眼用溫敏凝膠釋放度及其影響因素研究

1、眼用溫敏凝膠釋放度及其影響因素研究                          作者：刁雨輝，周建平，胡雄林  【摘要】  目的 研究眼用溫敏凝膠無膜釋放的影響因素。方法 以雙氯芬酸鈉為模型藥物，人工淚液為釋藥介質(zhì)，采用中國藥典小杯法，考察轉(zhuǎn)速、處方主要組分對眼用溫敏凝膠釋放度的影響。結(jié)果 釋藥轉(zhuǎn)速、HPMC和泊洛沙姆濃度顯著影響雙

2、氯芬酸鈉從泊洛沙姆凝膠中的釋放行為，其他處方組分幾乎無影響。結(jié)論 本文建立的無膜釋放模型可用于眼用溫敏凝膠的處方篩選及其質(zhì)量評價，泊洛沙姆和HPMC是影響藥物釋放的主要因素。 【關(guān)鍵詞】  眼用溫敏凝膠；釋放度；影響因素Formulation variables influencing the drug release rate from thermosensitive gel    Abstract:Objective  To study the formulation variables influencing the drug relea

3、se rate from thermosensitive gel for ophthalmological diseases.  Methods Diclofenac sodium was used as model, and artificial tear as carrier. The effect of rotation speed and formulation on drug release rate was investigated according to China Pharmacopeia.  Results  The release rate

4、of diclofenac sodium from the gel was highly influenced by rotation speed, concentrations of hydroxypropylmethylcellulose and poloxamer.  Conclusion  The nonmembrane model can be used in formulation screening and quality control of the thermosensitive gel. Hydroxypropylmethylcellulose and

5、poloxamer were the main factors influencing the drug release from the gel.    Key words:thermosensitive gel; ophthalmological diseases；release rate；formulation variables 在體凝膠（in situ gel）是指以溶液狀態(tài)給藥后，在給藥部位迅速發(fā)生相轉(zhuǎn)變，形成半固體凝膠的一類液體制劑。在體凝膠的形成機制是高分子材料在生理敏感因子的刺激下，響應(yīng)發(fā)生分散狀態(tài)或構(gòu)象的可逆變化，完成由溶液向凝膠的轉(zhuǎn)化過程，按

6、生理敏感因子可分為溫度、離子強度和pH敏感等三大類型。鑒于該凝膠的獨特相轉(zhuǎn)變特性及其對黏膜的高親合力和相容性，且制備簡單、使用方便等優(yōu)點1，已成為腔道黏膜和肌注等緩控釋給藥系統(tǒng)的研究熱點，且大部分研究都集中于眼部應(yīng)用2。    泊洛沙姆（poloxamer）為聚氧乙烯（PEO）和聚氧丙烯（PPO）組成的ABA型嵌段共聚物，高濃度泊洛沙姆水溶液具有受熱反向膠凝的性質(zhì)，由于其規(guī)格眾多、質(zhì)量可控、在體易凝膠化等特點，是溫敏凝膠常用載體之一3。雙氯芬酸鈉（diclofenac sodium，DicNa）屬于非甾體抗炎藥，其滴眼液在治療結(jié)膜炎及白內(nèi)障手術(shù)中防止縮瞳等方面具有

7、確切的臨床療效4，若將其制成溫敏凝膠型滴眼液，可有效提高藥物在眼部的滯留時間，延長作用時間和給藥間隔。    本文采用中國藥典小杯法和無膜釋放模型，考察釋藥轉(zhuǎn)速、處方主要組分對眼用溫敏凝膠釋放度的影響，以期揭示各因素與釋放度的關(guān)系，為眼用溫敏凝膠的設(shè)計及處方篩選提供參考。    1  儀器與試劑    ZRS8G智能溶出試驗儀(天津大學無線電廠)，TU1800紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責公司)， ZFI 三用紫外分析儀(上海顧村電光儀器廠)， PHS25B數(shù)字酸度計(上海大普儀器有

8、限公司)，泊洛沙姆（PF127，巴斯夫公司），HPMCE50(上?？房蛋录夹g(shù)有限公司)，雙氯芬酸鈉（寧波斯邁克化學制藥有限公司），磷酸鈉、氯化鈉、CaCl2·2H2O等均為分析純。    2  方 法    2.1  0.1%雙氯芬酸鈉溫敏凝膠制劑的制備    稱取泊洛沙姆（PF127）約18 g，在磁力攪拌下，緩慢加入到100 mL預(yù)先已冷卻的去離子水、或人工淚液、或含適量HPMC和抑菌劑的溶媒中，繼續(xù)攪拌使分散均勻，置4 冰箱中使泊洛沙姆完全溶解，得到澄清透明的溶液，

9、加入雙氯芬酸鈉0.1 g溶解即得。    2.2  雙氯芬酸鈉含量測定方法    2.2.1  測定波長的選擇  精密稱取雙氯芬酸鈉適量，用人工淚液定容后，定量稀釋至質(zhì)量濃度約為10 g/mL的溶液，在200400 nm范圍內(nèi)進行紫外掃描，選擇最大吸收波長為測定波長。    按處方比例稱取輔料，用等量人工淚液溶解，配成不含主藥的輔料溶液，同上法進行紫外掃描，考察處方輔料對主藥的干擾情況。    2.2.2  標準曲線的制備 

10、精密稱取雙氯芬酸鈉適量，用人工淚液定容后稀釋成系列濃度的標準溶液。按選定波長測定吸光度，以吸光度（A）對質(zhì)量濃度（）進行線性回歸，得到標準曲線方程。    2.2.3  回收率及精密度試驗  分別精密稱取雙氯芬酸鈉適量，用人工淚液配制成高、中、低3個濃度（各平行操作3組），按選定波長測定吸光度，代入標準曲線并計算回收率。按選定波長分別測定高、中、低3個濃度的吸光度，計算日內(nèi)、日間精密度。    2.3  雙氯芬酸鈉釋放度測定方法    2.3.1  人工淚液的配制&

11、#160; 分別稱取NaCl 6.7 g、NaHCO3 2.0 g、CaCl2·2H2O 0.08 g，加去離子水至1 000 g即得。    2.3.2  釋放度測定方法  采用中國藥典2005版二部附錄溶出度測定法中的小杯槳法裝置，釋藥介質(zhì)為150 mL人工淚液、溫度為（34.0±0.5）。將溫敏凝膠溶液加入到內(nèi)徑為1.2 cm的圓柱形玻璃容器中（操作時應(yīng)避免產(chǎn)生氣泡），置（34.0±0.5）恒溫水浴中預(yù)熱形成凝膠，取出容器置入溶出杯正中底部，調(diào)節(jié)槳葉底部于凝膠面1.5 cm高度處，加入恒溫釋藥介質(zhì)，立即啟動攪

12、拌并計時，在取樣時間點分別吸取5 mL釋放液（同時補充恒溫新鮮介質(zhì)5 mL），0.8 m微孔濾膜過濾，取續(xù)濾液定量稀釋后測定吸收度，按標準曲線方程計算釋藥量，用累積釋藥量對時間作圖得釋藥曲線。    2.3.3  釋放行為相似度評價方法5,6    根據(jù)不同條件、不同處方各時間點累積釋藥量，采用各對應(yīng)時間點方差總和的對數(shù)轉(zhuǎn)換進行數(shù)據(jù)比較（相似因子法），按以下方程計算f2值并評價其相似度。    f2=50log 1+1nnt=1(RtTt)20.5×100  

13、60; f2 ：相似因子；Rt：t時間參比制劑累積釋藥百分率；Tt：t時間受試制劑累積釋藥百分率；n：取點數(shù)目    3  結(jié)果與討論    3.1  雙氯芬酸鈉溫敏凝膠的制備    實驗結(jié)果表明，泊洛沙姆（PF127）溶液的凝膠化溫度隨著泊洛沙姆濃度的升高而降低,當泊洛沙姆濃度低于17時，在任何溫度下溶液不產(chǎn)生膠凝（見表1）。這是由于泊洛沙姆是PEOPPOPEO三嵌段共聚物，在溶液中能形成以疏水性PPO嵌段為內(nèi)核，以親水性PEO為外殼的球狀膠束。隨著溫度的升高，膠束間相互纏結(jié)和堆砌程

14、度增加，溶液的黏度增加。當膠束緊密纏結(jié)到一定程度時，溶液失去流動性，形成凝膠。泊洛沙姆濃度越高，溶液中的膠束數(shù)量越大，膠束纏結(jié)的幾率也越大。因此，泊洛沙姆溶液的膠凝溫度與濃度相關(guān)，采用18%以上的泊洛沙姆(PF127)，可保證在34 條件下1 min內(nèi)形成凝膠。表1  不同濃度PF127溶液的膠凝化溫度         3.2  雙氯芬酸鈉含量測定    雙氯芬酸鈉在275 nm處有最大吸收，輔料幾乎無干擾吸收，故選擇275 nm作為雙氯芬酸鈉的測定波長，見圖1。 

15、   實驗結(jié)果表明，雙氯芬酸鈉在625 g/mL范圍內(nèi)線性良好,回歸方程為=-0.1053+31.32A(r=0.999 9）；高、中、低3個濃度的回收率均符合要求，平均回收率為98.58%（見表2）；日間和日內(nèi)精密度RSD值分別<0.9%和<1.4%（見表3）；符合含量測定要求，可用于雙氯芬酸鈉釋放度測定。表3  雙氯芬酸鈉在人工淚液中的精密度試驗    3.3  泊洛沙姆在體凝膠中藥物釋放的影響因素    3.3.1  釋藥介質(zhì)及溫度的選擇  鑒于本品為眼用在

16、體凝膠制劑，以溶液態(tài)滴入眼內(nèi)后轉(zhuǎn)變成凝膠態(tài)，可以在眼內(nèi)滯留較長時間。為更好的模擬制劑在眼內(nèi)的釋放環(huán)境，選擇人工淚液作為釋放介質(zhì)，釋藥溫度為34 （眼內(nèi)及淚眼溫度）。實驗結(jié)果表明，雙氯芬酸鈉在人工淚液中的溶解度為7.2 mg/mL，完全符合本制劑的漏槽條件。    3.3.2  相似因子法的選擇  目前國外學者在比較2種制劑的釋藥行為時，常采用相似因子法（f2值），該方法的優(yōu)點在于可直接對釋藥數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，無需擬合各種釋藥速率，現(xiàn)已被美國FDA推薦應(yīng)用。采用f2值評價各釋藥行為相似性的判斷標準是： f2值愈接近100，相似程度愈高；f2值介于

17、50100之間，釋藥行為無顯著性差異；f2值小于50時，則認為釋藥行為有顯著性差異。本文應(yīng)用f2因子評價不同處方間或不同實驗條件間的釋藥行為差異性，符合現(xiàn)代藥劑學評價要求5-6。    3.3.3  轉(zhuǎn)速對藥物釋放的影響  根據(jù)不同轉(zhuǎn)速下雙氯芬酸鈉累積釋放曲線（圖2）可知，釋藥速度隨著轉(zhuǎn)速的增加而加快。數(shù)據(jù)分析表明，當轉(zhuǎn)速低于75 r/min時，轉(zhuǎn)速加快，釋藥行為存在顯著性差異（在75 r/min和50 r/min之間，f2=22.87<50；在50 r/min和25 r/min之間，f2=26.33<50）；當轉(zhuǎn)速為75 r/mi

18、n和100 r/min時，f2=61.82>50，兩條曲線間無顯著性差異（f2>50）。其主要原因是：當泊洛沙姆凝膠與釋放介質(zhì)接觸時，水分子滲入到凝膠中會導(dǎo)致聚合物膠束纏結(jié)解散，并松散地堆砌于凝膠表面形成邊界層。泊洛沙姆膠束纏結(jié)解散的速率，邊界層的厚度和膠束通過邊界層的傳質(zhì)系數(shù)是控制凝膠溶蝕及藥物釋放的決定因素，而后兩項因素通常受攪拌速度的影響。因此，作者認為隨著轉(zhuǎn)速的增加，本溫敏凝膠表面邊界層的厚度逐漸變薄，同時凝膠內(nèi)纏結(jié)解散的膠束擴散進入釋放介質(zhì)的速度增加，致使凝膠溶蝕速率增大，釋藥速率顯著加快；而當轉(zhuǎn)速增加到75 r/min以上時，轉(zhuǎn)速對凝膠表面邊界層厚度及介質(zhì)進入膠束的速率

19、影響甚微，故導(dǎo)致釋藥速率無顯著變化。    根據(jù)以上實驗結(jié)果，為了降低轉(zhuǎn)速對釋藥行為的影響，保證釋藥速度的平穩(wěn)性和重現(xiàn)性，本溫敏凝膠釋放度測定的轉(zhuǎn)速宜采用75r/min。    3.3.4  泊洛沙姆濃度對藥物釋放的影響  根據(jù)不同濃度泊洛沙姆雙氯芬酸鈉溫敏凝膠中的釋藥曲線（圖3）可知，隨著泊洛沙姆濃度的增加，藥物的釋放速率逐漸減慢。其主要原因是，隨著泊洛沙姆濃度增加，凝膠結(jié)構(gòu)內(nèi)部的膠束數(shù)量和大小相應(yīng)增加、膠束間的距離縮短，凝膠內(nèi)部的水性通道數(shù)量和尺寸響應(yīng)減小，導(dǎo)致凝膠微黏度升高，釋放介質(zhì)不易滲入，藥物的釋放受到阻

20、滯。結(jié)果分析表明，3種濃度 PF127的釋藥行為差異具有顯著性（f2<50）。    3.3.5  HPMC對藥物釋放的影響  根據(jù)HPMC不同規(guī)格和濃度對雙氯芬酸鈉溫敏凝膠釋藥數(shù)據(jù)（圖4）的影響可知，HPMC對藥物的釋放具有明顯的阻滯作用。進一步分析表明，HPMC分子量對釋藥速度的影響比濃度更大，1%HPMC K4M（PF1%K4M）比1%HPMC E50（PF1% E50）和2% HPMC E50（PF1% E50）的阻滯作用更明顯（f2<50），這一結(jié)果極有可能與制劑黏度增加有關(guān)。因此，在本溫敏凝膠中加入適量HPMC不僅可增加

21、制劑在眼內(nèi)的滯留時間，同時可起到調(diào)節(jié)藥物釋放的作用。    3.3.6  滲透壓調(diào)節(jié)劑對藥物釋放的影響  鑒于本溫敏凝膠具有一定的滲透壓，加入0.1NaCl即可形成等滲溶液，故本文僅考察0.1NaCl對釋藥行為的影響。根據(jù)圖5可知，0.1NaCl幾乎不改變雙氯芬酸鈉從溫敏凝膠中的釋藥特性（f2=70.01>50），這一結(jié)果與無機鹽可增加凝膠膠束纏結(jié)而阻滯藥物釋放的論述不相符合，也許與本處方中加入NaCl量較少、影響甚微有關(guān)。但值得注意的是0.1NaCl能顯著影響本溫敏凝膠的膠凝溫度。3.3.7  防腐劑對藥物釋放的影響  鑒于眼用制劑屬于多劑量給藥制劑，為了保證制劑使用期間的無菌性和安全性，通常需要加入一定量抑菌劑。尼泊金甲酯為常用的眼用制劑防腐劑，使用濃度通常為0.030.1。實驗結(jié)果（圖6）表明，加入0.1%濃度以下的尼泊金甲酯對雙氯芬酸鈉的釋放幾乎無影響（f2=70.27>50）。但值得注意的是，由于高濃度膠束對尼泊金甲酯具有較大增溶特