海藻多糖空心膠囊藥物溶出度研究

吳 佩, 李 婷, 李 敬, 袁 毅, 張秀梅, 韓麗君

(1. 中國海洋大學, 山東 青島 266003; 2. 中國科學院 海洋研究所, 山東 青島 266071)

海藻多糖空心膠囊藥物溶出度研究

吳 佩1, 李 婷2, 李 敬2, 袁 毅2, 張秀梅1, 韓麗君2

(1. 中國海洋大學, 山東 青島 266003; 2. 中國科學院 海洋研究所, 山東 青島 266071)

海藻多糖空心膠囊是以海藻多糖與植物膳食纖維作為主要材料研制的一種植物空心膠囊。對海藻多糖植物空心膠囊(植物殼)、明膠空心膠囊的阿奇霉素、頭孢氨芐和布洛芬 3種藥物模型的膠囊劑進行了藥物溶出度和溶出速率的對比研究。結果顯示海藻多糖空心膠囊在藥物最終溶出量和加速穩定性試驗上優于或同等于明膠空心膠囊, 因此海藻多糖空心膠囊具有代替動物明膠空心膠囊的潛在可能性。

植物空心膠囊; 明膠空心膠囊; 藥物溶出度

藥物溶出度是指藥物的片劑或膠囊劑等口服固體制劑在規定的溶劑中溶出的速度和程度[1]。它是一種模擬口服固體制劑在胃腸中崩解和溶出的體外檢驗方法。目前, 對藥物溶出度的研究僅僅用來針對內容物(即藥物), 溶出度的高低可以間接反應口服給藥后藥物在人體一定時間內的溶出情況。一些國家的藥典對一些藥物制劑規定要進行藥物溶出度的研究, 以作為控制生物利用度的指標。膠囊劑系指將藥物填裝于空心硬質膠囊或密封于彈性軟質膠囊中而制成的固體制劑。對于膠囊劑來說, 溶出過程包括空心膠囊(膠囊殼)的溶解和內容藥物的溶解。所以膠囊殼的質量也是影響藥物溶出的重要因素, 因此國外已有許多學者將溶出度的研究用于膠囊殼質量的評價。Podczeck等[2]將茶堿充填于明膠、明膠／PEG和HPMC(hydroxypmpyl methyl cellulose)空心膠囊中,發現膠囊殼原料和制劑生產工藝是影響藥物溶出的主要因素, 并且以 HPMC為膠囊殼原料的茶堿膠囊劑的藥物溶出程度最大。Cole等[3]以布洛芬和醋氨酚為模型藥物, 研究了以動物明膠和 HPMC為膠囊殼原料的膠囊劑的藥物溶出度, 發現 HPMC的布洛芬膠囊劑在磷酸鹽緩沖液中的溶出有滯后現象, 在60 min時溶出不完全, 而在tris 緩沖液(三羥甲基氨基甲烷鹽酸鹽)中溶出較快, 30 min時可以達到最大溶出度。而HPMC的醋氨酚膠囊劑和明膠醋氨酚膠囊劑在水溶液和tris緩沖液中的溶出度基本一致。

本文首次在國內將藥物溶出度的研究用于評價空心膠囊殼的質量。海藻多糖空心膠囊是中國科學院海洋研究所承擔國家 863課題研制及生產的一種植物性空心膠囊。 其主要成分是海藻多糖和植物膳食纖維素。與動物明膠空心膠囊相比, 植物空心膠囊的干燥失重低, 降低了吸濕藥物的質量變化; 植物性的原材料克服了明膠中氨基酸與醛基化合物之間的交聯反應, 避免了藥物溶出度降低的風險, 消除了潛在動物源傳染病及穆斯林禁食等缺陷。因此植物性空心膠囊的質量更加穩定。本實驗室在成功研制海藻多糖空心膠囊的基礎上, 對其進行了體外藥物溶出度的研究, 并與動物明膠空心膠囊進行了對比, 目的是考察內容藥物的溶出是否會受到不同品質膠囊殼的影響, 從而考察植物空心膠囊取代動物明膠空心膠囊的可行性。

試驗選擇了 3種臨床上最常用頭孢氨芐、阿奇霉素、布洛芬藥物作為模型藥物, 分別制成海藻多糖膠囊劑和動物明膠膠囊劑, 參照中國藥典2005年版各項下所述方法[4]對不同藥物模型膠囊劑的藥物溶出進行了研究和對比, 結果顯示 3種藥物的海藻多糖膠囊劑的最終溶出優于或同等于明膠膠囊劑。

1 材料與方法

1.1 材料

頭孢氨芐藥粉由華北制藥有限公司提供; 阿奇霉素藥粉由石藥集團歐意藥業有限公司提供;布洛芬藥粉由遼寧福源藥業有限公司提供。

海藻多糖空心膠囊由中國科學院海洋研究所和秦皇島藥用膠囊有限公司共同研制; 動物明膠空心膠囊由哈爾濱藥源公司提供。

試驗在河北省藥檢所、青島市藥檢所和中國科學院海洋研究所實驗室分別完成。

1.2 方法

1.2.1 頭孢氨芐膠囊劑的溶出度

將粉狀頭孢氨芐作為模型藥物分別填充于海藻多糖空心膠囊和動物明膠空心膠囊制備成頭孢氨芐膠囊劑, 每粒膠囊劑含頭孢氨芐 250 mg, 參照國家2005年版藥典標準, 以900 mL水作為溶出介質, 轉速為100 r/min, 經45 min時, 取溶出液適量, 微膜過濾, 準確量取過濾液 1 mL, 并用溶出介質稀釋至10 mL, 紫外-可見分光光度計在262 nm波長處測定吸光度; 另外準確稱取頭孢氨芐對照品適量, 加溶出介質溶解并稀釋制成每1 mL中含25 μg的溶液,同法測定吸光度值, 根據公式計算每粒膠囊劑的溶出度。

1.2.2 阿奇霉素膠囊劑的藥物溶出度及溶出速率

將粉狀阿奇霉素作為模型藥物分別制成海藻多糖膠囊劑和動物明膠膠囊劑(每粒含阿奇霉素250mg), 在溫度40℃, 相對濕度75%的條件下放置0、1、2、3、6個月, 并分別測定藥物溶出度及藥物溶出速率。以0.1 mol/L磷酸氫二鈉緩沖液(pH6.0)900 mL為溶出介質, 100 r/min, 經45 min時, 取溶出液適量, 微膜過濾, 準確量取過濾液2 mL, 并用溶出介質稀釋至10 mL。作為對照另取等量的阿奇霉素藥物粉末和海藻多糖空心膠囊殼或動物明膠空心膠囊殼置于同一量瓶中, 加乙醇及溶出介質適量, 振搖溶解后, 微膜過濾, 使其最終稀釋倍數和阿奇霉素膠囊劑溶出液一致。精密量取上述兩種溶出溶液各5 mL, 分別置具塞試管中, 加入硫酸溶液5 mL, 混勻, 放置30 min, 冷卻至室溫, 在482 nm的波長處測定吸光度, 樣品溶液與對照溶液的吸光度比值即為溶出度。

1.2.3 布洛芬膠囊劑的藥物溶出度

將粉狀布洛芬作為模型藥物分別制成海藻多糖膠囊劑和明膠膠囊劑(含布洛芬 250 mg), 以磷酸鹽緩沖液(pH7.2)為溶出介質, 分別在 3、6、9、12、15、20、25、30 min取溶出介質5 mL(同時補介質5 mL),微膜過濾, 取過濾液2 mL, 稀釋至25 mL。使用紫外分光光度計在222 nm波長處測定吸光度。

另精密稱取干燥至恒重的布洛芬對照品, 用pH7.2的磷酸鹽緩沖液配制成質量濃度(C)分別為2、4、8、12、16、20 mg/L的系列溶液, 在222 nm波長處測定吸光度值A, 經回歸得回歸方程A=0.0461C+0.0044(R=0.9999)。表明布洛芬在2～20 mg/L范圍內C和吸光度值A的線性關系良好, 根據回歸方程計算每粒膠囊劑的布洛芬溶出量。

2 結果

2.1 頭孢氨芐膠囊劑的藥物溶出度

以頭孢氨芐為模型藥物的膠囊劑, 45 min時的溶出結果如表1。海藻多糖頭孢氨芐膠囊劑的平均溶出度為 99.84%, 明膠頭孢氨芐膠囊劑的平均溶出度為 96.49%(國家標準要求＞70%), 海藻多糖頭孢氨芐膠囊劑的溶出度高于明膠頭孢氨芐膠囊劑3.35%。

2.2 阿奇霉素膠囊劑的藥物溶出度及溶出速率

將海藻多糖阿奇霉素膠囊劑和明膠阿奇霉素膠囊劑在溫度 40℃, 相對濕度 75%的條件下分別儲存0、1、2、3、6個月, 測定兩種樣品的藥物溶出度及溶出速率, 其結果見表2和圖1。

表1 頭孢氨芐膠囊劑的溶出度Tab.1 The dissolution of cefalexin capsules

表2 阿奇霉素膠囊劑的溶出度Tab. 2 The dissolution of azithromycin capsules

圖1 海藻多糖阿奇霉素膠囊劑(A)和明膠阿奇霉素膠囊劑(B)的溶出速率對比Fig. 1 The comparison of in vitro dissolution of algal polysaccharide azithromycin capsules(A) and gelatin azithromycin capsules(B)

由表2可知, 海藻多糖阿奇霉素膠囊劑和明膠阿奇霉素膠囊劑藥物溶出速率有較大的差異, 在 0月時,溶出介質不加胰酶, 45 min后, 兩種膠囊劑阿奇霉素的累積溶出量均在90%以上, 但在1, 2, 3, 6個月時, 如果溶出介質中不加胰酶, 明膠阿奇霉素膠囊劑幾乎不溶出, 而不需加胰酶的海藻多糖阿奇霉素膠囊劑的累積溶出量仍然平均在 96%以上, 明顯優于明膠阿奇霉素膠囊劑。因此, 隨著膠囊劑放置時間的延長, 海藻多糖阿奇霉素膠囊劑的溶出更具有優勢。

圖1為放置2個月后海藻多糖阿奇霉素膠囊劑和明膠阿奇霉素膠囊劑的溶出速率對比。由圖1可看出明膠阿奇霉素膠囊劑在 20 min時才開始溶出,45 min最終溶出度為91.9%, 而海藻多糖阿奇霉素膠囊劑在10 min時已經溶出, 最終溶出度為99.6%。不管從溶出速率還是最終溶出度上海藻多糖阿奇霉素膠囊劑都優于明膠阿奇霉素膠囊劑。

表3 布洛芬膠囊劑的藥物溶出度Tab. 3 The dissolution of ibuprofen capsules

2.3 布洛芬膠囊劑的藥物溶出度和溶出速率

將布洛芬膠囊劑放入轉籃后, 不同時間點取樣,222 nm處測定吸光度值, 根據標準曲線方程A=0.0461C+0.0044, 計算出各時間點的累計溶出百分率, 結果見表3和圖2。

從圖2可以看出, 海藻多糖布洛芬膠囊劑和明膠布洛芬膠囊劑溶出速率存在一定差異：明膠布洛芬膠囊劑溶出較快, 3 min時就開始溶出; 9 min時已溶出50%, 在15 min時基本達到最大溶出率。而海藻多糖布洛芬膠囊劑溶出則相對緩慢, 在第15分鐘開始溶出, 25 min時才達到最大溶出率。但是兩種膠囊劑在30 min的最終溶出度均高于98%。

圖2 海藻多糖布洛芬膠囊劑(A)和明膠布洛芬膠囊劑(B)的溶出速率對比Fig. 2 The comparison of in vitro dissolution of algal polysaccharide ibuprofen capsules(A)and gelatin ibuprofen capsules(B)

3 討論

對于胃溶型膠囊劑來說, 空心膠囊(膠囊殼)的溶解是藥物吸收的限速步驟。由于藥物的溶出度直接影響藥物在體內的吸收和利用, 因而是評價膠囊劑外殼性能的一個重要指標, 也是評價空心膠囊藥物相容性的指標之一。

本文在研究海藻多糖空心膠囊和明膠空心膠囊對模型藥物的溶出度和溶出速率的基礎上, 進行了3種具有代表性藥物模型的植物性和動物性膠囊劑的對比。模型藥物頭孢氨芐為半合成的第一代口服廣譜頭孢菌素, 具有較強的廣譜抗菌活性, 主要用于耐青霉素的葡萄球菌、鏈球菌、肺炎球菌、大腸桿菌等的感染; 阿奇霉素是新型大環內酯類, 主要應用于呼吸道、皮膚軟組織及泌尿生殖系統感染[5]; 布洛芬片是一種解熱鎮痛非甾體抗炎藥, 主要用于風濕及類風濕性關節炎的治療。這 3種藥物在臨床應用上具有廣泛性和代表性。

從不同藥物模型膠囊劑的溶出結果可以看出,頭孢氨芐和阿奇霉素這兩種模型藥物的海藻多糖膠囊劑在45 min規定時間內的溶出度和溶出速率均高于明膠膠囊劑, 特別是在高溫高濕條件下的試驗結果也表明, 海藻多糖阿奇霉素膠囊劑明顯穩定于明膠阿奇霉素膠囊劑。海藻多糖布洛芬膠囊劑和明膠布洛芬膠囊劑進行溶出速率的對比研究發現, 海藻多糖布洛芬膠囊劑的溶出速率低于明膠膠囊劑, 這正好和以阿奇霉素為模型藥物的膠囊劑的結果相反。分析原因可能是因為①不同的藥物模型膠囊劑的藥物溶出度或者溶出速率會受到膠囊殼質量的影響; ②空心膠囊殼的溶解可能也會受到不同模型藥物的影響。

另外在進行兩種阿奇霉素膠囊劑溶出度和溶出速率研究的同時, 作者也進行了藥物穩定性的研究,因此試驗條件比正常的儲存條件偏高溫高濕, 所以海藻多糖阿奇霉素膠囊劑的溶出度和溶出速率明顯優于明膠阿奇霉素膠囊劑。這可能是由于明膠空心膠囊殼的原材料主要為蛋白質, 受到較高溫高濕條件的影響, 導致藥物溶出速率降低; 海藻多糖空心膠囊殼原材料主要為膳食植物纖維, 性質穩定, 高溫高濕對其影響不大, 因此導致兩種阿奇霉素膠囊劑的溶出速率出現較大的差異。

對海藻多糖空心膠囊和明膠空心膠囊 3種模型藥物膠囊劑的最終溶出度結果來看, 海藻多糖膠囊劑優于或者同等于明膠膠囊劑。

[1]中國藥品生物制品檢定所．中國藥品檢驗標準操作規范[S].

[2]Podczeck F, Jones B E. The in vitro dissolution of theophylline from different types of hard shell capsules[J]. Drug Dev Lnd Pharm, 2002, 28(9)：1163-1169.

[3]Cole E T, Scott R A, Cade D,et al. In vitro and in vivo pharmacoscintigraphic evaluation of ibuprofen hypromellose and gelatin capsules[J]. Pharm Res, 2004, 21：793-798.

[4]國家藥典委員會. 中華人民共和國藥典(二部)[M].北京：化學工業出版社, 2005, 95-294.

[5]謝俊霞, 孫英華, 孫進, 等. 市售阿奇霉素固體制劑的溶出行為[J]. 沈陽藥科大學學報, 2005, 22(5)：338-341.

The in vitro dissolution of algal polysaccharide hard shell capsules

WU Pei1, LI Ting2, LI Jing2, YUAN Yi2, ZHANG Xiu-mei1, HAN Li-jun2
(1. Ocean University of China, Qingdao 266003,China; 2. Institute of Oceanology, Chinese Academy of Sciences,Qingdao 266071,China)

Sep. ,30, 2009

plant capsules; gelatin capsules; in vitro dissolution

Algal polysaccharide hard shell capsule is a kind of plant capsule mainly containing algal polysaccharide extracted from marine Rhodophyte and plant cellulose. The performances of in vitro dissolution of cefalexin,azithromycin, and ibuprofen of algal polysaccharide hard shell capsules have been investigated respectively and compared with that of gelatin capsules. This study confirmed that algal polysaccharide hard shell capsules were superior or equal to gelatin capsules in ultimate dissolution rates and accelerated stabilities. In this way, algal polysaccharide hard shell capsules can therefore be considered as a viable alternative to gelatin capsules.

R943 文獻標識碼：A 文章編號：1000-3096(2010)02-0019-04

2009-09-30;

2009-10-12

國家 863計劃重點項目(2007AA091604); 中國科學院知識創新工程重要方向項目(KZCX2-YW-209)

吳佩(1985-), 女, 碩士研究生, 研究方向：生物資源綜合利用, E-mail：wupei0826@yahoo.cn; 張秀梅, 通信作者, 教授, 博士研究生導師, E-mail：gaozhang@ouc.edu.cn; 韓麗君, 通信作者, 研究員, 博士研究生導師, E-mail：ljhan@ms.qdio.ac.cn

張培新)