吡罗昔康自微乳化药物传递系统的处方筛选与体外评价
周晓堂,王 晶,王 颖,孙佳轶,聂淑芳,潘卫三
(沈阳药科大学药学院,辽宁沈阳110016)
3
摘要:筛选吡罗昔康自微乳化药物传递系统(SMEDDS)的处方并进行体外评价。考察了吡罗昔康在不同油相和表面活性剂中的溶解度;对不同油相和表面活性剂进行初步配伍研究;通过绘制三元相图研究处方中不同油相、表面活性剂和辅助表面活性剂形成微乳的能力和区域;对制剂粒径及溶出度进行考察。处方选用肉桂醇作为吡罗昔康的溶剂,以LabrafilM1944CS为油相,CremophorEL为表面活性剂,TranscotolP为辅助表面活性剂。所得3个处
(4011±(8119±方乳化后的粒径及分布分别为(3212±510)、614)、1212)nm。制剂溶出速度快。通过处方研究确定
了最优处方,研制了吡罗昔康SMEDDS。关键词:吡罗昔康;自微乳化药物传递系统;三元相图;处方设计;体外评价
中图分类号:R943.4 文献标识码:A 文章编号:0513-4870(2008)04-0415-06
Designandinvitroevaluationofself2microemulsifyingdrug
deliverysystemsforpiroxicam
ZHOUXiao2tang,WANGJing,WANGYing,SUNJia2yi,NIEShu2fang,PANWei2san
(SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity,Shenyang110016,China)
3
Abstract:Self2microemulsifyingdrugdeliverysystems(SMEDDS)weredevelopedtoovercomethe
problemsofdeliveryandadministrationofpiroxicam,adrugwithlowbioavailabilityandgastrointestinalirritation,Theinvitropropertiesofitwereassessed.Thesolubilityofpiroxicaminseveraloilsandsurfactantswasdetermined,andthecompatibilityofvariousoilsandsurfactantswasinvestigated.Ternaryphasediagramswereconstructedtooptimalareaofmicroemulsion,andtheinfluenceofdifferentoilyphases,surfactantsandco2surfactantswasstudied.Thedropletsizeanddissolutionofoptimalformulationweredeterminedtoprovethatthedosageformisausefuldeliverysystemforpiroxicam.IntheoptimizedpiroxicamSMEDDS,cinnamicalcoholwasselectedthatgavethemaximalsolubilitytopiroxicam.LabrafilM1944CS,CremophorELandTranscotolPwereusedasoils,surfactantandco2surfactant,respectively.DropletsizeanddistributionofthreepiroxicamSMEDDSformulationswere(3212±510),(4011±614),(8119±1212)nmindividually.Andthereleasingofpiroxicamwasrapidandcomplete.TheoptimizedSMEDDSforpiroxicamwasobtained.
Keywords:piroxicam;self2microemulsifyingdrugdeliverysystem;ternaryphasediagram;formulationdesign;invitroevaluation
吡罗昔康是20世纪70年代投放市场的一种高效非甾体抗炎镇痛药,具有明显的抗炎、镇痛作用。但由于吡罗昔康溶解度较低,口服吸收缓慢,导致生
收稿日期:2007210218.3
通讯作者 Tel/Fax:86-24-23953241,
E2mail:ppwwss@163.com
物利用度不高,同时该药物具有较明显的胃肠道刺激性,限制了其临床应用。近年来,研究者采用含脂质的制剂来提高难溶性药物的口服生物利用度
。有学者将吡罗昔康制成固体分散体以提高
其溶解度,也有人采用β2CD包合技术制备包合物以增加其溶解度,同时降低药物的刺激性
[3,4]
[1,2]
。
・416・药学学报ActaPharmaceuticaSinica2008,43(4):415-420
自乳化药物传递系统(self2emulsifyingdrugdeliverysystems,SEDDS)是包含油相、表面活性剂和辅助表面活性剂的固体或液体剂型,该系统可以在胃肠道内或在轻微搅拌(37℃)的情况下自发形成水包油型乳剂(粒径≤5μm)。随着乳化剂用量的增多,粒径可进一步减小(粒径≤100nm),此时称为自微乳化药物传递系统(self2microemulsifyingdrugdeliverysystems,SMEDDS)。SEDDS和SMEDDS在提高药物溶解度、生物利用度以及降低胃肠道副作用方面具有很大优势。
为了提高吡罗昔康的口服生物利用度,同时降低胃肠道不良反应。本实验对吡罗昔康SMEDDS进行了处方研究,通过对不同的油相、表面活性剂进行配伍选择实验以及绘制三元相图确定了最优处方,并进行了体外评价。[5,6]
对相图中各点所对应的处方进行自乳化效率考察,主要考察乳化速度和乳化粒径。选用中国药典(2005版)二部附录XC溶出度测定法(第三法)装置,以011mol・LHCl100mL为乳化介质,温度
-1
为(37±015)℃,转速为50r・min,取各处方012mL加入乳化介质中,目测乳化速度和乳化粒径。乳
-1
化效率等级:a:迅速乳化(<1min),澄清或稍泛蓝;b:迅速乳化(<1min),较澄清、蓝白;c:乳化速度一般(<2min),澄清、蓝白或较澄清、亮白牛奶状;d:乳化较慢(>2min),暗、灰白色,略带油状外观;e:乳化困难,有较大油滴。其中a等级和澄清的c等级乳剂的粒径在微米范围内,根据所得的乳化效率绘制三元相图。
不同油相和表面活性剂的初步配伍选择 吡罗昔康在肉桂醇中的溶解度较大,处方中以吡罗昔康肉桂醇溶液作为药物加入形式。在溶解度考察的基础上,选择LabrafilM1944CS、LabrafilM2125CS、Maisine3521、LauroglycolFCC和油酸(oleicacid)作为油相,选择Tween280、Labrasol、CremophorRH40、CremophorEL作为表面活性剂。分别称取油相∶表
材料与方法
仪器 高效液相色谱仪(日本岛津公司);
UV29100紫外可见分光光度计(北京瑞利分析仪器公司);NICOMP2380/ZLS激光粒度仪(美国PSS)。
药品 吡罗昔康原料(开封制药集团有限公司);吡罗昔康片(山西云鹏制药有限公司);吡罗昔康胶囊(广州欧化药业有限公司)LabrafilM1944CS、LabrafilM2125CS、Maisine3521、LauroglycolFCC、Labrasol、TranscotolP(法国Gattefosse公司);CremophorRH40、CremophorEL(德国BASF公司);肉桂醇(cinnamicalcohol,武汉远城科技发展有限公司);其余均为药用辅料。
药物在不同油相和表面活性剂中的溶解度考察 将过量的吡罗昔康置于具塞离心管中,分别加入油相或表面活性剂(包括辅助表面活性剂)
[7～11]
面活性剂为1∶2、1∶1和2∶1的处方,在60℃水浴中充分涡旋混合,得到吡罗昔康混合物。以色泽、乳化时间及乳化粒径等作为指标考察混合物的自乳化效率,实验装置及乳化效率评价标准与“三元相图的绘制”中相同。初步筛选出几种性能优良的油相、表面活性剂供进一步处方优化。
绘制三元相图确定处方中各成分的种类和用量在溶解度考察及初步配伍选择实验基础上确定了几种性能优良的油相、表面活性剂和辅助表面活性剂。按“三元相图的绘制”的方法,绘制表面活性剂-油相-辅助表面活性剂(A-B-C)三元相图,考察处方中不同油相、表面活性剂和辅助表面活性剂形成微乳的能力和区域。绘制以下4个相图:III
A-CremophorRH40C-TranscotolPA-CremophorRH40C-PEG400
IIIA-CremophorEL B-LabrafilM1944CS
C-TranscotolPIV
A-CremophorEL B-LabrafilM2125CSC-TranscotolP
B-LabrafilM1944CSB-LabrafilM1944CS
2mL。将混合物在60℃水浴中涡旋混合,在37℃
水浴中平衡48h,于3000r・min离心10min,上
清液经0145μm微孔滤膜过滤。用甲醇稀释适宜倍数后,HPLC测定吡罗昔康含量。计算吡罗昔康在不同油相和表面活性剂(包括辅助表面活性剂)中的溶解度。选用的HPLC条件:色谱柱:DiamonsilC18(200mm×416mm,5μm);流动相:甲醇2磷酸盐缓冲液[pH710,55∶45(v/v)];检测波长:360nm;柱温:30℃;流速:110mL・min。
三元相图的绘制 三元相图分别以油相、表面活性剂和辅助表面活性剂为顶点,相图中各点代表不同的油相、表面活性剂和辅助表面活性剂比例,在处方中三者的总量一定,只是相对含量变化。分别
-1
-1
各三元相图中药物以吡罗昔康肉桂醇溶液形式加入。根据所得三元相图的乳化区域(与a、b、c
周晓堂等:吡罗昔康自微乳化药物传递系统的处方筛选与体外评价・417・
等级对应)大小来确定最优处方中各成分的种类。同时从三元相图中确定最优处方中各成分的用量。
吡罗昔康自微乳化药物传递系统的制备 称取处方量吡罗昔康在60℃水浴条件下溶于肉桂醇中,再将吡罗昔康肉桂醇溶液、油相、表面活性剂和辅助表面活性剂于60℃水浴中涡旋混合,充分溶解混匀后在30℃水浴中平衡1h,得到吡罗昔康自微
-1
乳化液(其中吡罗昔康浓度为25mg・g)。将其灌入胶囊,即得吡罗昔康自微乳化胶囊(每粒胶囊中含药10mg)。
粒径及溶出度考察 将自制吡罗昔康自微乳化液012mL置于烧杯中,用011mol・LHCl100mL稀释(37℃),轻轻振摇形成均一、透明的淡蓝色微乳。用动态光散射法测定微乳的平均粒径及粒径分布。
自制吡罗昔康自微乳化胶囊,市售片及市售胶囊照中国药典(2005版)二部附录XC溶出度测定
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法(第一法)测定溶出度,以011mol・LHCl900mL为溶出介质,温度为(37±015)℃,转速为100r・min
-1
-1
昔康在油相和大多数表面活性剂中溶解度均较小,
其中在肉桂醇中的溶解度最大,故将肉桂醇作为药物的溶剂进行处方筛选。
2 不同油相和表面活性剂的初步配伍选择
不同油相和表面活性剂的配伍实验结果见表2。综合表2结果,LabrafilM1944CS作为油相时,自乳化效果为:4个a等级,0个b等级,7个c等级,1个d等级,0个e等级(简化为:4a,0b,7c,1d,0e)。其余油相LabrafilM2125CS、Maisine3521、LauroglycolFCC、oleicacid分别为(4a,0b,6c,2d,
(0a,0b,2c,6d,4e)、(0a,0b,2c,7d,3e)、(0a,0e)、0b,3c,7d,2e)。可以看出,油相LabrafilM1944CS
和LabrafilM2125CS与不同表面活性剂配伍时自乳化形成的乳滴粒径明显小于其他油相种类。表面活性剂Tween280、Labrasol、CremophorRH40、CremophorEL自乳化效果分别为(0a,0b,6c,6d,3e)、(0a,0b,4c,6d,5e)、(4a,0b,5c,6d,0e)、(4a,0b,5c,5d,1e)。可见表面活性剂CremophorRH40和CremophorEL的乳化能力比Tween280、Labrasol好。Table2 Resultsofcompatibilityofvariousoilsandsurfactants
Oils2surfactant
Efficiencyofemulsification1∶21∶12∶1
ccaaccaade
cdccddccee
Oils2surfactantMai2RH40Mai2EL
LauFCC2Tween80LauFCC2LabrasolLauFCC2RH40LauFCC2ELOleicacid2LabrasolOleicacid2RH40Oleicacid2EL
Efficiencyof
emulsification1∶21∶12∶1ccddccdcc
dddedddddd
deeeddeedd
,分别在2,5,10,20,30,45,60min取
样5mL,经0145μm微孔滤膜过滤,同时补加溶出介质5mL。续滤液按紫外分光光度法在334nm处测定吸收度,绘制溶出曲线。
结果
1 药物在不同油相和表面活性剂中的溶解度
Lab19442Tween80cLab19442LabrasolLab19442RH40Lab19442ELLab21252Labrasol
caacaadd
吡罗昔康在不同油相和表面活性剂(包括辅助
表面活性剂)中的溶解度见表1。从表1可见,吡罗Table1 Solubilityofpiroxicaminvariousoilsandsurfactants(x±s,n=3,37℃)
VehicleMaisine3521LauroglycolFCCMiglyolλ812NOleicacidEthyloleateSoybeanoilPeanutoilOliveoilCastoroilMCTGlycerine
Solubilityof
piroxicam/mg・mL-1317±110313±018216±019612±213311±112115±014114±111116±016214±015215±112212±017
VehicleLabrafilM1944CSLabrafilM2125CSLabrasolCremophorRH40CremophorELTween280PEG200PEG400AlcoholTranscotolPCinnamicalcohol
Solubilityof
piroxicam/mg・mL-1319±116318±1141519±3192619±5121412±3101915±4172119±5182610±5131012±2141715±4165114±911
Lab21252Tween80cLab21252RH40Lab21252ELMai2Tween80Mai2Labrasol
Oleicacid2Tween80c
Lab1944:LabrafilM1944CS;RH40:CremophorRH40;EL:CremophorEL;Lab2125:LabrafilM2125CS;Mai:Maisine3521;LauFCC:LauroglycolFCC.a:Denotesarapidlyforming
(within1min)microemulsionwhichwasclearorslightlybluishinappearance;b:Denotesarapidlyforming,slightlylessclearemulsionwhichhadabluishwhiteappearance;c:Denotesaclearorbrightwhiteemulsion(similartomilk)thatformedwithin2min;d:Denotesadull,greyishwhiteemulsionwithaslightlyoilyappearancethatwasslowtoemulsify(longerthan2min);e:Denotesaformulationwithlargeoildropletspresenton
the
surfacewhichexhibitedeitherpoororminimal
emulsification
・418・药学学报ActaPharmaceuticaSinica2008,43(4):415-420
同时随着表面活性剂用量的减少,自乳化性能降低。该部分实验只考察了油相和单一表面活性剂配伍使用的情况,要想筛选出更加优良的处方,需绘制三元相图进一步优化处方。
3 绘制三元相图确定处方中各成分的种类和用量
剂含量减少(辅助表面活性剂含量增加),乳化粒径
变大,由自微乳化区域向自乳化区域变化。油相为LabrafilM2125CS,虽然存在自微乳化区域,但区域很小。
3.2 表面活性剂CremophorEL和CremophorRH40比较 由图1(I、III)可知,表面活性剂为CremophorEL的自微乳化和自乳化区域大于CremophorRH40。表面活性剂CremophorEL含量
三元相图结果见图1。在相图中,自微乳化区
域(与a等级和澄清、蓝白的c等级对应)内能形成透明无色或微蓝色的微乳,乳滴粒径较小;自乳化区域(与b等级和较澄清、亮白牛奶状的c等级对应)内能形成蓝白或亮白乳剂。3.1 油相LabrafilM1944CS和LabrafilM2125CS比较 由图1(III、IV)可知,油相为LabrafilM1944CS的自微乳化和自乳化区域明显大于LabrafilM2125CS。当TranscotolP含量一定,随着油相LabrafilM1944CS含量增加(表面活性剂含量减少),乳滴粒径变大,由自微乳化区域向自乳化区域变化;当LabrafilM1944CS含量一定,随着表面活性
在20%～80%,当辅助表面活性剂的含量为0%～25%时在自微乳化区域内;随着辅助表面活性剂用量增加为25%～45%,由自微乳化区域向自乳化区域变化。表面活性剂为CremophorRH40时自微乳化区域缩小,辅助表面活性剂的用量不能大于20%,否则不能完成自乳化。
3.3 辅助表面活性剂TranscotolP和PEG400比较 由图1(I、II)可知,辅助表面活性剂为TranscotolP的自微乳化区域大于PEG400。另外,图1(III)自
Figure1 Ternaryphasediagram.I:A:CremophorRH40;B:LabrafilM1944CS;C:TranscotolP.II:A:
CremophorRH40;B:LabrafilM1944CS;C:PEG400.III:A:CremophorEL;B:LabrafilM1944CS;C:
TranscotolP.IV:A:CremophorEL;B:LabrafilM2125CS;C:TranscotolP
周晓堂等:吡罗昔康自微乳化药物传递系统的处方筛选与体外评价・419・
微乳化和自乳化区域最大,当将其中的辅助表面活性剂由TranscotolP改为PEG400时,无法完成自乳化。
因此,选择图1(III)体系制备吡罗昔康SEDDS进行后续研究。吡罗昔康溶解在肉桂醇中,以LabrafilM1944CS为油相、CremophorEL为表面活性剂、TranscotolP为辅助表面活性剂。在相图的自微乳化区域内均可得到粒径较小的乳剂,其中油相LabrafilM1944CS含量为10%～70%,表面活性剂CremophorEL含量为20%～80%,辅助表面活性剂讨论
SMEDDS应用于水难溶性药物具有很多优势:
可增加药物溶解度;药物可经淋巴管吸收克服首过效应;避免了胃肠道内酶水解,有助于提高生物利用度。同时对具有胃肠道刺激的药物更为有利,药物可存在于细小的乳滴中,细小的乳滴又可以从胃中迅速排空,使药物在整个胃肠道中广泛分布,从而减少了药物因局部浓度过高以及与胃肠壁长时间接触[5,6]
而引起的刺激。
在本实验中发现,各种油相对药物的溶解能力都不强,不能满足制剂需要。肉桂醇的加入使处方的载药量大大增加,同时保证在低温储藏条件下不会析出药物,但如果用量太大也会影响整个制剂的自乳化能力。油相LabrafilM1944CS[亲水亲油平衡值(HLB)为3～4]具有一定的乳化性能,与CremophorEL(HLB为1315)可形成混合型乳化剂,有利于形成粒径较小的乳剂,有利于提高制剂的口服生物利用度。通常SEDDS与SMEDDS采用的乳化剂HLB较高(一般为9～20)的非离子型表面活性剂。水溶性的乳化剂对药物的溶解能力有限,易导致自乳化药物传递中的药物在胃肠道内沉积,而使生物利用度降低。用相对亲油的乳化剂,可减少药物扩散至水相,药物不易沉淀,但乳化后粒径较大。因此使用混合型乳化剂对制剂的稳定性和生物利用度均有利。
[11]
本实验的溶出度考察中采用直接释药法比较自制吡罗昔康自微乳化胶囊与市售片、市售胶囊的释药情况。SEDDS的体外释药动力学可采用透析袋扩散法、总体液平衡反向透析法、离心超滤法和低压超滤法等方法。采用透析袋法时,透析袋内外药物浓度平衡较慢,限制了药物溶出。实验中制得的自乳化制剂为速释制剂,用直接释药法最接近生理环境,能反映真实的释药曲线。同时在采用紫外分光光度法测定时,用不含药物的空白制剂作对照以消除体系浊度的影响。
另外,在SEDDS与SMEDDS液态处方的基础上,加入固体吸收剂或采用喷雾干燥、冷冻干燥等方法进行固体化,可增加制剂的稳定性。作者将在今后的研究中探讨吡罗昔康SMEDDS的固体化。对液态的SEDDS与SMEDDS进行固体化,适用于亲脂性、溶解度低或需避光、易氧化的药物,具有良好的应用前景。
的用量为0%～25%。4 粒径及溶出度考察图1(III)系统中不同的吡罗昔康自微乳化处方乳化后的平均粒径及粒径分布见表3。由表3可知,不同处方的自制吡罗昔康自微乳化液乳化后粒径较小,粒径分布均匀。同时稀释倍数在一定范围内,粒径不随稀释倍数的变化而变化。Table3 DropletsizeanddistributionofpiroxicamSMEDDSformulations(25℃)
Formulation
abc
m(CremophorEL)∶m(Labrafil
M1944CS)∶m(TranscotolP)
30∶60∶1040∶40∶2050∶45∶5
Dropletsize
/nm3212±5104011±6148119±1212
SMEDDS:Self2microemulsifyingdrugdeliverysystems
溶出度结果见图2。自制吡罗昔康自微乳化胶
-1
囊在011mol・LHCl中可迅速乳化成细小乳滴,乳滴中的药物又很快释放到溶出介质中。与市售片、市售胶囊相比,其溶出速度更快,更有利于药物在体内的吸收。
Figure2 Dissolutionprofilesofpiroxicamfrom
β2SMEDDS,tabletsandcapsules(piroxicam・CD)in011mol・L
-1
HCl(n=6,37℃)
・420・药学学报ActaPharmaceuticaSinica2008,43(4):415-420
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