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Preparation and characterization of oridonin submicron emulsions

冬凌草甲素亚微乳的制备及其特性表征



全 文 :冬凌草甲素亚微乳的制备及其特性表征
于力1,仝新勇1,谭燕2
(1.上海恒瑞医药有限公司,上海 200245;
2.上海食品药品监督管理局 科技情报研究所,上海 200233)
[摘要] 目的:制备冬凌草甲素亚微乳,并对其理化性质进行表征。方法:采用高压均质法制备冬凌草甲素亚微乳,并对
其粒径、Zeta电位、黏度等性质进行表征。结果:冬凌草甲素亚微乳为白色不透明乳状液体,载药量 1g·L-1,平均粒径
(13887±060)nm,Zeta电位(4727±231)mV,pH(602±003),黏度(178±0015)MPa·s。结论:本实验所制得的冬
凌草甲素亚微乳理化性质较稳定,工艺简单,可为冬凌草甲素亚微乳制剂的制备提供研究依据。
[关键词] 冬凌草甲素;亚微乳剂;理化性质
[收稿日期] 20090514
[通信作者] 仝新勇,博士。Tel:(021)54759066,Fax:(021)5475
9072,Email:tongxy@shhrp.com
[作者简介] 于力,硕士研究生,主要从事抗肿瘤药物新剂型的研
究。Tel:(021)547590661112,Email:yul@shhrp.com
  冬凌草甲素(oridonin,ORI)为唇形科香茶菜属
植物冬凌草Rabdosiarubescens中提取的一种具有明
显抗癌活性的二萜类化合物。研究表明,ORI能诱
导多种肿瘤细胞凋亡和增强吞噬凋亡细胞的双重功
能,对急性白血病 HL60细胞,人肝癌 BEL7402细
胞、结肠癌 HCT8细胞等均有明显细胞毒作用[14]。
由于ORI水溶性差,生物半衰期短,其应用受到了
限制。目前市场上仅有“癌得宁注射液”1个品种,
其配方采用表面活性剂和有机溶剂增溶,临床使用
刺激性大,长期静脉滴注可引起血管发炎、疼痛等不
良反应,从而限制了冬凌草甲素注射液的应用。文
献报道ORI的药剂学研究有β环糊精包合物、PCL
PEOPCL嵌段共聚物纳米粒、聚乳酸纳米粒、脂质
体[56]等。
本研究采用高压均质法制备冬凌草甲素亚微
乳,并对其进行相关理化性质的研究。冬凌草甲素
亚微乳制剂不含有机溶剂,可改善现有制剂的不良
反应,提高病人的顺应性,具有现实的临床意义。
1 材料
T25高速剪切分散器 (德国 IKA公司);
AH110D超高压纳米均质机(ATS公司);纳米粒度
分析仪(ZetasizerNanoZS,英国马尔文仪器有限公
司);5417R台式低温高速离心机(艾本德有限公
司);Aligent1200高效液相仪(安捷伦公司);FE20
pH计(梅特勒公司);BP211D电子天平(德国Sarto
rius公司);DF101S恒温磁力搅拌器(予华仪器有
限公司),X036旋转式湿热灭菌柜(张家港市神农
药机有限公司)。
冬凌草甲素(江苏恒瑞医药股份有限公司,批
号 20071220);注射用大豆油(德国 lipoid公司);中
链甘油三酸酯MCT(德国 lipoid公司);蛋黄卵磷脂
(德国lipoid公司);油酸(德国lipoid公司);油酸钠
(德国 lipoid公司);二甲基双十八烷基溴化铵
DDAB(Sigma公司);甘油(紫光古汉氨基酸有限公
司);泊洛沙姆188(F68德国巴斯夫公司);EDTA
2Na(杭州利人有限公司);甲醇(Fisher公司,色谱
纯);注射用水;其他试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 冬凌草甲素亚微乳的制备
2.1.1 亚微乳基本制备工艺
将除主药外的油溶性成分溶解于处方量的大豆
油中,加 ORI到油相中继续搅拌至药物完全溶解,
构成油相(油相溶解过程保持50℃恒温)。将处方
量的甘油,EDTA2Na等溶于适量水中,构成水相。
油水两相加热到70℃,将油相滴加到水相中,边加
边用高速剪切机8000r·min-1搅拌,待油相完全
加入到水相中,8000r·min-1继续搅拌10min得
到初乳;将初乳趁热高压均质(05KPa,3个循环,
12KPa,6个循环),制得亚微乳。调节 pH,灌装充
氮、灭菌,即得冬凌草甲素亚微乳注射液。
2.1.2 处方单因素考察
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2.1.2.1 不同 pH亚微乳的稳定性考察 将制得
亚微乳分别调pH至60,65,70,75,80,85,进
行终端灭菌,考察其粒径和含量变化。实验结果表
明,pH越低灭菌后药物含量下降越少(pH60时含
量下降063%),粒径变化越大(pH60亚微乳粒
径从灭菌前的 1300nm增大到灭菌后的 5000
nm);pH越高灭菌后含量下降越大(pH80时含量
下降1070%),亚微乳粒径变化越小(pH80灭菌
前后粒径无变化)。亚微乳中药物含量和粒径的变
化分别代表亚微乳的化学稳定性和物理稳定性指
标,由于药物在偏酸性条件下稳定,所以将处方的
pH调至60,并在此 pH条件下改善处方的物理稳
定性。
2.1.2.2 MCT对亚微乳稳定性的影响 为提高亚
微乳的稳定性,油相中除 5%大豆油外,加入 5%
MCT共同作为油相,按照211项下操作制备质量
浓度为1g·L-1冬凌草甲素亚微乳。结果表明加入
MCT后有利于大豆油和磷脂的互溶,油相黏度降
低。另外MCT的加入有利于亚微乳的稳定,但是对
ORI的增溶未起到明显的作用。
2.1.2.3 蛋黄卵磷脂(E80)对亚微乳稳定性的影
响 制备静脉乳剂常用的乳化剂为磷脂,按照
211项下操作制备质量浓度为1g·L-1冬凌草甲
素亚微乳,分别加入磷脂 E80的质量分数为
15%,3%,6%。实验结果表明随着磷脂浓度增大,
亚微乳粒径下降,但变化并不十分明显(依次降低
15nm);油相中加入6%,3%磷脂可以将药物完全
溶解,加入15%磷脂后油相呈半透明状态,说明磷
脂对药物具有增溶的作用。形成亚微乳条件之一是
乳化剂的用量应占油相用量的20% ~30%,所以本
处方采用3%磷脂作为乳化剂。
2.1.2.4 油相加入阳离子调节电荷 由于原处方
在pH60时灭菌前后粒径变化达300nm,说明该
处方并不稳定。阳性成分是具有不同化学结构的两
性分子,多为双链季铵盐型表面活性剂,具有体外稳
定性好,体内可被生物降解的特点[7],可为乳滴提
供正电荷。本实验采用 E80加入不同浓度的阳离
子表面活性剂二甲基双十八烷基溴化铵(DDAB)[8]
制备亚微乳并进行终端灭菌,考察其稳定性。分别
加入质量分数为020%,010%,008%,005%的
DDAB制备pH60亚微乳,灭菌测得含量和粒径变
化,结果见表1。
表1 不同浓度的DDAB对亚微乳稳定性的影响
不同浓度/% 平均粒径/nm 粒径变化/nm含量下降/%
020 1658/1659a 01 390
010 1495/1544a 49 310
008 1627/1753a 126 455
005 1469/2519a 1050 297
  注:a.灭菌后粒径(表3同)。
  结果表明DDAB用量依次降低,灭菌后粒径变
化依次增大,含量变化基本相同。阳性成分均有一
定的细胞毒性[7],综合毒性和有效性考虑采用
010%的DDAB作为稳定剂。
2.1.2.5 F68对亚微乳稳定性的影响 在处方中
分别加入 F68质量分数为0,025%,120%制备亚
微乳,结果表明亚微乳粒径随着F68量增大逐渐变
小,放置 1个月后含 F68120%的处方分层,
025%和不含F68处方状态良好。
F68的加入有助于亚微乳的稳定和粒径的降
低,但是用量过大,多余的F68会在水相形成胶束,
反而不利于亚微乳的稳定。长期放样检测结果表明
F68可以降低亚微乳初始粒径,但是加与不加 F68
对长期放样的含量和粒径没有显著差异,所以本处
方中不添加F68。
2.1.2.6 油酸/油酸钠对亚微乳稳定性的影响 油
酸,油酸钠为乳剂处方中常用的稳定剂,用量很少就
能非常显著的增加稳定性。按照211 项下操作
制备质量浓度为1g·L-1冬凌草甲素亚微乳。分别
制备含适量油酸钠、油酸与二者均不含有的样品进
行40℃加速试验,加速2个月后含有油酸的处方最
稳定没有分层,油酸钠和油酸对含量、粒径变化的影
响基本相同;而不含油酸的亚微乳有分层现象,颜色
变黄,说明油酸钠、油酸对于亚微乳的稳定性起着重
要作用。由于油酸属于油溶性成分,其加入有利于
药物在油相中的溶解,并且处方在偏酸性条件下稳
定,所以使用油酸作为稳定剂。
2.1.3 初步确定亚微乳规格与处方
根据实验结果,确定本制剂的规格为10mL:10
mg。基本处方质量分数为:冬凌草甲素01%,大豆
油 5%,MCT5%,磷脂 3%,油酸 003%,DDAB
008%,甘油25%,EDTA2Na003%,其余为注射
用水。
2.2 冬凌草甲素含量的HPLC测定
2.2.1 色谱条件[9]
DikmaODSC18柱(46mm×200mm,5μm);流
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动相甲醇水(60∶40);流速08mL·min-1;柱温30
℃;检测波长238nm;进样量20μL;外标法定量。
2.2.2 标准曲线
分别精密量取 ORI甲醇储备液(ORI的质量浓
度为500mg·L-1)010,020,050,100,150,200,
300,500mL于10mL量瓶中,用甲醇定容至刻度,
进样20μL测定对照品溶液峰面积。以峰面积(A)
和质量浓度(C)进行线性回归,得到ORI的回归方程
A=29652C+50959(n=8),r=09999,表明 ORI
在1~250mg·L-1范围内线性关系良好。
2.2.3 含量测定
精密量取冬凌草甲素亚微乳剂1mL到10mL
量瓶中,加入8mL甲醇,超声15min破乳,待样品
冷却到室温,甲醇定容至10mL。将样品放入低温
离心机10000r·min-1离心5min,取上清液20μL
进样,以外标法计算含量。测得3批样品含量分别
为标示量的103%,102%,995%。
2.3 冬凌草甲素的理化性质研究
2.3.1 冬凌草甲素亚微乳的粒径、表面电位、黏度、
pH
分别取3批自制冬凌草甲素亚微乳稀释适当倍
数,用马尔文粒径测定仪测定其粒径以及电位,黏度
测定仪测定其黏度,pH计测定 pH。图1为冬凌草
甲素亚微乳粒径图,结果见表2。
  结果表明所制备的冬凌草甲素亚微乳粒径小,
分布狭窄,平均粒径为13887±060nm。电位绝
对值大于30mV,处于乳剂稳定范围内。
2.3.2 灭菌稳定性实验
图1 冬凌草甲素亚微乳粒径图横
表2 3批样品粒径、电位、黏度、pH测定(n=3)
No.
粒径
/nm
Zeta电位
/mV
黏度
/MPa·s
pH
080612a 1395 470 177 601
080612b 1383 497 180 605
080612c 1388 451 178 600
  冬凌草甲素亚微乳剂给药途径为静脉注射,所
以必须保证无菌。在大生产过程中一般采用终端灭
菌工艺,所以亚微乳应当进行终端灭菌条件的稳定
性考察。美国 FDA和欧盟习惯上都将灭菌 F0≥8
min视为区别最终灭菌工艺和无菌生产工艺的标
志[10]。本实验考察不同 F0值灭菌对亚微乳影响。
其中121℃灭菌8min、115℃灭菌30minF0值为
8;115℃灭菌20min其 F0<8,乳剂上述条件下灭
菌,结果见表3。
表3 灭菌前后粒径含量变化
灭菌条件 平均粒径/nm 粒径变化/nm 含量下降/%
121℃,8min 1388/1425a 37 323
115℃,30min 1388/1395a 07 431
115℃,20min 1388/1383a 05 182
  不同灭菌条件考察结果表明:灭菌后亚微乳外
观均无变化,将灭菌后亚微乳4000r·min-1离心15
min,不分层无沉淀;115℃灭菌20min后药物降解量
低于终端灭菌,粒径变化最小。115℃灭菌30min
后,样品的粒径变化小于121℃灭菌8min样品的粒
径变化,二者含量变化均较大,说明 121℃灭菌 8
min,115℃灭菌30min条件剧烈,含量下降较大,该
亚微乳不适合终端灭菌,应进一步改善处方使其适应
终端灭菌,或者改成小容量注射剂进行无菌过滤。
3 讨论
本研究制备的冬凌草甲素注射亚微乳,其药物
在偏酸性条件下稳定,而粒径在偏碱性条件下稳定,
即pH低则灭菌后药物含量变化小,粒径变化大;而
pH高灭菌后药物含量变化大,粒径变化小。分析原
因可能是由于磷脂的存在使乳滴带负电荷,负电荷
在碱性条件下较稳定,若想满足药物稳定 pH即偏
酸性pH应加入适当辅料使乳滴带正电。阳性成分
为制备阳性脂质体的主要辅料,是一种季铵盐表面
活性剂,但是均具有一定的细胞毒性[7]。目前DOT
MA(N[1(2,3二油酰氧基)丙基)]N,N,N三甲
基氯化铵)/DOPE(二油酰磷脂酰乙醇胺)、DOSPA
(2,3二油酰氧N[2(精胺羧基酰胺)乙基]N,N二
甲基1丙基三氟乙酸铵/DOPE(二油酰磷脂酰乙醇
胺)系统已成为商品进入市场,其商品名分别为Lipo
fectin,LipofectAMINE[8]。实验中加入阳性脂质
DDAB制备亚微乳,结果在pH60时药物降解最少,
同时灭菌后粒径变化很小。说明阳性成分使乳滴荷
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正电后,亚微乳的物理化学稳定性均得到改善。
乳剂产品研发的关键在于它的长期稳定性,部
分处方短期性质稳定,放置一段时间后出现含量下
降,粒径增大等现象。所以处方工艺的筛选还应结
合稳定性实验进行。
终端灭菌工艺为溶液型注射剂首选灭菌工艺,
根据文献报道[10]大容量注射剂不可采用 F0<8的
终端灭菌工艺,可以尽量优化处方,以改善制剂的耐
热性。如果确实无法耐受则考虑制备成小容量注射
剂使用无菌过滤与无菌操作相结合进行控制。
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Preparationandcharacterizationoforidoninsubmicronemulsions
YUli1,TONGXinyong1,TANYan2
(1.ShanghaiHengruiPharmaceuticalsCo.Ltd.,Shanghai200245,China;
2.TheScientificandTechnicalInformationInstitute,ShanghaiMunicipalFoodandDrugAdministration,Shanghai200233,China)
[Abstract] Objective:Topreparetheoridoninsubmicronemulsionsandcharacterizetheirproperties.Method:Highpressure
homogenizationmethodwasemployedtopreparetheoridoninsubmicronemulsionsandsuchpropertiesassize,Zetapotentialandvis
cositywerecharacterized.Result:Theresultsshowedthatthesubmicronemulsionswereformedwiththedrugloading1g·L-1,parti
clesizeof(13887±060)nm,zetapotentialof(4727±231)mV,pHvalueof(602±003),viscosityof(178±0015)
MPa·srespectively.Conclusion:Themethodisfeasibleandthesubmicronemulsionshavestableproperties.Ourexperimentsof
feredanewformulationforclinicalapplication.
[Keywords] oridonin;submicronemulsions;physicochemicalproperties
[责任编辑 周 驰]
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