）、邻苯二甲酸二乙酯（DEP）、邻苯二甲酸二丁酯（DBP）和PEG4000 作为增塑剂，考察体外累积释放度，各增塑剂与零级方程的拟合度分别为0.998、0.993、0.993、0.995、0.996。TEC 的累积释放度较高，且零级拟合度最好，所以选择TEC 作为胶囊壳的增塑剂。调整增塑剂的用量为10%、20%、30%，考察体外累积释放度，与零级方程的拟合度分别为0.990、0.996、0.991。可见增塑剂用量为20%时累积释放度较高，且r（20%）＞r（30%）＞r（10%），所以选择增塑剂用量为20%。

2.4.4 稀释剂种类的考察 选择MCC、淀粉、MCC∶淀粉（1∶1）作为内容物中的稀释剂，考察体外累积释放度，各稀释剂与零级方程的拟合度分别为0.999、0.994、0.993，当MCC 为稀释剂时，累积释放度与零级拟合度最好，故选用MCC 为稀释剂。根据前期研究发现稀释剂用量影响很小，故确定其余处方用量后加入稀释剂将内容物定量至100 mg。

2.4.5 渗透压活性物质种类及用量的考察 将NaCl、乳糖、蔗糖、NaCl∶乳糖（1∶1）、NaCl∶蔗糖（1∶1）为渗透压活性物质，考察体外累积释放度，各渗透压活性物质与零级方程拟合度分 别 为0.996、0.987、0.994、0.992、0.986。可见NaCl 的累积释放度与零级拟合度最好，故选NaCl 为渗透压活性物质。调整渗透压活性物质NaCl 的用量分别为20、30、40 mg，考察体外累积释放度，各用量与零级方程的拟合度分别为0.994、0.999、0.973。当用量为30 mg 时，累积释放度与零级拟合度最好；当用量为40 mg 时，释放过快。故选择用量为30 mg。

2.4.6 阻滞剂种类及用量的考察 选择CMC-Na、HPMC K4M 作为阻滞剂，考察体外累积释放度，各阻滞剂与零级方程的拟合度分别为0.997、0.994。当CMC-Na 为阻滞剂时，制剂的累积释放度与零级方程的拟合度最好，故选用CMC-Na 为阻滞剂。调整胶囊内容物中的阻滞剂CMC-Na 的用量分别为2、4、6 mg，考察体外累积释放度，各用量与零级方程的拟合度分别为0.997、0.995、0.993。可见用量为2 mg 时，制剂的累积释放度与零级方程的拟合度最好，所以选择阻滞剂用量为2 mg。

2.5 最优处方的确定与验证

根据以上单因素考察结果，确定最优处方为每粒胶囊CA 浓度7%，致孔剂PEG2000 用量10 mg，增塑剂TEC 20%，渗透压活性物质NaCl 用量30 mg，阻滞剂CMC-Na 用量2 mg，稀释剂MCC用量48 mg，平均粒重0.132 99 g。按最优处方制备3 批控释胶囊进行累积释放度测定，释放曲线见图5，可见12 h 累积释放度可达90%，r分别为0.9913、0.9905、0.9918。累积释放度与零级方程、一级方程、Higuchi 方程模型拟合情况见表1，其与零级方程拟合度较好，符合零级释放规律。

图5 验证处方的释放曲线Fig 5 Release profile of the verified prescription

表1 丹酚酸B 微孔控释胶囊体外累积释放度曲线的模型拟合(n ＝6)Tab 1 Model fitting of in vitro release profile salvianolic acid B microporous controlled-release capsules (n ＝6)

2.6 控释胶囊释放机制的考察

2.6.1 释放介质的渗透压 以水、0.5、1.0 和1.5 mol·L－1NaCl 溶液为不同渗透压的释放介质，考察药物释放行为，结果见图6。制品在水中的释放曲线与在 0.5、1 和1.5 mol·L－1氯化钠中释放曲线的f2值分别为56.38、36.53、24.26，在0.5 与1 mol·L－1氯化钠中释放曲线的f2值为47.27，在1 与1.5 mol·L－1氯化钠中释放曲线的f2值为41.93，在 0.5 与1.5 mol·L－1氯化钠中释放曲线的f2值为29.66。0.5 mol·L－1NaCl 与水为释放介质时，f2值＞50，释放行为相似。随着NaCl 浓度的增加，减缓了控释胶囊释的放速率，且不同NaCl 浓度之间释药行为存在差异。提示渗透压与控释胶囊中药物的释放密切相关。

图6 渗透介质对药物释放的影响（n ＝6）Fig 6 Effect of osmotic medium on the drug release（n ＝6）

2.6.2 扩散作用对释放的影响 分别制备有、无渗透压活性物质为胶囊内容物，灌装于同一批次的胶囊壳内，考察累积释放度，释放曲线f2值为26.13，说明渗透压活性物质对药物的释放影响较大。提示渗透压的存在对扩散机制具有影响，可促进药物的释放。

2.6.3 释药途径对药物释放的影响 将同一批次的胶囊壳以有、无致孔剂，分别装入同一批次的胶囊内容物，考察累积释放度，f2值为16.13，表明有、无致孔剂对药物的释放影响很大。虽然CA 具有一定的渗透性，但胶囊壳有一定厚度。在控释胶囊剂中致孔剂对药物的释放起重要作用，为丹酚酸B 药物的释放提供释药途径。

2.6.4 溶出仪转速 分别以不同转速（80、100、120 r·min－1）进行体外累积释放度试验，考察转速对药物释放的影响。转速为80 与100 r·min－1的释放曲线f2值为83.64；80 与120 r·min－1的释放曲线f2值为72.14；100 与120 r·min－1的释放曲线f2值为83.90，不同转速的释放曲线相似，说明药物的释放不受溶出环境影响。

2.6.5 释放介质的pH 值 分别以不同pH 值（水、pH 1.2 的HCl 溶液、pH 6.8 的PBS 缓冲溶液）的溶出介质进行体外累积释放度试验，考察不同pH 值对药物释放的影响。在水与pH 1.2 的HCl 溶液中释放曲线f2值为71.33，在水与pH 6.8的PBS 缓冲溶液中释放曲线f2值为63.90，在pH 1.2 的HCl 溶液与pH 6.8 的PBS 缓冲溶液中释放曲线f2值为82.44，不同pH 值的溶出介质释放曲线相似，说明药物的释放不受溶出环境影响。

3 讨论

在胶囊壳的制备工艺中，胶囊壳需要较厚的壳体做支撑，致孔剂直接与胶液混匀制得的囊壳中致孔剂几乎被包裹在内膜中，形成的微小孔径可能是CA 材料本身。模仿片剂包衣机原理，将致孔剂均匀地喷到胶囊壳的胶液表面。此试验装置为自制，存在一定误差，日后需进一步优化。通过对丹酚酸B 微孔控释胶囊的释放度影响因素试验可知，释放行为受致孔剂的用量以及渗透压差的影响。由于胶囊壳较厚，CA 膜中形成的小孔不足以让控释胶囊释放，故必须由渗透压差做主导，致孔剂提供释放途径，才能促使药物达到控释效果。CA 分子量、取代度可能对释放有一定影响，在接下来的研究中会对其进行进一步考察。

本课题制备的丹酚酸B 微孔控释胶囊控释效果良好，由于控释制剂药物的溶解性差异较大，可固定胶囊壳的制备工艺及处方，调节胶囊内容物的处方，适用于不同溶解性质的药物。