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Preparation and in vitro evaluation of gastroretentive dosage form containing puerarin-HP-β-CD inclusion complex

含葛根素-羟丙基-β-环糊精包合物胃滞留制剂的制备与体外评价



全 文 :含葛根素羟丙基β环糊精包合物胃滞留
制剂的制备与体外评价
崔京浩,钱 颖,缪文俊,夏 奇
(苏州大学 药学院,江苏 苏州 215123)
[摘要] 目的:制备含葛根素羟丙基β环糊精(HPβCD)包合物的漂浮型胃滞留制剂及其体外药剂学特征
评价。方法:冷冻干燥法制备葛根素的HPβCD包合物。分别以葛根素和包合物为内容物制备海藻酸钙微丸,考
察甲基纤维素、硬脂酸镁和壳聚糖对微丸漂浮百分率及释放度的影响。结果:红外光谱图和X射线粉末衍射图显
示葛根素与HPβCD形成了包合物。硬脂酸镁对其微丸的漂浮百分率影响大,当含量为2%时漂浮效果最佳。葛
根素被包合后,溶解度增加约656倍,微丸中药物的释放速度和累计释放百分率均得到明显改善,但存在突释现
象。将葛根素包合物与葛根素按照1∶1的比例混合,经分散机处理后的微丸具有明显的缓释特征。结论:葛根素
HPβCD包合物提高了药物的溶解度和释放度,胃滞留微丸具有满意的漂浮性能和缓释性能。
[关键词] 葛根素;羟丙基β环糊精;海藻酸微丸;硬脂酸镁;胃滞留
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)16196004
[收稿日期] 20080123
[基金项目] 苏州大学医学发展基金(EE132711)
[通讯作者] 崔京浩,Tel:(0512)65881280,Email:jhcui@suda.
edu.cn
  葛根素(puerarin)由豆科植物野葛 Puerarialo
bata(wild)ohwi.或干葛藤 P.thomsoniBenth的干
燥块根提取分离得到的8βD葡萄吡喃糖4′,7二
羟基异黄酮,具有扩张冠脉血管、改善心功能损害、
降低血压、扩张脑血管和促进脑循环、改善外周微循
环障碍等药理作用[1],临床上用于治疗和预防冠心
病、心绞痛、心肌梗塞、心率失常、高血压、急性脑供
血不足等多种心脑血管疾病。由于葛根素溶解度仅
为0011mol·L-1,且具有一定的吸收部位特异性,
Beagle犬口服愈风宁心片后葛根素的绝对生物利用
度为703%[23]。随着微粉化[4]、固体分散体[5]、β
环糊精包合物[6]、磷脂复合物[7]及微乳[8]等技术在
葛根素生物利用度改善方面的应用,葛根素颗粒
剂、滴丸、软胶囊剂和眼用凝胶等制剂近期也得到了
国家食品药品监督管理局的临床研究许可。口服后
葛根素的吸收半衰期[t1/2α=(0493±038)h,吸
收快]和消除半衰期[t1/2β=(1069±027)h]均较
短[7],且给药剂量的357%在24h内以原形药物通
过粪便排泄(消化道内的代谢率低)[9],显示具有一
定的上消化道吸收可能性。
本实验以改善葛根素的口服生物利用度为目
的,制备了葛根素羟丙基β环糊精(HPβCD)包合
物。以低密度硬脂酸镁为起漂剂,生物黏附性壳聚
糖修饰海藻酸钙微丸表面,获得了漂浮型胃滞留制
剂。通过人工胃液中的漂浮性能与释放度评价,进
行了初步的制剂处方筛选。
1 仪器与试药
傅立叶变换红外光谱仪(ProStarLC240,美国
瓦里安公司),X射线衍射仪(X′PERTPROMPD,荷
兰帕纳科公司),分散机(T18ULTRATURRAX,广
州仪科实验室技术有限公司),溶出度测试仪(RC-
6,天津市光学仪器厂),UV-2401PC(日本岛津株
式会社),真空冷冻干燥机(LG-5,上海市离心机械
研究所),电子天平(JA2003N,上海精密科学仪器有
限公司),超声波清洗器(KQ-100B型,昆山市超声
仪器有限公司),旋转蒸发器(RE-85Z,巩义市英峪
予华蒸发器厂)。
葛根素(相对分子质量41627,HPLC测定纯
度99%,批号20060720)自上海康九化工有限公司
购买。壳聚糖(chitosan,脱乙酰度≥900%,批号
20061204)、甲基纤维素(methylcelulose,M450)、
硬脂酸镁(MgSt)、海藻酸钠(NaAlg,黏度≥002
Pa.s,10g·L-1,20℃,批号F20060424)、无水乙醇
和无水氯化钙等试剂均购自国药集团化学试剂有限
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公司。羟丙基β环糊精(HPβCD,相对分子质量
1460,批号20060615)购自安徽山河药用辅料有限
公司。其他试剂均为分析纯。
2 方法与结果
2.1 包合物的制备
称取与HPβCD等摩尔比的葛根素粉末溶解
于9mL无水乙醇(23%),缓慢滴入10mL的 HP
βCD水溶液中(77%),于 50℃水浴磁力搅拌
(600r·min-1,5h),旋转蒸发仪挥发乙醇,冷冻干
燥即得葛根素HPβCD包合物固体粉末。
2.2 葛根素的含量测定
2.2.1 检测波长的选择 称取葛根素适量,去离子
水溶解并稀释至刻度,在200~400nm进行扫描。
结果显示,葛根素在250nm附近有最大吸收。
2.2.2 标准曲线的绘制 精密称取干燥至恒重的
葛根素对照品254mg,置于100mL量瓶,以去离
子水溶解并稀释至刻度,摇匀得0254g·L-1储备
液。分别精密吸取储备液 02,10,20,30,40,
50mL,置10mL量瓶,去离子水稀释至刻度。以
去离子水为空白对照,在250nm波长处测定系列标
准样品的吸光度。以吸光度(A)对药物质量浓度
(C)进行线性回归,得标准曲线 C=131415A-
00622,r=09999。表明在所测浓度范围内葛根
素的浓度与吸光度呈良好的线性关系。
2.2.3 包合物中葛根素含量的测定 精密称取适
量包合物,置于100mL的量瓶中,去离子水稀释至
刻度。以去离子水为空白对照,在250nm处测定吸
光度,代入标准曲线方程计算药物含量。结果,包
合物中葛根素含量为(137±04)%,其包合率为
(6144±113)%。
2.2.4 增溶倍数的测定 称取适量的葛根素分散
于50mL去离子水,在室温条件下振荡。于不同时
间点吸取上清液适量(至浓度不发生变化),用045
μm的微孔滤膜过滤,续滤液或经稀释后于250nm
长处测定吸光度,根据标准曲线发成计算葛根素的
饱和浓度。结果表明,葛根素在25℃条件下的溶解
度为45g·L-1。
将2.1制备葛根素HPβCD包合物置于试管
中,加入10mL去离子水,在室温(25℃)超声处理
20min,上清液用045μm的微孔滤膜过滤。取续
滤液05mL稀释后测定吸光度,并根据标准曲线计
算得葛根素包合物的溶解度约为2954g·L-1。
2.3 包合物的鉴定
2.3.1 红外光谱法 将适量葛根素,HPβCD,葛
根素HPβCD物理混合物及包合物分别进行 KBr
压片,进行FTIR分析。测定条件:扫描范围4000~
400cm-1,背景扫描16次,样品扫描16次,分辨率4
cm-1。根据图谱中各物质功能性基团红外波长的
迁移或消失来确定包合物的形成,结果见图1。葛
根素在16337,15154和12749cm-1处分别有
C=O基的伸缩振动、芳烃C=C键的伸缩振动和C
O键的伸缩振动强吸收峰,HPβCD分别在34062
和29299cm-1处可见游离OHs和缔合OHs的振
动吸收峰。物理混合物的 FTIR图谱叠加了衰减的
葛根素特征峰和HPβCD特征峰,表明混合物仍具
有葛根素和HPβCD的特征。包合物 FTIR图谱可
见葛根素的特征吸收峰的部分位移和明显降低,表
明葛根素与HPβCD形成包合物。
a.葛根素;b.HPβCD;c.物理混合物;d.包合物
图1 样品的FTIR光谱
2.3.2 X射线粉末衍射法 测试条件:铜靶(50
kV,100mV),波长154056?,扫描范围5~60°,扫
描速度4°·min-1。结果见图2。葛根素粉末衍射
图谱有多个特异性结晶峰产生;HPβCD的 X射线
粉末衍射图无明显的结晶峰产生,说明为无定型粉
末;葛根素和 HPβCD的物理混合物,峰形为2种
物质的叠加,仍见葛根素的特征结晶峰,表明二者仅
为物理混合。葛根素HPβCD包合物的 X射线粉
末衍射图显示结晶峰全部消失,表明 HPβCD与葛
根素发生了主客分子的包合作用。
2.4 胃漂浮型微丸的制备
将1g海藻酸钠加至50mL去离子水,磁力搅
拌至溶解,加入处方量甲基纤维素搅拌并溶解。取
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a.药物;b.HPβCD;c.物理混合物;d.包合物
图2 葛根素与包合物的X射线粉末衍射图
05g葛根素或葛根素HPβCD包合物(含葛根素
05g)和处方量的硬脂酸镁,加至上述溶液,强力搅
拌至均匀混合。
将上述混悬液经恒流泵通过自制喷嘴恒速滴入
02mol·L-1CaCl2溶液中,缓慢磁力搅拌约 20
min,得固化微丸。将微丸转移至不同浓度的壳聚糖
醋酸溶液中,继续搅拌约30min后,取出微丸,去离
子水充分洗涤,于40℃烘箱干燥约8h,干燥器保
存,备用。制备胃漂浮型微丸的处方及葛根素载药
量测定结果如表1所示。另外,由于胃漂浮型微丸
的体外释放试验出现明显的突释效应,故采用葛根
素包合物与葛根素原料药物(1∶1)比例混合物加至
海藻酸溶液及分散机(15000r·min-1,3min)混匀
的方法对处方及制备过程进行了改良(处方8)。
表1 葛根素及其HPβCD包合物微丸的
载药量漂浮性能 (n≥6)
No.
处方因素/%
甲基纤维素 硬脂酸镁 壳聚糖
载药量
/%
漂浮率
/%
1 05 1 02 409 717±75
2 05 2 02 226 100
3 05 5 02 未测定 933±82
4 00 2 02 357 883±41
5 10 2 02 未测定 367±201
6 05 2 00 242 950±55
7 05 2 04 285 933±52
81) 05 2 02 593 100
  注:1)葛根素包合物葛根素(1∶1),分散机15000r·min-1×3
min混匀
2.5 胃漂浮型微丸的体外评价
2.5.1 人工胃液中的微丸漂浮百分率 将2.4制
备的微丸10粒(重复3次)置于盛有10mL01mol
·L-1HCl(pH12)人工胃液的试管,恒温振荡,观
察漂浮状态,记录起漂时间和8h后的漂浮百分率。
结果如表1所示,微丸的漂浮率随着硬脂酸镁的用
量增加而上升,但是用量达到5%时,漂浮百分率反
而下降。这可能由于硬脂酸镁的用量过大,导致混
合不均匀和疏水性大,所制备的微丸外观大小不均
匀和形态不规则有关。微丸表面的壳聚糖处理对其
漂浮性能影响不大。
2.5.2 葛根素HPβCD包合物胃漂浮微丸的体外
释放 按照药典2005年版二部溶出度测定法第二法
(附录XC)测定。取微丸150mg,分别置于溶出杯
中,以900mL01mol·L-1HCl(pH12)为溶出介
质,环境温度为37℃,转速为100r·min-1,于预定
时间点取样3mL,随即补加等量相应新鲜介质。样
品经045μm微孔滤膜过滤后,按照2.2.2绘制标
准曲线计算葛根素浓度,求得累计释放率(n>6),
结果见图 3。与葛根素微丸比较,含葛根素HPβ
CD包合物微丸中的药物体外释放迅速,8h累计释
放率也得到明显改善,但是出现了明显的突释现象,
即30min累计释放量接近60% ~80%。这可能与
葛根素包合物在微丸浅表部位分布过多有关。微丸
的表面经不同浓度壳聚糖处理后,可使葛根素释放
速度降低,但是累计释放率也出现下降的趋势;亲水
性高分子甲基纤维素对葛根素体外释放影响不明
显。将葛根素包合物与葛根素混合(1∶1)后加至海
藻酸钠溶液,经高速分散机匀质处理,所得胃漂浮型
微丸不仅具有缓释特征,且其累积释放率也有很大
提高(Q8h=87%)。
图3 含葛根素HPβCD包合物漂浮型微丸的
体外释放曲线
3 讨论
为了提高难溶性药物葛根素口服后的生物利用
度,改善溶解度的方法很多。由于 HPβCD具有溶
解性能更好、易于包合和毒性较低的特点,作者采用
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冷冻干燥法制备了葛根素HPβCD包合物,使其溶
解度增加656倍。FTIR分析和X射线粉末衍射图
谱结果显示葛根素与HPβCD形成了包合物。
海藻酸钙的溶解具有pH依赖性,在低pH条件
下的发生溶胀呈凝胶状态。凝胶微丸中药物的缓释
机理主要为扩散抑制过程。本实验利用硬脂酸镁相
对密度小和疏水性大的特点,制备了新型漂浮型的胃
滞留制剂。体外试验结果表明,该制剂具有很好漂浮
性能。壳聚糖为带正电荷的具有较强生物黏附性的
多聚糖类高分子,本实验拟通过修饰海藻酸凝胶微丸
表面,达到提高胃滞留性和调整释放速度的目的。初
步实验结果,04%壳聚糖对微丸中药物的释放具有
一定的迟滞效应,但是累积释放率也下降。
采用包合物与原料药物混合使用及分散机高速
混匀的方法,实现了适当降低药物的溶解度和提高
药物混合均匀度目的。结果表明,制剂中药物的释
放具有缓释特征,人工胃液中 8h累积释放率为
87%,药物的突释现象也基本消失。壳聚糖的生物
黏附性对微丸胃滞留性的影响有待于研究。
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Preparationandinvitroevaluationofgastroretentivedosageform
containingpuerarinHPβCDinclusioncomplex
CUIJinghao,QIANYing,MIAOWenjun,XIAQi
(ColegeofPharmacy,SoochowUniversity,Suzhou215123,China)
[Abstract] Objective:Toprepareanovelfloatingmicropeletscontaininghydroxypropylβoyclodextrin(puerarinHPβCD)
forgastroretentivedosageformandevaluateitspharmaceuticalcharacteristicsinvitro.Method:ThepuerarinHPβcyclodextrininclu
sioncomplexwaspreparedbyfreezedryingmethod.PuerarinanditsHPβCDinclusioncomplexwereincorporatedintoalginate
beads,respectively.Theefectofmethylcelulose(MC),MgStearateandchitosanonbuoyancyandcumulativereleaserateofpuerar
inwereinvestigatedinsimulatedgastricfluid.Result:ThespectrumsofFTIRandprofilesofXraypowderdifractionofsamples
provedtheformationofinclusioncomplexbetweenpuerarinandHPβCD.Magnesiumstearatehadasignificantefectonthebuoyancy
ofmicropelets,andsatisfiedresultsweregainedbythecontentwith2%.Thesolubilityofpuerarinwasincreased656foldbythefor
mationofinclusioncomplex,thedissolutionrateandcumulativereleasepercentagealsoimprovedsignificantlyalthoughwiththeburst
releasephenomena.ThemicropeletsshowedsustainedreleasepropertiesbyusingpuerarinHPβCDinclusioncomplexmixedwithpu
erarin(1∶1)andtreatedthoroughlyunderhomogenizer.Conclusion:Thesolubilityandreleaserateofpuerarinareincreasedbythe
formationofinclusioncomplexwithHPβCDanditsgastroretentivedosageformsdisplayedsatisfiedfloatingandsustainedreleasechar
acteristics.
[Keywords] puerarin;HPβCD;alginatemicropelet;magnesiumstearate;gastroretentive
[责任编辑 鲍 雷]
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