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Preparation and prescription of enteric coated pellets of panax notoginseng saponins pellets

三七总皂苷肠溶微丸的制备及处方工艺优化


目的:通过工艺优化,制备释放度符合肠溶制剂要求的三七总皂苷微丸。方法:采用挤出滚圆技术,首先制备三七总皂苷载药丸芯,然后采用流化床底喷包衣设备,以丙烯酸树脂类包衣材料Eudragit L30D-55对载药丸芯进行包衣并用中心复合设计优化肠溶包衣处方。结果:所得三七总皂苷肠溶微丸在人工胃液中2 h内累积释放百分数小于5%,在模拟人体胃肠道环境中3 h内累积释放85%以上。结论:制得的三七总皂苷肠溶微丸抗酸性好,具备较理想的肠溶特征,避免了三七总皂苷类成分在胃液中的降解。

Objective: To prepare enteric coated pellets containing panax notoginseng saponins.  Method: panax notoginseng saponins loaded pellets were prepared by Extrusion-Spheronization method, and coated by Eudragit L30D-55 using Glatt fluid bed with the bottom spray process, central composite design was used to optimize the coating prescription.  Result: The drug release of enteric coated pellets of panax notoginseng saponins pellets would be lower than 5% in 2 h in simulated gastric fluid, but reach above 85% in 3 h in simulated human gastroenteric environment.  Conclusion: The enteric coated pellets of panax notoginseng saponins have good acid residence to avoid panax notoginseng saponins from degrading in gastric acid.


全 文 :三七总皂苷肠溶微丸的制备及处方工艺优化
赖春花,郑琴,杨明,胡鹏翼,潘俊杰,彭常春
(江西中医学院 现代中药制剂教育部重点实验室,江西 南昌 330004)
[摘要] 目的:通过工艺优化,制备释放度符合肠溶制剂要求的三七总皂苷微丸。方法:采用挤出滚圆技术,首先制备三
七总皂苷载药丸芯,然后采用流化床底喷包衣设备,以丙烯酸树脂类包衣材料 EudragitL30D55对载药丸芯进行包衣并用中
心复合设计优化肠溶包衣处方。结果:所得三七总皂苷肠溶微丸在人工胃液中2h内累积释放百分数小于5%,在模拟人体胃
肠道环境中3h内累积释放85%以上。结论:制得的三七总皂苷肠溶微丸抗酸性好,具备较理想的肠溶特征,避免了三七总皂
苷类成分在胃液中的降解。
[关键词] 三七总皂苷;肠溶微丸;丙烯酸树脂;中心复合设计
[收稿日期] 20081113
[基金项目] 国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAI09B08
01);江西省卫生厅中医药科研基金(2007A026)
[通信作者] 杨明,教授,博士生导师,研究方向为药物新剂型与
新技术,Tel:(0791)7119118,Email:Yangming16@126.com
[作者简介] 赖春花,在读硕士,研究方向为药物新剂型与新技术,
Tel:13870869449,Email:chunhualai1985@163.com
   三七总皂苷是由三七 Panaxnotoginseng
(Burk.)F.H.Chen的根茎中分离出来的有效部
位,它能增加动脉血流量,扩张血管、降低动脉血压
及心肌耗氧量,提高机体免疫功能及对缺氧耐受力,
是临床常用的心脑血管用药[1]。实验研究表明,胃
的强酸性环境对三七总皂苷有降解作用[2],且三七
总皂苷口服吸收最佳部位为十二指肠[3],为使三七
总皂苷达到最佳生物利用度,本实验对三七总皂苷
肠溶制剂进行深入研究。
本实验根据剂量分散型原理和迟释原理设计并
研制了三七总皂苷肠溶微丸。首先根据微丸这种多
单元剂型固有的临床优势,扩大药物与部位的接触
面积,再利用 EudragitL30D55肠溶衣膜阻止药物
在胃部酸性环境释放,该剂型既能有效避免三七总
皂苷在胃部的降解,又能将药物直接递送至小肠吸
收部位。中心复合设计[4]考察了包衣增重及增塑
剂用量对衣膜的影响。
1 材料
三七总皂苷提取物(云南金泰得制药总公司,
总皂苷纯度1425%);微晶纤维素(vivapur101型,
德国JRS公司);乳糖(德国美剂乐公司);Eudragit
L30D55(德国 Evonik公司);柠檬酸三乙酯(TEC,
上海邦成化工有限公司);聚乙二醇6000(PEG6
000,青岛美生源生物科技有限公司);邻苯二甲酸
二丁酯(DBP,南京德宝化工有限公司);乙腈(色谱
纯,美国Tedia公司);甲醇及其他试剂均为分析纯。
挤出滚圆制丸机(华东理工机械所);mini型流
化床(德国Glat公司);智能溶出仪(ZRS6型,天津
大学精密仪器厂);Agilent1200型高效液相色谱仪
(VWD检测器,美国Agilent公司)。
2 方法与结果
2.1 含药丸芯的制备
按处方量准确称取三七总皂苷5g,微晶纤维素
25g,乳糖5g,混合均匀,以水为润湿剂制成软材,经
孔径为08mm的筛板以25Hz的挤出速度挤出,挤
出物置滚圆机内,调节转速60Hz,滚圆5min,微丸于
40℃干燥6h。筛分后,得载药微丸(18~24目)。
2.2 包衣液配制
将增塑剂加入适量水中,搅拌均匀后将其慢慢
加入到EudragitL30D55中,磁力搅拌1h,过滤,在
包衣过程中持续搅拌。
2.3 包衣微丸的制备
将三七总皂苷载药丸芯50g置底喷式流化床
中,开始包衣前于45℃预热微丸,控制包衣进风温
度在 40~45℃,喷气压力 012MPa,流化压力
0025MPa,恒流泵流速2mL·min-1,包衣完成后
流化5min,微丸置40℃烘箱中热处理一定时间。
2.4 包衣微丸释放度的测定
2.4.1 肠溶包衣抗酸性试验 三七皂苷类成分在
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酸中迅速降解,按药典方法模拟人体胃肠道做体外
溶出试验前2h释药曲线没有显著差异,难以判断
肠溶衣膜的抗酸性强弱,故对各包衣液处方进行抗
酸性试验考察。先按药典方法在人工胃液中溶出2
h,然后取出微丸,用酸水快速冲洗3次后,超声溶
解,HPLC测定人参皂苷Rg1含量,计算剩余量,即可
算出酸中释放量。
2.4.2 模拟胃肠道环境体外释放度[5] 按《中国
药典》2005年版二部附录 XD第2法(一)法,先以
01mol·L-1盐酸为溶出介质,2h后加磷酸缓冲液
调 pH为 68,转速为 100r·min-1,温度(37±
05)℃,定时取溶出液3mL,滤过,同时补加溶出介
质3mL,以人参皂苷Rg1为指标性成分,HPLC测定
含量,计算累积释放度。
2.5 包衣液处方对三七总皂苷肠溶微丸释放度的
影响
2.5.1 考察不同包衣增重对包衣效果的影响 肠
溶微丸抗酸性主要由衣膜厚度决定,厚度过低,则药
物在胃中释放较多,达不到肠溶效果;若厚度过高,
则后期释放不完全。本试验以微丸包衣后的理论增
重相当于包衣前微丸质量的百分率来表示(理论包
衣增重)。固定包衣液处方中增塑剂的用量,分别
制备理论包衣增重为分别为 5%,10%,15%,20%
的肠溶微丸,40℃烘箱中热处理24h,考察包衣膜
抗酸性及体外释放度,结果在酸中释放量分别为
256%,618%,460%,370%,见图1。
图1 不同包衣增重微丸人参皂苷Rg1的释放曲线
由结果可见,包衣增重小,药物在酸中释放较
多,5%,10%增重的微丸前2h释放的三七皂苷Rg1
量大于5%,且迅速降解。因此图1中其释药小于
80%;包衣增重为20%时,抗酸性较好,但后期释放
不完全。当理论包衣增重为15%时,抗酸性较好,
同时释放也较完全。
2.5.2 考察不同增塑剂对包衣效果的影响 固定包
衣增重为15%,增塑剂用量为包衣量的20%,分别于
EudragitL30D55水分散体中加入不同的增塑剂
PEG6000、柠檬酸三乙酯(TEC),邻苯二甲酸二丁酯
(DBP),包衣微丸于40℃烘箱中热处理24h,结果在
酸中释放量分别为476%,503%,753%,见图2。
图2 不同增塑剂微丸人参皂苷Rg1的释放曲线
  由试验结果可见,不同的增塑剂对释药有一定
的影响,采用 PEG6000为增塑剂时,人参皂苷 Rg1
的释放稍好于以TEC为增塑剂包衣后的微丸,但其
在人工胃液中累积释放度大于5%,故选用 TEC为
增塑剂。
2.5.3 考察增塑剂用量对包衣效果的影响 固定
包衣增重为15%,使增塑剂 TEC用量分别为0%,
10%,20%,30%,包衣微丸于于40℃烘箱中热处理
24h,结果在酸中释放量分别为7245%,1514%,
476%,405%,见图3。
图3 不同增塑剂用量微丸人参皂苷Rg1的释放曲线
由结果可知,增塑剂用量对药物释放有显著影
响,不加增塑剂或用量较小时,药物的释放较快,酸
中释放的药物较多;当增塑剂的量为30%时,包衣
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在放置的过程中,微丸间易粘连;增塑剂用量为
20%包衣效果理想。
2.5.4 考察热处理时间对释放度的影响 包衣后
需对包衣膜进行老化处理,将制成的包衣微丸置于
40℃烘箱中进行热处理考察,间隔一定时间翻动微
丸,以使受热均匀,防止微丸粘连。分别于0,6,12,
24,48h取出部分微丸测定其释放度,结果在酸中
释放量分别为 859%,666%,291%,170%,
134%。见图4。
图4 微丸热处理不同时间人参皂苷Rg1的释放曲线
结果表明,未经热处理的微丸耐酸性能稍差;40
℃热处理12h后,耐酸性能显著增强,人工胃液中2
h人参皂苷Rg1释放度小于5%。
2.6 采用中心复合设计对包衣处方进行优化
2.6.1 中心复合设计 在单因素考察的基础上,选
择对药物释放影响较大的2个因素包衣增重和增塑
剂用量进行优化,以预试验所得较好处方的因素水
平为中心,按中心复合设计表分别确定5个水平,共
有13个组合,每个组合是1个处方,按中心复合设
计表的排列做13次试验。按照制备工艺制备肠溶
微丸,依照释放度测定法及抗酸性试验法测定肠溶
微丸在模拟胃肠道环境3h及人工胃液中2h人参
皂苷Rg1释放度。中心复合设计实验安排见表1,中
心复合设计的具体因素和水平见表2。
2.6.2 模型拟合和预测 采用 sas软件对释放数
据进行处理,以酸中2h释放度和模拟胃;肠道3h
累积释放度为评价指标对包衣增重、增塑剂用量各
水平进行多元线性回归,得到二项式拟合的方程
Y1=3718169-0300259X1 -2484546X2 +
005457X22,r=09796;Y2 = -255396+
2012374X1 +1866275X2-0645 511X12 -
0461838X22,r=09648。
表1 中心复合设计试验
No.
水平
包衣增重
(X1)
增塑剂用量
(X2)
实际值
包衣增重
/%
增塑剂用量
/%
1 -1 -1 115 165
2 -1 1 115 235
3 1 -1 185 165
4 1 1 185 235
5 -1414 0 10 20
6 1414 0 20 20
7 0 -1414 15 15
8 0 1414 15 25
9 0 0 15 20
10 0 0 15 20
11 0 0 15 20
12 0 0 15 20
13 0 0 15 20
表2 中心复合设计因素水平
水平 包衣增重(X1)/% 增塑剂用量(X2)/%
-1414 10 15
-1 115 165
0 15 20
1 185 235
1414 20 25
其中,Y1代表人工胃液中2h人参皂苷Rg1释放
量,Y2代表模拟人体胃肠道环境3h释放量,X1代表
包衣增重,X2代表增塑剂用量。
按照二项式拟合方程描绘各效应对因素的效应
图,见图5。由图5可见,在人工胃酸2h,模拟胃肠
道环境3h2个时间点,微丸的抗酸性随包衣增重增
大增加而增强,过高或过低包衣增重可导致肠液中
人参皂苷Rg1的累积释放度不理想,这与单因素考
察结果一致,因为包衣增重过高,则药物难以释放出
来,因此在酸液中抗酸性强,但后期释放不完全,故
累积释放度不理想;包衣增重过低,在酸液中大量释
放而迅速降解,也导致累积释放度不理想。
为检验模型的预测能力,根据所建立的方程,应
用Oringi描绘各效应面的等高线图,见图6。
为确定肠溶包衣处方的最优值区域,对以上2
幅等高线图进行叠加,将酸液中2h释放量中5%的
释放曲线定为目标曲线,将模拟胃肠道环境3h中
85%的释放曲线定为目标曲线,等高线叠加图中由
这2条曲线围成的区域,即最优区域(阴影标示区
域)[6],见图7。
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A.人工胃液;B.模拟胃肠道环境。
图5 不同包衣处方在人工胃酸中2h和模拟胃肠道
环境3h人参皂苷Rg1释放度的三维效应面图
A.人工胃液;B.模拟胃肠道环境。
图6 不同包衣处方人工胃液2h和模拟胃肠道环境
3h人参皂苷Rg1释放度二维等高线图
图7 二维等高线叠加图(阴影区域为最优区)
2.6.3 预测分析 对拟合方程进行预测分析,在最
优区域选取 1点进行验证。当理论包衣增重为
155%,增塑剂用量为包衣聚合物的 205%时,抗
酸性和释放效果较好,以该处方制备3批肠溶微丸,
微丸的释放度结果见表3。
表3 优化处方的预测值与实际值的比较
批次
实测值
Y1 Y2
预测值
Y1 Y2
偏差/%
Y1 Y2
1 473 871        
2 439 895 452 899 125 112
3 461 883        
  结果表明,采用中心复合设计法优化所得的包
衣液处方制备的肠溶微丸人工胃液及模拟胃肠道环
境的累积释放百分数均符合药典标准,说明中心复
合设计的预测性良好。
3 小结与讨论
医学研究表明,三七总皂苷对心血管系统有较
好的活性,但胃的强酸性环境对该药有降解作用,导
致三七总皂苷口服制剂在胃液中极不稳定,影响该
药生物利用度,本实验采用挤出滚圆制丸技术制备
了载药丸芯,并采用流化床包衣技术对微丸进行肠
溶包衣,以避免药物在胃液中降解,试验结果表明,
制得的微丸抗酸性良好,为本品的进一步开发和临
床研究奠定了基础。
EudragitL30D55水分散体是1种粒度001~
01μm的聚合物乳胶粒在水中的分散体,聚合物质
量分数为 30%,黏度低,易于喷雾操作。Eudragit
L30D55是1种肠溶材料,为使衣膜更具柔韧性并降
低其最低成膜温度,一般需要添加增塑剂,实验中,作
者通过调节聚合物增重和增塑剂用量来调节药物的
释放。由于小丸粒径的批间差异,包衣操作条件的差
异等因素,均会影响微丸的释药重现性。为了制备符
合规定释药效果的肠溶微丸,应严格控制包衣条件。
目前,国内使用较广泛的试验设计方法有正交
设计和均匀设计,虽然这2种方法试验次数较少,但
精度不够,而且采用的是线性数学模型,预测性较
差。国外近年来多采用响应曲面设计,通过合理的
试验设计来收集数据,应用曲面模型即各影响因素
的多元非线性回归来估计反应变量的变化规律,能
恰当地利用实验设计所收集的数据,有效地估计模
型中的参数。用于拟合反应曲面模型的标准设计通
常有两种,中心复合设计和 boxbehnken设计。通
过单因素考察发现包衣增重和增塑剂用量是影响药
物释放的主要因素,因此本实验采用中心复合设计
对其进行处方优化,并对该设计的模型方程绘出了
等高线图,利用模型方程、等高线图,获得了1个优
化区域,在该区域选择1个优化处方,以该处方制备
的肠溶微丸释放度能较好地符合释放标准,证明中
心复合设计有较强的预测功能,对制剂处方优化具
有指导意义。
[参考文献]
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Preparationandprescriptionofentericcoatedpeletsofpanax
notoginsengsaponinspelets
LAIChunhua,ZHENGQin,YANGMing,HUPengyi,PANJunjie,PENGChangchun
(KeyLaboratoryofModernPreparationofJiangxiUniversityofTraditionalChineseMedicine,
MinistryofEducation,Nanchang330004,China)
[Abstract] Objective:Toprepareentericcoatedpeletscontainingpanaxnotoginsengsaponins.Method:panaxnotoginseng
saponinsloadedpeletswerepreparedbyExtrusionSpheronizationmethod,andcoatedbyEudragitL30D55usingGlatfluidbedwith
thebotomsprayprocess,centralcompositedesignwasusedtooptimizethecoatingprescription.Result:Thedrugreleaseofenteric
coatedpeletsofpanaxnotoginsengsaponinspeletswouldbelowerthan5% in2hinsimulatedgastricfluid,butreachabove85% in
3hinsimulatedhumangastroentericenvironment.Conclusion:Theentericcoatedpeletsofpanaxnotoginsengsaponinshavegood
acidresidencetoavoidpanaxnotoginsengsaponinsfromdegradingingastricacid.
[Keywords] panaxnotoginsengsaponins;entericpelets;EudragitL30D55;centralcompositedesign
[责任编辑 周 驰]
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