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Study on preparation and release mechanism of  effervescent osmotic pump tablet of compound Danshen

复方丹参泡腾性渗透泵片的制备及释药机制研究


目的:根据冠心病发病的特点制备复方丹参泡腾性渗透泵片用于其防治,考察其体外释药特性并探明其释药机制。方法:复方丹参药物因含有酚羟基和羧基的酚酸类和三萜皂苷类成分而呈弱酸性,直接加入碳酸氢钠形成泡腾剂,以氯化钠、甘露醇为促渗剂,以HPMC为阻滞剂制得片芯,外包含致孔剂的醋酸纤维素膜制得渗透泵片,利用片芯渗透压的变化研究其释放机制。结果:5种有效成分丹参素、原儿茶醛、人参皂苷Rg1,Rb1,三七皂苷R1以相近的释药规律释药,在渗透压和泡腾作用的共同作用下,药物能够在12 h内以零级速率完全释放药物。结论:成功制得12 h恒速释放的复方丹参泡腾性渗透泵片并阐明其释药机制,为冠心病防治药物和中药新剂型的开发提供思路。

Objective: To prepare effervescent osmotic pump tablet(EOPTs) according to the rhythm of coronary heart disease based on efficacy material and the mechanism of compound Danshen and to study the mechanism of drug released of that tablets.  Method: Since compound Danshen consist of compounds with polyphenolic groups or carboxyl groups, such as phenolic acids, flavonoids, and triterpenoids that they were acidic. EOPTs were prepared from tablet cores which containing NaHCO3 as effervescent, NaCl and manitol as osmotic agents, HPMC as retarding agents coating with CA membrane. And study the mechanism of drug released according to the change of tablet osmotic pressure.  Result: The results of in vitro experiments showed that no difference was observed among the profiles of Danshensu, protocatechuic aldehyde, ginsenoside Rg1, Rb1, notoginsenoside R1 release EOPTs. The drug was completely released from the device with a zero order release rate over 12 h.  Conclusion: EOPTs are Successfully obtained EOPT which the drug is released from the device over 12 h and the release mechanism of EOPTs is explained.


全 文 :复方丹参泡腾性渗透泵片的制备及释药机制研究
薛立安1,李元波1,郭丹丹2,殷建华1,刘晏春1,侯世祥3
(1.扬子江药业集团 四川海蓉药业有限公司,四川 都江堰 611830;
2.科伦药业股份有限公司,四川 成都 610072;3.四川大学 华西药学院,四川 成都 610041)
[摘要] 目的:根据冠心病发病的特点制备复方丹参泡腾性渗透泵片用于其防治,考察其体外释药特性并探明其释药机
制。方法:复方丹参药物因含有酚羟基和羧基的酚酸类和三萜皂苷类成分而呈弱酸性,直接加入碳酸氢钠形成泡腾剂,以氯
化钠、甘露醇为促渗剂,以HPMC为阻滞剂制得片芯,外包含致孔剂的醋酸纤维素膜制得渗透泵片,利用片芯渗透压的变化研
究其释放机制。结果:5种有效成分丹参素、原儿茶醛、人参皂苷Rg1,Rb1,三七皂苷R1以相近的释药规律释药,在渗透压和泡
腾作用的共同作用下,药物能够在12h内以零级速率完全释放药物。结论:成功制得12h恒速释放的复方丹参泡腾性渗透泵
片并阐明其释药机制,为冠心病防治药物和中药新剂型的开发提供思路。
[关键词] 复方丹参;泡腾性渗透泵片;制备工艺;释药机制
[收稿日期] 20081103
[通信作者] 李元波,博士,从事中西药物新型给药系统研究,
Tel:(028)87197999,Email:leefb@126.com
[作者简介] 薛立安,硕士,扬子江药业集团四川海蓉药业常务副
总经理,从事药事管理研究,Tel:(028)87197999,Email:anliking@
163.com
  复方丹参方作为典型的中药小复方为药典收
载,广泛用于冠心病心绞痛等心血管疾病的防
治[1]。制备以零级速率释放的渗透泵片能显著降
低服药次数和服药量,提高患者的顺应性,降低毒副
作用。传统的渗透泵片对于难溶性和微溶性的药
物,仅利用渗透压促进剂产生的渗透压难以控制药
物释放,释放也不完全[2]。复方丹参有效成分复
杂,各成分溶解度差异较大,但多呈弱酸性,因此加
入适量的碳酸氢钠制备泡腾性渗透泵片[3](efer
vescentosmoticpumptablet,EOPT),可使各有效成
分以相同的释放规律释放。本研究成功制得复方丹
参泡腾性渗透泵片,考察了其体外释药特性,并探明
了EOPT的释药机制。
1 材料
ZRS8G智能溶出试验仪(天津大学无线电
厂);HP1100型高效液相色谱仪(美国Agilent);LC
10A高效液相色谱仪(日本岛津);GC122型气相色
谱仪(上海分析仪器总厂);电子天平(德国赛多利
斯);TDP单冲压片机(上海天河制药机械厂);
BY300A小型包衣机(上海市黄海药检仪器厂);小
型片剂硬度测定仪(上海黄埔分析仪器厂)。
丹参水溶性提取物(watersolubleextractiveof
Danshen,WSED,丹参素含量25%)(西安鸿生生物
技术公司),三七总皂苷(Panxanotoginsengsapo
nins,PNS,含量 98%)(云南白药集团股份有限公
司),冰片(成都同仁堂大药房);丹参素钠、原儿茶
醛、人参皂苷 Rg1,Rb1,三七皂苷 R1和冰片对照品
(中国生物制品检定所,批号分别为 110855
200405,110810200506,110703200425,110704
200420,110745200415,110743200504),复方丹参
混合药粉 (mixedpowderofcompoundDanshen,
MPCD,WSEDPNS冰片,10∶5∶3);硬脂酸镁(邵阳
市天堂助剂化工有限公司);醋酸纤维素(CA,美国
伊士曼)、羧甲基纤维素(HPMCK100,上海卡乐康
包衣技术有限公司);其余试剂均为分析纯,水均为
去离子水。
2 方法与结果
2.1 EOPT的制备
将氯化钠、甘露醇、HPMC和碳酸氢钠分别过
100目筛,按一定比例混匀后于80℃恒温烘箱中烘
2h后与复方丹参药粉混匀,用直径为6mm的浅弧
冲压片,调节上冲,控制片芯硬度为(25±05)kg。
将片芯置于10cm玻璃包衣锅内,采用滚转包衣法
包醋酸纤维素控释层。
2.2 体外分析方法的建立
2.2.1 丹参素、原儿茶醛体外HPLC测定方法的建
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立 DiamonsilC18色谱柱(46mm×150mm,5
μm);检测波长281nm;流动相甲醇02mol·L-1
醋酸氨(12∶88);柱温30℃;流速10mL·min-1;
进样量10μL。
DS标准曲线 Y=38711C-42488,r=
09992,线性范围312~520mg·L-1。PA标准
曲线Y=21012C-36834,r=09997,线性范围
156~1040mg·L-1。
2.2.2 人参皂苷 Rg1,Rb1和三七皂苷 R1的体外
HPLC测定方法的建立 DiamonsilC18色谱柱(46
mm×150mm,5μm);检测波长203nm;流动相采
用梯度洗脱法测定[56],0~13min,水乙腈(73∶
27),13~19min,水乙腈(60∶40);流速10mL·
min-1;柱温30℃;进样量10μL。
GSRg1标准曲线Y=14958C+226,r=09997,
线性范围1128~11280mg·L-1;GSRb1标准曲线
Y=9945C+1227,r=09993,线性范围 1063~
10630mg·L-1;NSR1标准曲线Y=7770C+1445,
r=09991,线性范围576~5760mg·L-1。
2.2.3 冰片体外GC测定方法的建立[78] PEG20
M,02mm×25m弹性石英毛细管柱,柱温140℃;
气化室温度 210℃;检测器 FID;流动相压力氮气
004MPa,氢气012MPa,空气016MPa。进样量
1μL。标准曲线Y=00773C+0413,r=09990,
线性范围1033~20066mg·L-1。
2.3 释放度测定
按《中国药典》2005年版释放度测定法(附录XD
第一法),采用溶出度测定法第二法(附录 XC第二
法)的装置,以经过脱气处理的去离子水200mL为释
放介质,转速100r·min-1,温度为(37±05)℃。分
别在1,2,4,6,8,10,12h取样5mL并及时补加同体
积同温介质,样品经08μm的微孔滤膜过滤,吸取续
滤液进样,以样品的实际含量为100%,计算累积释放
率D(%)(每批样品至少测定3片)。
D=
[Cn×200+(∑
n-1
i=1
Ci)×n]
M×1000 ×100%
  Cn为第n次取样时释放介质中样品的质量浓
度(mg·L-1);∑
n-1
i=1
Ci为从0到第 n-1次取样时释
放介质中样品质量浓度之和(mg·L-1);M为样品
中有效成分含量。
2.4 EOPT片芯及包衣膜处方筛选
采用单因素法对片芯渗透压促进剂的种类和用
量、阻滞剂的种类及用量,碳酸氢钠的用量,包衣膜
致孔剂的种类和用量进行了筛选,确定片芯及包衣
膜处方见表1。
表1 片芯及包衣膜处方
片芯处方
原辅料 比例/%
包衣膜处方
原辅料 比例/%
MPCD 667 CA 741
NaCl 125 PEG400 185
Mannitol 83 DEP 74
HPMCK100 20    
NaHCO3 20    
MCC 75    
MgSt 10    
2.5 EOPT中有效成分的体外释药特性
试验测定了 EOPT中 DS,PA,GSRg1,Rb1,NS
R1和冰片在去离子水中的释放度,以上6种活性成
分占复方丹参药物量的60%以上,能够代表复方丹
参药物的释放规律,结果见图1。
●.DS;▲.PA;◆.GSRg1;
■.GSRb1;×.NSR1;.Borneol。
图1 EOPT中丹参素、原儿茶醛、人参皂苷Rg1、
Rb1、三七皂苷R1的体外释放规律
  以DS的释放曲线为参比,采用相似因子法[4]
计算EOPT中PA,GSRg1,GSRb1,NSR1,和冰片
各药物释放规律的相似性,结果见表2。由结果可
以看出,PA,GSRg1,GSRb1,NSR1与 DS释放曲
线相似,而冰片与DS释放曲线的相似性较差。
表2 EOPT中不同有效成分释放曲线的f2值
有效成分 f2
PA 534
GSRg1 774
GSRb1 654
NSR1 592
冰片 339
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2.6 EOPT中药物释放机制研究
通常所说的渗透泵给药系统是指以渗透压为驱
动力的系统,通过系统中水溶性固体物质或盐产生
的高渗压将药物泵出[5],其释药过程包括水分经控
释衣膜进入片芯,片芯内容物的水化和药物释放3
个过程。当半透膜内存在渗透压活性物质,药物尚
未完全溶解处于过饱和态时,释放速率保持恒定,可
用公式1表示[6]:
dm/di=(A/h)Lp(δΔπ-Δρ)·C (1)
  dm/dt代表速率,A和 h分别代表包衣膜的面
积和厚度,Lp代表机械渗透系数,δ代表反射系数,
Δπ和Δρ分别代表膜内外的渗透压差,C为药物在
介质中的浓度。
当EOPT的渗透压远大于膜外渗透压时,方程1
中,Δπ-Δρ可被 Δπ代替,Lpδ为常数,用 K代替,
方程1可简化为方程2:
dM/dt=(A/h)KΔπ·C (2)
  对于EOPT,Δπ由3种渗透压组成,包括氯化钠、
甘露醇等渗透压活性物质形成的饱和溶液渗透压Δs,
药物和碳酸氢钠反应产生的二氧化碳形成的气压Δg,
以及阻滞剂形成的膨胀压Δp,方程2可改写成方程3:
dm/dt=(A/h)K(Δs+Δg+Δp)·C (3)
  在方程3中,如果Δg,Δp等于0,方程3等同于
方程2,适用于溶解度较大的水溶性药物,因此,可
以通过调整3类物质的比例,得到处于相对稳定状
态的总压,从而制得适用于不同溶解性能的药物或
药物有效部位的释放可控的渗透泵片。
2.6.1 溶出介质渗透压对 EOPT中药物释放的影
响 对于渗透泵系统,药物从系统中的释放主要受
到系统内部渗透推动剂溶解产生的渗透压驱动,因
此考察EOPT在不同渗透压介质中的释放曲线对考
察样品释药机制具有一定意义。
按照2.4项下确定的优化处方和工艺制备
EOPT,以去离子水为释放介质,以氯化钠调节溶出
介质的渗透压,按照释放度测定法测定样品在去离
子水(0kPa)、渗透压12362,22697,45394kPa
溶出介质中的药物释放度,结果见图2。
EOPT中丹参素的释放速率及12h累积释放度
随释放介质渗透压的增大而减小,但均表现出明显
零级释药的特征。由于渗透泵片系统中药物释放的
驱动力是系统内外的渗透压差,渗透压差越小,药物
释放越慢。
  
渗透压 ●.0kPa;■.12362kPa;
◆.22697kPa;▲.45394kPa。
图2 EOPT中丹参素在不同渗透压溶液中的释放曲线
2.6.2 溶出过程中 EOPT中渗透压的变化 按照
2.4项下确定的优化处方和工艺制备EOPT,以去离子
水为溶出介质,分别在溶出的第2,6,8,10,12h时取
出包衣片,切开包衣膜,用微升注射器吸取10μL包
衣膜内液体,用去离子水稀释10倍后用渗透压摩尔
浓度测定仪测定其渗透压,乘以稀释倍数即得到各时
间点EOPT内部的渗透压值。DS的溶出曲线及各取
样时间点时系统内部渗透压值如图3所示(n=3)。
●.片芯渗透压用;▲.丹参素释放度。
图3 丹参素释放曲线及片芯渗透压变化曲线
溶出过程中系统内部渗透压不断降低,随着药
物的释放,渗透压由最初的 123616kPa降低至
22798kPa,因此膜内外渗透压差是 EOPT药物释
放的推动力。
2.6.3 溶出过程中EOPT包衣膜的结构变化 图4
(A)是EOPT横截面的 SEM照片,可以清晰的看见
片芯和CA控释膜两层。EOPT释放前后的 SEM照
片,药物释放以前,控释膜光滑致密,药物释放以后,
可以清晰的看出,包衣膜上除了由致孔剂形成的孔
道,还有一些传统渗透泵片释放后不具有的微小裂
缝,可能是由碳酸氢钠与酸性药物产生的二氧化碳
和HPMC膨胀造成的(图4)。
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A横截面;B释放前;C释放后。
图4 EOPT横截面及释放前后SEM图
3 讨论
复方丹参EOPT属于单层渗透泵片,碳酸氢钠
作为其中一种渗透压活性物质,与酸性药物反应后
使其成盐,极大提高了药物的溶解度,产生的气体使
得渗透压急剧增大,造成药物突释。以 HPMC为阻
滞剂可以避免突释,使药物的释放以零级速率恒速
释放,这是因为 HPMC有个较长时间的溶蚀过程,
延长了渗透压活性物质形成饱和溶液的时间。因
此,渗透压机制为EOPT药物释放的驱动力,由3种
渗透压组成,包括氯化钠、甘露醇等渗透压活性物质
形成的饱和溶液渗透压,药物和碳酸氢钠反应产生
的二氧化碳形成的气压,以及阻滞剂形成的膨胀压。
[参考文献]
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Studyonpreparationandreleasemechanismof
efervescentosmoticpumptabletofcompoundDanshen
XUELi′an1,LIYuanbo1,GUODandan2,YINJianhua1,LIUYanchun1,HOUShixiang3
(1.HairongYangtzeRiverPharmaceuticalGroupofSichuanPharmaceuticalCo.Ltd.,Dujiangyan611830,China;
2.KelunPharmaceuticalCo.Ltd,Chengdu610041,China;
3.WestChinaSchoolofPharmacy,SichuanUniversity,Chengdu610041,China)
[Abstract] Objective:Toprepareefervescentosmoticpumptablet(EOPTs)accordingtotherhythmofcoronaryheartdisease
basedoneficacymaterialandthemechanismofcompoundDanshenandtostudythemechanismofdrugreleasedofthattablets.Meth
od:SincecompoundDanshenconsistofcompoundswithpolyphenolicgroupsorcarboxylgroups,suchasphenolicacids,flavonoids,
andtriterpenoidsthattheywereacidic.EOPTswerepreparedfromtabletcoreswhichcontainingNaHCO3asefervescent,NaCland
manitolasosmoticagents,HPMCasretardingagentscoatingwithCAmembrane.Andstudythemechanismofdrugreleasedaccording
tothechangeoftabletosmoticpressure.Result:Theresultsofinvitroexperimentsshowedthatnodiferencewasobservedamongthe
profilesofDanshensu,protocatechuicaldehyde,ginsenosideRg1,Rb1,notoginsenosideR1releaseEOPTs.Thedrugwascompletely
releasedfromthedevicewithazeroorderreleaserateover12h.Conclusion:EOPTsareSuccessfulyobtainedEOPTwhichthedrug
isreleasedfromthedeviceover12handthereleasemechanismofEOPTsisexplained.
[Keywords] compounddanshen;efervescentosmoticpumptablets;preparation;releasemechanism
[责任编辑 周 驰]
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