摘要

本研究的目的是开发一种利用多孔硅酸钙和海藻酸钠的多粒子漂浮给药系统，用于雷诺嗪的定点释药。雷诺嗪是一种抗心绞痛药物，口服后具有广泛且高度可变的肝脏首过代谢，全身生物利用率为76%，相对较短的血浆半衰期为2.5±0.5小时，因此需要为其开发缓释制剂。将药物吸附在花药上，通过快速溶剂蒸发制备载药微球，并进一步采用变力凝胶法制备海藻酸钙微球²的阶乘设计。对开发的配方进行了产量、包封效率、图像分析、表面形貌、机械强度、表观密度、浮力研究和溶解研究。所研制的制剂在酸性介质中呈瞬时浮动，药物释放非常缓慢。多孔载体的数量和海藻酸钠溶液的浓度对微球的性能有显著影响。通过改变配方中这两种成分的含量，微珠的漂浮时间可控制在6.30 h^®而药物在模拟肠道环境中的初始释放主要受海藻酸钠浓度的控制。

关键字

倒载体;藻酸钙珠子;多颗粒悬浮给药

介绍

针对不同部位、不同时间的口服给药是近年来药剂学研究的热点之一。胃滞留给药系统是一种延长胃滞留时间，从而靶向药物在上消化道的定点释放的方法。漂浮给药系统(FDDS)和生物黏附给药是目前广泛应用的治疗胃潴留的技术[1,2]，后者局限于局部药物浓度高，可能导致刺激或溃疡。

低密度多孔载体已被研究人员用于制备FDDS[3,4]。多孔载体是具有开孔或闭孔结构的低密度固体，为载药提供了大的暴露表面积。它们的疏水性不同，从完全亲水性的载体，可以立即分散或溶解在水中，到完全疏水性的载体，可以在水中漂浮数小时。多孔载体由于其广泛的用途，在药物中有多种用途;其中包括新型药物输送系统的开发如浮动药物输送系统，持续药物输送系统;提高难溶性药物的溶解度;酶固定化等[5,6]。药物开发的多孔载体的例子包括多孔二氧化硅(Sylysia)^®)、聚丙烯泡沫粉(Accurel^®)、多孔硅酸钙(Florite^®)、镁铝硅酸盐(纽斯林^®)、多孔陶瓷等。Florite再保险^®(FLR)为多孔硅酸钙[2CaO·3SiO2·mSiO]₂·nH₂O (1

雷诺拉嗪是一种抗心绞痛药物，于2006年获得美国FDA批准。作为缓释片上市(雷尼莎500 mg/1克)。雷诺拉嗪在肝脏中广泛代谢，吸收变化很大。雷诺拉嗪的表观终端半衰期为7小时。雷诺拉嗪在胃中pH较低(pH 1.2 - 3)时具有较高的溶解度(在0.1 N HCl中溶解度为42.08 mg/ml)。雷诺拉嗪的高酸溶性使得药物吸收和清除迅速，导致血浆中雷诺拉嗪浓度的大而不良的波动和作用时间较短。因此，需要经常口服给予足够的治疗[10-13]。

本研究的目的是开发一种多孔硅酸钙(Florite RE .)多颗粒悬浮给药系统^®)和海藻酸钠为雷诺拉嗪的定点释药。采用快速溶剂蒸发法将药物吸附在floite (FLR)上制备载药微球，并利用3²的阶乘设计。对开发的配方进行了产量、包封效率、图像分析、表面形貌、机械强度、表观密度、浮力研究和溶解研究。

材料和方法

材料

Ranolazine和海藻酸钠由印度Zuventus医疗保健有限公司生产。Florite再保险^®(FLR)是德山株式会社(日本山口)赠送的。所有其他化学物质都是分析级的。

浮珠的制备

将称量准确的雷诺拉嗪(375 mg)溶于甲醇中，置于250ml圆底烧瓶中，摇匀后将FLR (187.5 mg)分散;随后甲醇在真空旋转蒸发器下蒸发。采用离子致凝胶法制备空白微球和载药微球。将药物吸附的FLR粉末(1:1 .5比例)加入25 ml海藻酸溶液中搅拌，使其分散均匀。将获得的分散体通过18G (1.2 mm直径)的针滴(4ml /min)挤压到10%的氯化钙溶液中，得到凝胶珠，在搅拌下在氯化钙溶液中保留30分钟。经过滤后，于37℃±5室温下干燥24 h²采用析因设计研究海藻酸钠和氯化钙对载药微珠[14]特性的影响。

析因设计

以3²析因设计。FLR (X₁)用于吸附雷诺拉嗪和海藻酸钠(X₂)作为两个自变量。从对每个变量的初步研究中选择了三个水平，并使用不同水平的变量制备了9个可能的批次₀,β₁,β₂,β₁₂)与各因素的作用及相互作用有关。

Y =β₀+β₁X₁+β₂X₂+β₁₁X₂₁+β₂₂X₂₂+β₁₂X₁X₂（1)

在β₀9个批次的算术平均反应是β吗₁和β₂因子X的系数₁和X₂和β₁₂X的相互作用系数₁和X₂．(X的交互₁X₂)显示当两个或两个以上因素同时发生变化时，因变量是如何变化的。

载药小珠的特征

药物含量和包封效率

将称量准确的珠子溶解在100毫升0.1 N HCl中，通过膜过滤器(0.45µ)过滤。滤液稀释后用271 nm分光光度计(日本JASCO V500)测定。

捕集效率的计算公式为:

$ $ {\ rm{截留效率=}}{{{rm \{实际药物含量珠}}}\ / {{\ rm{理论药物含量珠}}}}{\ rm {X 100 }}...........{\ rm {(2)}} $ $

表面形貌

载药微珠的外部形态通过扫描电子显微镜(Stereoscan S120, Cambridge, UK)测定。样品安装在双面胶带上，并用溅射涂层装置(VG-Microtech, Uckfield, East Sussex, UK)涂上薄薄的金钯层，并在500X下分析表面形貌。用立体显微镜(日本奥林巴斯BH-2型)测定小球的平均直径和不同形状因子，如循环因子和圆度。

机械强度

用压汞传感器[14]法测定了每批样品中5颗微珠的抗压强度。

珠子的浮力

确定浮动时间,珠子(20)被浸泡在900毫升0.1 N USP II型的盐酸溶解装置(Elecrtrolab、孟买印度)下的8小时搅拌(100 rpm)为37.5±0.5°c,在选定的时间间隔,搅拌停下来了珠子的数量是2分钟。

差示扫描量热法

使用装有内部冷却器的梅特勒-托莱多DSC 821e(瑞士)仪器，获得雷诺拉嗪、安慰剂床和载药小球的差示扫描量热图。采用铟标准对仪器进行DSC温度和焓值的标定。样品密封在穿孔铝锅中，在0-200°C的温度范围内以10°C/min的恒定速率加热。用氮气以100 ml/ min的速率净化系统，以保持惰性气氛。

粉末x射线衍射

用x射线衍射仪(PW 1729, Philips, Netherlands)研究了纯雷诺拉嗪、空白和载药微珠的结晶性能。用单色Cu Kα辐射(1.542 Ǻ)辐照样品，在2θ下5°~ 50°进行分析。使用的电压为30 kV，电流为30 mA。量程和航速均为2 × 10^3.CPS和10毫米/度2θ分别。

红外光谱法

采用Jasco V5300傅里叶变换红外光谱(FTIR) (Jasco，东京，日本)对药物、FLR、海藻酸钠和载药微球样品进行红外光谱分析。用样品和KBr按~1:10的比例混合，在KBr压力机(Spectra Lab, Mumbai, India)上制备微球。谱记录在4000 ~ 400 cm−1的波数范围内。

体外药物释放研究

使用USP II型溶出试验仪(Electrolab, Mumbai, India)在0.1 N HCl中进行载药微珠的溶出研究。将相当于100mg药珠的药物放入900 ml溶出介质中，用旋转桨以100 rpm搅拌溶出介质，温度调至37±0.2℃，在选定的时间间隔内取出样品，更换新鲜溶出介质。然后样品通过Whatman滤纸过滤，用271 nm紫外分光光度计(JASCO-V500，日本)分析。

药物含量和包封效率

海藻酸钙微球由于其高度依赖pH值的肿胀和药物释放特性，为大分子和药物提供了一种简单的多颗粒药物传递系统[15,16]。为了限制体积，FLR的最大吸附量为0.6 g，以吸附375 mg雷诺拉嗪。以0.1-2% (w/v)海藻酸钠溶液和1-5% (w/v)氯化钙溶液为交联介质，对微球的制备进行了初步研究。观察到0.5-2% (w/v)的海藻酸钠溶液中含有375 mg/ml的药物吸附FLR，挤压在1% (w/v)的氯化钙溶液中产生具有瞬时漂浮能力的小球。利用上述配方和工艺参数，尝试获得不含FLR的含纯药物的海藻酸盐微球，并生产了可代替球形微球的易碎圆片。另一方面，含有纯FLR的微珠很容易用同样的方法形成。这表明FLR的亲水性使得固体颗粒与海藻酸钠溶液的接触更大，而雷诺拉嗪的疏水性使得药物颗粒与海藻酸钠溶液的接触不最佳。本研究中使用的海藻酸钠溶液浓度也低于研究人员通常用于制备海藻酸钠药物珠的浓度(2%，w/v或以上)[17,18]。不同批次的产量和截留效率的珠子被发现在86.11 - -88.65和68 - 92%,分别为(表1),观察百分比收益率的珠子增加增加FLR的数量和海藻酸钠的浓度可能由于增加粒子在珠子的焊接和封装。

表1:不同批次及其组成(因子水平)、产率和包封效率
* X₁浓度[200 mg (-1)， 400 mg (0)， 600 mg (+1)]
†X₂水平[0.5% (-1)，1% (0)，1.5% (+1)]

微珠的图像分析和形态

所有批次的珠球圆度和循环系数接近1.0(表2)。扫描电子显微镜图像的珠子说明球形薄和不完整的藻酸钙表面层(图1)。也包含更高数量的珠子FLR更球形,光滑而浮出水面微珠中含有较少的FLR(图1)，保持海藻酸盐浓度恒定。这也得到了8批微珠的圆度和循环因子数据的支持，这些微珠的循环因子最低，圆度较高(表2)。FLR含量较低的微珠表面沉积了雷诺拉嗪晶体，这些晶体在含有较高FLR含量的微珠表面非常稀少。不同批次的颗粒大小从2.0 mm到2.6 mm不等。保持其他因素不变,珠子大小被发现在FLR数量增加与增加配方和海藻酸钠的浓度下降但前显示重大影响(图2)也描绘的符号和价值系数(表3)。这种珠大小的增加可能导致由于FLR低密度。

粉末X射线衍射（PXRD）

雷诺嗪的PXRD在~16.2°、21.2°、23.2°和24.5°（2θ）处显示出特征峰。16.2°（2θ）处的峰值用于比较药物与微粒的PXRD模式（图3）。与纯药物相比，在微粒的PXRD模式中观察到峰值强度显著降低，但这种降低与安慰剂微珠的降低没有显著差异。这可能归因于FLR的稀释效应，如DSC研究所示。

差示扫描量热法（DSC）

使用DSC研究药物、安慰剂和载药微球的热性能(图4)。雷诺拉嗪在124.63°C时显示出急剧的熔化吸热(A)。安慰剂珠的差示扫描量热仪(DSC)显示在200°C以下无吸热(C)峰。载药热图(B)显示吸热范围为118.92℃~ 122.05℃(图4)。ranolazine的归一化焓(−170.02 J/g)也较纯药(−61.40 J/g)有所下降。吸热峰的位移和宽度可能与结晶度的部分降低有关。Kinoshita等人将这种现象与药物C=O基团与FLR的sylanol基团之间的氢键联系起来。

红外光谱法

通过傅里叶变换红外光谱研究，确定了纯药物和载药微球重要官能团的特征吸收带。1688.2 cm处的红外光谱^－1(C=O酮拉伸)，1655.8 cm^－1(C=O羧酸拉伸)，1437.8cm^－1（C=C），1335.8厘米^－1(N-H拉伸)，1295.1 cm^－1（C-N拉伸）和1257.5厘米^－1伸展）。图5所示的FTIR光谱表明，雷诺嗪的特征谱带在成功包封后没有改变，其位置没有任何变化，表明药物与FLR和海藻酸钠之间没有化学相互作用。

图1:微珠的SEM照片;A)空白安慰剂珠B)载药珠C)倾倒FLR E)载药倾倒珠(截面)F)不完整的海藻酸钠层。

表2:循环因子，†机械强度，‡漂浮时间§安慰剂试验

图2:平均直径的表面响应图

图3:纯药物(雷诺拉嗪)的xrd分析空白珠和载药珠

图4:A)纯雷诺拉嗪B)载药微珠C)空白安慰剂微珠的DSC热图

机械强度

采用1.0% (w/v)和1.5% (w/v)海藻酸钠溶液制备的微球具有较高的抗压强度(693 ~ 917 g)，这可能是由于随着海藻酸钠浓度的增加，微球的抗压强度增强。在胶囊灌装或正常搬运过程中，特别是在大批量生产时，提高珠粒的机械强度对于避免珠粒断裂和变形是很重要的。系数(β)的值也反映了这一点₂)，见表3。FLR量(β₁和海藻酸盐浓度(β₁₂)在保持海藻酸钠溶液浓度不变的情况下，随着FLR量的增加，海藻酸钠颗粒的压碎强度增加，这可能导致固体颗粒的海藻酸钠结合较弱且不充分（图6）。与含有83.34%FLR的第8批粉末相比，含有纯FLR的颗粒显示出更小的尺寸和更高的机械强度。这表明，微珠的尺寸和机械强度不仅受FLR量的影响，而且还受载于微珠中的粉末的疏水性的影响。药物的疏水性可能不允许固体颗粒和海藻酸钠之间有更强的结合，从而导致更大的粒径和降低的机械强度。不含疏水性成分（药物）的对照批珠子可能与海藻酸钠形成更强的键合，因此产生的珠子更小，机械强度更高。制备纯药物微球的失败也证明了这一点。

浮力的珠子

微珠的浮力直接关系到浮动脉动给药系统的性能，因为微珠的滞后时间等于其浮动时间。所有批次的珠子均观察到瞬时体外漂浮行为，这可能是由于FLR的多孔性质提供的低表观密度所致（表2）。确定浮动时间为浮动参数；浮动时间是所有珠子在介质上浮动的时间。漂浮时间主要由微珠的表观密度控制，而表观密度又受FLR量和海藻酸钠溶液浓度的影响。对于含有较高FLR量和较低海藻酸钠浓度的批次的珠子，漂浮时间大于6小时（表2）。根据Yuasa等人的解释，可以解释微珠的漂浮行为。聚合物在FLR表面的孔隙上形成液体桥，不会完全侵入孔隙，从而导致颗粒内的空气滞留。同样地，在我们的研究中，随着微珠中FLR数量的增加（在相同海藻酸钠浓度下），漂浮时间增加，下沉率降低，这可能是因为微珠中空气滞留孔的数量随着FLR数量的增加而增加。由于对照批次不包括雷诺嗪；一种无孔、密度更高的固体成分，因此，与含药珠相比，对照批珠含有更高比例的FLR，从而降低了对照批的表观密度（图7）。结果表明，在保持海藻酸钠浓度（1%，w/v）不变的情况下，除对照组的表观密度最低，但漂浮时间小于漂浮时间外，随着FLR量的增加，海藻酸钠的表观密度降低，漂浮时间增加。这表明微珠中的疏水成分不仅影响微珠的尺寸和机械强度，而且影响微珠的漂浮行为。雷诺嗪的疏水性可能会限制水介质流入FLR的孔隙，从而延迟水介质截留的空气的清除。

表3:不同响应变量的回归系数†力学强度，‡漂浮时间。#药物释放

图5:A)载药小珠B)纯雷诺拉嗪C) FLR D)海藻酸钠的红外光谱图

图6：机械强度的表面响应图

体外药物释放

相对较少的药物释放在酸性pH下是由于海藻酸珠缺乏崩解和膨胀[18]。药物释放量与FLR量直接相关，与海藻酸钠浓度呈负相关(表3)。随着FLR量的增加和海藻酸钠浓度的降低，药物释放量增加，可能是两个因素的结果;FLR提供了很大的表面积，用于海藻酸盐包覆在珠表面吸附和还原药物，从而增加了表面沉积药物暴露于溶出介质的有效表面积。在0.1盐酸介质中，制剂批次的药物释放量在各自的漂浮时间内从2.2%到26.2%不等。所有批次的微珠在SIF中均表现出快速的崩解和药物释放，这可能与海藻酸盐的pH依赖性溶胀和雷诺拉嗪[19]的溶解度有关。尽管所有批次的药珠释放速度非常快，但药物制剂或一餐的小肠运输时间几乎恒定在3h[19]左右，珠子表现出显著的影响在初始成分的药物释放3小时后(图8)。这标志着海藻酸浓度对初始药物释放的影响3小时可能归因于形成更强和更厚的凝胶形成海藻酸浓度的增加,限制药物扩散穿过珠子。

结论

以低密度多孔硅酸钙为载体，以pH响应交联海藻酸聚合物为载体，研制了一种新型的多颗粒悬浮药物缓释系统。所研制的制剂在酸性介质中呈瞬时浮动，药物释放非常缓慢。多孔载体的数量和海藻酸钠溶液的浓度对微球的性能有显著影响。通过改变配方中这两种成分的含量，微珠的漂浮时间可控制在6.30 h^®而药物在模拟肠道环境中的初始释放主要受海藻酸钠浓度的控制。

图7：漂浮时间的表面响应图。

图8:不同载药海藻酸钙微珠批次的释药情况

确认

非常感谢Sanjay Mehta先生和Samit Mehta先生在研究过程中给予的鼓励和支持。

参考文献

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条信息

文章类型:研究文章

引用:Shinde M, Gunjal P，电荷V, Gurjar M(2015)工艺变量对雷诺嗪多孔硅酸钙胶囊化的影响。药物研究进展1(2):doi http://dx.doi.org/10.16966/ 2470-1009.105

版权:©2015 Shinde M，等。这是一篇开放获取的文章，在知识共享署名许可协议的条款下发布，该协议允许在任何媒体上无限制地使用、发布和复制，前提是注明原作者和来源。

出版的历史:

收到日期:2015年5月26日

接受日期：2015年7月29日

发表日期:2015年8月08