馬瑞麗,楊東亮,趙宇郁,周婧,馬桂芝*(.新疆醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院,烏魯木齊 8300;.新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院,烏魯木齊 830054)
潰瘍性結(jié)腸炎(ulcerative colitis,UC)是結(jié)腸的一種慢性免疫介導(dǎo)的炎癥性疾病。在全球范圍內(nèi),UC 的發(fā)病率呈上升趨勢[1]。糖皮質(zhì)激素是活動期UC 患者誘導(dǎo)治療的重要藥物[2-3],對5-氨基水楊酸應(yīng)答不佳的輕、中度UC,常需全身給予糖皮質(zhì)激素治療,但全身激素用藥易導(dǎo)致諸多藥物不良反應(yīng),如感染、庫欣綜合征、骨質(zhì)疏松癥等[4]。布地奈德(budesonide)是一種合成的第二代皮質(zhì)類固醇類激素,在局部給藥部位具有很強的抗炎作用,較其他皮質(zhì)類固醇全身毒性小、不良反應(yīng)少[5-7],可抑制細(xì)胞免疫,減少炎性細(xì)胞浸潤,穩(wěn)定溶酶體膜,減低毛細(xì)血管通透性[8],可有效誘導(dǎo)部分輕中度UC 患者的癥狀緩解[9]。
目前,臨床上多采用吸入用布地奈德混懸劑灌腸[10],然而普通混懸液幾乎沒有生物黏附性,在直腸的自身蠕動作用下,在腸道保留時間短,局部吸收差,且布地奈德幾乎不溶于水,限制了藥物的局部吸收效果,影響藥物療效。脂質(zhì)體特殊的磷脂雙分子層的膜結(jié)構(gòu)可提高疏水性藥物的分散度,增加藥物溶解度,從而有可能增加布地奈德在直腸的局部吸收和局部藥物濃度[11],并且有報道稱脂質(zhì)體直接局部給藥能提高局部治療效果,降低全身給藥的不良反應(yīng)[12]。故本研究優(yōu)選布地奈德脂質(zhì)體的制備工藝,為后期該藥直腸定向給藥系統(tǒng)的研究提供依據(jù)。
LC-20AD 高效液相色譜儀(日本島津公司);New Classic MS 分析天平(梅特勒-托利多公司,d =0.01 mg);KQ5200DE 型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司);Zetasizer Nano ZS 納米激光粒徑測定儀(英國馬爾文儀器有限公司);PS-1000 磁力攪拌器(東京理化器械株式會社);3-18KS 臺式高速冷凍離心機(jī)(SIGMA 公司);VCX500 超聲波細(xì)胞破碎儀(Sonics&Materials Inc);Milli-Q 艾柯超純水儀(美國密理博公司);JEM-1230 透射電鏡(日本電子株式會社)。
布地奈德對照品(上海源葉生物科技有限公司,批號:Y13J7C9082,純度≥98%);布地奈德原料藥(山東泰華生物科技有限公司,批號:20190906,純度≥99%);大豆磷脂(批號:SYSO-200401)、膽固醇(批號:B80859)(上海艾偉拓醫(yī)藥科技有限公司);甲醇為色譜純,水為超純水,其他試劑均為分析純。
2.1.1 色譜條件 色譜柱為Agilent SB-C18(250 mm×4.6 mm,5 μm),以甲醇-水(72∶28)為流動相等度洗脫,檢測波長260 nm,流速1 mL·min-1,柱溫25℃;進(jìn)樣量10 μL。
2.1.2 對照品溶液的制備 取布地奈德對照品適量,精密稱定,置于25 mL 量瓶中,加甲醇溶解并稀釋至刻度,制成196.4 μg·mL-1的對照品儲備液。
2.1.3 供試品溶液的制備 精密量取布地奈德脂質(zhì)體1.0 mL 于10 mL 量瓶中,加甲醇溶解并稀釋至刻度,充分震蕩,搖勻,于4℃、15 000 r·min-1離心15 min,取上清液,0.22 μm 微孔濾膜濾過,取續(xù)濾液適量,即得。
2.1.4 陰性樣品溶液的制備 制備不含布地奈德的空白脂質(zhì)體,同“2.1.3”項下方法制備,即得。
2.1.5 專屬性考察 取布地奈德對照品溶液、供試品溶液、陰性樣品溶液和空白溶劑甲醇各10 μL,按“2.1.1”項下色譜條件進(jìn)樣分析,記錄色譜圖,結(jié)果見圖1。在陰性樣品溶液的色譜圖中對照品出峰位置無色譜峰,提示基質(zhì)對布地奈德的測定無干擾。理論板數(shù)按布地奈德計大于8000。
圖1 布地奈德脂質(zhì)體的HPLC 圖Fig 1 HPLC chromatogram of budesonide liposomes
2.1.6 線性關(guān)系考察 精密移取對照品儲備液適量,依次稀釋,制成0.38、0.77、1.53、3.07、6.14、12.28、24.55、49.1、98.2 μg·mL-1的系列對照品溶液,按“2.1.1”項下色譜條件進(jìn)樣測定。以峰面積(y)為縱坐標(biāo),布地奈德的質(zhì)量濃度(x)為橫坐標(biāo),進(jìn)行線性回歸,得回歸方程y=1.59×104x+1.993×103(r=0.9999)。結(jié)果表明,布地奈德在0.38 ~98.2 μg·mL-1與峰面積線性關(guān)系良好。
2.1.7 精密度試驗 取同一批布地奈德脂質(zhì)體,按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液,并按“2.1.1”項下色譜條件進(jìn)樣,連續(xù)測定6 次,記錄峰面積。結(jié)果峰面積的RSD為0.66%,說明儀器精密度良好。
2.1.8 穩(wěn)定性試驗 取同一批布地奈德脂質(zhì)體,按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液,在常溫下分別于0、2、4、6、8、12 h,按“2.1.1”項下色譜條件進(jìn)樣,記錄峰面積。結(jié)果峰面積的RSD為0.82%,表明樣品溶液在12 h 內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.1.9 重復(fù)性試驗 同一批布地奈德脂質(zhì)體,按“2.1.3”項下方法平行制備6 份供試品溶液,并按“2.1.1”項下色譜條件進(jìn)樣測定,記錄峰面積并計算樣品濃度。結(jié)果樣品的平均質(zhì)量濃度為189.8 μg·mL-1,RSD為1.3%,表明本方法重復(fù)性良好。
2.1.10 加樣回收試驗 精密量取同一批已知質(zhì)量濃度的布地奈德脂質(zhì)體1.0 mL,共9 份,分別置于10 mL 量瓶中,加入不同體積的“2.1.2”項下的對照品儲備液,按“2.1.3”項下方法制成低、中、高3 種質(zhì)量濃度的供試品溶液各3 份,并按“2.1.1”項下色譜條件進(jìn)樣測定,記錄峰面積,計算加樣回收率及RSD。結(jié)果低、中、高質(zhì)量濃度的平均加樣回收率在97.7%~100.2%,RSD均<2%,表明本法準(zhǔn)確度良好。
2.1.11 耐用性試驗 取同一批布地奈德脂質(zhì)體,按“2.1.3”項下方法制備供試品溶液,參照“2.1.1”項下色譜條件進(jìn)樣,考察不同色譜柱(Agilent SB-C18,SN:USCL074978、Agilent SB-C18,SN:USCL082052、Kromasil C18)、不同流速(0.9、1.0、1.1 mL·min-1)、不同柱溫(20、25、30℃)對測定結(jié)果的影響,記錄峰面積并計算樣品含量,結(jié)果不同色譜柱的峰面積RSD為3.1%,不同流速的峰面積RSD為2.7%,不同柱溫的峰面積RSD為0.74%,表明該方法耐用性良好。
2.2.1 權(quán)重系數(shù)的設(shè)定與綜合評分的計算 采用層次分析法[13]進(jìn)行綜合評分,以包封率、載藥量和粒徑作為考察指標(biāo),引入九分位的相對重要性比例標(biāo)度,評估主體確定各指標(biāo)的相對重要性,賦予各指標(biāo)不同的分?jǐn)?shù),比較同一層次目標(biāo)的相對重要性,并構(gòu)成兩兩比較矩陣,見表1。得到包封率、載藥量和粒徑的歸一化權(quán)重系數(shù)分別為0.7306、0.1884、0.0810。對其進(jìn)行一致性檢驗,結(jié)果CR=CI/RI=0.0567 <0.1,表明權(quán)重系數(shù)合理。
表1 指標(biāo)成對比較的判斷優(yōu)先矩陣Tab 1 Judgment priority matrix for pairwise comparison of indicators
結(jié)合層次分析法確定的權(quán)重系數(shù),得到綜合評分Y=包封率/包封率最大值×0.7306 +載藥量/載藥量最大值×0.1884 +粒徑最小值/粒徑×0.0810。
2.2.2 包封率和載藥量的測定[14-15]采用低溫超速離心法測定布地奈德脂質(zhì)體的包封率和載藥量。精密量取布地奈德脂質(zhì)體500 μL 于10 mL 量瓶中,加入適量甲醇(接近刻度)超聲15 min,破乳后用甲醇定容,混勻后過0.22 μm 的微孔濾膜,取續(xù)濾液20 μL 按“2.1.1”項下色譜條件進(jìn)樣測定,計算布地奈德總量(C總);取布地奈德脂質(zhì)體適量于離心管中,低溫(4℃)高速(18 000 r·min-1)離心60 min,取上清液500 μL 定容于10 mL 量瓶中,搖勻,過0.22 μm 微孔濾膜,取續(xù)濾液20 μL按“2.1.1”項下色譜條件進(jìn)樣測定,計算游離的布地奈德(C游),按以下公式計算包封率和載藥量:包封率=(C總-C游)/C總×100%,載藥量=(W總-W游)/稱樣量×100%。
2.2.3 粒徑的測定 取布地奈德脂質(zhì)體乳液,用超純水稀釋10 倍后取適量于測定樣品池中,通過馬爾文納米激光粒徑測定儀對脂質(zhì)體的粒徑進(jìn)行測定,每個樣品平行測定3 次。
2.3.1 制備流程 精密稱取布地奈德原料藥、膽固醇、大豆磷脂適量于西林瓶中,加入5 mL 乙醚超聲使其溶解。將乙醚溶液用注射器緩慢勻速注入到恒溫的20 mL 超純水中,邊注入邊磁力攪拌,另取2 mL 乙醚潤洗西林瓶和注射器,同法注入到超純水中,恒溫攪拌1 h,使乙醚揮發(fā)盡后,超聲分散,即得。
2.3.2 試驗設(shè)計 根據(jù)預(yù)試驗發(fā)現(xiàn),超聲分散時間、水合介質(zhì)種類和攪拌速度對指標(biāo)的影響較小,故確定以上三因素為固定因素,即超聲分散15 min,水合介質(zhì)為超純水,攪拌速度為500 r·min-1。而膜材比(A)、脂藥比(B)和水合介質(zhì)溫度(C)對指標(biāo)影響較大,采用星點設(shè)計-效應(yīng)面法優(yōu)化該三因素組合,優(yōu)選乙醚注入法制備布地奈德脂質(zhì)體的工藝參數(shù)。試驗因素水平見表2,結(jié)果見表3。
表2 星點設(shè)計-效應(yīng)面法的因素水平表Tab 2 Factor and level of central composite design-response surface method
2.3.3 數(shù)據(jù)處理 采用Design-Expert 10.0.7 軟件對表3數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,得到綜合評分Y的回歸方程為Y=0.8239-0.0184A-0.034B+0.0112C+0.0163AB+0.0388AC-0.0315BC+6.6697A2+0.0178B2-3.3872C2。方差分析見表4。固定其中一個因素,繪制其他兩個因素對綜合評分的三維曲面圖,結(jié)果見圖2。
表3 星點設(shè)計-效應(yīng)面法的結(jié)果Tab 3 Central composite design-response surface method
由表4可知,模型極顯著(P<0.0001),模型的R2=0.9680,調(diào)整R2=0.9393,說明此模型可以解釋96.8%響應(yīng)值的變化,表明模型能較好地反映膜材比(A)、脂藥比(B)和水合介質(zhì)溫度(C)與綜合評分(Y)之間的變化關(guān)系。失擬項P>0.05,不顯著,可認(rèn)為無失擬因素存在。3 個因素中,A、B和C都為極顯著項(P<0.01);兩兩交互項中,AC、BC和BC之間交互作用極顯著(P<0.01)。
表4 方差分析Tab 4 Analysis of variance
應(yīng)用Design-Expert 10.0.7 軟件對優(yōu)選的制備工藝條件(即A=12,B=6,C=60)進(jìn)行預(yù)測,綜合評分的預(yù)測值為0.926。
2.3.4 驗證試驗 結(jié)合實際操作條件,初步確定優(yōu)選工藝參數(shù)為:膜材比12∶1,脂藥比6∶1,水合介質(zhì)溫度60℃。按照優(yōu)選參數(shù),采用乙醚注入法制備3 批布地奈德脂質(zhì)體。結(jié)果3 批布地奈德脂質(zhì)體平均包封率為75.63%,載藥量為9.17%,粒徑為276 nm,包封率、載藥量和粒徑的綜合評分與預(yù)測值相比相對誤差均小于3%,說明工藝穩(wěn)定,重現(xiàn)性好,結(jié)果見表5。
圖2 布地奈德脂質(zhì)體制備工藝優(yōu)化的效應(yīng)面圖Fig 2 Response surface for optimization of preparation process of budesonide liposomes
表5 驗證試驗結(jié)果(n =3)Tab 5 Verification test (n =3)
2.4.1 工藝流程 精密稱取布地奈德原料藥、膽固醇、大豆磷脂適量于250 mL 的圓底燒瓶中,加入10 mL 氯仿超聲使其溶解。置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,在真空恒溫水浴條件下,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機(jī)溶劑,使得脂質(zhì)材料在圓底燒瓶內(nèi)壁形成一層透明狀的均勻薄膜,增大真空度除去殘留有機(jī)溶劑。加入超純水20 mL,搖晃至均勻混合,恒溫水浴下常壓旋轉(zhuǎn)水合30 min,冰浴條件下探頭超聲(超2 s,停3 s),即得。
2.4.2 試驗設(shè)計 在預(yù)試驗中采用單因素試驗考察了膜材比、脂藥比、有機(jī)溶劑種類、水合介質(zhì)種類、旋蒸溫度、超聲功率和超聲時間7 個因素對指標(biāo)的影響,結(jié)果表明膜材比、有機(jī)溶劑種類、水合介質(zhì)種類、旋蒸溫度和超聲功率對指標(biāo)的影響較小,可作為固定因素,其因素水平固定為膜材比12∶1、有機(jī)溶劑為氯仿、水合介質(zhì)為超純水、旋蒸溫度為20℃,超聲功率為30%。脂藥比(A)和超聲時間(B)對指標(biāo)影響較大,采用星點設(shè)計-效應(yīng)面法優(yōu)選薄膜分散法的最佳制備工藝。結(jié)果薄膜分散法最佳工藝制備的脂質(zhì)體平均包封率為67.09%,平均載藥量為7.56%,平均粒徑為279.87 nm。
通過對乙醚注入法和薄膜分散法的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)乙醚注入法制備的布地奈德脂質(zhì)體的包封率、載藥量和綜合評分都相對較高,故最終確定乙醚注入法為布地奈德脂質(zhì)體的制備方法。
2.6.1 形態(tài)觀察 在室溫條件下,取適量最優(yōu)處方制備的布地奈德脂質(zhì)體原液,滴于銅網(wǎng)上靜置5 min 后,用濾紙吸掉多余混懸液,用2%磷鎢酸負(fù)染30 s 后晾干,置于透射電鏡下觀察并拍照,如圖3所示。透射電鏡結(jié)果顯示,脂質(zhì)體粒子小而均勻,呈球形,且粒子大小與粒徑測定結(jié)果基本吻合。
圖3 不同倍數(shù)及標(biāo)尺下布地奈德脂質(zhì)體的透射電鏡圖Fig 3 Transmission electron micrograph of budesonide liposomes at different multiples and scales
2.6.2 包封率和載藥量的測定 按“2.2.2”項下方法測定布地奈德脂質(zhì)體的包封率和載藥量,結(jié)果其包封率為(75.63±1.1)%,載藥量為(9.17±0.4)%。
2.6.3 粒徑、分散指數(shù)和電位的測定 按“2.2.3”項下方法測得布地奈德脂質(zhì)體的平均粒徑為(276±32.9)nm,PDI 為(0.35±0.1),平均Zeta電位為-(44.87±5)mV。布地奈德脂質(zhì)體的粒徑和Zeta 電位分布見圖4。
圖4 布地奈德脂質(zhì)體的粒徑(A)和Zeta 電位分布(B)Fig 4 Particle size(A)and Zeta potential distribution(B)of budesonide liposomes
布地奈德一般采用高效液相法進(jìn)行含量測定[16],本文采用二極管陣列檢測器對對照品溶液進(jìn)行全波長掃描發(fā)現(xiàn),布地奈德在244 nm 波長處有最大吸收,但在該波長處,溶劑甲醇會對樣品的測定產(chǎn)生干擾。通過改變色譜條件、流動相比例、柱溫等依然無法排除溶劑的干擾,故最終選擇溶劑在布地奈德出峰的位置沒有干擾的260 nm 作為含量測定的檢測波長。
在預(yù)試驗中曾以包封率、載藥量、粒徑、PDI和電位5 個指標(biāo)作為評價制備工藝的參數(shù),但單因素試驗結(jié)果表明,各考察因素的水平值的改變對PDI 和電位并無顯著影響,故最終只選擇包封率、載藥量和粒徑3 個指標(biāo)。為保證評價結(jié)果的科學(xué)性和合理性,本試驗采用層次分析法對多指標(biāo)進(jìn)行賦權(quán),以加權(quán)后綜合評分為因變量,不僅能全面地反映各檢測指標(biāo)對脂質(zhì)體的重要程度,也能直觀地反映整體制備工藝。
薄膜分散法和溶劑注入法是制備脂質(zhì)體時較常用的兩種方法。本試驗采用薄膜分散法制備布地奈德脂質(zhì)體時發(fā)現(xiàn),脂質(zhì)體粒徑太大。通過物理方法探頭超聲或者過膜之后,粒徑都有所減小,但脂質(zhì)體的包封率會明顯降低,這可能與薄膜分散法制備的脂質(zhì)體粒徑本身比較大有關(guān)(有文獻(xiàn)報道薄膜分散法制備的脂質(zhì)體粒徑一般在1 ~5 μm[17]),而物理方法處理時對脂質(zhì)體膜壁會造成一定的破壞,導(dǎo)致包封率顯著降低。而乙醚注入法制備的脂質(zhì)體本身粒徑就比較小,一般在50 ~200 nm[17],無需再通過物理方法來減小粒徑,因此包封率較高。
綜上所述,本文建立的測定布地奈德脂質(zhì)體含量的高效液相檢測方法準(zhǔn)確可靠、專屬性強,優(yōu)選的制備工藝簡單穩(wěn)定,重現(xiàn)性好,可用于布地奈德脂質(zhì)體的制備。