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热熔挤出技术制备布渣叶总黄酮固体分散体及其表征研究



全 文 :热熔挤出技术制备布渣叶总黄酮固体分散体及其表征研究
涂瑶生1,朱 颖1,2,孙冬梅1* ,王洛临1,徐文杰1
(1. 广东省中医研究所,广东 广州 510095;2. 广州中医药大学,广东 广州 510405)
摘要 目的:采用热熔挤出技术制备布渣叶总黄酮固体分散体,以体外溶出度、红外光谱、X-射线衍射、扫描电
镜等方法筛选辅料。方法:分别以 PEG4000、PEG6000、poloxamer407 和 poloxamer188 为载体制备固体分散体,考察
药物与载体比例为 1∶ 1、1∶ 8 时,牡荆苷、异牡荆苷、水仙苷的体外溶出度,并采用 X-射线衍射、红外光谱、扫描电镜
对其进行表征。结果:PEG4000、PEG6000、poloxamer407、poloxamer188 均能增加布渣叶总黄酮中牡荆苷、异牡荆苷、
水仙苷的体外溶出度,且以 PEG6000 为载体制备的固体分散体溶出度最好;红外光谱结果显示,布渣叶总黄酮与各
载体均以氢键的形式结合;X-射线衍射和扫描电镜结果显示,布渣叶总黄酮与各载体的固体分散体均未形成新的
物相。结论:固体分散体技术是提高布渣叶总黄酮溶出性质的一种有效可行的方法。
关键词 布渣叶总黄酮;热熔挤出;X-射线衍射;扫描电镜
中图分类号:R286 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2014)03-0508-05
收稿日期:2013-10-20
基金项目:广东省重大科技专项(2012A080202016)
作者简介:涂瑶生(1957-),男,博士,研究员,主要从事中药新剂型新技术研究;Tel:020-83482683,E-mail:tuyaos@ 21cn. com。
* 通讯作者:孙冬梅,Tel:020-83482683,E-mail:tcmgdp@ 163. com。
布渣叶总黄酮是从广东道地药材布渣叶中提
取得到的具有降血脂作用〔1〕的中药有效部位。但
是布渣叶总黄酮在 0. 1 mol /L 盐酸、水和磷酸盐缓
冲液(pH 6. 8)这 3 种介质中的溶解度均为略溶。
且大鼠肠吸收试验研究表明,布渣叶总黄酮中牡荆
苷、异牡荆苷、水仙苷这 3 个指标成分的大鼠在体肠
吸收百分率为 28% ~32%〔2〕。
本研究利用热熔挤出技术将布渣叶总黄酮制备
成固体分散体以达到提高其体外溶出度及生物利用
度的目的,并采用 IR、X-射线衍射、SEM等方法对固
体分散体的物相性质进行研究,同时也为热熔挤出
技术应用于中药有效部位提供一定的参考。
1 仪器与材料
HaakeMiniCTW 微量混合挤出机(美国赛默飞
世尔公司);Agilent 1200 高效液相色谱仪(美国 Agi-
lent公司),Waters Xbridge C18(4. 6 mm × 250 mm,5
μm)色谱柱(美国 Waters 公司);TG 209 型热重分
析仪(德国 NETZSCH公司);Nicolet 6700 型傅立叶
变换红外光谱仪(美国赛默飞世尔公司);锐影(Em-
pyrean)X-射线衍射仪(荷兰帕纳科公司);Quan-
ta400 热场发射扫描电镜(荷兰飞利浦 FEI 公司);
RC-806 溶出度试验仪(天津市天大天发科技有限公
司)。
牡荆苷对照品(批号:111687-200602,质量分数
≥99. 99%)购于中国食品药品检定研究院;异牡荆
苷(批号:Y-127-110705,质量分数≥98%)、水仙苷
(批号:S-127-110705,质量分数≥98%)对照品均购
于成都瑞芬思生物科技有限公司;布渣叶总黄酮为
自制 (总 黄 酮 质 量 分 数 ≥ 50%);PEG4000、
PEG6000、poloxamer407、poloxamer188 均购于 ISP 公
司。
2 方法和结果
2. 1 药物与载体热稳定性的考察 采用热重分析
(thermal gravitational analysis,TGA)法,分别取药物
和载体适量,置于铝盘中,以氧化铝为参比物,在空
气流中,从室温到 700 ℃,以 10 ℃ /min 的速率升
温。药物和载体的失重曲线见图 1。由图 1A可知,
139. 3 ℃时布渣叶总黄酮质量分数为 94. 28%,水分
测定结果显示总黄酮中水分含量为 5. 72 %,与水分
测定结果相吻合,此时总黄酮失重的原因应当为水
分的失去;当温度继续上升时,总黄酮继续失重,提
示有物质开始分解,说明总黄酮在 139 ℃以下稳定。
由图 1B ~ E 可知,PEG4000、PEG6000、poloxam-
er407、poloxamer188 分别在 171. 2、184. 3、170. 0、
169. 8 ℃以下稳定。综上所述,热熔挤出操作温度
以低于 139 ℃为宜。
2. 2 热熔挤出技术制备布渣叶总黄酮固体分散体
设定温度均为 110 ℃;设定螺杆转速为 100 r /
min。将药物与载体的物理混合物 10 g(药物与载体
的质量比为 1∶ 1、1∶ 8)投入加料斗中,待物料由模孔
挤出后,盛接于不锈钢盘中,- 20 ℃条件下放置 24
h后,置干燥器中干燥,粉碎,备用。
2. 3 体外溶出度测定
2. 3. 1 标准曲线的绘制:色谱条件参照文献〔3〕,取
牡荆苷、异牡荆苷、水仙苷对照品适量,精密称定,加甲
醇制成每1 mL含牡荆苷192. 6 μg、异牡荆苷210. 4 μg、
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图 1 布渣叶总黄酮和不同载体的热重分析图
A. 布渣叶总黄酮 B. PEG4000 C. PEG6000 D. poloxamer407 E. poloxamer188
水仙苷 229. 1 μg 的混合对照品储备液。精密量取
储备液 1. 0、2. 0、4. 0、6. 0、8. 0、10. 0 mL 置于 10 mL
量瓶中,用甲醇稀释至刻度,摇匀,滤过,分别取 10
μL注入液相色谱仪,以样品含量 X 为横坐标,以峰
面积 Y 为纵坐标,进行线性回归,得回归方程分别
为:牡荆苷 Y1 = 3. 202 × 10
3X1 + 3. 707 (r1 =
0. 9995)、异牡荆苷 Y2 = 3. 605 × 10
3X2 + 4. 933(r2 =
0. 9995)、水仙苷 Y3 = 10. 088 × 10
3X3 + 5. 610(r3 =
0. 9995)。结果表明牡荆苷、异牡荆苷和水仙苷分
别在 7. 704 ~ 77. 040 ng、8. 416 ~ 84. 160 ng和 9. 165
~ 91. 650 ng范围内与峰面积呈良好的线性关系。
2. 3. 2 专属性试验:精密吸取混合对照品溶液、
BZY /PEG4000 /PEG6000 /poloxamer407 /poloxam-
er188 溶液(样品溶液)、PEG4000 /PEG6000 /polox-
amer407 /poloxamer188 溶液(阴性样品溶液)各 10
μL,HPLC测定。结果表明各辅料对牡荆苷、异牡荆
苷和水仙苷含量测定没有干扰。见图 2。
2. 3. 3 溶出度测定:精密称取布渣叶总黄酮、物理
混合物、固体分散体,按溶出度测定方法(2010 年版
中国药典二部附录ⅩC 桨法),以水为溶出介质,分
别于 5、10、15、30、45、60、75、90 min 取样 5 mL(同
时补加同温度等量溶出介质),进行 HPLC 测定,计
算累积溶出率,结果见图 3 ~ 6。
图 2 对照品(A)、布渣叶总黄酮固体分散体
样品(B)及阴性对照(C)的 HPLC图
1. 牡荆苷 2. 异牡荆苷 3. 水仙苷
* BZY ■BZY-PEG4000(1∶ 1)SD ▲BZY-PEG4000(1∶ 8)SD □BZY-PEG4000(1∶ 1)PM △BZY-PEG4000(1∶ 8)PM
图 3 BZY-PEG4000 固体分散体(SD)和物理混合物(PM)溶出度曲线(n =6)
* BZY ●BZY-PEG6000(1∶ 1)SD ◆BZY-PEG6000(1∶ 8)SD ○BZY-PEG6000(1∶ 1)PM ◇BZY-PEG6000(1∶ 8)PM
图 4 BZY-PEG6000 固体分散体(SD)和物理混合物(PM)溶出度曲线(n =6)
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由图 3、图 4 可 知,BZY-PEG4000 和 BZY-
PEG6000固体分散体的溶出曲线较为相似,与原料药
相比,BZY-PEG4000 和 BZY-PEG6000 固体分散体明
显增加了牡荆苷、异牡荆苷、水仙苷的溶出度和溶出
速率,也明显高于相同载药量的物理混合物。随着
固体分散体中载体含量的增加,牡荆苷、异牡荆苷、
水仙苷的溶出度也增加。PEG6000 为载体制备的固
体分散体的溶出度稍优于 PEG4000。
* BZY ■BZY-poloxamer407(1∶ 1)SD ●BZY-poloxamer407(1∶ 8)SD □BZY-poloxamer407(1∶ 1)PM ○BZY-poloxamer407(1∶ 8)PM
图 5 BZY-poloxamer407 固体分散体(SD)和物理混合物(PM)溶出度曲线(n =6)
* BZY ▲BZY-poloxamer188(1∶ 1)SD ●BZY-poloxamer188(1∶ 8)SD △BZY-poloxamer188(1∶ 1)PM ○BZY-poloxamer188(1∶ 8)PM
图 6 BZY-poloxamer188 固体分散体(SD)和物理混合物(PM)溶出度曲线(n =6)
由图 5、图 6 可知,与原料药相比,BZY-poloxam-
er407 和 BZY-poloxamer188 固体分散体增加了牡荆
苷、异牡荆苷、水仙苷的溶出度,也高于相同载药量
的物理混合物。随着固体分散体中载体含量的增
加,牡荆苷、异牡荆苷、水仙苷的溶出度也增加。
poloxamer407 制备的固体分散体的溶出度优于
poloxamer188。PEG系列为载体制备的固体分散体
对牡荆苷、异牡荆苷、水仙苷溶出度的增加作用明显
高于 poloxamer系列为载体制备的固体分散体。
2. 4 红外光谱分析 采用 Nicolet 6700 型傅立叶
红外光谱仪,采用 KBr 压片法制备样品,扫描范围
为 400 ~ 4 000 cm -1,分别对布渣叶总黄酮、
PEG4000、PEG6000、poloxamer407、poloxamer188 以
及药物与载体各比例的物理混合物和固体分散体进
行红外光谱分析。
布渣叶总黄酮和 PEG4000 体系的红外图谱可
知,布渣叶总黄酮中 3 384. 85 cm -1吸收峰为-OH的
伸缩振动峰;PEG4000 中 1 280. 45、1 242. 06 cm -1
吸收峰为 C-O 的伸缩振动峰;在物理混合物中存在
3 419. 16(ν-OH)、1 280. 44 和 1 241. 84 cm
-1(νC-O)吸
收峰,而在固体分散体中,-OH的伸缩振动峰向低波
数(3 410. 03 cm -1)移动,而 C-O的伸缩振动峰没有
发生迁移,但是峰强度减弱,认为可能是布渣叶总黄
酮与 PEG4000 在固体分散体中通过-OH 和 C-O 以
氢键作用结合。
布渣叶总黄酮和 PEG6000 体系的红外图谱可
知,布渣叶总黄酮中 3 384. 85cm -1吸收峰为-OH 的
伸缩振动峰;PEG6000 中 1 280. 68、1 242. 15 cm -1
吸收峰为 C-O 的伸缩振动峰;在物理混合物中存在
3 425. 54(ν-OH)、1 280. 68 和 1 241. 80 cm
-1(νC-O)吸
收峰,而在固体分散体中,-OH的伸缩振动峰向低波
数(3 417. 75 cm -1)移动,而 C-O的伸缩振动峰没有
发生迁移,但是峰强度减弱,认为可能是布渣叶总黄
酮与 PEG6000 在固体分散体中通过-OH 和 C-O 以
氢键作用结合。
布渣叶总黄酮和 poloxamer407 体系的红外图谱
可知,布渣叶总黄酮中 3 384. 85cm -1吸收峰为-OH
的伸缩振动峰;poloxamer407 中,1 280. 75、1 242. 30
cm -1吸收峰为 C-O的伸缩振动峰;在物理混合物中
存在 3 435. 86(ν-OH)、1 280. 55 和 1 242. 13 cm
-1
(νC-O)吸收峰,而在固体分散体中,-OH 的伸缩振动
峰向低波数(3 428. 74 cm -1)移动,而 C-O的伸缩振
动峰没有发生迁移,但是峰强度减弱,认为可能是布
渣叶总黄酮与 poloxamer407 在固体分散体中通过
-OH和 C-O以氢键作用结合。
布渣叶总黄酮和 poloxamer188 体系的红外图谱
·015· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 37 卷第 3 期 2014 年 3 月
可知,布渣叶总黄酮中 3 384. 85 cm -1吸收峰为-OH
的伸缩振动峰;poloxamer188 的 红 外 光 谱 中,
1 280. 38、1 241. 97 cm -1吸收峰为 C-O 的伸缩振动
峰;在物理混合物中存在 3 431. 43(ν-OH)、1 280. 55
和 1 242. 05 cm -1(νC-O)吸收峰,而在固体分散体
中,-OH的伸缩振动峰向低波数(3 426. 12 cm -1)移
动,而 C-O 的伸缩振动峰没有发生迁移,但是峰强
度减弱,认为可能是布渣叶总黄酮与 poloxamer188
在固体分散体中通过-OH和 C-O以氢键作用结合。
2. 5 X-射线粉末衍射分析 Cu 靶 Kα1 射线,电压
40 kV,电流 40 mA,发射狭缝 1 /32°,防散射狭缝 1 /
16°,防散射狭缝 7. 5 mm,2θ 范围:3° ~ 50°,步长
0. 02°,每 1 min 停留 40 s。分别对布渣叶总黄酮、
PEG4000、PEG6000、poloxamer407、poloxamer188 以
及药物与载体各比例的物理混合物和固体分散体进
行 X-射线粉末衍射分析。
结果表明,PEG4000 在 19. 10°、23. 59°、26. 85°、
27. 76°出现衍射峰,PEG6000 在 19. 19°、23. 44°、
26. 21°、26. 93°出现衍射峰,poloxamer407 在 19. 14°
和 23. 41°出现衍射峰,poloxamer188 在 19. 08°和
23. 29°出现衍射峰,而布渣叶总黄酮没有明显的衍
射峰,总黄酮与载体各比例的固体分散体和物理混
合物中都有衍射峰出现,且都随着载体含量的增加
衍射强度增大,但固体分散体的衍射峰强度与相应
比例的物理混合物的衍射峰相比强度减弱,提示没
有新的物相形成。
2. 6 扫描电镜分析 将布渣叶总黄酮、PEG6000、
物理混合物、固体分散体粘于铝台表面,表面喷金
后,采用 20 kV的加速电压扫描其表面,并拍照。由
图 7 可见,固体分散体中没有形成新的物相,这与
X-射线衍射的结果一致。
图 7 BZY-PEG6000 固体分散体(SD)和物理混合物(PM)SEM图
A. BZY B. PEG6000 C. BZY-PEG6000SD D. BZY-PEG6000PM
3 讨论
热熔挤出技术(hot-melt extrusion technique,
HME)是将原料药、聚合物辅料同时加到挤出机中,
实现在单一挤出机中将药物与辅料混合、熔融、成型
的技术,有利于药品生产的工业化,也利于药物高度
均匀地分散在载体中,对提高难溶性药物溶出度有
显著优势〔4-6〕。单体药物可以通过计算药物与载体
的溶解度参数,测定玻璃态转变温度以及流变学行
为来判断药物与载体的相容性,从而筛选出适合于
不同药物的辅料〔7〕。但是,中药成分多,理化性质
复杂,就无法通过上述方法判断药物与载体的相容
性,只能根据需要制备的固体分散体的性质(速释、
缓释等)来选择载体材料,再通过对指标成分溶出
度的测定以及各种表征手段如红外、X-射线衍射、
DSC、SEM等观察固体分散体是否形成。而溶解度
往往成为筛选辅料的主要评价指标,而且本研究在
对固体分散体进行表征时发现 DSC 并不适合于复
杂混合物的测定。同时,中药的复杂成分还可能与
某些载体材料产生一些难以预见的物理、化学作用,
引起或加快其老化。所以,如何更好地将此技术用
于中药制剂,是需要长时期研究的课题。随着新型
材料的不断开发、多种材料的配合使用以及新的制
备方法的不断探索应用,加上对中药作用机制、作用
特点认识的不断深入,HME技术在中药中的应用范
围将会不断拓展。
参 考 文 献
[1]谭志灿.广东道地药材布渣叶质量评价及调血脂物质
基础研究[D].广州:广州中医药大学,2012:66-69.
[2]陈雪婷. 布渣叶微丸的制备[D]. 广州:广州中医药大
学,2013:21-24.
[3]孙冬梅,陈雪婷,谭志灿. HPLC同时测定布渣叶总黄酮
中 3 种黄酮苷的含量[J].中国实验方剂学杂志,2013,
19(11):102-104.
[4]杨睿,唐星,黄惠锋. 热熔挤出技术及其在药物传递系
统中的应用[J].中国新药杂志,2007,16(4):279-284.
[5] Gryczkeb A,Schminkeb S,Maniruzzamana M,et al. Develop-
ment and evaluation of orally disintegrating tablets(ODTs)
containing Ibuprofen granules prepared by hot melt extrusion
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[J]. Colloids Surf B Biointerfaces,2011,86:275-284.
[6] Fu JJ,Xu LS,Wang XL,et al. Nimodipine(NM)tablets
with high dissolution containing NM solid dispersions pre-
pared by hot-melt extrusion[J]. Drug Dev Ind Pharm,
2011,37(8):934-944.
[7]郑昕,杨睿,唐星,等.热熔挤出技术制备固体分散体的
研究[A].“以岭医药杯”第八届全国青年要学工作者
最新科研成果交流会论文集[C].石家庄:中国药学会,
2006:162-168.
收稿日期:2013-12-16
作者简介:高建德(1980-),男,硕士,讲师,主要从事中药制剂新技术与新剂型研究;E-mail:namegaojiande_2005@ 163. com。
* 通讯作者:刘雄,Tel:0931-8765391,E-mail:lx@ gszy. edu. cn。
基于不同干燥方式板蓝根浸提物粉体性质对比研究
高建德,刘 雄* ,余 琰,范凌云,吴 蓉
(甘肃中医学院,甘肃 兰州 730000)
摘要 目的:考察不同干燥方式对板蓝根提取物的粉体学性质的影响。方法:选择常压干燥、真空干燥及微波
干燥 3 种干燥方法,对板蓝根提取物进行干燥,考察 3 种干燥方法的提取物粉体学性质的差异及助流剂对其的影
响。结果:常压干燥产物的粉体较易黏连,且引湿性较强、较快;真空干燥后的板蓝根浸膏粉松装密度最小,压缩度
最大,抗张强度最小;微波干燥后的板蓝根浸膏粉松装密度最大,休止角最小,压缩度最小,产物的吸湿性最小,滑
石粉对其粉体休止角影响显著,微晶纤维素对粉体休止角影响相对较小。结论:干燥方式的不同导致了干燥产物
粉体学性质的差异。
关键词 板蓝根浸提物;干燥方式;粉体学性能
中图分类号:R286 文献标识码:A 文章编号:1001-4454(2014)03-0512-03
中药材经提取、分离、纯化等前处理工艺得到中
药提取物液体,后经干燥工艺得到中药提取物粉末,
由于各种干燥工艺其方式及原理的不同会导致干燥
产物物理性质的不同。这些物理性质不仅影响正常
的操作,更会影响制剂的产品质量,如药物含量的均
匀度、质量差异、压缩成型性、崩解性、溶出性等,并
最终影响药物的药效。板蓝根在临床上常用于病毒
性疾病及细菌感染疾病,尤其在抗病毒方面疗效确
切〔1〕。本文分别对常压干燥、真空干燥、微波干燥
后的板蓝根浸提物进行粉体性质考察,以期为板蓝
根制剂的处方设计、生产过程以及质量等诸方面提
供重要的理论依据和试验指导。
1 仪器与材料
分析天平(FA2104,上海天平仪器厂),SYC-15
超级恒温水浴(南京桑力),电热真空干燥箱 (天津
市实验仪器厂),电热恒温干燥箱 (DG-10 型,成都
红星电烘箱厂),微波炉(NJCO3-2 南京杰全微波设
备有限公司),MB35 型快速水分测定仪(上海洪纪
仪器设备有限公司),ZPW23 旋转式压片机(上海六
凡药机制造厂),YD-1 片剂硬度测定仪(天津市光
学仪器厂),微晶纤维素(MCC,PH302 型)。板蓝根
购自兰州黄河药市,经甘肃中医学院鉴定教研室杨
扶德教授鉴定为十字花科植物菘蓝 Isatis indigotica
Fort. 的干燥根。
2 方法与结果
2. 1 板蓝根浸提物的制备 称取板蓝根干燥饮片
500 g,浸泡 40 min,加 10 倍量水煮 2 h,滤过,药渣
再加 8 倍量水煎煮 1. 5 h,滤过,合并 2 次提取液并
浓缩浸膏,即得板蓝根水提取液浸膏,储存备用。
2. 2 干燥方法 采用工业生产中常见的常压干
燥、真空干燥(温度:40 ℃,相对真空度:- 0. 1 MPa,
提取液相对密度:1. 25)、微波干燥(功率:600 W,干
燥时间:3 min,提取液密度:1. 25),各干燥工艺产物
按照同一工艺研磨,过 80 目药典筛。
2. 3 板蓝根浸膏粉粉体学性能考察
2. 3. 1 休止角的测定〔2〕:休止角是粉体堆积层的
自由斜面与水平面所形成的夹角。它是测定粉体流
动性的最常用方法之一,测定时将粉体堆成尽可能
陡的圆锥体形的“堆”,堆的斜边与水平线的夹角即
为休止角 α。本实验采用固定漏斗法测定休止角。
结果见表 1。
由表 1 可以看出 3 种不同干燥方法所测休止角
都比较大,休止角 α均接近或大于 45°,三者中相比
而言微波干燥所得样品休止角最小,真空干燥后浸
·215· Journal of Chinese Medicinal Materials 第 37 卷第 3 期 2014 年 3 月