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雷公藤红素固体分散体的制备及表征

2021-10-30郭玲张永萍徐剑刘耀汪祖华宋信莉

世界最新医学信息文摘 2021年76期
关键词:电子显微镜红素原药

郭玲,张永萍,徐剑,刘耀,汪祖华,宋信莉

(贵州中医药大学药学院,贵州省中药民族药炮制与制剂工程技术研究中心,贵州 贵阳 550025)

0 引言

雷公藤红素(celastrol,CLT)是从卫矛科植物雷公藤中提取得到的五环三萜类化合物[1],具有显著的抗炎、免疫抑制活性[2],对包括系统性红斑狼疮性肾炎、类风湿性关节炎以及胰腺炎等在内的一系列疾病具有防治作用。其同时具有广谱的抗肿瘤活性[3],可诱导肺癌、乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌、结肠癌等肿瘤细胞发生凋亡。然而尽管CLT药理活性广泛,其较差的溶解性阻碍了胃肠道的有效吸收[4],导致CLT生物利用度极低,极大限制了其临床应用。

固体分散技术可将难溶性药物高度分散于水溶性载体材料中,显著提高药物的溶解度和生物利用度。聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇(Soluplus)是德国BASF公司开发的新型辅料,已成功增加了西贝碱[5]、喜树碱[6]等药物的溶解度和生物利用度。本研究针对CLT的临床应用缺陷,以Soluplus作为载体材料,通过溶剂挥发法制备雷公藤红素固体分散体(celastrol solid dispersion, CLT-SD),并采用扫描电子显微镜、粉末X-射线衍射对制得的CLT-SD进行表征,为CLT新剂型的开发提供理论基础。

1 仪器和试剂

1.1 主要仪器

RE-5210A型旋转蒸发器(上海亚荣生化仪器厂);DZF型真空干燥箱(上海丙林电子科技有限公司);HZQ-C型恒温振荡器(东联电子技术开发有限公司);1260型高效液相色谱仪(美国Agilent公司);JSM-7500F型扫描电子显微镜(上海安柏来科学仪器有限公司);X’Pert Pro MPD型X-射线衍射仪(荷兰飞利浦公司)。

1.2 主要试剂

雷公藤红素(CLT;纯度>98.0 %;成都普菲德生物科技有限公司);Soluplus(德国BASF公司);甲醇、醋酸为色谱纯,二氯甲烷等其余试剂为分析纯,水为纯水或屈臣氏蒸馏水。

2 方法与结果

2.1 CLT-SD的制备

称取一定量的载体材料Soluplus和CLT,加入二氯甲烷超声溶解,旋转蒸发去除有机溶剂后转移至真空干燥箱里继续干燥24 h,取出研磨,过120目筛,即得红色粉末状CLT-SD。

2.2 CLT含量测定分析方法的建立

HPLC色谱条件如下[7]:色谱柱为Kromasil-C18柱(150mm×4.6mm,5μm);流 动 相 为 甲 醇-10%醋 酸(体积比95:5);流速为1.0mL/min;检测波长为425nm;柱温为35°C;进样量为10μL。

制备质量浓度分别为1、2、4、6、8、10、20mg/mL的CLT标准溶液,进样检测,以峰面积(A)对浓度(C)进行线性回归,得标准 曲线A=12.431C+0.8448(R2=0.9993),表明CLT在1~20mg/mL内线性关系良好。方法学试验结果显示平均加样回收率为99.29%,日内RSD值小于2%,表明精密度良好。

2.3 CLT/Soluplus比例的筛选

按1:5、1:10、1:15、1:20及1:25(w/w)的 比 例 将CLT与Soluplus制备成CLT-SD,以溶解度作为考察指标筛选CLT/Soluplus的最佳比例。另取相应比例的CLT与Soluplus粉末,于研钵中研磨、充分混匀,得到CLT物理混合物(physical mixtureof CLT,CLT-PM)。

分别取过量的CLT、CLT-PM和CLT-SD置于EP管中,加水超声使其呈过饱和状态,置于25 ℃恒温振荡器中平衡48 h后取出,离心,取上清液稀释,过滤后进样检测,计算CLT的溶解度,结果见表1。

可知,对于CLT-PM,CLT的溶解度随着CLT/Soluplus的比例增加而增大,主要原因在于Soluplus在水溶液中能形成胶束而使药物增溶。与CLT原药相比,CLT-SD 能使CLT的溶解度提高数倍,且比相同CLT/Soluplus比例下的CLT-PM溶解度高。当CLT/Soluplus为1:15时,CLT在水中达到最高溶解度7144.93 mg/mL,而再增加Soluplus的用量,CLT的溶解度不再增加。综上所述,选择CLT/Soluplus=1:15作为制备固体分散体的最佳比例,在此比例下,CLT的溶解度可提高64倍。

表1 CLT、CLT-PM和CLT-SD的溶解度

2.4 CLT-SD的表征

2.4.1 显微观察

使用扫描电子显微镜观察CLT、Soluplus、CLT-PM及CLT-SD的形态,结果如图1所示。可见CLT为块状结晶,说明CLT原药具有较高的结晶度;Soluplus呈类球形,表面光滑,较为紧密;CLT-PM中可见CLT和Soluplus的粉末特征,说明药物和载体之间未发生相互作用,两者只是简单的混合;而在CLT-SD中,已经看不到药物的结晶存在,只能看到干燥研细后的不规则小块状产物。

图1 CLT(A),Soluplus(B),CLT-PM(C)及 CLT-SD(D)的扫描电镜图

2.4.2 X-射线粉末衍射分析

取适量CLT、Soluplus、CLT-PM和CLT-SD于样品皿中,采用Cu靶(40kV 电压,40 mA电流),在5°~70°范围扫描,结果如图2所示。可见CLT 原料药的衍射图显示了众多具有一定强度的特征衍射峰,说明CLT原药具有较高的结晶度。Soluplus未见衍射峰,说明其以无定形形式存在;CLT-PM中可见强度减弱的CLT晶体特征衍射峰,而CLT-SD中CLT的特征衍射峰完全消失,说明CLT-SD中已经不存在药物结晶,CLT可能以无定形形式存在于Soluplus中。

图2 CLT,Soluplus, CLT-PM及CLT-SD的X-射线衍射图

3 讨论

Soluplus是德国BASF公司开发的新型固体增溶剂,常作为难溶性药物的载体通过熔融法制备成固体分散体。然而据文献可知CLT的熔点为230 ℃[8],Soluplus的玻璃转化温度为70 ℃[6],可见载体材料与药物之间的玻璃转化温度相差很大,不易达到共熔点,故本研究选择溶剂法而非熔融法制备CLT-SD。

固体分散体中药物与载体的比例是影响固体分散体结构及溶出速度的主要因素[9],药物比例较高,药物一般以晶体存在,溶出速度改善不明显;载体比例较高,药物一般以无定型或分子状态存在,溶出较快。但若载体比较过高,载体的粘度随之增加反而会阻碍药物的溶出,因此两者之间一般存在一个最佳比例。本研究以溶解度为指标,筛选了不同CLT/Soluplus比例制得的CLT-SD的增溶效果,结果显示当CLT/Soluplus的比为1:15时,CLT在水中的溶解度达到最高,较CLT原药提高了64倍。

药物是否以分子态高度分散于固体分散体中是鉴别其制备成功与否的重要检测指标。本实验通过粉末X-射线衍射法观察CLT在固体分散体中的分布状态,并用扫描电子显微镜观察CLT、Soluplus、CLT-PM和CLT-SD的微观形态。X线衍射图显示,将CLT制成固体分散体后,药物的数个特征峰消失;扫描电镜图显示制成的CLT-SD形态明显改变,表明CLT已成功以无定形态均匀分布于载体材料中。本课题制备的CLT-SD增加了CLT的溶解度,CLT-SD作为中间体有望被开发成CLT临床用药的新产品。

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