甘草黃酮固體分散體的制備及體外溶出性能考察

孫強，李小芳，馬祖兵，鄭宇，趙甜甜，宋佳文，龍家英

甘草為我國最常用的中藥材之一，始載于《神農本草經》，享有“十方九草”的美稱，具有補脾益氣、清熱解毒、祛痰止咳及調和諸藥等功效[1]。甘草黃酮是從甘草提取物中得到的一種重要的生物活性物質，具有抗炎[2]、抗腫瘤[3-4]、美白祛斑[5]、抗氧化[6]以及保肝護肝[7]等多種藥理作用，因此對其相關產品的開發極具意義。雖然甘草黃酮的藥理作用比較廣泛，但水溶性較差，導致其在體內的生物利用度不高，進而限制了臨床的進一步開發和應用[8]。

固體分散（Solid dispersion，SD）技術，是一種將難溶性藥物以分子、無定形或微晶狀態高度分散于載體材料中的新型制劑技術，其主要特點是藥物在載體中高度分散，因而在改善難溶性藥物成分的溶解度和溶出速率以及提高藥物的穩定性方面都體現出了獨特的優勢[9-10]。因此，為了提高甘草黃酮在水中的溶解度和溶出速率，本實驗采用溶劑-熔融法制備聚乙烯吡咯烷酮K30固體分散體（PVP K30-SD），考察其體外釋藥性能，并借助差式掃描量熱儀（DSC）和傅里葉紅外光譜（ FT-IR）對其進行性質表征，為進一步制備理想的甘草黃酮制劑奠定基礎。

1 材料

DFD-700型恒溫水浴鍋（天津泰斯特儀器有限公司），UV-6100型紫外可見分光光度計（上海美譜達儀器有限公司），FA224型電子天平（上海舜宇恒平科學儀器有限公司），RC-3型溶出度測試儀（山東博科科學儀器有限公司），KQ5200DE型數控超聲波清洗器（昆山市超聲儀器有限公司），四川優普超純水機（四川優普超純技術有限公司），DZF-6050型真空干燥器（上海瑯玕實驗設備有限公司），RE-2000B型旋轉蒸發器（上海亞榮生化儀器廠），HSC-1型差示掃描量熱儀（北京恒久科學儀器廠）。

甘草苷對照品（成都曼思特生物科技有限公司，批號MUST-16032801，純度98%）；甘草黃酮原料藥（西安小草植物科技有限公司，批號XC20160508，總黃酮質量分數70.0%）；膠態二氧化硅（上海風泓藥用輔料技術有限公司，藥用級）；泊洛沙姆188（F188，德國BSAF公司）；聚乙烯吡咯烷酮K30（PVPK30，成都市科龍化工試劑廠）、聚乙二醇4000（PEG4000，成都市科龍化工試劑廠）；聚乙二醇6000（PEG6000，廣東汕頭市西隴化工廠）；水為超純水，其他試劑均為分析純。

2 方法與結果

2.1 總黃酮含有量測定

2.1.1 對照品溶液及供試品溶液的制備 精密稱定甘草苷對照品適量，加入適量70%乙醇于10 mL 容量瓶中使溶解，定容至10 mL，搖勻，得202.0 mg﹒L-1甘草苷對照品溶液。稱取固體分散體0.5 g，加入適量70%乙醇于25 mL 容量瓶中，超聲20 min使溶解，定容至25 mL，得供試品溶液。

2.1.2 檢測波長的確定 精密吸取“2.1.1”項下對照品及供試品溶液適量，加入10% KOH溶液 0.5 mL中，靜置顯色6 min后加70%乙醇定容至10 mL，搖勻，于200～400 nm進行波長掃描。結果顯示在波長為335 nm處有最大吸收，故選擇其作為最大吸收波長。

2.1.3 標準曲線的繪制[11]分別精密吸取202.0 mg﹒L-1對照品溶液 0. 3，0. 4，0. 5，0.6，0.7，0.8 mL于10 mL容量瓶中，補加70%乙醇至1 mL，加入10% KOH溶液 0.5 mL中，靜置顯色6 min后加70%乙醇定容至10 mL，以相應的溶劑為空白，于波長335 nm 處測定吸光度A。以甘草苷對照品溶液的質量濃度C為橫坐標，吸光度A 為縱坐標進行線性回歸，得回歸方程Y = 0.0355X+ 0.0449（R2 = 0.9943），結果表明在6.06 ～16.16 mg﹒L-1范圍內線性關系良好。

2.2 溶劑的選擇

分別精密稱取20 mg甘草黃酮LF、PVPK30各3份，分別溶于2 mL甲醇、丙酮、無水乙醇中，充分振搖使其充分溶解，觀察LF與載體PVP K30的溶解情況，結果分別見表1和表2。

表1 LF原料藥在溶劑中的溶解狀況

表2 PVP K30載體在溶劑中的溶解狀況

由表可知，甘草黃酮在甲醇中僅有少數未溶解，在丙酮和無水乙醇中完全溶解，在甲醇中的溶解度不如丙酮和無水乙醇；PVP K30在甲醇和無水乙醇中幾乎完全溶解，在丙酮中出現白色沉淀，因此，考慮到丙酮的揮發性及其毒性，本實驗選擇無水乙醇為溶劑進行制備。

2.3 甘草黃酮固體分散體的制備

2.3.1 溶劑法 稱取處方量（1:3）的甘草黃酮原料藥LF與載體適量，分別溶解于適量無水乙醇中，將原料藥溶液緩慢加入載體溶液，充分攪拌，超聲10 min使混勻。置于50 ℃旋轉蒸發儀中除去大部分溶劑，轉移至50 ℃恒溫水浴鍋中，繼續加熱至完全除去無水乙醇，所得產物在60 ℃條件下干燥12 h后，于干燥箱中平衡48 h，研磨，過80目篩，備用。

2.3.2 溶劑-熔融法 稱取處方量（1:3）的甘草黃酮原料藥LF與載體適量，將甘草黃酮溶解于適量無水乙醇中，充分攪拌后緩慢加入至已熔融的載體中，混合均勻，于80 ℃恒溫水浴鍋中繼續攪拌加熱至完全除去無水乙醇，迅速轉移至-20℃冰箱中保存12 h后，轉移至干燥箱中平衡48 h，研磨，過80目篩，備用。

采用上述兩種方法分別制備甘草黃酮固體分散體，各有利弊。采用溶劑法制備時，藥物在轉移過程中損失量大，工藝相對復雜，操作不便，同時也可能導致藥物的重結晶，從而降低藥物的分散性，影響主藥的溶解度。溶劑-熔融法方法簡便，易于制備和操作。經綜合考慮，本實驗選擇溶劑-熔融法制備固體分散體。

2.4 溶出介質的選擇

按《中國藥典》2015年版（第四部） 通則0931項下第二法（槳法）測定LF以及固體分散體的累積溶出度，分別以900 mL磷酸鹽緩沖液（PH6.8和PH7.4）為溶出介質，設定轉速為（75±1）r﹒min-1，水浴溫度（37±0.5）℃。分別精密稱取原料藥LF和固體分散體適量，均勻分散于溶出介質中，粉末剛接觸溶出介質時開始計時，分別于10 、20 、30 、40、50 、60 、120 min時取樣4 mL，補充同溫同體積介質，0.45 μm微孔濾膜過濾，續濾液按 “2.1.3” 項下方法測定，計算累積溶出度，結果見圖1。由圖可知，在PH7.4磷酸鹽緩沖液中，30 min時固體分散體的溶出度就達到了83.4%，而在PH6.8的磷酸鹽緩沖液，相同時間固體分散體的溶出度僅為64.2%，原因可能是甘草黃酮為弱酸性物質，在堿性溶液中能更快更好的溶出，故將溶出介質確定為PH 7.4的磷酸鹽緩沖液。

圖1 不同溶出介質中LF-PVPK30固體分散體（1:5）的溶出曲線

2.5 載體種類的選擇

分別以PEG 4000、PEG 6000、F188、膠態二氧化硅以及PVP K30為載體，采用溶劑-熔融法以藥載比為1∶3制備甘草黃酮固體分散體。結果顯示，LF只在PVP K30中分散成型，而在PEG4000、PEG6000、F 188、膠態SiO2中無法分散，固體分散體難以制備成功。因此本實驗選擇PVP K30為載體制備固體分散體。

2.6 藥物-載體比例的選擇

按“2.3.2”項下方法，分別制備藥載比為1:2、1:3、1:4、1:5、1:6的LF-PVPK30-SD，同時按“2.4”項下建立的累積溶出度測定方法，考察經不同載體比例制備的LF-PVPK30-SD及其LF原料藥的體外釋藥行為，測定累積溶出度，繪制體外釋藥曲線，結果見圖2。結果表明，隨著藥物-載體質量比例的增加，累積溶出度總體呈增大趨勢，在相同時間內，當藥物-載體質量比例為1:5時，其體外累積溶出度顯著高于LF原料藥及其他比例固體分散體。因此，LFPVPK30固體分散體以藥載比1:5為最佳。

圖2 不同藥載比LF-PVPK30-SD的溶出曲線

2.7 固體分散體的物相表征鑒別

2.7.1 差示掃描量熱法（DSC） 采用DSC對原料藥LF、PVP K30、LF-PVPK30-SD及物理混合物進行分析，以空鋁坩堝為參考池，升溫速度為10 ℃﹒min-1，升溫范圍為50～650 ℃，樣品量約10 mg。結果見圖3。由圖可知，甘草黃酮原料藥LF在478.9 ℃處出現明顯熔融吸熱峰，PVP K30在462.2 ℃存在放熱峰，且在524.8 ℃ 前后存在一段較寬的吸熱峰，為結晶峰；LF-PVPK30物理混合物在478.9 ℃附近出現與原料藥相關吸熱峰的同時，也于462.2 ℃附近出現了與載體PVPK30相似的特征峰；說明LF原料藥與PVPK30載體之間未發生本質上的作用，原料藥的晶型未發生改變；而LF-PVPK30-SD中未出現LF原料藥的吸收峰，表明LF原料藥可能以無定型狀態分散于PVPK30載體中。

圖3 PVPK30（A），LF-PVPK30-SD （ B ） ，LF（C）以及物理混合物（D）的DSC

2.7.2 傅里葉紅外光譜分析（ FT-IR） 分別對甘草黃酮原料藥LF（E）、PVPK30（F）、LF-PVPK30-SD（G）及物理混合物（ H ）進行紅外光譜分析，以KBr進行壓片，掃描范圍 4000 ～ 400 cm-1，并以透光率T為縱坐標，波數為橫坐標繪制紅外光譜圖，結果見圖4。由圖可知，甘草黃酮原料藥的光譜曲線在波數為2854 cm-1處產生飽和碳鏈甲基、亞甲基的伸縮振動，在1608 cm-1處出現C=C發生偏移的特征吸收峰，醚鍵的吸收峰出現于波數1274 cm-1處，與文獻報道一致[12]。PVPK30分別在波數為3453 cm-1以及1662cm-1處出現-OH和C=0的伸縮振動；物理混合物中，原料藥LF及其PVPK30的特征峰仍清晰可見，表明其FT-IR圖為二者的簡單疊加，但可能受到互相的干擾，特征吸收峰發生了微小的偏移；在LFPVPK30-SD中，原料藥在1274 cm-1處的特征峰遷移至1289 cm-1處，且吸收峰強度變大。由此推斷，LFPVPK30-SD中LF原料藥與PVPK30分子之間可能發生了相互作用，形成氫鍵。

圖4 LF（E），PVPK30（F），LF-PVPK30-SD（G）及物理混合物 （H）的FT-IR

3 討論

本研究考慮從PEG 4000、PEG 6000、F188、膠態SiO2、PVP K30五種載體中篩選出制備甘草黃酮固體分散體的最佳載體，結果甘草黃酮僅易在PVP K30中高度分散，而藥物在其余四種載體中始終難以分散，所制備的固體分散物在干燥箱中無法干燥成固體，從而難以制備成型。在制備固體分散體時，采用溶劑法制備，由于藥物量少，藥物在轉移過程中損失量大，且有機溶劑用量大而難以除盡，故選擇溶劑-熔融法進行制備。

體外釋放實驗結果顯示，以 PVP K30 為載體，藥載比為1:5制備的固體分散體的體外溶出度較原料藥顯著提高，分析甘草黃酮在固體分散體中溶解度增加的原因可能為PVPK30為無定型的高分子化合物，在溶液中以網狀結構存在，而藥物最初是均勻分散于無水乙醇中，遇到PVPK30的網狀結構便較易進入，使藥物形成具有較高能量的非結晶型狀態，進而增加了藥物的溶出速率。另外，PVPK30不僅可以使藥物在其中呈高度分散狀態存在，而且對藥物具有良好的潤濕性。最后，PVP k30 具有一定的抑晶作用，可防止固體分散體在存放過程中出現再結晶現象，從而保持藥物較高的溶出度，并且隨著PVPK30 用量的增大，更多藥物分子與 PVP K30結合，使非結合型的藥物分子減少，藥物溶出速率增大[13]。本文將甘草黃酮制備成固體分散體，為甘草黃酮的臨床開發和應用提供了一定的參考意義。