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Preparation and characterization of solid dispersions of ginkgolides

银杏内酯固体分散体的制备和体外特性研究


目的:优选银杏内酯固体分散体的制备工艺,提高银杏内酯的体外溶出度。方法:以银杏内酯B的体外溶出度为指标,通过单因素试验,考察处方和工艺因素对银杏内酯固体分散体中药物溶出的影响;以X-射线衍射法和差示扫描量热法对固体分散体进行表征。结果:差示扫描量热法和X-射线衍射分析试验表明药物以无定形态存在于固体分散体中。银杏内酯 B从PVP固体分散体中的溶出速率比原药粉末显著提高,且药物中银杏内酯A,B,C和白果内酯从固体分散体中的溶出相似性(f2值均大于 50)优于原药粉末。结论:将银杏内酯制成固体分散体能显著提高药物的溶出速率,可用于进一步制备其固体剂型。

Objective: To optimize the preparation process of solid dispersions of ginkgolides to improve the drug dissolution.  Method: The influence of formulation and preparation technology on drug release from solid dispersions was investigated by single factor test. The X-ray diffraction analysis (XRD) and differential scanning calorimetry (DSC) were used to characterize the solid dispersions of ginkgolides.  Result: The solubilization efficiency of solid dispersions using PVP k30 as carrier was better than that taking poloxamer 188 or HPMC as matrix. The results of XRD and DSC showed that ginkgolides existed in solid dispersion at amorphous form or solvates form. The dissolution rate of ginkgolide B in solid dispersion was increased dramatically compared with raw material.  Conclusion: Solid dispersions could significantly improve solubility and dissolution rate of ginkgolides.


全 文 :银杏内酯固体分散体的制备和体外特性研究
马琳怡1,2,韩丽妹2,张志荣1,王建新2
(1.四川大学 华西药学院 药剂学系,四川 成都 610041;
2.复旦大学 药学院 药剂学教研室,上海 200032)
[摘要] 目的:优选银杏内酯固体分散体的制备工艺,提高银杏内酯的体外溶出度。方法:以银杏内酯 B的体外溶出度
为指标,通过单因素试验,考察处方和工艺因素对银杏内酯固体分散体中药物溶出的影响;以 X射线衍射法和差示扫描量热
法对固体分散体进行表征。结果:差示扫描量热法和X射线衍射分析试验表明药物以无定形态存在于固体分散体中。银杏
内酯 B从PVP固体分散体中的溶出速率比原药粉末显著提高,且药物中银杏内酯A,B,C和白果内酯从固体分散体中的溶出
相似性(f2值均大于 50)优于原药粉末。结论:将银杏内酯制成固体分散体能显著提高药物的溶出速率,可用于进一步制备其
固体剂型。
[关键词] 银杏内酯;固体分散体;溶出度
[收稿日期] 20081103
[基金项目] 上海市科委中药现代化重大专项(08DZ1970900)
[通信作者] 王建新,Tel:(021)51980088,Email:jxwang@shmu.
edu.cn
  提高难溶性中药有效成分的溶解度和溶出速
度,是提高其生物利用度和疗效的有效途径之一。
银杏萜内酯类化合物是银杏叶提取物的主要活性成
分,具有广泛的药理活性,主要用于神经和心脑血管
系统疾病的治疗[12]。银杏内酯(ginkgolides,GG)主
要成分包括银杏内酯 A(ginkgolideA,GA),银杏内
酯B(ginkgolideB,GB),银杏内酯 C(ginkgolideC,
GC)及白果内酯(bilobalide,BB),4种成分的溶解度
均较小,分别为(25921±339),(6926±263),
(51251±383),(124750±409)mg·L-1[3],其
中药理活性最强的 GB[4]的水溶性最差。为提高银
杏内酯的溶解度和溶出速率,本研究进行了银杏内
酯固体分散体的研制,以期为银杏内酯新剂型的研
究奠定基础。
1 材料
银杏内酯原料药(上海傲拓信息科技有限公
司,其中 GA,GB,GC,BB的含量分别为 1982%,
2543%,1496%,2756%);银杏内酯对照品(中
国药品生物制品检定所,批号 110863200507);聚
维酮K30(PVPK30,国药集团化学试剂有限公司);
羟丙基甲基纤维素(HPMC,上海卡乐康包衣有限公
司);泊洛沙姆 188(Poloxamer188,德国巴斯夫公
司);尿素(国药集团化学试剂有限公司);甲醇、四
氢呋喃(色谱纯,TEDIA,TEDIACompany,USA);其
余试剂均为分析纯。
Agilent1100型高效液相色谱仪 (Agilent,
USA),PLELS1000型蒸发光散射检测器(Polymer
Laboratories,Britain),LiChroCARTC18柱(416mm×
250mm,5μm,Merk,USA);ZRS8智能溶出试验仪
(天津大学无线电厂);TGL16C台式离心机(上海
离心机研究所);DZF6050型真空干燥箱(上海精宏
实验设备有限公司);D/maxrB型转靶 X2射线衍射
仪(日本 Rigaku株式会社);204/1/GPhoenix型动
态热流式差示扫描仪(NET2SCHGeratebauGmbh,
Germany)。
2 方法
2.1 含量测定
2.1.1 色谱条件 流动相 甲醇四氢呋喃水(21∶
11∶68);柱温45℃;流速1mL·min-1;蒸发光散射
检测器,检测参数 蒸发口温度 90℃,雾化口温度
70℃,漂移管温度30℃,氮气流速12L·min-1。
将GA,GB,GC,BB4种对照品、各种辅料水溶液和
溶出试验样品分别进样,记录色谱图,可见各对照品
与杂质峰之间均可实现基线分离,各辅料对药物各
成分的测定均无干扰。
2.1.2 标准曲线的制备 精密称定 GA,GB,GC,
BB对照品各20mg,置10mL量瓶中,加甲醇溶解
并定容至刻度,摇匀,得对照品贮备液。分别精密吸
取贮备液 1,2,4,8,10μL注入液相色谱仪,用
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HPLCELSD测定峰面积,以峰面积对数 lnA对进样
量对数lnM作线性回归,得回归方程,见表1。
表1 银杏内酯标准曲线(n=5)
成分 回归方程 r 线性范围/μg
GA lnA=18596lnM+70608 09996 20~200
GB lnA=19102lnM+72863 09997 198~198
GC lnA=18502lnM+69108 09994 196~196
BB lnA=18253lnM+68177 09995 206~206
2.1.3 方法回收率试验 精取02,06,2mL贮备
液(各 3份)于 10mL量瓶中,分别加入处方量辅
料,加水溶解并定容至刻度,摇匀。置37℃恒温摇
床振摇1h,取样,5000r·min-1离心15min,取上
清液进样,测定各成分峰面积,比较测定浓度和理论
浓度,计算药物在各辅料中的回收率。结果表明,各
成分在高、中、低浓度的方法回收率为 9563% ~
10226%,满足溶出度样品测定方法的要求。
2.2 固体分散体的制备
按比例准确称取药物和PVPK30,HPMC及尿素
各载体,加溶剂溶解,超声处理使混合均匀。水浴减
压挥去溶剂,将所得产物置30℃真空干燥箱中除去
残余溶剂,粉碎,过60目筛,得白色粉末,即为溶剂
法制备的固体分散体。
按比例准确称取药物和 Poloxamer188,药物溶
于适量无水乙醇,将该溶液滴加入已熔融的载体中,
边滴加边搅拌,使两者混合均匀,水浴45℃蒸干溶
剂,将所得产物置30℃真空干燥箱中除去残余溶
剂,粉碎,过60目筛,得白色粉末,即为溶剂熔融法
制备之固体分散体。
按同样比例称取载体和药物,分别过60目筛后
混合均匀,即为物理混合物。
2.3 固体分散体处方及制备工艺的优化
为了获得最佳的固体分散体处方,分别以
PVPK30,Poloxamer188,HPMC及尿素为载体制备
固体分散体,以银杏内酯 B的体外溶出度为指标,
考察不同载体对药物溶出度的影响。在此基础上,
考察了不同药物载体PVPK30比例、溶剂种类,超声
时间及水浴温度对药物溶出速率的影响,并对优化
得到的处方和工艺进行了验证。
2.4 固体分散体的物相鉴别
分别采用差示扫描量热法(DSC)和 X射线衍
射分析(XRD)法对银杏内酯原料药、载体、理混合
物和固体分散体进行了鉴别。
DSC测试条件:以空铝钳锅为参比物,另一铝锅
中放入约5mg样品,扫描速度10K·min-1,扫描范
围 50~260℃。
XRD测试条件:CuKα靶,电压40kV,电流60
mA,扫描速度4°·min-1,扫描范围2~50℃。
2.5 溶出度测定
将原料药及固体分散体粉末分别灌装胶囊后,
按《中国药典 》2005年版一部附录XC中第3法(小
杯法)测定GB的体外溶出度。溶出介质为蒸馏水,
转速100r·min-1,温度(37±1)℃,于10,15,20,
30,45,60min各取样2mL。每次取样后立即补充
同温度同体积的蒸馏水,样品离心15min(5000r
·min-1),取上清液进样测定,计算药物累积溶出
百分率(Q%)。
2.6 溶解度的测定
将过量的原料药及固体分散体粉末分别加入适
量蒸馏水中,在室温下置磁力搅拌器上搅拌,于15,
30,60,90min时各取样1mL离心15min(5000r
·min-1),取上清液进样测定。15min后各时间点
的上清液中4种成分的浓度变化小于05%,溶解
达平衡。计算溶解平衡后4种成分的溶解度。
3 结果
3.1 固体分散体处方及制备工艺的优化
3.1.1 载体材料的筛选 分别以 PVPK30,Polox
amer188,HPMC和尿素为载体材料制备了GG的固
体分散体,考察不同载体对药物溶出度的影响,结果
见图1。由试验结果可知,采用上述4种载体制成
固体分散体后,药物的溶出速率较原料药均有显著
提高(P<005),其中以PVPK30为载体制得的固体
分散体对药物溶出提高最显著,30min内累积溶出
百分率达85%以上。1h内,PVPK30固体分散体中
GB累积溶出量大于95%,显著高于其他载体制得
固体分散体。结果表明,上述4种载体材料中 PVP
K30提高 GB溶出度的能力最大,尿素和 HPMC次
之,Poloxamer188最弱。
3.1.2 药物和载体比例的筛选 分别制备不同
银杏内酯PVPK30比例的固体分散体(1∶0,1∶4,
1∶6,1∶9,1∶12),考察固体分散体的体外溶出行
为,结果见图2。如图 2所示,随着载体比例的增
加,GB从固体分散体中溶出的速率逐渐增加。同
时,与原料药相比,固体分散体大大提高了 GB的
溶出速率。
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图1 载体种类对固体分散体中药物释放的影响(n=3)
图2 药物与载体的比例对固体分散体中药物释放
的影响(n=3)
3.1.3 溶剂种类的筛选 在使用溶剂法制备固体
分散体时,溶剂种类可能会影响药物溶出,根据载体
和药物的溶解特性,本实验选择了二氯甲烷乙醇
(1∶1),二氯甲烷乙醇(1∶2),乙醇3种溶剂分别制
备固体分散体,溶出情况见图3。结果表明,随着溶
剂中二氯甲烷比例的增加,GB从固体分散体中的溶
出速率提高。但药物和载体在二氯甲烷中不易溶
解,故采用混合溶剂。
图3 溶剂种类对固体分散体中药物释放的影响(n=3)
3.1.4 超声时间和温度 不同超声时间和挥干溶
剂时的水浴温度对药物溶出率的影响见图4。由图
4可知,超声时间对溶出没有显著影响,操作时只需
控制使药物与载体完全溶解,约5min即可。水浴
温度对药物溶出影响亦不大,稍高的温度有利于溶
剂较快的挥发,故试验时水浴温度定为60℃。
3.1.5 优化结果验证 根据处方和工艺筛选结果,
确定的最终处方和工艺为:以PVPK30为载体,乙醇
二氯甲烷(1∶1)为溶剂,药物载体比为1∶12,超声时
间为5min,水浴温度60℃。在该工艺处方下重复
3次,3次溶出结果如图5,3次试验的溶出曲线相似
性良好,没有显著性差异,表明该工艺条件重复性良
好,20min固体分散体中药物的累积溶出百分率可
达到 80%以上,30min的累计溶出超过90%,大大
改善了药物的溶出速率。
A.超声时间;B.水浴温度。
图4 制备工艺对固体分散体中药物释放的影响(n=3)
图5 最佳处方验证结果(n=3)
3.2 溶解度的测定
测定原料药及固体分散体中 GA,GB,GC,BB4
种成分的溶解度,见表2。与原料药物相比,在固体
分散体中4种成分的溶解度都有所提高,且溶解度
均随着载体(PVPK30)比例的增加而提高,其中银
杏内酯B溶解度的增加最为显著。
3.3 DSC鉴别
采用差示扫描量热法(DSC)分别对原料药、载
体(PVPK30)、药物载体(PVPK30)物理混合物及固
体分散体进行鉴别,见图6。其中 GG的吸热峰在
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  表2 不同药物载体比的固体分散体中GG的溶解度(n=3)
溶解度
/mg·L-1
1∶0 1∶4 1∶6 1∶9 1∶12
GA 25921 84861 132835159336162584
GB 6926 41865 50255 62180 65251
GC 51251 64280 93308122640125044
BB 124750147505 153881184980187027
126,287℃左右,载体无明显吸热峰,物理混合物在
113℃左右有吸热峰,固体分散体在 104℃有吸热
峰,峰形和相应载体一致,峰位少许位移,且物理混
合物与固体分散体在287℃均未有吸热峰出现,提
示药物与载体可能形成了无定型态固体分散体。
1.GG;2.PVPK30;3.混合物;4.SD。
图6 GG及其固体分散体的DSC图谱
3.4 X射线衍射实验结果(XDR)
原料药、载体(PVPK30)、药物载体(PVPK30)
物理混合物及固体分散体的 X射线衍射图谱见图
7。从图 7可见,GG在 2θ值为 102,104,105,
178°处有数个强衍射峰,表明 GG为晶体;载体
PVP为无定形物,故在2~50°未检测到特征衍峰。
在GGPVPK30物理混合物中清晰地出现了药物
的晶体衍射峰,说明药物仍以晶体形式存在于其中;
而在固体分散体中,药物的结晶衍射峰消失,表明在
形成固体分散体后,PVPK30对药物有抑晶作用,使
药物以无定型状态或分子状态高度分散在载体材料
中。
3.5 优化固体分散体的体外释放情况结果
体外溶出结果见图8。每2条释放曲线的 f2值
如表3所示。由图8可知,难溶性成分 GB从固体
分散体中溶出速率较原料药有显著提高。且随着时
间推移,在原药粉末中4种成分释放曲线逐渐分散;
而在固体分散体中,4种成分的释放曲线趋向一致,
各成分间的释放曲线的 f2值均超过50,表明制成固
体分散体后,随着 GB溶出速率和溶解度的提高,4
种成分间的f2值与原药相比有显著的提高。
1.GG;2.物理混合物;3.PVPK30;4.固体分散体。
图7 GG,PVP,物理混合物及固体分散体的X射线
图8 GG及其固体分散体的释放曲线(n=3)
表3 GG及其固体分散体中不同成分间释放曲线的f2值
原料药不同成分 f2 固体分散体不同成分 f2
GA/GB 47.18 GA/GB 60.13
GA/GC 37.32 GA/GC 62.17
GA/BB 48.65 GA/BB 65.57
GB/GC 29.85 GB/GC 63.68
GB/BB 32.01 GB/BB 55.06
GC/BB 51.54 GC/BB 66.95
4 讨论
通过单因素试验考察了影响药物溶出的GG固
体分散体处方和工艺因素,确定了 GG固体分散体
的最优处方和工艺。实验表明,固体分散体中,银杏
内酯 B的溶解速率随着载体比例的增加而增
大[56]。通过固体分散体的制备,显著的提高了各成
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分的溶出度和溶出速率,从而为速效、高效固体新制
剂的研究提供了实验基础。同时,制成固体分散体
后,各成分之间溶出速率的一致性也大大增加,为制
剂中各成分的同步释放提供了可能性。
PVPK30
[78]在制备前后均以无定形存在,药物
与PVPK30间的相互作用(如氢键)能抑制药物的结
晶[9],DSC及 X射线衍射实验证明药物以无定型
态分散于固体分散体中[10],药物由多晶态转变为无
定型态,明显改善了药物的溶解度和溶出速度,药物
成分中的银杏内酯 B(GB)从固体分散体中的溶出
速度较原药粉末显著提高,下一步将对药物载体的
相互作用进行更深入的探讨。
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Preparationandcharacterizationofsoliddispersionsofginkgolides
MALinyi1,2,HANLimei2,ZHANGZhirong1,WANGJianxin2
(1.DepartmentofPharmaceutics,WestChinaSchoolofPharmacy,SichuanUniversity,Chengdu610041,China;
2.DepartmentofPharmaceutics,SchoolofPharmacy,FudanUniversity,Shanghai200032,China)
[Abstract] Objective:Tooptimizethepreparationprocessofsoliddispersionsofginkgolidestoimprovethedrugdissolution.
Method:Theinfluenceofformulationandpreparationtechnologyondrugreleasefromsoliddispersionswasinvestigatedbysinglefac
tortest.TheXraydifractionanalysis(XRD)anddiferentialscanningcalorimetry(DSC)wereusedtocharacterizethesoliddisper
sionsofginkgolides.Result:ThesolubilizationeficiencyofsoliddispersionsusingPVPk30ascarierwasbeterthanthattaking
poloxamer188orHPMCasmatrix.TheresultsofXRDandDSCshowedthatginkgolidesexistedinsoliddispersionatamorphousform
orsolvatesform.ThedissolutionrateofginkgolideBinsoliddispersionwasincreaseddramaticalycomparedwithrawmaterial.Con
clusion:Soliddispersionscouldsignificantlyimprovesolubilityanddissolutionrateofginkgolides.
[Keywords] ginkgolides;soliddispersion;dissolution
[责任编辑 周 驰]
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