微晶纤维素对巴洛沙星渗透性影响的研究

张丹丹?于明艳?张冬梅?赵海云?王松?刘文坤?李宁宁?陈德俊

摘要：目的 采用平行人工膜渗透性分析法（PAMPA）研究微晶纤维素的用量、来源、型号对巴洛沙星渗透性的影响，为巴洛沙星片处方中微晶纤维素的筛选及不同来源微晶纤维素的替代提供参考。方法 采用μFLUXTM型药物渗透性测定系统，前30 min以胃模拟液（pH 1.6）为介质，而后介质转换成肠模拟液（pH 6.5），测定巴洛沙星在不同来源、型号、用量的微晶纤维素中的渗透性。通过对渗透性差异的比较，考察微晶纤维素对巴洛沙星渗透性的影响。结果 随微晶纤维素（PH101型和PH102型）用量增加，巴洛沙星渗透性降低；不同型号的微晶纤维素对巴洛沙星渗透性的影响略有差异；同型号的进口微晶纤维素与国产品对巴洛沙星渗透性的影响没有显著性差异。结论 微晶纤维素的用量和型号影响巴洛沙星的渗透性。在巴洛沙星片中，渗透性可作为重要指针，为选择不同来源的微晶纤维素进行相互替代。

关键词： 巴洛沙星；平行人工膜渗透性分析法；微晶纤维素；渗透性；辅料；替代

中图分类号：R978.1     文献标志码：A

Abstract Objective To investigate the impact of sources， types， and ratios of microcrystalline cellulose on the permeability of balofloxacin using the parallel artificial membrane permeability analysis （PAMPA）， and then to provide a reference for screening microcrystalline cellulose and the replacement of microcrystalline cellulose from different sources in balofloxacin tablet prescription. Methods The μFLUXTM drug permeability test system was used to determinate the permeability of balofloxacin in samples which mixed balofloxacin with different sources， types， and ratios of microcrystalline cellulose. The experiment was carried out in the medium which was gastric simulated fluid （pH 1.6） at the beginning and then was converted into fasted-state simulated intestinal fluid （pH 6.5） after 30 min. Through comparing the differences in permeability， the impact of microcrystalline cellulose on the permeability of balofloxacin was investigated. Results With the increasing proportion of microcrystalline cellulose （PH101 and PH102）， the permeability of balofloxacin decreased. The effect of different types of microcrystalline cellulose on the permeability of balofloxacin was slightly different. There was no significant difference between one domestic microcrystalline cellulose and another imported microcrystalline cellulose of the same model on the permeability of balofloxacin. Conclusion The proportion and type of microcrystalline cellulose can affect the permeability of balofloxacin. Permeability can be used as an important indicator to select different sources of microcrystalline cellulose for mutual substitution in balofloxacin tablet.

Key words Balofloxacin; The parallel artificial membrane permeability assay; Microcrystalline cellulose; Permeability; Ingredients; Substitution

巴洛沙星（balofloxacin）也稱巴罗沙星，为氟喹诺酮类抗菌药，1988年由日本中外制药成功合成，并与诺华公司联合开发。临床主要用于治疗呼吸道感染和泌尿道感染等[1-3]。1996年，巴洛沙星的上市许可权被转让给韩国Choongwae制药公司；2002年，Choongwae制药公司生产的巴洛沙星片剂在韩国上市[4-5]。

对于口服固体制剂，药物的溶解度与渗透性是影响其吸收的重要参数，其中辅料对主成分渗透的影响不容忽视[6]。药物渗透性测定常采用动物模型、Caco-2细胞模型等，其实验成本高、操作复杂、耗时长。平行人工膜渗透试验（parallel artificial membrane permeability assay， PAMPA）采用人工仿生膜模拟小肠上皮细胞，测定药物的被动吸收，表征其渗透性。研究表明其与Caco-2细胞模型具有良好的相关性，因此，被广泛用于测定被动转运机制药物的渗透性[7-10]。巴洛沙星片中采用微晶纤维素（microcrystalline cellulose，MCC）作为填充剂和崩解剂，且在处方中的用量占比较高。MCC型号众多，其中PH101型和PH102型由于具有良好的压缩成形性，应用最为广泛，但MCC对巴洛沙星片渗透性的影响尚为未知。本文采用PAMPA探讨不同型号、来源及用量的微晶纤维素对巴洛沙星原料渗透性的影响，为巴洛沙星片的处方筛选及辅料更换提供支撑，同时也为制剂更换辅料后的质量和疗效评价提供了新的思路。

1 材料与方法

1.1 仪器

μFLUXTM型药物渗透性测定仪（美国Pion公司）；Mettler MS105DU型电子天平（瑞士Mettler Toledo公司）；Mettler S400-K 型pH计（瑞士Mettler Toledo公司）。

1.2 试剂与试药

巴洛沙星原料药（无锡福祈制药有限公司，批号：20160302）；PH101型微晶纤维素（厂家A：进口，批号：2173779284、2173903834；厂家B：国内，批号：20220512、20220206）；PH102型微晶纤维素（厂家A：进口，批号：2173927498、2173755135；厂家B：国内，批号：20210513、20201220）；磷脂溶液（美国Pion Inc公司，批号：521002）；药物溶出模拟液固体粉末（英国Biorelevant公司，批号：FFF-0421-B）；ASB溶液（pH 7.4）（美国Pion Inc公司，批号：520945）；氯化钠、氢氧化钠、盐酸、无水磷酸二氢钠、二甲基亚砜（DMSO）、冰醋酸均购自天津科密欧化学试剂有限公司；实验用水为纯化水。

1.3 溶液配制

巴洛沙星对照品储备液：取巴洛沙星对照品适量，精密称定，用DMSO溶解分别定量稀释制成每1 mL含巴洛沙星15.18 mg和4.58 mg的溶液，备用。

胃模拟液（pH 1.6）：量取1 mol/L盐酸溶液210 mL，称取氯化钠31.50 g，置同一容器中，加水定容至7000 mL。

空腹肠模拟液（10×）：称取氢氧化钠0.420 g，氯化钠6.186 g，无水磷酸二氢钠3.438 g，置于同一1000 mL量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，作为肠缓冲液A。称取药物溶出模拟液固体粉末22.40 g，加肠缓冲液A 1000 mL溶解后，继续超声30 min，静置30 min。

磷酸盐缓冲液：称取无水磷酸氢二钠42.6 g，氯化钾20.00 g，量取1 mol/L氢氧化钠40 mL，加水溶解并稀释至1000 mL，摇匀。

1.4 μFLUXTM型药物渗透性测定系统

药物渗透性测定系统如图1所示，供体室中在不同pH的介质（空腹：胃液pH 1.6，肠液pH 6.5；饱腹：胃液肠液pH 5.0）中加入受试药物（巴洛沙星+MCC）进行渗透性试验，受体室中加入ASB溶液（pH 7.4），两室之间以涂磷脂溶液的人工膜相隔。药物在供体室溶解后通过人工膜进入受体室，模拟药物的体内吸收过程。两室药物浓度的变化通过光纤实时检测。巴洛沙星片在说明书中显示，其药代动力学参数受进食影响较小，故本次实验选择空腹作为代表。

1.4.1 标准曲线的建立

供体室胃模拟液（pH1.6）及空腹肠模拟液（pH6.5）：精密量取胃模拟液（pH1.6）200 mL并插入光纤探头，每次加入1000 μL巴洛沙星对照品储备液（15.18 mg/mL），在398～408 nm波长范围分别测定每1 mL含巴洛沙星75.54，150.33，224.38，297.71，370.33 μg系列溶液的紫外光谱；经二阶导数校正后，以光谱与横坐标形成的面积为横坐标，以巴洛沙星浓度为纵坐标进行线性回归，建立巴洛沙星在胃模拟液（pH 1.6）中的标准曲线（r>0.9999）。同法操作，测定390～400 nm波长范围的紫外光谱，建立巴洛沙星在空腹肠模拟液（pH 6.5）中的标准曲线。

受体室ASB溶液（pH 7.4）：精密量取ASB溶液（pH 7.4）100 mL并插入光纤探头，每次加入25 μL巴洛沙星对照品储备液（4.58 mg/mL），在347～357 nm波长范围分别测定每1 mL含巴洛沙星1.14、2.29、3.43、4.57和5.71 μg系列溶液的紫外光谱；照供体室胃模拟液（pH 1.6）同法处理，得到巴洛沙星在受体室ASB溶液（pH 7.4）中的标准曲线（r>0.9999）。

1.4.2 渗透性测定

将不同厂家（A：进口厂家、B：国产厂家）、不同型号（PH101型、PH102型）、不同批号的微晶纤维素与巴洛沙星原料分别按含巴洛沙星10%、20%和50%的比例混合均匀，备用。

精密称取巴洛沙星原料约8 mg，或巴洛沙星原料與微晶纤维素混粉适量（约相当于巴洛沙星8 mg），置于供体室；初始以胃模拟液（pH 1.6）16 mL为介质，30 min时加入混合溶液[磷酸盐缓冲液与空腹肠模拟液（10×）等比混合] 4 mL混匀成空腹肠模拟液（pH 6.5）；取ASB溶液（pH 7.4）20 mL加入受体室；两室以人工膜（25 μL磷脂溶液浸润，膜面积1.54 cm2）相隔；温度：37℃；转子速度：200 r/min；采样间隔：1 min；用光纤探头分别测定供体室和受体室中240～400 nm范围内的吸光度；由获得的巴洛沙星在ASB溶液（pH 7.4）中的标准曲线得到受体室中巴洛沙星的浓度，并按照公式（1）计算巴洛沙星渗透性。

公式（1）

式中Pe为渗透性（cm/s）;  为单位时间受体室药物浓度变化速率[μg/（mL·min）]，即回归方程中的斜率; V为受体室ASB溶液的体积（mL）；A为人工膜的膜面积（cm2）；C为供体室中药物初始浓度（μg/mL）。

2 结果

巴洛沙星在胃模拟液（pH 1.6）中完全溶解的时间小于30 min；30 min时加入混合溶液使得供体室中的介质由胃模拟液（pH 1.6）转换成为空腹肠模拟液（pH 6.5），此时，供体室中的巴洛沙星略有析出，浓度降低。受体室在30 min之前，仅检测到微量的巴洛沙星；介质转换为pH 6.5后，受体室中的巴洛沙星浓度逐渐升高（图2）。本次实验选取受体室90～160 min的数据，计算线性方程的斜率，带入公式（1）计算渗透性；巴洛沙星原料的渗透性为1.1809E-5 cm/s。

不同来源、型号、用量的MCC对巴洛沙星渗透性的影响结果见表1。数据显示，不同厂家、型号的MCC对巴洛沙星的渗透性均有一定影响；随MCC占比的增加，巴洛沙星的渗透性降低，即MCC的用量影响巴洛沙星的渗透性。当MCC的用量由10%增至50%时，方差分析显示，PH101型MCC用量对巴洛沙星的渗透性影响显著 （P＜0.05）；而PH102型MCC用量的增加，对巴洛沙星渗透性的影响差异不显著（P＞0.05）；提示PH101型MCC对渗透性的影响明显高于PH102型MCC。这种差异可能是与不同型号MCC的粒径不同有关。而A厂家与B厂家同种型号相同用量的MCC对巴洛沙星渗透性的影响没有显著性差异（P＞0.05）。

3 讨论

巴洛沙星的溶解性受介质pH的影响显著。在胃模拟液（pH1.6）中其可完全溶解，介质转换成空腹肠模拟液（pH 6.5）后，因溶解度降低，可导致部分药物析出固体颗粒。粒度是MCC的重要功能性指标之一，PH102型MCC在PH101型MCC的基础上增大了粒度，使其不仅具备PH101型MCC的压缩成形性和崩解性，且改善了其流动性，可用于多数药物的粉末直压。MCC用量及粒径大小均可能影响巴洛沙星析出过程，进而影响其渗透性[11]。本研究发现某国产与某进口厂家同型号的MCC对巴洛沙星渗透性的影响没有显著性差异，进一步提示MCC的粒度等功能性指标是处方筛选中的关键影响因素。同时，也为处方中不同来源的MCC的替代提供了依据。

在固体仿制药的研究中，辅料的重要性尤为突出，不同来源的辅料可能均符合《中国药典》标准的要求，但生产的药品却与原研产品的质量与疗效不一致。由于传统的溶出曲线实验仅可模拟药品在胃肠道的崩解和溶出情况，无法反映其在体内的渗透特性，因而在对辅料进行筛选时，还应高度关注辅料对药物体内渗透性的影响。PAMPA法具有操作简便，实验周期短，成本低，重现性高等优势[7-10]，较Caco-2细胞模型法和动物模型法[12-14]，更适用于高通量筛选适宜的辅料。本实验采用PAMPA法，在考察MCC用量、型号对巴洛沙星渗透性影响的基础上，探讨不同来源的MCC对巴洛沙星渗透性影响的差异，其不仅可为MCC的替代提供依据，同时对新药的处方筛选也具有借鉴意义。

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