Eudragit? RL30D/L30D-55水分散體膜性能的研究

劉 陽 劉藝萍 林鳳云 邱妍川 馬 瀲 江尚飛 張天竹

（重慶醫藥高等專科學校 重慶 401331）

固體藥品通過包衣達到改善外觀，防潮、遮光、隔絕空氣，掩蓋藥物不良味道和氣味，控制藥物定時定位釋放等目的。包衣膜的性質是決定包衣制劑成敗的關鍵。包衣膜的耐磨性、柔韌性、彈性、透濕性等應滿足該制劑的需要。Eudragit?RL30D和Eudragit?L30D-55均為進口丙烯酸樹脂類包衣材料[1]，在制劑包衣中應用廣泛。Eudragit?RL30D是丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯和甲基丙烯酸氯化三甲胺基乙酯（1：2：0.2）共聚物的水分散體，在水中不溶解，只溶脹，為pH非依賴性。Eudragit?L30D-55是甲基丙烯酸和丙烯酸乙酯（1：1）共聚物的水分散體，30D表示含有30%的乳膠粒固體，55表示溶解于pH5.5以上的介質中，具有pH依賴性。丙烯酸樹脂類包衣材料Eudragit?水分散體具有成膜致密，不使用有機溶劑、環保安全，不被人體吸收，無毒無刺激性等優點。但是，目前鮮少對其膜性能的定量研究。本文通過測定Eudragit?RL30D和Eudragit?L30D-55制備的丙烯酸樹脂膜的拉伸強度、斷裂伸長率、楊氏彈性模量、透濕系數來表征膜的力學性能和透濕性能，為制劑包衣材料的篩選提高參考依據。

一、儀器與材料

（一）儀器與設備

微機控電子萬能試驗機CMT6103(深圳市蘭博三思材料檢測有限公司)；千分手式薄膜測厚儀(上海六菱儀器廠)；SF2000電子數顯卡尺(廣陸數字測控股份有限公司)；勻質乳化機FA25(弗魯克公司)；磁力攪拌器(lKA公司)；電熱恒溫鼓風干燥箱 DHG-9240A(上海齊欣科學儀器有限公司)；濕度儀(明高五金制品有限公司)。

（二）藥品與試劑

Eudragit?RL30D，Eudragit?L30D-55（Evonik R?hm公司，德國）；檸檬酸三乙酯（北京精求化工有限責任公司，食品級）；其他試劑為分析純。

二、試驗方法

（一）游離膜的制備

采用平面鑄膜法[2]制備游離膜。平面鑄膜法最為常用和便于操作。其原理為將攪拌均勻的包衣液傾注于成膜板上，以一定的方法控制溶劑蒸發速度，待溶劑完全揮干后，將膜剝離。

稱取一定量的Eudragit?RL30D（以下簡稱RL）和Eudragit?L30D-55（以下簡稱L），加入一定量的檸檬酸三乙酯（以下簡稱TEC）[3]，攪拌均勻后增塑1h，緩慢傾倒于表面為不粘材料Teflon的長方形模具中，于40℃烘箱中水平放置，使聚合物成完全干燥致密膜，取出放入92.5%RH的干燥器中，使其吸濕軟化，便于脫膜，小心撕下游離膜，剪裁得到需要的形狀，然后重新放入65℃烘箱中烘干水分，最后取出放入干燥器保存備用。每塊膜干燥、吸濕、再干燥的時間均相同。

（二）游離膜機械性能的測定

1.原理

包衣材料的成膜機械性能直接影響固體制劑包衣過程、制劑分裝、儲存和釋放穩定性，是包衣膜的一項重要性質。常用拉伸強度(T)、斷裂伸長率和楊氏彈性模量(E)來評估高分子材料的韌性、強度和抵抗破壞的能力，包衣材料丙烯酸樹脂正是高分子材料，可使用以上參數進行機械性能的評估[3]。較高的抗張強度表明較好的耐磨性能；斷裂伸長率越大膜柔韌性越好；彈性模量越小則膜彈性越大。單獨使用某一參數并不能完全反映包衣膜全部性能，遂采用各個參數多方面對膜進行評價。還可以采用T/E值評價膜的強度和韌性的平衡性能，T/E值越高，膜越強韌越好[4]。

(1) 拉伸強度（tensile strength）

單位截面薄膜在拉伸斷裂時的拉力，表示物質抵抗拉伸的能力。該值反應物質的基本性質，所以它不隨物質的厚度而改變。

其中： p：斷裂負荷，單位N；b：試樣寬度，單位mm；d：試樣厚度，單位mm。

(2) 斷裂伸長率（Elongation）

當進行斷裂拉伸試驗時，薄膜樣品斷裂時薄膜長度增加的百分率。該值用來衡量薄膜在未斷裂時的延伸能力。

其中： L0：試樣原始標線距離，單位mm；L：試樣斷裂時標線間距離，單位mm。

(3) 楊氏彈性模量（Young’s modulus)

在線性形變范圍內大多數材料服從虎克定律，即應變與應力成正比。縱向應力與縱向應變的比例常數就是材料的彈性模量E，也叫楊氏模量。

其中：σ：應力，單位MPa；ε：應變。

2.試樣的制備和測定方法

選取沒有裂紋和氣泡、厚度均勻的游離膜(大約在0.4mm，用測厚儀測定不同部位厚度，結果取均值，n=5，RSD＜15%)，按GB13022-1991標準裁成如圖1的啞鈴形膜材，保證邊緣光滑。因為如果在邊緣形成鋸齒，會引起應力集中導致在該點撕裂，從而導致結果失真。用游標卡尺測定標線內五處的膜的寬度(準確至0.1mm以上)，以測厚儀測定標線內五點的膜厚度(準確至0.001mm)，取算術平均值并計算橫截面積。

圖1 試樣形狀

將試樣置于微機控電子萬能試驗機的兩夾具中，使試樣縱軸與上、下夾具中心連線相重合，并且要松緊適宜，以防止試樣滑脫和斷裂在夾具內。以5mm·min-1的拉伸速度勻速拉伸直至膜斷裂，讀取所需負荷及相應的標線間伸長值。由所得到的膜拉伸的力-位移曲線圖，按照公式1、2、3計算拉伸強度、斷裂伸長率以及楊氏彈性模量。實驗過程中要保證膜條不滑動，若試樣斷裂在標線外的部位時，該試樣結果應棄而不用，每份樣品做6次，結果取均值(溫度25℃，濕度45%RH)。

（三）游離膜透濕性能的測定

1.原理

Fick’s定律是測定薄膜透濕性的研究基礎。根據Fick’s定律，透過膜的水蒸氣量符合下列關系式：

其中： Q：透濕量，g；ΔP：膜兩側水蒸氣分壓差，kPa；A：透濕面積，m2； L：膜的厚度，mm；T：透濕時間，h；K：膜的透濕系數，g·mm·kPa-1·m-2·h-1。

薄膜的透濕性用K值表示。K值的物理意義是膜厚度為1mm，面積為1m，在膜兩側水蒸汽分壓差為1.333 kPa時，1h通過薄膜的水蒸汽的重量(g)。

因為游離膜的一側放置吸濕劑（硅膠），其水分分壓較小，可近似為零，ΔP就是另一側濕空氣中的水蒸氣的分壓P。一定溫度下，空氣中的相對濕度()等于空氣中蒸汽分壓P與同溫度下水的飽和蒸汽壓P°之比：

P°可查，即ΔP可知(本實驗中，22℃時水的飽和蒸汽壓P°＝2.452kPa；當瓶外相對濕度＝82%時，ΔP＝2.01064kPa)。密閉容器中L、Q、A、T可通過實驗直接測定，以Q對T作線性回歸可得一直線方程，由斜率即可求出透濕系數K，K越大表明膜的透濕性越好[4]。

2.方法

取統一規格的稱量瓶，瓶內放入足量的變色硅膠作吸濕劑。取厚度約0.30mm的游離膜(測定5處不同部位厚度，取平均值，n=5，RSD＜15%)，用萬能膠密封于瓶口，保證密封完全，將稱量瓶放入22℃，82%RH的密閉干燥器中，每隔12h取出稱重一次，連續6次，求得透濕量Q，以Q對T作線性回歸得到透濕系數K，每個處方的游離膜各做6份，結果取平均值[5]。

三、實驗結果

（一）RL和L游離膜機械性能結果

按上文試樣制備和測定方法，考察RL和L游離膜機械性能，結果見圖2至圖5。

圖2 RL和L游離膜的拉伸強度

圖3 RL和L游離膜斷裂伸長率

圖4 RL和L游離膜楊氏彈性模量

圖5 RL和L游離膜T/E值

圖2到5結果表明，L游離膜比RL游離膜拉伸強度更大，而斷裂伸長率減少，楊氏彈性模量增加，T/E值降低。即L游離膜有更好的耐磨性能，但使膜的柔韌性和彈性變差。總體而言，L游離機械性能略差于RL游離膜。

（二）RL和L游離膜透濕性能結果

圖6 RL和L游離膜透濕性能

圖6的結果表明，L游離膜透濕系數比RL的透濕系數小，證明L游離膜的透濕性小。

四、結論

固體制劑衣膜機械性能和透濕性能決定包衣膜的釋放和儲存穩定性。機械性能好的衣膜可以保護制劑，提高儲存穩定性。透濕性高的衣膜使制劑釋藥快，透濕性小的衣膜使制劑穩定性高。研究者通過游離膜性質考察，利于選擇具有合適的透濕性和機械性的衣膜處方[6]。包衣膜中添加劑的加入常常會引起游離膜的機械性能或透濕性能的改變[7]。本研究中添加同樣的TEC除去增塑劑作為影響因素。

研究發現，RL的機械性能更好，而L的透濕性更小，它們各有所長。因此，我們是否可以將RL和L混合后使用，就兼具更好的機械性能和透濕性能，也有機會拓展兩種包衣材料的應用。