章 巍,董 蔚,平其能
中國藥科大學(xué)藥劑教研室,南京 210009
依托泊苷(etoposide,VP-16)為鬼臼毒素的半合成產(chǎn)物,屬于細(xì)胞周期特異性抗癌藥物,可能通過直接激活某些內(nèi)切酶或通過其代謝物作用于S期、G2期的細(xì)胞,使細(xì)胞分化阻滯于G2期,并與拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ結(jié)合形成藥物-酶-DNA三者之間穩(wěn)定的可裂性復(fù)合物,干擾DNA拓?fù)洚悩?gòu)酶Ⅱ,致使受損的DNA不能修復(fù)[1]。目前,依托泊苷是臨床上治療小細(xì)胞肺癌、惡性淋巴瘤和睪丸癌的常規(guī)用藥,同時(shí)也可用于治療急性粒細(xì)胞白血病、子宮癌和乳腺癌等多種腫瘤疾病。依托泊苷在水中的溶解度低,37℃時(shí)溶解度為 148~153μg·mL-1, 無法滿足100 mg/片的劑量溶出時(shí)的釋藥條件;其特性溶出速率每平方厘米僅為0.01 mg·min-1,故溶出過程是其吸收的限速過程之一[2]。自微乳制劑口服后遇體液在胃腸蠕動(dòng)下自發(fā)分散成O/W型微乳。由于微乳粒徑小,藥物在其中的分散度好,有利于藥物的吸收,可以提高藥物在體內(nèi)的生物利用度[3]。與傳統(tǒng)的自微乳化制劑相比,固體自微乳制劑具有穩(wěn)定性增加、貯存時(shí)間延長、胃腸道刺激性減少、服用方便等優(yōu)點(diǎn),并可通過添加各種固體輔料或采用包衣技術(shù)方便地制備緩控釋制劑,對(duì)難溶性藥物而言,是一個(gè)極具開發(fā)前景的新型制劑[4]。
目前國內(nèi)外上市的依托泊苷制劑品種主要有注射液和口服軟膠囊。VP-16注射液較易引起血液系統(tǒng)及消化系統(tǒng)等不良反應(yīng),且不宜靜脈推注,靜滴時(shí)速度不能過快,否則容易引起低血壓、喉痙攣等過敏反應(yīng);而VP-16軟膠囊內(nèi)容物加水稀釋后即析出大量沉淀[5],制劑穩(wěn)定性有待加強(qiáng),因此筆者以水難溶性藥物依托泊苷為模型制備了具有自乳化性質(zhì)的固體顆粒,對(duì)其體外溶出進(jìn)行了考察,并對(duì)VP-16固體自微乳制劑的大鼠體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)進(jìn)行了初步的研究。
依托泊苷原料藥(齊魯制藥有限公司);市售依托泊苷軟膠囊(批號(hào):100801,連云港恒瑞制藥有限公司);注射用中鏈油(MCT)、長鏈油(LCT)均購自德國lipoid公司;注射用大豆油(批號(hào):101013,鐵嶺北亞藥用油有限公司);Cremophor?RH40、Cremophor?E L(德國 BASF公司);吐溫 80(批號(hào):F 20080203)、微粉硅膠均購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;聚乙二醇(PEG400,汕頭市西隴化工廠有限公司,批號(hào)0903041);甲醇(色譜純);醋酸鹽緩沖液(自配);其他試劑均為分析純;蒸餾水(自制)。
高效液相色譜儀(Shimadz uL C-10AT);迪馬Diamonsil?C18色譜柱(250mm×4.6m m,5μm);ZRS-8G智能溶出試驗(yàn)儀 (天津大學(xué)無線電廠);粒度/Zeta電位測(cè)定儀(Marvern Instruments Ltd UK);TGL-16G高速臺(tái)式離心機(jī)(上海醫(yī)科大學(xué)儀器廠)。
健康 Sprague-Dawley大鼠,雄性,體重 200~250g,購自揚(yáng)州大學(xué)比較醫(yī)學(xué)中心;合格證號(hào)SCXK(蘇)2009-0034;飼養(yǎng)溫度(23±2)℃,照明時(shí)間為每天 12h。
2.1.1 VP-16溶解度測(cè)定 油相選用 LCT、MCT、大豆油;表面活性劑分別選用Cremophor?EL、Cremophor?R H 40、吐溫80;助表面活性劑選用丙二醇、聚乙二醇。測(cè)定其飽和溶解度,具體方法為:分別稱取上述物質(zhì)各2 g,加入過量的V P-16,室溫?cái)嚢?8 h后,3000 r·min-1離心 20min,取上清液 100μL用1000μL甲醇溶解,0.45 μm濾膜過濾,H P L C法進(jìn)樣分析,計(jì)算其飽和溶解度。
由表1結(jié)果可見,就油相而言,大豆油屬長鏈油,雖然溶解度尚可,但較難微乳化。VP-16在LCT中的溶解度優(yōu)于MCT,但由于LCT的粘度較大和乳化能力有限,因此選擇使用粘度較小、對(duì)藥物增溶效果好的MCT作為SSMEDDS的油相。表面活性劑中Cremphor?RH40對(duì)藥物的增溶效果最佳。助表面活性劑中PEG400對(duì)VP-16的增溶效果最好,平衡溶解度可達(dá)177.588 mg·mL-1。綜上所述,油相選擇MCT,表面活性劑選擇Cremphor?RH40,助表面活性劑選擇PEG400進(jìn)行下一步的試驗(yàn)。
表1 VP-16在不同介質(zhì)中的溶解度
2.1.2 VP-16自微乳偽三元相圖的繪制 將“2.1.1”項(xiàng)下篩選的油相(MCT)、表面活性劑(Cremphor?RH40)和助表面活性劑(PEG400)在不同混合比例下采用滴定法繪制偽三元相圖。將Cremphor?RH40和PEG400按照一定的質(zhì)量比混合,作為Km值(表面活性劑∶助表面活性劑),再和油相按1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2、9∶1 的比例混合均勻,在攪拌狀態(tài)下用37℃的蒸餾水進(jìn)行滴定,肉眼觀察,以形成帶有藍(lán)色乳光的液體為臨界點(diǎn),記錄加入蒸餾水的量,按照Km、油相和水相在臨界點(diǎn)時(shí)各自的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w/w),用Origin軟件繪制偽三元相圖,確定自微乳化的區(qū)域。
由圖1可見,Km越大形成微乳的范圍越廣。但是Km逐漸增大,體系中的表面活性劑比例增加,在滴定過程中會(huì)出現(xiàn)粘度較大的液晶態(tài),大大延緩體系的自乳化效率。根據(jù)偽三元相圖的結(jié)果將自微乳處方中的Km值定為4∶1,油相的用量為乳化劑和助乳化劑總量的10%。
圖1 偽三元相圖的制備及自乳化區(qū)域的確定
2.1.3 VP-16自微乳的粒徑考察 按照前期處方優(yōu)化結(jié)果,稱取一定量的MCT、Cremphor?RH40、PEG400混合均勻,再按處方量比例稱取VP-16原料藥置于混合油相中,在70℃水浴中加熱并攪拌,使藥物完全溶解,放涼至室溫即得VP-16自微乳溶液。
以蒸餾水為稀釋介質(zhì),將VP-16自微乳最優(yōu)處方稀釋100倍后形成的微乳,測(cè)定其粒徑和Zeta電位,測(cè)得3組微乳處方中,平均粒徑最小的為(21.8±1.5)nm,多分散指數(shù)為 0.359±0.009。
2.1.4 固體吸附材料的選擇 在PEG6000、乳糖、微晶纖維素(MCC PH101)、甘露醇、檸檬酸和微粉硅膠等常用水溶性和水不溶性固體吸附材料中,以最大吸附量作為考察指標(biāo),選擇依托泊苷自微乳的固體吸附劑。具體方法:分別稱取1 g不同種類的固體吸附材料,逐滴加入液體自微乳,邊加邊混合均勻,使得藥液完全吸收成為干燥的粉末,當(dāng)粉末稍有潮濕時(shí),認(rèn)為已經(jīng)達(dá)到吸附飽和,記錄此時(shí)所吸附的VP-16自微乳的量作為該吸附材料的最大吸附量。
由圖2可見,水不溶性吸附材料微粉硅膠的吸附能力明顯強(qiáng)于其他水溶性材料,達(dá)3.08 g·g-1,從后期開發(fā)方面考慮,本實(shí)驗(yàn)選擇微晶纖維素作為固體吸附材料。
圖2 不同固體材料對(duì)液態(tài)自微乳制劑的飽和吸附量(n=5)
2.1.5 VP-16固體自微乳制劑的制備工藝 按表2所示,精密稱取處方量的油相、表面活性劑和助表面活性劑置于燒杯中,渦旋使混合均勻成淡黃色透明的空白自微乳。精密稱取處方量的VP-16原料藥置于上述空白自微乳中,渦旋使藥物均勻分散,并于70℃水浴中加熱使藥物溶解,待完全溶解后取出,于室溫下放置,即成VP-16自微乳。加入適量水于上述VP-16自微乳中,邊加邊攪拌,至形成一種粘度較高的乳劑。稱取處方量的固體吸附材料,以上述高粘度乳劑作為粘合劑制軟材,所得軟材擠壓過18目篩制顆粒,并于50℃烘箱中干燥至恒重,經(jīng)20目篩整粒,收集。
2.1.6 VP-16固體自微乳制劑的溶出度考察 按《中國藥典》2010年版溶出度測(cè)定第二法進(jìn)行。溶出介質(zhì):恒溫蒸餾水 900 mL;水浴溫度:(37±0.5)℃;轉(zhuǎn)速:50 r·min-1。投藥量為含有50 mg VP-16的固體自微乳制劑和市售制劑依托泊苷軟膠囊 (1顆,50 mg), 分別于 2、5、10、15、20、30、45、60 min 取樣 5 mL,并同時(shí)補(bǔ)充同溫度的新鮮溶出介質(zhì)5 mL,樣品經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過濾后,取續(xù)濾液20μL經(jīng)HPLC法測(cè)定,并計(jì)算累積溶出百分率。
由圖3溶出曲線可知,與市售制劑依托泊苷軟膠囊相比,自微乳制劑均可以提高VP-16的溶出速度和程度,使其在45 min之內(nèi)達(dá)到溶出度95%以上。
圖3 VP-16固體自乳化制劑的體外溶出曲線(n=3)
2.2.1 色譜條件 色譜柱:Diamonsil C18(250 mm×4.6 mm,5 μm);檢測(cè)波長:254 nm;流動(dòng)相:甲醇-醋酸鹽緩沖液(60∶40);流速:1 mL·min-1;柱溫:30℃;進(jìn)樣量:20μL。
2.2.2 大鼠血漿樣品處理方法 精密移取100μL血漿,加入氯仿 1 mL,渦旋 5 min,4000 r·min-1離心10 min,取下層有機(jī)相,45℃空氣吹干,加入 100μL流動(dòng)相復(fù)溶,渦旋 10 min,4000 r·min-1離心 10 min,取上清液進(jìn)樣。
2.2.3 血漿標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立及方法學(xué)的驗(yàn)證 取VP-16儲(chǔ)備液,用流動(dòng)相稀釋成濃度為50、100、500、1000、5000、10000、25000 ng·mL-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液。取具塞離心管7只,精密移取上述標(biāo)準(zhǔn)溶液各100μL,45℃空氣吹干,加入100μL空白血漿,渦旋5 min,按“2.2.1”及“2.2.2”項(xiàng)下處理進(jìn)樣,將所得峰面積與濃度進(jìn)行線性回歸,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。分別取VP-16標(biāo)準(zhǔn)溶液適量,用大鼠空白血漿配制成低、中、高三個(gè)濃度(50、1000、25000 ng·mL-1)的樣品,按“2.2.1”及“2.2.2”項(xiàng)下處理進(jìn)樣,考察方法學(xué)的回收率與精密度。
實(shí)驗(yàn)得到的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為:A=5.886×104C-6.682×103,r=0.9999(n=7),表明在 50~25000 ng·mL-1質(zhì)量濃度(C)范圍內(nèi),依托泊苷的質(zhì)量濃度與峰面積(A)線性關(guān)系良好。同時(shí),平均提取回收率在75%~85%,而方法回收率為93%~97%,日內(nèi)和日間精密度(RSD)均小于5%,因而該方法符合生物樣品的分析要求。
取雄性Sprague-Dawley大鼠18只,隨機(jī)分為3組,按照20 mg·kg-1[1]分別灌服給予VP-16固體自微乳制劑、市售制劑依托泊苷軟膠囊和原料藥混懸液。 分別于 0.25、0.5、0.75、1、2、3、4、6、8、12、24 h大鼠眼眶后靜脈叢取血約400μL,置于肝素化離心管中,4000 r·min-1離心 10 min,分離血漿,置于-20℃冰箱保存。血漿樣品按“2.2.2”項(xiàng)下方法處理樣品,按“2.2.1”項(xiàng)下條件進(jìn)樣分析,測(cè)定血藥濃度。
由圖4血藥濃度-時(shí)間曲線可見,自制固體自微乳制劑40 min后血藥濃度可達(dá)峰值,比原料藥吸收更迅速,和市售制劑幾乎同時(shí)起效。由表3藥動(dòng)學(xué)參數(shù)結(jié)果可以得出,VP-16固體自乳化制劑的半衰期和MRT較原料藥的長,而較市售軟膠囊的短。比較AUC發(fā)現(xiàn),VP-16制成固體自微乳化制劑后AUC與原料藥相比有了顯著的提高,相對(duì)生物利用度為148%;而與市售制劑相比,其相對(duì)生物利用度為116%。
圖4 VP-16原料和各制劑經(jīng)大鼠灌胃給藥后的血藥濃度-時(shí)間曲線
表3 VP-16原料及各制劑經(jīng)大鼠灌胃給藥后的藥動(dòng)學(xué)參數(shù)(n=6)
在偽三元相圖制備過程中發(fā)現(xiàn),當(dāng)體系剛開始用蒸餾水滴定時(shí),由于含水量很少,均可以形成油包水的乳劑或微乳,表現(xiàn)為一種透明的或略帶乳光的油狀液體。一些油相含量較高,且Km較小的體系繼續(xù)加水變?yōu)闇啙岬娜榘咨后w,表明未形成微乳;而油相含量較低,且Km較大的體系繼續(xù)加水后會(huì)變成有藍(lán)色乳光的透明或半透明的微乳液,從外觀上判斷可認(rèn)為形成了水包油型的微乳。
由于微粉硅膠作為固體吸附劑時(shí)在制粒過程中成形性較差,不利于后期的加工,而微晶纖維素作為一種高度多孔性顆?;蚍勰旧砭哂辛己玫奈叫?,再加上分子結(jié)構(gòu)中具有眾多的親水性羥基,使得其吸附自微乳后所得的粉末對(duì)于藥物的溶出幾乎沒有影響[4]。另外,微晶纖維素是文獻(xiàn)報(bào)道[5]使用最多的輔料,具有良好的可塑性和成球性,便于后期開發(fā)應(yīng)用,綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,因而選擇微晶纖維素作為固體吸附材料制備自微乳化顆粒。
在體外溶出度實(shí)驗(yàn)中,兩種制劑在水中溶出行為產(chǎn)生差別的原因可能是:VP-16市售軟膠囊內(nèi)容物加水稀釋后析出沉淀[5],從而導(dǎo)致溶出后期累積溶出百分?jǐn)?shù)有所下降。
研究表明,采用微乳化技術(shù)可提高難溶性藥物的口服生物利用度[6-8],其機(jī)理主要有以下幾個(gè)方面:利用油、表面活性劑等成分增加藥物的溶解度并改善溶出度;自發(fā)形成的細(xì)小乳滴具有巨大的比表面積,增加了藥物在胃腸道上皮細(xì)胞的滲透性;微乳乳滴較低的表面張力和較強(qiáng)的親水性使其易于通過腸腔黏膜上側(cè)的水化層,使藥物可以直接和胃腸道上皮細(xì)胞接觸,促進(jìn)藥物的吸收;常用的非離子表面活性劑可以抑制一些外排蛋白對(duì)藥物的外排,進(jìn)而增加吸收;微乳中的脂質(zhì)在胰酶和膽汁的作用下發(fā)生脂解,形成粒徑更小的微乳乳滴和膽鹽膠束,可以進(jìn)一步增加藥物的溶解度和促進(jìn)藥物的跨膜吸收轉(zhuǎn)運(yùn);處方中的脂質(zhì)成分可以經(jīng)腸道淋巴管吸收,減小藥物的首過效應(yīng),提高生物利用度。
本文制備了VP-16固體自微乳制劑,其溶出度在45 min時(shí)達(dá)到95%以上。大鼠灌胃給藥后其生物利用度較原料藥和市售軟膠囊均有所提高。同時(shí),從溶出度實(shí)驗(yàn)中可見,市售軟膠囊在溶出過程中析出大量沉淀,而VP-16固體自微乳制劑則可在釋放介質(zhì)中穩(wěn)定存在,由此推測(cè)市售軟膠囊制劑在口服進(jìn)入機(jī)體后,也可能析出大量沉淀,藥物富集于胃腸道中,致使生物利用度較低,因而容易引起胃腸道副反應(yīng)。依托泊苷固體自微乳制劑經(jīng)口服后,在胃腸蠕動(dòng)和體液環(huán)境下自發(fā)形成微乳,并迅速分散到整個(gè)胃腸道,吸收面積加大,促進(jìn)了其吸收進(jìn)入體循環(huán)的速度,進(jìn)而可能提高了其生物利用度,并降低對(duì)胃腸道的副作用。
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