王巍巍，崔　妍，劉　贊，劉建平*

(1.中國藥科大學藥物制劑研究所，南京 210009；2.哈藥集團三精制藥股份有限公司研發(fā)中心，哈爾濱 150040)

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阿莫西林脈沖微丸的釋藥機制及其藥動學研究

王巍巍1，崔妍2，劉贊1，劉建平1*

(1.中國藥科大學藥物制劑研究所，南京 210009；2.哈藥集團三精制藥股份有限公司研發(fā)中心，哈爾濱 150040)

[摘要]目的：研究阿莫西林脈沖微丸的體外釋藥機制及在家兔體內(nèi)的藥動學行為。方法：采用DDSolver軟件對體外釋放曲線進行多種數(shù)學模型擬合來預測其釋藥機制。家兔雙周期交叉灌胃給予89.28 mg/kg受試制劑(速釋微丸和脈沖微丸等比例混勻后裝入膠囊)和參比制劑(市售阿莫西林普通制劑，給予兩次)，測定不同時間血漿中阿莫西林的濃度，通過PKSolver軟件計算藥動學參數(shù)。結(jié)果：阿莫西林脈沖微丸的體外釋放符合Logistic模型，體外釋藥是擴散和溶脹共同作用的結(jié)果。兩種制劑在家兔體內(nèi)的藥-時曲線呈現(xiàn)雙峰，其中受試制劑和參比制劑的tmax1分別為(1.00±0.89) 和(1.28±0.78) h，cmax1分別為(3.24±0.04)和(3.35±1.07) μg/ml，tmax2分別為(4.74±2.31) 和(3.11±0.45) h，cmax2分別為(4.17±1.89)和(5.83±1.47) μg/ml，MRT分別為(4.58±2.55)和(2.31±1.67) h。藥動學結(jié)果表明，兩種制劑的MRT、 cmax2、tmax2間均有顯著性差異(P<0.05)。與參比制劑相比，受試制劑的相對生物利用度為(119.70±5.65)%。結(jié)論：所制得的微丸具有良好的脈沖釋放效果。

[關鍵詞]阿莫西林；脈沖微丸；釋藥機制；藥代動力學

[Pharm Care Res，2015，15(6): 427-431]

E-mail: wangweiwei08@yeah.net

阿莫西林(amoxicillin)為一種β-內(nèi)酰胺類抗生素，是臨床治療細菌性鼻竇炎的首選藥物，此外還可用于急性中耳炎、鏈球菌性咽炎、肺炎、皮膚感染等疾病的治療。阿莫西林屬于時間依賴性抗菌藥[1]，由于其半衰期較短(1～1.3 h)，普通制劑需頻繁給藥，造成病人依從性差，漏服、誤服現(xiàn)象也時常發(fā)生，且易導致細菌耐藥性。脈沖釋藥系統(tǒng)(pulsatile drug delivery system，PDDS)是經(jīng)過一定時滯后一次或多次迅速釋藥的新型給藥系統(tǒng)，通過控制藥物釋放的時間或部位實現(xiàn)脈沖釋藥的效果，能充分發(fā)揮藥物療效，減少毒副作用，減少每日給藥次數(shù)，提高病人的順應性[2]。脈沖微丸屬于多顆粒脈沖給藥系統(tǒng)，與片劑相比，具有生物利用度高、胃腸道刺激性小等優(yōu)點。本研究采用雙層包衣法[3，4]制備阿莫西林脈沖微丸，應用多種數(shù)學模型擬合預測體外釋藥機制，并采用多部位吸收模型擬合體內(nèi)藥動學實驗數(shù)據(jù)。

1材料

1.1儀器LC-10AT高效液相色譜儀(包括 SPD-10A紫外檢測器、RF-10AXL熒光檢測器，日本島津公司)；N-2000色譜工作站(浙江大學智達信息工程有限公司)；電子天平(北京賽多利斯天平有限公司)；TGL-16C臺式離心機(上海安亭科學儀器廠)；JBZ-300多功能造粒包衣機(遼寧醫(yī)聯(lián)新藥研究所)；BY300A型小型包衣機(上海黃海藥檢儀器有限公司)；Agilent 8453紫外可見光分光光度計(美國Agilent公司)；ZRS-8智能溶出儀(天津大學無線電廠)；85-2型磁力攪拌器(上海司樂儀器有限公司)。

1.2藥品和試劑阿莫西林原料藥(批號30812072007，珠海聯(lián)邦制藥股份有限公司)；羥丙基甲基纖維素 (HPMCE5，上?？房蛋录夹g有限公司)；微晶纖維素PH101(MCC PH101，美國FMC公司)；立崩型羧甲基淀粉鈉 (立崩型CMS-Na)和羧甲基淀粉鈉(CMS-Na)購自安徽山河藥用輔料股份有限公司；乙基纖維素 (EC，10cp，上海卡樂康包衣技術有限公司)；聚維酮K29/32(PVP K29/32，美國ISP公司)；十二烷基硫酸鈉(SDS，南京化學試劑有限公司)；檸檬酸三乙酯(TEC，阿拉丁試劑有限公司)；參比制劑為市售阿莫西林膠囊(批號1204105，山東魯抗醫(yī)藥股份有限公司)；替硝唑(批號100191-200305，中國食品藥品檢定研究院)；乙腈(上海凌峰試劑有限公司)為色譜純，其他試劑均為分析純。空膠囊(蘇州膠囊有限公司)。

1.3實驗動物家兔4只，體重1.5～2 kg，購自江蘇省南京市青龍山動物繁殖場，合格證號：SCXK(蘇)2012-0008。

2方法和結(jié)果

2.1阿莫西林脈沖微丸的制備

2.1.1速釋微丸的制備稱取適量阿莫西林原料藥與35%MCC、5%立崩型CMS-Na 過80目篩混合均勻，以7%PVP K29/32(w/w)水溶液作為黏合劑制軟材，采用擠出滾圓法制備阿莫西林含藥丸芯。40 ℃烘干，篩分取20～24目的微丸。制得微丸圓整度、收率、載藥量合適，釋藥快速。

2.1.2脈沖微丸的制備取速釋微丸適量，將無水乙醇和CMS-Na加入到一定濃度的HPMCE5水溶液中，使CMS-Na質(zhì)量濃度約為5%；磁力攪拌30 min，作為溶脹層包衣液。另外稱取適量SDS和TEC加入到4% EC的乙醇溶液(95%濃度)中，磁力攪拌至澄清，作為控釋層包衣液。包衣結(jié)束后于40 ℃條件下老化4 h。

2.2體外釋放度測定

2.2.1標準曲線的制備精密稱取阿莫西林原料藥100.0 mg于100 ml容量瓶中，以蒸餾水為溶劑，制備成1.0 mg/ml的母液。再分別精密吸取0.1、0.5、1.0、2.0、2.5、3.0、3.6 ml置于10 ml棕色容量瓶中，分別加對應溶出介質(zhì)稀釋至刻度，得濃度分別為10.0、50.0、100.0、200.0、250.0、300.0、360.0 μg/ml的溶液，以蒸餾水為空白，于最大吸收波長處測定吸光度(A)。以A對濃度(c) 進行線性回歸，得回歸方程：A=0.002 4c+0.018 8(r=0.999 6)。高、中、低3個濃度(360、300、240 μg/ml)的平均回收率分別為(100.16±1.15)%、(101.83±0.51)%和(100.83±1.66)%，RSD<1%(n=3)。日內(nèi)精密度RSD分別為0.31%、0.51%、1.70%，日間精密度RSD分別為0.08%、0.11%、1.40%(n=3)，均符合要求。

2.2.2釋放度測定方法參照《中華人民共和國藥典》2010版二部附錄ⅩD第一法釋放度的測定方法，以900 ml蒸餾水為釋放介質(zhì)，轉(zhuǎn)速100 r/min，溫度(37±0.5) ℃，分別在1、2、3、4、6、8、10、12 h取樣10 ml(同時馬上補充等體積釋放介質(zhì))，以0.45 μm微孔濾膜過濾后，取續(xù)濾液于272 nm處測定吸光度，按照標準曲線方程計算藥物濃度，并計算累積釋藥百分數(shù)。照優(yōu)化處方(2.1.2項下方法)制備3批阿莫西林脈沖微丸的釋放曲線見圖1。

2.2.3釋放模型擬合采用DDSolver軟件[5]對阿莫西林脈沖微丸進行多種模型擬合。R2值越接近1，均方誤差(mean square error，MSE)、均方根誤差(root mean square error，RMSE)值越小， 擬合的結(jié)果越好。各模型擬合結(jié)果見表1。由表1可見，Logistic模型擬合的R2最接近1，且MSE、RMSE值也相對最小，因此為最佳擬合模型。

圖1　3批阿莫西林脈沖微丸的體外釋放曲線Figure 1　In vitro release curves of 3 batches of amoxicillin pulsatile release pellets○：第1批；●：第2批；△：第3批;n=3,±s

由于本研究設計制備的阿莫西林脈沖微丸除了具有脈沖的特點外，還具有控釋的特點，因此采用DDSolver軟件對阿莫西林脈沖微丸時滯后的釋藥曲線進行擬合，擬合結(jié)果見表2。由表2可知，時滯后的釋藥曲線更接近零級釋放，說明脈沖微丸在時滯后按照一定速度釋放藥物。

2.3體內(nèi)藥動學分析方法的建立

表1　采用DDSolver軟件對阿莫西林脈沖微丸體外釋放模型擬合結(jié)果

MSE:均方誤差；RMSE：均方根誤差

MSE:均方誤差；RMSE：均方根誤差

2.3.1色譜條件Kromasil 100-C18色譜柱(150 mm×4.6 mm,5 μm)；流動相：0.033 mol/L磷酸鹽∶甲醇 (92∶8)，以2 mol/L KOH調(diào)pH至7.20，流速1.0 ml/min，檢測波長：228 nm，柱溫：30 ℃，進樣量：20 μl。

2.3.2血漿樣品的處理取空白血漿0.2 ml，加入濃度為200.0 μg/ml的內(nèi)標替硝唑溶液(精密稱取替硝唑10.0 mg，用蒸餾水溶解并定容至50 ml)10 μl，渦旋2 min。加入0.45 ml的乙腈，渦旋3 min，1.0×104×g離心10 min。取上清液于40 ℃水浴中吹干，200 μl的流動相復溶，1.0×104×g離心5 min。取上清液直接進樣20 μl，記錄峰面積。

2.3.3標準曲線的建立精密稱取阿莫西林原料藥10.0 mg，置于10 ml的容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，混勻，得到濃度為1.00 mg/ml的阿莫西林儲備液，以此儲備液為基礎，依次稀釋，制得濃度為2.0、10.0、20.0、100.0、200.0 μg/ml的系列標準溶液，置4 ℃冰箱冷藏保存。

精密吸取家兔血漿190 μl 5份，分別加入阿莫西林系列標準溶液10 μl，得到濃度分別為0.10、0.50、1.00、5.00、10.00 μg/ml的模擬血漿樣品。按照2.3.2項下方法處理后進樣，測定阿莫西林的峰面積Ai和內(nèi)標峰面積As，以阿莫西林與內(nèi)標的峰面積比值(Y)為縱坐標，阿莫西林的濃度(c)為橫坐標，進行線性回歸。結(jié)果表明，在0.10～10.00 μg/ml濃度范圍內(nèi)，標準曲線方程為Y=0.096 4c+0.010 3(r=0.999 1)，最低定量濃度為0.1 μg/ml(S/N>10)。

2.4藥動學實驗取健康家兔4只，進行雙周期交叉實驗設計。分別交叉灌胃給予受試制劑(速釋微丸和脈沖微丸等比例混勻后裝入膠囊)和參比制劑(市售阿莫西林普通制劑)，劑量為89.28 mg/kg。給藥前禁食12 h (不禁水)，給予受試制劑后分別于0、0.25、0.5、1、1.5、2、2.5、3、4、5、6、7、8、10、12、24 h于家兔耳緣靜脈取血1 ml。參比制劑給藥兩次，間隔2 h，于首次給藥后0、0.17、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0、2.17、2.25、2.5、3.0、3.5、4.0、5.0、6.0、8.0、10.0、12.0 h取血1 ml，置涂有肝素的試管中，1.0×104×g離心5 min。移取上層血漿，密封后置于-20 ℃冰箱中保存待測。測定時，取融化后的血漿樣品0.2 ml，按2.3.2項下方法操作，計算各時刻的血藥濃度。

2.5統(tǒng)計學處理達峰時間(tmax)和峰濃度(cmax)為實測值，其他參數(shù)通過PKSolver 2.0[6]軟件進行計算，采用SPSS11.5軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學處理。

2.5.1血藥濃度-時間曲線受試制劑和參比制劑在家兔體內(nèi)的平均血藥濃度-時間曲線見圖2。

2.5.2多部位吸收模型藥動學參數(shù)家兔給予受試制劑和參比制劑后，血藥濃度數(shù)據(jù)進行PKSolver程序模擬，由于受試制劑阿莫西林組合微丸膠囊在體內(nèi)藥-時曲線呈現(xiàn)雙峰， PKSolver提供了一種簡便實用的模型——多部位吸收(multiple absorption sites,MAS) 模型用于處理雙峰型藥動學數(shù)據(jù)。采用PKSolver藥動學軟件， 按MAS模型進行擬合，得到主要藥動學參數(shù)見表3。表3結(jié)果表明，兩種制劑的tmax2、cmax2、AUC0～∞、MRT0～∞均有顯著性差異(P<0.05)，說明與普通制劑相比，阿莫西林脈沖微丸膠囊在體內(nèi)的藥動學行為不同，tmax2明顯延長。以市售普通制劑為對照， 給予家兔阿莫西林脈沖微丸的相對生物利用度為(119.70±5.65)%,說明以AUC為評價指標時，兩種制劑生物等效。

圖2　家兔單劑量灌胃阿莫西林后的平均血藥濃度-時間曲線Figure 2　Mean plasma concentration-time curves of single oral administration of amoxicillin in rabbits○：參比制劑；●：受試制劑；n=4，±s

組別ka1(1/h)ka2(1/h)tlag(t/h)t1/2ka1(t/h)t1/2ka2(t/h)tmax1(t/h)tmax2(t/h)受試制劑1.55±0.0130.50±0.342.92±0.230.45±1.231.39±0.891.00±0.894.74±2.31*參比制劑0.85±0.721.64±0.782.22±0.450.82±0.330.42±0.631.28±0.783.11±0.45組別cmax1(ρB/μg·ml-1)cmax2(ρB/μg·ml-1)AUC0～t(A/μg·h·ml-1)AUC0～∞(A/μg·h·ml-1)AUMC0～∞(A/μg·h2·ml-1)MRT0～∞(t/h)受試制劑3.24±0.0404.17±1.89*25.82±2.6826.43±3.24*78.18±30.904.58±2.55*參比制劑3.35±1.075.83±1.4721.57±3.4322.04±3.1650.99±31.232.31±1.67

*P<0.05，與參比制劑比較

3討論

本研究采用雙層包衣法制備阿莫西林脈沖微丸，水分由外層控釋層進入內(nèi)層，通過內(nèi)層溶脹層的溶脹力來達到脈沖釋藥。雙層包衣法一般控釋層中不加入致孔劑，防止時滯前突釋，但由于本研究中藥物后期釋藥不完全，所以選擇在控釋層中加入少量致孔劑(SDS)以加快藥物后期釋放，經(jīng)過考察其用量為包衣材料EC的5%。制備的阿莫西林脈沖微丸體外可達到時滯2 h、滯后6 h累積釋藥80%以上的脈沖釋藥效果。

阿莫西林脈沖微丸主要采用雙層包衣法，基于溶脹-崩解原理，其釋藥行為應符合S型曲線，由Logistic模型擬合出的公式，R2接近1，因此本研究制備的脈沖微丸釋藥行為符合要求。Higuchi與Hixson-Crowell方程的R2接近。而Higuchi方程反映擴散機制，Hixson-Crowell方程反映溶脹機制，本研究中 Hixson-Crowell方程的擬合結(jié)果R2值較接近1，MSE、RMSE值也較小，說明本研究制備的微丸釋藥機制為藥物擴散和溶脹作用的共同結(jié)果。推測藥物的釋藥過程為微丸與釋放介質(zhì)接觸后，膜上的致孔劑溶解形成一個個孔道，水性介質(zhì)通過孔道進入內(nèi)層，溶脹層吸水后，體積膨脹，爾后將控釋膜脹破，藥物經(jīng)控釋膜的裂縫釋放出來。此外，由Peppas方程可看出，n=0.482，在0.43和0.85之間，也證實了阿莫西林脈沖微丸的釋藥機制為藥物擴散和溶脹共同作用。制備的時滯相脈沖微丸除了具有脈沖的特點外，還具有時滯后恒速釋藥的特點，這樣更能延長>MIC的時間。

由于制劑在體內(nèi)的藥-時曲線呈雙峰現(xiàn)象，傳統(tǒng)的房室模型不宜用來擬合藥動學數(shù)據(jù)。多部位吸收模型提供了一種簡單可行的處理藥動學研究中雙峰現(xiàn)象問題的方法，本研究利用多部位吸收模型，較好地擬合了脈沖制劑的藥動學過程。第一個峰由速釋微丸產(chǎn)生，tmax1、cmax1與參比制劑無明顯差別；第二個峰由脈沖微丸產(chǎn)生，tmax2、cmax2與參比制劑差別顯著(P<0.05)，說明受試制劑與參比制劑在體內(nèi)的行為不同。阿莫西林脈沖微丸相對于普通制劑其生物利用度為(119.70±5.65)%，表明受試制劑與參比制劑生物等效。家兔體內(nèi)實驗結(jié)果顯示，受試制劑脈沖微丸時滯約3 h，比體外釋放時滯稍延后，而且時滯后藥物釋放加快，此結(jié)果有待于進一步探討。

【參考文獻】

[1]王冬, 于旭紅, 貢聯(lián)兵.β-內(nèi)酰胺類抗菌藥物及其臨床應用評價[J]. 中國醫(yī)院用藥評價與分析,2014,14(8):691-695.

Wang Dong, Yu XuHong, Gong LianBing. β-lactam antibacterials and evaluation of their clinical application[J]. Eval Anal Drug-use Hosp China,2014,14(8):691-695.In Chinese.

[2]楊宗發(fā), 江尚飛, 張榮發(fā). 脈沖釋藥微丸口服給藥系統(tǒng)的研究進展[J]. 中國藥業(yè),2012,21(1):79-80.

Yang ZongFa,Jiang ShangFei,Zhang RongFa.Advances in oral delivery system of pulsatile release pellets[J].China Pharmaceuticals, 2012,21(1):79-80.In Chinese.

[3]陳智偉,劉志承,丘曉清.硫酸沙丁胺醇脈沖釋藥微丸的制備及其體外釋藥研究[J].中國醫(yī)藥導報,2013,10(19):124-126.

Chen ZhiWei, Liu ZhiCheng, Qiu XiaoQing. Preparation of salbutamol sulfate pulsatile release pellet and study on its releaseinvitro[J]. China Med Herald, 2013, 10(19): 124-126. In Chinese with English abstract.

[4]張曉暉, 谷福根, 李慧芳. 鹽酸地爾硫緩釋脈沖微丸膠囊的體外釋放研究[J].內(nèi)蒙古醫(yī)科大學學報,2014,36(2):93-96.

Zhang XiaoHui,Gu FuGen,Li HuiFang.Study on the preparation of sustained-release pulsatile pellets of diltiazem hydrochloride[J].Acta Acad Med Neimongol,2014,36(2):93-96.In Chinese with English abstract.

[5]Zhang Yong, Huo MeiRong, Zhou JianPing,etal. DDSolver: an add-in program for modeling and comparison of drug dissolution profiles[J].AAPS J,2010,12(3):263-271.

[6]Zhang Yong,Huo MeiRong,Zhou JianPing,etal. PKSolver:an add-in program for pharmacokinetic and pharmacodynamic data analysis in microsoft excel[J].Comput Methods Programs Biomed,2010,99(3):306-314.

[修回日期]2015-09-16

[本文編輯]陽凌燕

·論著·

Studies on the release mechanism and pharmacokinetics of amoxicillin pulsatile release pellets

WANG WeiWei1, CUI Yan2, LIU Zan1, LIU JianPing1*(1.Institute of Pharmaceutics, China Pharmaceutical University, Nanjing 210009, China; 2.Research and Development Center,Sanjing Pharmaceutical Co., Ltd., Harbin Pharm Group,Harbin 150040, China)

[ABSTRACT]Objective: To study the release mechanism in vitro and pharmacokinetics of amoxicillin pulsatile release pellets in rabbits. Methods: The release curves of amoxicillin pulsatile release pellets were evaluated by DDSolver software with various release kinetic equations. Rabbits were gavaged a single oral dose of 89.28 mg/kg of the test preparation(the capsules including immediate release pellets and pulsatile release pellets with the ratio of 1∶1) and the reference preparation(ordinary preparation，given twice a day). The concentrations of amoxicillin at different time points were determined. The pharmacokinetic parameters were computed by PKSolver software.Results: In vitro release of amoxicillin pulsatile release pellets conformed to the Logistic release model, which showed that the in vitro release was the combined results of diffusion and swelling. The concentration-time curves of these two preparations displayed double peaks. The main pharmacokinetic parameters of the test preparation and the reference preparation were as follows:tmax1(1.00±0.89) and (1.28±0.78) h,cmax1(3.24±0.04) and (3.35±1.07) μg/ml,tmax2(4.74±2.31) and (3.11±0.45) h,cmax2(4.17±1.89) and (5.83±1.47) μg/ml,MRT(4.58±2.55) and (2.31±1.67) h,respectively. There were significant differences in MRT,cmax2and tmax2between the two preparations(P<0.05).Compared with that of the reference preparation,related bioavailability of the test preparation was (119.70±5.65)%.Conclusion: The obtained pellets have an ideal pulse release effect.

[KEY WORDS]amoxicillin; pulsatile release pellets; release mechanism; pharmacokinetics

[收稿日期]2015-02-04

通信作者*(Corresponding author)：劉建平，E-mail:liujianpingljp@hotmail.com

作者簡介王巍巍(女)，碩士生.

基金項目江蘇高校優(yōu)勢學科建設工程資助項目

DOI：10.5428/pcar20150609

[中圖分類號]R969.1

[文獻標志碼]A

[文章編號]1671-2838(2015)06-0427-05