全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 10 期 2014 年 5 月 ·1398·
丹参酮 IIA喷雾干燥粉体药剂学性质的研究
丁冬梅 1, 2,张振海 1,蒋艳荣 1,孙 娥 1,汪 晶 1,贾晓斌 1, 2*
1. 江苏省中医药研究院 国家中医药管理局中药释药系统重点研究室,江苏 南京 210028
2. 江苏大学,江苏 镇江 212013
摘 要:目的 探索丹参酮 IIA喷雾干燥粉体的药剂学性质。方法 采用喷雾干燥法处理丹参酮 IIA,并运用比表面积测定法
(BET)、扫描电镜法(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和 X 射线粉末衍射法(XRD)等方法对丹参酮 IIA粉体进行分析,
考察其体外溶出度和稳定性。结果 BET 结果显示经喷雾干燥处理后的丹参酮 IIA具有较窄的粒径分布范围及较大的比表面
积;XRD 和 DSC 分析结果显示部分丹参酮 IIA已转变为非晶形式;在 8 h 丹参酮 IIA的累积溶出度为 85.2%。结论 喷雾干
燥方法处理丹参酮 IIA有利于提高药物体外溶出度,为难溶性药物口服给药制剂的设计提供参考。
关键词:丹参酮 IIA;喷雾干燥;粉体;体外溶出度;比表面积测定法;扫描电镜法;差示扫描量热法;X 射线粉末衍射法
中图分类号:R283.6 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2014)10 - 1398 - 04
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2014.10.009
Micromeritic properties of tanshinone IIA spray drying powder
DING Dong-mei1, 2, ZHANG Zhen-hai1, JIANG Yan-rong1, SUN E1, WANG Jing1, JIA Xiao-bin1, 2
1. Key Laboratory of New Drug Delivery System of Chinese Meteria Medica, Jiangsu Provincial Academy of Chinese Medicine,
Nanjing 210028, China
2. Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China
Abstract: Objective To explore a method to improving the in vitro dissolution of tanshinone IIA spray drying powder and to study its
pharmceutical properties. Methods Tanshinone IIA was processed with spray drying method and analyzed by determination of the
specific surface area (BET), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), and X-ray powder
diffraction (XRPD). And in vitro dissolution and drug stability were also investigated. Results The BET results showed that
tanshinone IIA powder after spray drying had narrow particle size distribution range and large specific surface area; XRD and DSC
analyses showed that most drug was transformed into amorphous form. The in vitro dissolution achieved 85.2% within 8 h.
Accelerating experiment showed that the in vitro dissolution of tanshinone IIA decreased by approximately 21% stored for 6 months.
Conclusion The drug dissolution is improved by spray-drying method. It provides a reference for the research and development of
poorly soluble pharmaceutical preparations for oral administration.
Key words: tanshinone IIA; spray drying; powder; in vitro dissolution; determination of the specific surface area; scanning electron
microscopy; differential scanning calorimetry; X-ray powder diffraction
丹参酮 IIA(tanshinone IIA)是从中药丹参中提
取分离得到的一种有效成分[1]。药理研究表明丹参
酮 IIA 具有抗肿瘤、抗炎抑菌、降低血液黏滞度、
扩张冠状动脉、抗血小板、清除氧自由基、抗脂质
过氧化以及改善记忆障碍等广泛作用,在临床上常
用于心血管疾病的治疗[2-3]。由于其脂溶性强,几乎
不溶于水,口服吸收较差,限制了疗效发挥[4-5],因
此必须通过合适的方法提高其溶出速率。
采用固体分散技术等可以提高丹参酮 IIA 的溶
出度[6-7],但是辅料用量很大,服用剂量相应会大幅
度增加[8-9]。前期研究中,笔者课题组发现喷雾干燥
处理后丹参酮粉末粒径减小、比表面积增大、药物
主要以非晶形式存在,丹参酮中丹参酮 I、丹参酮
IIA的累积溶出度显著提高[10]。本实验进一步以丹参
收稿日期:2013-12-25
基金项目:国家自然科学基金资助项目(81274088)
作者简介:丁冬梅,硕士研究生,研究方向为中药药剂新剂型研究。Tel: (025)52362115 E-mail: yx07ddm@163.com
*通信作者 贾晓斌,博士生导师,研究方向为中药制剂。Tel/Fax: (025)85637809 E-mail: xiaobinjia_nj@126.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 10 期 2014 年 5 月 ·1399·
酮中的丹参酮 IIA 为模型药物,采用喷雾干燥方法
处理丹参酮 IIA,运用比表面积测定法(BET)、扫
描电镜法(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和 X
射线粉末衍射法(XRD)等技术对喷雾干燥处理的
丹参酮 IIA粉体进行了药剂学性质考察,并在40 ℃、
75%相对湿度(RH)加速实验条件下考察了粉体的
稳定性。
1 仪器与材料
ZRS—8G 型智能溶出试验仪(天津大学无线电
厂);Labplant SD 喷雾干燥仪(英国 LabPlant 公司);
扫描电镜 JSM—6301F(日本 JEOL 公司);差示扫
描量热仪 DSC 60(日本岛津公司);Bruker Axs D8
Advance X 射线粉末衍射仪(瑞士 ARL 公司);
EyeTech 激光粒度粒形分析仪(荷兰安米德
Ankersmid 有限公司);Autosorb-iQ 全自动比表面和
孔径分布分析仪(美国康塔公司,Quantachrome
Instruments US);Agilent 1200 高效液相色谱仪。
丹参酮 IIA对照品,中国食品药品检定研究院,
批号 110766-200619,质量分数≥98%;丹参酮 IIA
原料药,质量分数>98%,南京泽郎医药科技有限
公司,批号 20130622;无水乙醇,分析纯,中国医
药集团上海世纪公司;甲醇为色谱纯,水为高纯水。
2 方法和结果
2.1 喷雾干燥处理丹参酮 IIA样品
称取丹参酮 IIA 原料药,用适量乙醇溶解,所
得溶液进行喷雾干燥(进风温度 70 ℃,进料速度
15 mL/mim),收集粉末,备用。
2.2 体外溶出度测定[10]
2.2.1 色谱条件 色谱柱为 Luna C18 柱(250 mm×
4.6 mm,5 μm);柱温为 30 ℃;流动相为甲醇-水
(85∶15);体积流量为 1 mL/min;检测波长为 270
nm;进样量 10 μL。
2.2.2 对照品溶液的制备 取丹参酮 IIA 对照品适
量,精密称定,置于 50 mL 量瓶中,加甲醇溶解并
稀释至刻度,摇匀,得质量浓度为 217.00 μg/mL 丹
参酮 IIA对照品储备液。
2.2.3 线性关系考察 分别精密吸取丹参酮 IIA 对
照品储备液 0.1、0.2、0.5、2.0、5.0 mL 各置 10 mL
量瓶中,加甲醇稀释至刻度,摇匀,滤过,分别量
取 10 μL 注入 HPLC 仪,测定峰面积,将质量浓度
(X)与峰面积值(Y)进行线性回归,丹参酮 IIA 的
标准曲线方程 Y=45.445 X-10.349,r=0.999 7,
线性范围 2.17~108.50 μg/mL。
2.2.4 体外溶出度测定 取喷雾干燥处理前后丹参
酮 IIA 样品各适量,精密称定,分别装于胶囊中。
按《中国药典》2010 年版二部附录 XC 桨法测定溶
出度,在转速 50 r/min、温度(37±0.5)℃的条件
下,以 0.5%十二烷基硫酸钠(SDS)溶液(900 mL)
为溶出介质,分别于预定时间点(5、15、30、45、
60、90、120、180、240、360、480 min)取样 5 mL,
同时补加同温度等量溶出介质,以 0.45 μm 微孔滤
膜滤过,取续滤液 10 μL 进行 HPLC 测定,计算各
时间点的累积溶出率,结果见图 1。从图 1 结果可
以看出,经喷雾干燥处理后丹参酮 IIA 的累积溶出
率显著增加,8 h 时其累积溶出率为 85.2%,而同期
(8 h)未经喷雾干燥处理丹参酮 IIA的累积溶出率仅
为 44.3%。
图 1 丹参酮 IIA的溶出曲线 (n = 6)
Fig. 1 Dissolution curves of tanshinone IIA (n = 6)
2.3 粒径及比表面积测定
2.3.1 粒径测定 分别取喷雾干燥处理前后的丹参
酮 IIA 样品适量,采用激光粒度分布仪测定其粒径
(D10 表示累积量为 10%所对应的粒径,D50 表示累
积量为 50%所对应的粒径,D90 表示累积量为 90%
所对应的粒径),结果见表 1。
2.3.2 比表面积测试 分别取 2 种待测样品约 1 g,
于 80 ℃流通氮气内干燥至恒定质量,置于比表面
及孔隙度测定仪中,利用 BET 法测定样品的比表面
积,结果见表 1。
经喷雾干燥处理后丹参酮 IIA 粉末粒径减小,
比表面积增大。这增加了药物与溶出介质有效接触
面积,有利于提高药物体外溶出度。
2.4 物相表征
2.4.1 DSC 分析 测试条件:以空铝坩埚为参比
物;另一铝坩埚中放入适量样品;升温速度 10.00
/min℃ ;扫描范围 0~500 ℃,结果见图 2。由图 2
100
80
60
40
20
0
累
积
溶
出
率
/
%
处理前
处理后
0 80 160 240 320 400 480
t / min
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 10 期 2014 年 5 月 ·1400·
表 1 粒径分布及比表面积测定结果 ( ± = 3x s n, )
Table 1 Partical size and surface area ( ± = 3x s n, )
样品 D10 / μm D50 / μm D90 / μm 比表面积 / (m2·g−1)
丹参酮 IIA原粉末 5.36 47.94 115.53 3.352±0.529
经喷雾干燥处理丹参酮 IIA粉末 1.97 5.89 9.64 14.085±0.667
图 2 喷雾干燥处理前 (a)、后 (b) 丹参酮 IIA DSC 图
Fig. 2 DSC curves of tanshinone IIA before (a)
and (b) after spray drying
可知,喷雾干燥处理前丹参酮 IIA(图 2-a)在 214 ℃
左右有 1 个尖锐的特征吸热峰;喷雾干燥处理后丹
参酮 IIA(图 2-b)在 214 ℃左右对应药物的吸热峰
位置有一较小的吸热峰,强度显著减弱,表明经喷
雾干燥处理后部分丹参酮 IIA 可能主要以非晶形式
存在。
2.4.2 SEM 分析 使用扫描电镜观察处理前后丹
参酮 IIA 粉末的表面形态,样品已于观测前进行喷
金处理,结果见图 3。由图 3 可知,喷雾干燥处理
前丹参酮 IIA 为不规则结晶体状态(图 3-a),而喷
雾干燥处理后丹参酮 IIA 的表面形态结构发生了变
化,喷雾干燥产物多为圆整性及均一性较好的类球
状颗粒,明显的块状晶体消失。
2.4.3 XRD 分析 利用 ARL X—TRL 型 X 射线衍
射仪进行测试,条件为 Cu-Kα 射线,扫描范围:5°~
70°,扫描速度:6°/min,管压 40 kV,管流 40 mA,
结果见图 4。由图 4 结果可知,经喷雾干燥处理前
图 3 喷雾干燥处理前 (a)、后 (b) 丹参酮 IIA SEM 图
Fig. 3 SEM imagines of tanshinone IIA before (a)
and after (b) spray drying
图 4 喷雾干燥处理前 (a)、后 (b) 丹参酮 IIA XRD 图
Fig. 4 XRD of tanshinone IIA before (a)
and after (b) spray drying
丹参酮 IIA(图 4-a)晶型结构特征非常明显,在 5°~
50°有多个强衍射峰;在图 4-b 中,与图 4-a 特征峰
对应的地方出现了强度较弱的衍射峰,说明经喷雾
干燥处理后丹参酮 IIA 的结晶度显著减弱,部分丹
参酮 IIA 可能主要以非晶形式存在。非晶型由于其
无晶格束缚,自由能大,从而有利于提高药物的溶
出度。
2.5 稳定性试验
在加速试验(40 ℃、75% RH)条件下,分别
将经喷雾干燥处理前后丹参酮 IIA 粉末密封放置 6
个月,按“2.2.4”项下方法测定其溶出度,结果见
图 5。由图 5 结果可知,与初始样品(0 个月)相比,
经喷雾干燥处理丹参酮 IIA 在 6 个月加速试验后溶
出度有所降低,8 h 时溶出度下降了约 21%。可能
是由于丹参酮 IIA 粉末中以非晶形式存在的药物处
于一种热力学不稳定状态,经一段时间放置后,重
结晶导致药物溶出度下降。
3 讨论
为了解决药物的水难溶性和低溶出度问题,药
学研究者尝试了很多方法,如微粉化、环糊精包合、
固体分散体、加助溶剂和增溶剂、采用微乳剂和脂
质体等新剂型、对药物进行成盐处理等方法[11],根
据难溶性药物的性质选择一种或几种方法达到增溶
的目的。
喷雾干燥技术具有制备过程相对简单、可操控
性强易于工业化生产、瞬间干燥、生产效率高、产
100 200 300 400 500
T / ℃
a
b
a b
a
b
10 20 30 40 50 60
2θ / (°)
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 45 卷 第 10 期 2014 年 5 月 ·1401·
图 5 丹参酮 IIA加速实验的溶出曲线 (n=6)
Fig. 5 Dissolution curves of tanshinone IIA
under accelerated test (n=6)
品质量好等优点,已经广泛应用于制剂领域[12-14]。
本研究在未增加任何辅料的情况下,采用喷雾干燥
方法处理丹参酮 IIA。实验结果表明,经喷雾干燥处
理后丹参酮 IIA 粉体粒径减小、比表面积增大、部
分药物可能主要以非晶体形式存在,从而使药物累
积溶出率较原料药有显著提高。喷雾干燥处理丹参
酮 IIA,通过减小药物粒径,使药物以非晶体形式存
在,为提高难溶性药物体外溶出度提供了一种简单、
快速的方法。
从稳定性试验中发现,经喷雾干燥处理的丹参
酮 IIA 在 6 个月后溶出度降低,可能是由于其中以
非晶形式存在的药物处于一种热力学不稳定状态,
经一段时间放置后,发生重结晶现象。本实验是在
未加入任何辅料的情况下喷雾干燥方法处理丹参酮
IIA,后期计划探索在喷雾干燥过程中引入 5%~10%
的高分子辅料抑制结晶来改善其稳定性。
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80
60
40
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