不同方法制備阿托伐他汀鈣微丸的比較研究

王明浩1，陳 超1，黃春玉2，謝 俊2，湯衛(wèi)國2，周建平1*

1中國藥科大學(xué)藥劑學(xué)教研室，南京 210009；2南京金陵藥業(yè)股份有限公司技術(shù)中心，南京 210009

微丸（Pellet）是一種直徑在0.5～1.5 mm范圍內(nèi)的球形或類球形制劑[1]，作為一種多單元體系，其具有外形美觀、流動性好、胃腸道刺激性小、生物利用度高、裝量準(zhǔn)確、易制成復(fù)方制劑等特點(diǎn)。微丸的制備方法一般有:擠出滾圓法（Extrusion and Spheronization）、 熱熔融擠出法（Hot melt extrusion）、層積制丸法（Layering pelletization）（包括溶液載藥、混懸液載藥以及粉末層積載藥）[2]、球形結(jié)晶法（Spherical crystallization）等。主要的制丸設(shè)備有包衣鍋、擠出-滾圓機(jī)、離心造粒機(jī)、流化床等。

阿托伐他汀（Atorvastatin）作為第二代他汀類藥物，是HMG-CoA還原酶抑制劑，其主要以鈣鹽形式制成制劑[3]。阿托伐他汀鈣為白色到類白色晶狀粉末，不溶于pH小于等于4的水溶液，微溶于純化水、pH 7.4的磷酸鹽緩沖溶液、乙腈、乙醇，易溶于甲醇[4]。阿托伐他汀鈣制劑最早由美國輝瑞公司于1997年上市，目前市場上主要的劑型有普通片、膠囊劑和分散片，尚未見阿托伐他汀鈣微丸品種。本文即以水難溶性藥物阿托伐他汀鈣為模型藥物，選用了目前應(yīng)用比較廣泛的3種制丸方法，即:擠出滾圓法、粉末層積法以及混懸液載藥法，分別使用擠出-滾圓機(jī)、離心造粒機(jī)、流化床3臺設(shè)備制備了阿托伐他汀鈣微丸，對比了3種方法的可行性，并對制得微丸的質(zhì)量做出評價(jià)。

1 儀器與試劑

1.1 儀器

E-35A型擠出機(jī)、R-250型滾圓機(jī)（重慶英格制藥機(jī)械有限公司）；WL-300型離心式制丸機(jī)（重慶市科旭制藥機(jī)械設(shè)備制造有限公司）；流化床（重慶精工制藥機(jī)械責(zé)任有限公司）；電熱鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；紫外可見分光光度計(jì)（北京萊伯泰科儀器有限公司）；顯微鏡（Novel公司）；CJY-300B片劑脆碎度測試儀（上海黃海藥檢儀器有限公司）；BT-1000粉體綜合特性測試儀（丹東百特儀器有限公司）；標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩（浙江省上虞市道墟張興紗篩廠）。

1.2 藥品與試劑

阿托伐他汀鈣（湖南迪諾制藥有限公司）；微晶纖維素WJ-102（MCC，安徽山河藥用輔料股份有限公司）；藥用淀粉（江蘇昕宇藥業(yè)有限公司）；羥丙甲纖維素E5（HPMC-E5，卡樂康公司）；聚山梨酯80（上海申宇醫(yī)藥化工有限公司）；蔗糖（嘉興市白浪淀粉制品有限公司）；其余試劑為分析純。

2 方法與結(jié)果

2.1 阿托伐他汀鈣體外分析方法的建立

2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立 精密稱取阿托伐他汀鈣對照品適量，置50 mL量瓶中，用適量甲醇溶解，以純化水稀釋備用。精密量取上述溶液適量，用水稀釋定容，分別制成阿托伐他汀鈣含量為4、6、8、10、12、14 μg·mL-1的對照品溶液，于 244 nm 處測定吸光度，以吸光度A對濃度C做準(zhǔn)曲線，回歸方程為:A=0.0432C-0.005（r=0.9999）。

2.1.2 含量測定 取阿托伐他汀鈣微丸適量，于研缽中研磨至粉狀，精密稱取細(xì)粉適量，置200 mL量瓶中，加適量純化水，超聲后定容，經(jīng)0.45 μm微孔濾膜過濾，于244 nm處測定吸光度，按標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算藥物含量。

2.2 阿托伐他汀鈣微丸的制備

2.2.1 擠出滾圓法制備阿托伐他汀鈣微丸 取處方量的阿托伐他汀鈣藥粉與微晶纖維素及淀粉共200 g，過 100 目篩混合（比例為 1∶3∶6）；向混粉中緩慢加入含1%聚山梨酯80的水溶液適量，制得軟材；將所得軟材經(jīng)擠出機(jī)擠壓成形，擠出頻率為20 Hz，篩板孔徑為0.8 mm；置條形物于滾圓機(jī)中拋圓，其中轉(zhuǎn)盤頻率為25 Hz，控制風(fēng)機(jī)頻率5～15 Hz；將制得微丸置60℃電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥。

微晶纖維素（MCC）用量的考察 MCC被認(rèn)為是良好的成球促進(jìn)劑，有“分子海綿”之稱。在控制載藥量不變的情況下，分別選取了含MCC15%、30%、45%的3個(gè)處方制成微丸。結(jié)果表明，在MCC含量較低的情況下，軟材難于成型，擠出困難或擠出條粘連；當(dāng)MCC含量較高時(shí)，微丸更易制得，且丸芯質(zhì)量較高，但在烘干后其收縮嚴(yán)重，導(dǎo)致目標(biāo)粒徑下微丸收率下降，綜合考慮，選定MCC的量為30%。

潤濕劑種類的選擇 潤濕劑對軟材的性質(zhì)影響較大，進(jìn)而會影響微丸的質(zhì)量。分別選擇4%的HPMC-E5水溶液、純化水以及20%乙醇為潤濕劑，初步結(jié)果顯示，HPMC-E5水溶液制得的微丸在滾圓過程中易粘連，烘干后相對較硬，且部分呈橢圓形，圓整度差；而采用20%乙醇溶液制備微丸時(shí)，滾圓過程中會形成大量細(xì)粉，進(jìn)而形成小微丸，影響收率。相對來說，以純化水為潤濕劑制得的微丸圓整度更好，且粒徑分布均一，微丸收率較高，為此，確定潤濕劑種類為純化水。

2.2.2 離心造粒粉末層積法制備阿托伐他汀鈣微丸 取空白丸芯180 g置離心造粒機(jī)內(nèi)，以濃度3%的HPMC-E5水溶液為粘合劑，其中聚山梨酯80含量為3%。調(diào)整主機(jī)轉(zhuǎn)速為200 r·min-1，風(fēng)機(jī)頻率為7 Hz，噴液轉(zhuǎn)速為 18 r·min-1，待丸芯充分潤濕后，降低噴液速度至10 r·min-1，同時(shí)開始供藥粉，轉(zhuǎn)速為5 r·min-1，至 20 g 藥粉完全加入，500 r·min-1拋圓1 min，取出制得的微丸，在60℃烘箱中干燥。

供藥粉速度的選擇 離心造粒過程中關(guān)鍵步驟之一的就是保持噴液與供粉之間的平衡。在固定噴液轉(zhuǎn)速的前提下，分別選擇供粉速度為3 r·min-1、5 r·min-1、8 r·min-1，考察了其對微丸制備的影響。結(jié)果顯示供粉速度過慢微丸間極易粘連聚集，而較高的供粉速率使得操作空間粉塵變大，且部分藥粉累積于機(jī)器的底盤與外壁上，致使載藥效率下降。故實(shí)驗(yàn)中選擇適中的供粉速度5 r·min-1。

粘合劑種類的選擇 對于粉末層積載藥來說，粘合劑對最終微丸的質(zhì)量影響很大。本研究中選擇了40%的蔗糖水溶液與3%的HPMC-E5水溶液作比較，發(fā)現(xiàn)兩者都會使少量藥物粘結(jié)。在對微丸表面的觀察中發(fā)現(xiàn)，3%的HPMC-E5水溶液（含3%聚山梨脂80）制得的微丸表面更圓整，光滑。

2.2.3 流化床混懸液載藥法制備阿托伐他汀鈣微丸 載藥工藝采用底噴。取淀粉空白丸芯270 g置流化床中。制備含藥量為10%的混懸液300 g，其中聚山梨酯80濃度為1%、HPMC-E5的濃度為3%。在持續(xù)攪拌下進(jìn)行載藥，控制物料溫度為40～45℃，噴液速度為4 r·min-1，風(fēng)機(jī)頻率為19 Hz，霧化壓力為1.4 MPa。制得的微丸放置于60℃的烘箱中干燥。

混懸液中藥物固態(tài)含量的考察 對于混懸液載藥，理論上其固體含量可為10%～30%，混懸液中固態(tài)含量的濃度可能會影響到載藥的效率。考慮到實(shí)際情況，分別制備了固態(tài)含量為7.5%、10%、12.5%的混懸液，載藥后考察其載藥效率，結(jié)果依次為79.64%、84.75%、81.16%，這表明提高混懸液固態(tài)含量并不能提高載藥率，而由于混懸液中固態(tài)含量的提高，操作過程中噴槍更容易堵塞；對于較低的固態(tài)含量，由于噴液量加大，致使操作時(shí)間增長，效率降低，故最終選擇固態(tài)含量為10%的混懸液載藥。

混懸液中粘合劑濃度的選擇 實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)載藥過程中會有大量細(xì)粉出現(xiàn)，其多為未粘到丸芯上的藥粉，故須提高粘合劑濃度。分別考察了粘合劑（HPMC-E5）濃度為3%、4%、5%時(shí)制得的微丸的載藥率，以期能有所提高。結(jié)果顯示，3個(gè)濃度下載藥效率分別為:80.56%、81.02%、79.25%，并未見明顯提升，反而由于HPMC-E5濃度的提高，微丸出現(xiàn)較多粘連，致使整體收率下降。故確定粘合劑濃度為3%。

2.3 阿托伐他汀鈣微丸的質(zhì)量評價(jià)

依據(jù)“2.2”中方法，每種方法重復(fù)制備3批微丸，對所得微丸的質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)（見表1）。

表1 3種方法制備阿托伐他汀鈣微丸的質(zhì)量評價(jià)（n=3）

2.3.1 粒徑分布與收率 以分樣篩篩分所得微丸，選取 18～24 目、24～30 目、30～40 目微丸稱重，統(tǒng)計(jì)粒徑分布百分?jǐn)?shù)并計(jì)算目標(biāo)粒徑為24～30目下的微丸收率。可見3種方法中流化床混懸液載藥法制得的微丸粒徑分布最為集中（見圖1），其收率最高；粉末層積法次之，而擠出滾圓法的粒徑分布較為分散，且目標(biāo)粒徑下收率明顯低于上述兩法。

2.3.2 載藥率 即微丸的實(shí)際含藥量與理論含藥量的百分比[5]。結(jié)果顯示，粉末層積法與流化床混懸液載藥的載藥率均明顯小于100%，表明載藥過程中會有一部分藥物損耗，而粉末層積的載藥效率最低，藥物損耗最大。

圖1 3種方法制備阿托伐他汀鈣微丸的粒徑分布圖

2.3.3 含量均勻度 取微丸適量，分別測定以標(biāo)示量為100的相對含量X，求其均值和標(biāo)準(zhǔn)差，以及標(biāo)示量與均值之差的絕對值A(chǔ)，計(jì)算A+1.8S值。結(jié)果顯示，3種方法制得微丸的A+1.8S值均小于15，含量均勻度符合規(guī)定要求。

2.3.4 圓整度與表面光潔度 采用Image-Pro Plus 6.0軟件，以伸長度為主要指標(biāo)處理并分析微丸的圓整度[6]，在顯微鏡下觀察微丸的表面光潔度。分析結(jié)果顯示，3種方法下所得的微丸圓整度均較好。表面光潔度的觀察結(jié)果顯示（見圖2），粉末層積法制得的微丸表面相對粗糙，凹凸不平；而流化床混懸液載藥所得微丸表面也凹凸不平，但好于前者；擠出滾圓所得丸芯的表面最光滑，更適合進(jìn)一步的包衣操作。

圖2 3種方法制備阿托伐他汀鈣微丸的顯微照片

2.3.5 脆碎度 脆碎度是衡量丸核剝落趨勢的指標(biāo)[7]。取一定量的微丸加入25顆直徑7mm的玻璃珠，置于脆碎度儀中旋轉(zhuǎn)10min，用80目篩篩除細(xì)粉，計(jì)算微丸失重百分率。結(jié)果顯示3種方法制得的微丸脆碎度均較低，而擠出滾圓法制得的微丸脆碎度最低，質(zhì)量較好。

2.3.6 休止角 休止角常用來表示粉體的流動性。使用BT-1000型粉體綜合特性測試儀測定微丸的休止角。結(jié)果顯示，流化床混懸液載藥制得的微丸的休止角最小，表現(xiàn)出較好的流動性。

3 討 論

3.1 擠出滾圓制丸法

擠出滾圓制丸法是近年來研究和應(yīng)用最廣泛的制丸方法之一。擠出滾圓法制得的微丸表面光滑，圓整度好，脆碎度低，更重要的是，3種方法中擠出滾圓的操作時(shí)間最短，效率更高。但是，在比較中可以發(fā)現(xiàn)，擠出滾圓制丸最大的缺陷在于所得微丸粒徑分布相對較寬，致使目標(biāo)粒徑下收率較低。這主要是由于擠出滾圓是由軟材經(jīng)擠出再滾圓，制備過程中對丸芯的直徑難于有效控制。在生產(chǎn)中通過將“廢料”回收后二次擠出滾圓等方法可一定程度上改善收率，使得擠出滾圓法成為更經(jīng)濟(jì)可靠的制丸方法。

3.2 離心造粒粉末層積載藥

離心造粒粉末層積載藥被認(rèn)為是一種較為先進(jìn)的制丸技術(shù)，目前有多個(gè)上市品種應(yīng)用此法。但此法對粉末的潤濕性要求較高。阿托伐他汀鈣做為一種水難溶性藥物，潤濕性相對較差，這就造成在層積過程中粉末未能充分被粘合劑所潤濕，藥粉難于在丸芯表面鋪展，進(jìn)而造成部分藥粉粘于底盤和側(cè)壁，最終影響載藥效率。同時(shí)粉末的粒徑不夠細(xì)也影響了微丸表面的光潔度。筆者在對一些潤濕性較好的藥物研究中發(fā)現(xiàn)，制得的微丸質(zhì)量均較為理想，并未出現(xiàn)上述問題。總體說來，該方法操作時(shí)間較短，且操作簡便，但對于潤濕性較差的藥物，相對其他制丸方法使用離心造粒粉末層積載藥難于制得高質(zhì)量的微丸，而改善藥物的潤濕性以及挑選合適的粘合劑將會是研究的重點(diǎn)。

3.3 流化床混懸液載藥

流化床混懸液載藥與離心造粒粉末層積法同屬于層積載藥法，可以發(fā)現(xiàn)由于丸芯處于流化床中相對比較密閉的空間且其干燥效率更高，因而流化床的收率和載藥效率也較高。而由于兩者均是依靠粘合劑將藥物粉末粘于丸芯表面，則影響了微丸表面的光潔度，同時(shí)也升高了脆碎度。對于流化床混懸液載藥法，最大的問題在于其操作時(shí)間較長，并且為保證操作過程中不堵液，混懸液的配制方法也較為繁瑣。但是，該法仍有較大的改進(jìn)空間，流化床混懸液載藥是一種很有潛力的微丸載藥方法。

阿托伐他汀鈣微丸采用上述3種制備方法，均能制得質(zhì)量良好，適合工業(yè)化生產(chǎn)的微丸。以擠出滾圓制丸法和流化床混懸液載藥法的優(yōu)勢更明顯。在具體的生產(chǎn)過程中，可根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的制丸方式。

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