郭玲,張永萍,徐劍,劉耀,汪祖華,宋信莉
(貴州中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,貴州省中藥民族藥炮制與制劑工程技術(shù)研究中心,貴州 貴陽 550025)
雷公藤紅素(celastrol,CLT)是從衛(wèi)矛科植物雷公藤中提取得到的五環(huán)三萜類化合物[1],具有顯著的抗炎、免疫抑制活性[2],對包括系統(tǒng)性紅斑狼瘡性腎炎、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎以及胰腺炎等在內(nèi)的一系列疾病具有防治作用。其同時具有廣譜的抗腫瘤活性[3],可誘導(dǎo)肺癌、乳腺癌、前列腺癌、卵巢癌、結(jié)腸癌等腫瘤細胞發(fā)生凋亡。然而盡管CLT藥理活性廣泛,其較差的溶解性阻礙了胃腸道的有效吸收[4],導(dǎo)致CLT生物利用度極低,極大限制了其臨床應(yīng)用。
固體分散技術(shù)可將難溶性藥物高度分散于水溶性載體材料中,顯著提高藥物的溶解度和生物利用度。聚乙烯己內(nèi)酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇(Soluplus)是德國BASF公司開發(fā)的新型輔料,已成功增加了西貝堿[5]、喜樹堿[6]等藥物的溶解度和生物利用度。本研究針對CLT的臨床應(yīng)用缺陷,以Soluplus作為載體材料,通過溶劑揮發(fā)法制備雷公藤紅素固體分散體(celastrol solid dispersion, CLT-SD),并采用掃描電子顯微鏡、粉末X-射線衍射對制得的CLT-SD進行表征,為CLT新劑型的開發(fā)提供理論基礎(chǔ)。
RE-5210A型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠);DZF型真空干燥箱(上海丙林電子科技有限公司);HZQ-C型恒溫振蕩器(東聯(lián)電子技術(shù)開發(fā)有限公司);1260型高效液相色譜儀(美國Agilent公司);JSM-7500F型掃描電子顯微鏡(上海安柏來科學(xué)儀器有限公司);X’Pert Pro MPD型X-射線衍射儀(荷蘭飛利浦公司)。
雷公藤紅素(CLT;純度>98.0 %;成都普菲德生物科技有限公司);Soluplus(德國BASF公司);甲醇、醋酸為色譜純,二氯甲烷等其余試劑為分析純,水為純水或屈臣氏蒸餾水。
稱取一定量的載體材料Soluplus和CLT,加入二氯甲烷超聲溶解,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除有機溶劑后轉(zhuǎn)移至真空干燥箱里繼續(xù)干燥24 h,取出研磨,過120目篩,即得紅色粉末狀CLT-SD。
HPLC色譜條件如下[7]:色譜柱為Kromasil-C18柱(150mm×4.6mm,5μm);流 動 相 為 甲 醇-10%醋 酸(體積比95:5);流速為1.0mL/min;檢測波長為425nm;柱溫為35°C;進樣量為10μL。
制備質(zhì)量濃度分別為1、2、4、6、8、10、20mg/mL的CLT標準溶液,進樣檢測,以峰面積(A)對濃度(C)進行線性回歸,得標準 曲線A=12.431C+0.8448(R2=0.9993),表明CLT在1~20mg/mL內(nèi)線性關(guān)系良好。方法學(xué)試驗結(jié)果顯示平均加樣回收率為99.29%,日內(nèi)RSD值小于2%,表明精密度良好。
按1:5、1:10、1:15、1:20及1:25(w/w)的 比 例 將CLT與Soluplus制備成CLT-SD,以溶解度作為考察指標篩選CLT/Soluplus的最佳比例。另取相應(yīng)比例的CLT與Soluplus粉末,于研缽中研磨、充分混勻,得到CLT物理混合物(physical mixtureof CLT,CLT-PM)。
分別取過量的CLT、CLT-PM和CLT-SD置于EP管中,加水超聲使其呈過飽和狀態(tài),置于25 ℃恒溫振蕩器中平衡48 h后取出,離心,取上清液稀釋,過濾后進樣檢測,計算CLT的溶解度,結(jié)果見表1。
可知,對于CLT-PM,CLT的溶解度隨著CLT/Soluplus的比例增加而增大,主要原因在于Soluplus在水溶液中能形成膠束而使藥物增溶。與CLT原藥相比,CLT-SD 能使CLT的溶解度提高數(shù)倍,且比相同CLT/Soluplus比例下的CLT-PM溶解度高。當CLT/Soluplus為1:15時,CLT在水中達到最高溶解度7144.93 mg/mL,而再增加Soluplus的用量,CLT的溶解度不再增加。綜上所述,選擇CLT/Soluplus=1:15作為制備固體分散體的最佳比例,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
2.4.1 顯微觀察
使用掃描電子顯微鏡觀察CLT、Soluplus、CLT-PM及CLT-SD的形態(tài),結(jié)果如圖1所示??梢奀LT為塊狀結(jié)晶,說明CLT原藥具有較高的結(jié)晶度;Soluplus呈類球形,表面光滑,較為緊密;CLT-PM中可見CLT和Soluplus的粉末特征,說明藥物和載體之間未發(fā)生相互作用,兩者只是簡單的混合;而在CLT-SD中,已經(jīng)看不到藥物的結(jié)晶存在,只能看到干燥研細后的不規(guī)則小塊狀產(chǎn)物。
圖1 CLT(A),Soluplus(B),CLT-PM(C)及 CLT-SD(D)的掃描電鏡圖
2.4.2 X-射線粉末衍射分析
取適量CLT、Soluplus、CLT-PM和CLT-SD于樣品皿中,采用Cu靶(40kV 電壓,40 mA電流),在5°~70°范圍掃描,結(jié)果如圖2所示??梢奀LT 原料藥的衍射圖顯示了眾多具有一定強度的特征衍射峰,說明CLT原藥具有較高的結(jié)晶度。Soluplus未見衍射峰,說明其以無定形形式存在;CLT-PM中可見強度減弱的CLT晶體特征衍射峰,而CLT-SD中CLT的特征衍射峰完全消失,說明CLT-SD中已經(jīng)不存在藥物結(jié)晶,CLT可能以無定形形式存在于Soluplus中。
圖2 CLT,Soluplus, CLT-PM及CLT-SD的X-射線衍射圖
Soluplus是德國BASF公司開發(fā)的新型固體增溶劑,常作為難溶性藥物的載體通過熔融法制備成固體分散體。然而據(jù)文獻可知CLT的熔點為230 ℃[8],Soluplus的玻璃轉(zhuǎn)化溫度為70 ℃[6],可見載體材料與藥物之間的玻璃轉(zhuǎn)化溫度相差很大,不易達到共熔點,故本研究選擇溶劑法而非熔融法制備CLT-SD。
固體分散體中藥物與載體的比例是影響固體分散體結(jié)構(gòu)及溶出速度的主要因素[9],藥物比例較高,藥物一般以晶體存在,溶出速度改善不明顯;載體比例較高,藥物一般以無定型或分子狀態(tài)存在,溶出較快。但若載體比較過高,載體的粘度隨之增加反而會阻礙藥物的溶出,因此兩者之間一般存在一個最佳比例。本研究以溶解度為指標,篩選了不同CLT/Soluplus比例制得的CLT-SD的增溶效果,結(jié)果顯示當CLT/Soluplus的比為1:15時,CLT在水中的溶解度達到最高,較CLT原藥提高了64倍。
藥物是否以分子態(tài)高度分散于固體分散體中是鑒別其制備成功與否的重要檢測指標。本實驗通過粉末X-射線衍射法觀察CLT在固體分散體中的分布狀態(tài),并用掃描電子顯微鏡觀察CLT、Soluplus、CLT-PM和CLT-SD的微觀形態(tài)。X線衍射圖顯示,將CLT制成固體分散體后,藥物的數(shù)個特征峰消失;掃描電鏡圖顯示制成的CLT-SD形態(tài)明顯改變,表明CLT已成功以無定形態(tài)均勻分布于載體材料中。本課題制備的CLT-SD增加了CLT的溶解度,CLT-SD作為中間體有望被開發(fā)成CLT臨床用藥的新產(chǎn)品。