干法制粒壓片制備馬波沙星風味片的研究

徐興鵬,趙才兵*,趙騰飛,杜路路,朱明賀,劉正光,閔 江,婁 燕,梁景樂

(1.山東勝利生物工程有限公司,山東濟寧 272000;2. 中牧實業股份有限公司,北京 100095)

馬波沙星是一種動物專用的第三代喹諾酮類抗菌藥物,最早是由瑞士羅氏公司研發,于1995年首次在美國上市。其抗菌譜廣、活性強,對革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌都有很高的抗菌活性,甚至對某些霉菌和厭氧菌有效[1-2]。通過口服或注射劑型進入動物體內后,能夠快速地被吸收,廣泛分布于動物體內,生物利用度高,幾乎可達到100%[3]。馬波沙星越來越多的用于水產動物(中華鱉、羅非魚等)以及羊,豬,牛,鴨,雞等畜禽的細菌性疾病[4-5]目前,馬波沙星已經用于治療犬和貓的各種呼吸道、消化道、皮膚、尿道感染以及術后感染等[6]。馬波沙星在水或二氯甲烷中微溶,在乙醇中極微溶解[7]。據報道馬波沙星片劑制備方法有濕法制粒壓片[8-9]、粉末直壓[10]等。濕法制粒工序較為復雜,生產成本高,且有顯著的放大效應[11]。粉末直接壓片技術具有工藝簡單、節能省時、生產成本低、產品質量穩定等特點,正越來越多地被各國制藥企業所采用。但其對輔料的要求較高,如好的流動性、高的壓縮成型性和稀釋潛力等[12]。與濕法制粒相比,干法制粒少了制軟材、擠壓制粒、干燥和整粒等過程,具有生產工藝簡單、工時耗用較少、生產效率高等優點,缺點是顆粒成型差、制粒溫度高以及顆粒水溶性差等[13-14]。常規片劑喂藥過程中寵物常常表現抗拒,強行喂藥,可能有被咬傷或抓傷的風險。本研究將常規濕法制粒壓片工藝改為干法制粒壓片工藝,通過顆粒一次成型率、片劑適口性、脆碎度、溶出度、批間重復性進行質量評價,以單因素實驗篩選處方,正交試驗優化處方成功研制馬波沙星風味片有其重要意義。

1 材料與方法

1.1 試劑 馬波沙星對照品(批號:115550-211003,純度:99.80%)購買于北京譜析標準技術有限公司;馬波沙星原料藥(批號:202105001,含量98.5%)購買于浙江國邦制藥有限公司;微晶纖維素(批號:2104002)、乳糖(批號:2101011)、預膠化淀粉(批號:2106002)、羥丙基纖維素(批號:2108003)、低取代羥丙基纖維素(批號:2105010)硬脂酸鎂(批號:2105001)購買于安徽山河藥用輔料有限公司;雞肝粉(批號:20211002)、牛肉粉(批號202103002)、牛奶香精(批號:2105006)購買于江蘇益寵生物科技有限公司;甲醇、乙腈為色譜純,水為哇哈哈純凈水,其余試劑均為分析純。

1.2 儀器 高效液相色譜儀(waters2695-2489),美國Waters公司;旋轉式壓片機(YY0221-1995),上海天和制藥機械廠;智能溶出儀(ZRS-8GD),天津市天大天發科技有限公司;激光粒度測定儀(Mastersizer 2000),英國馬爾文儀器有限公司;氣流粉碎機(YQ 50),上海賽山粉體機械制造有限公司;電子分析天平(XS-205 du),梅特勒-托利多國際有限公司;脆碎度測定儀(CS-2),天津市國銘醫藥設備有限公司;片劑硬度測定儀(YD-1),天津市光學儀器廠;干法制粒機(GZL100-25L),石家莊科源機械設備有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 干法制粒壓片工藝 原輔料過篩、粉碎,按處方量稱量馬波沙星、乳糖,置于三維混合機混勻10 min,再稱取微晶纖維素、預膠化淀粉、雞肝粉、羥丙基纖維素、低取代羥丙基纖維素,置于三維混合機混勻15 min,混勻物料置于干法制粒機中制粒(工作壓力5.0 MPa、垂直送料轉速12.0 r/ min、水平送料轉速38.0 r/ min、壓輪運轉速度10.0 r/ min、整粒運轉速度65.0 r/ min、20目篩網整粒,目數大于100目顆粒進行二次制粒),上述顆粒稱重,按處方比例加入硬脂酸鎂,置于三維混合機混勻15 min,壓片機壓片,調整片重,片劑硬度控制在70～80 N。

1.3.2 顆粒一次成型率 干法制粒,整粒,20～100目之間的顆粒重量與投料量的比值。

1.3.3 脆碎度 按《中國獸藥典》[7]片劑脆碎度檢查法,取片劑若干片,使其總重約為6.5 g,用吹風機吹去片劑脫落粉末,精密稱重,于CS-2型脆碎度測試儀中轉動100次。取出,同法除去粉末,精密稱重,計算減失重量,減失重量不得過1%,并觀察是否存在斷裂、龜裂或粉碎的片。

1.3.4 溶出度 色譜條件與系統適用性實驗用十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑;以甲酸溶液(0.5%甲酸、0.25%三乙胺):乙腈=(84∶16)為流動相;檢測波長為295 nm;柱溫為30 ℃(理論板數按馬波沙星峰計算不低于3000)。

取本品,以鹽酸溶液(9→1000)1000 mL為溶出介質,轉速為每分鐘75轉,依法操作,經過30 min時,取溶液適量,濾過,作供試品溶液;另取馬波沙星對照品適量,精密稱定,加0.1 mol/L鹽酸溶液使溶解并定量稀釋制成每1 mL中約含馬波沙星20 μg的溶液,作為對照品溶液,按外標法以峰面積計算。

1.3.5 批間重復性 取本品,以鹽酸溶液(9→1000)1000 mL為溶出介質,轉速為每分鐘50轉,依法操作,于5、10、15、20、30、45、60、90、120 min時,取溶液10 mL,濾過,作供試品溶液;另取馬波沙星對照品適量,精密稱定,加0.1 mol/L鹽酸溶液使溶解并定量稀釋制成每1 mL中約含馬波沙星20 μg的溶液,作為對照品溶液,按外標法以峰面積計算。以時間(min)為橫坐標,溶出度(%)為縱坐標,繪制溶出曲線,并采用美國食品藥物管理局(FDA)推薦的f2相似因子法進行溶出曲線相似性評價[15-16]。計算公式如下:

f2=50lg[[1+1/n∑t=1n(Rt-Tt2)]-0.5×100]

式中,Rt與Tt分別為兩制劑第t時間點的平均累積溶出度。當f2≥50時,可認為2條溶出曲線無顯著差異,f2值越大相似性越高,批間重復性越好。

2 結果與分析

為提高馬波沙星風味片的適口性,處方中需增加矯味劑,需控制一定的硬度范圍,本研究使用YD-1型片劑硬度測定儀,片劑硬度控制在70～80 N。填充劑常用乳糖、微晶纖維素、預膠化淀粉等。乳糖無吸濕性,可壓性好,性質穩定,與大多數藥物不起反應,壓制的藥片光潔美觀;微晶纖維素具有良好的流動性、可壓性,有較強的結合力,片劑中含20%的微晶纖維素是崩解較好;預膠化淀粉具有良好的流動性、可壓性、自身潤滑性和干粘合性。羥丙纖維素是較適合干法制粒壓片工藝的優異黏合劑[17]。低取代羥丙基纖維素為常用崩解劑,一般用量為片重的3%。硬脂酸鎂作潤滑劑時用量一般為片重的1%,故不作討論。

本研究重點研究矯味劑種類、用量,填充劑乳糖、微晶纖維素和預膠化淀粉比例,粘合劑用量,原料藥粒徑對顆粒一次成型率、脆碎度、溶出度的影響。由于本研究采用干法制粒,干法制粒過程涉及到通過滾軸泄露物料以及過篩篩分物料的回收利用等問題,可能會影響批間重復性,也需要考察不同處方工藝對批間重復性的影響。

2.1 矯味劑的篩選 實驗藥品:①自研樣品素片(牛奶香精),②自研樣品素片(牛肉粉),③自研樣品素片(雞肝粉)。

實驗步驟:選取10只成年健康貴賓犬,公母各半,體重在5～10 kg之間,實驗中不限飲水,并在喂食前進行適口性試驗。實驗結果如表1所示。

表1 馬波沙星風味片適口性試驗結果

由試驗結果可知,自研樣品素片(牛奶香精)適口性系數:6.1,自研樣品素片(牛肉粉):8.2,自研樣品素片(雞肝粉):9.1,自制樣品適口性系數雞肝粉優于牛肉粉優于牛奶香精,矯味劑優選雞肝粉。

2.2 填充劑種類篩選 本研究以10%馬波沙星,5%羥丙纖維素為粘合劑,3%低取代羥丙基纖維素為崩解劑,7.5%雞肝粉為矯味劑,1%硬脂酸鎂為潤滑劑,其余量為填充劑作為基礎處方,原輔料過篩、混勻、干法制粒、總混、壓片。考察不同填充劑比例對顆粒一次成型率、脆碎度、溶出度和批間重復性的影響(表2)。

表2 填充劑篩選結果

由試驗結果可知,上述比例的填充劑制備的片劑均具有良好的脆碎度,使用微晶纖維素:乳糖:預膠化淀粉=1∶1∶1、微晶纖維素:乳糖=1∶1、微晶纖維素:預膠化淀粉=1∶1作為填充劑時,顆粒一次成型率較高,使用微晶纖維素:乳糖=1∶1和微晶纖維素:乳糖:預膠化淀粉=1∶1∶1作填充劑時,片劑溶出度、批間重復性較好。綜合成本考慮,初步選用微晶纖維素:乳糖:預膠化淀粉=1∶1∶1作為填充劑。

2.3 正交試驗 根據單因素實驗的結果設計正交試驗,考察A:矯味劑雞肝粉的用量;B:原料藥粒徑;C:粘合劑羥丙纖維素的用量和D:填充劑微晶纖維素、乳糖和預膠化淀粉的比例四個因素對產品質量的影響。采用正交試驗法對 A、B、C、D四個因素取3個不同水平,進行正交試驗,水平因素見表3。

表3 因素與水平

溶出度及批間重復性(f2) 滿分10分(溶出度≥75計3分,≥85計4分,≥95計5分,f2≥50計3分,≥70計4分,≥90計5分);其他包括顆粒一次成型率,片劑脆碎度、硬度,滿分10分(顆粒一次成型率≥70計2分,≥75計3分,≥80計4分,脆碎度≤0.5%計2分,≤0.2%計3分,≤0.1%計4分,硬度在70～80 N計2分)。

不考察相互作用的正交試驗結果分析,確定實驗的最優水平組合。由表4可知,四因素的極差 R 值大小次序為:A=C>B>D,K是每個因素各個水平下的指標總和,其中A因素 K1>K2>K3,B 因素 K1>K2=K3,C因素 K1>K2>K3,D 因素 K3>K2>K1故最佳提取工藝為:A1B1C1D3,即矯味劑雞肝粉的用量優選7.5%,原料藥粒徑優選D90為15 um,粘合劑羥丙纖維素的用量優選5%,填充劑微晶纖維素、乳糖和預膠化淀粉的比例優選3∶2∶1。

表4 L9(34)正交試驗結果

實驗結果顯示,對馬波沙星風味片的質量影響最大的是雞肝粉的用量和粘合劑用量,其次是原料藥粒徑與填充劑種類。由于干法制粒是將藥物和輔料的粉末混合均勻、壓縮成大片狀后,通過粉碎整粒步驟制成所需大小顆粒的方法。該方法靠壓縮力使分子間產生結合力,對物料的可壓性、粘合性要求較高,實驗所用雞肝粉7.5%可顯著提高適口性,添加量越大適口性越好,但是其顆粒較松散,可壓性差,添加量達到12.5%以后,嚴重影響顆粒成型率以及片劑的硬度。若加大羥丙基纖維素用量,大批量壓片過程中有粘沖的風險。馬波沙星原料藥經粉碎后顆粒較均勻,無團聚現象,理論上降低難溶性藥物粒徑能夠提高溶出度,試驗過程氣流粉碎一次原料藥粒徑可降低到D90∶15 μm,氣流粉碎兩次粒徑可降低到D90∶11 μm,氣流粉碎三次粒徑可降低到D90∶10 μm,但有較大的靜電,原料藥粒徑較低的情況下,多次粉碎效果不明顯,綜合考慮原料藥經過一次氣流粉碎即可。

3 結 論

本研究制備馬波沙星風味片,顯著提高了片劑的適口性和使用方便性。確定馬波沙星風味片最佳處方為:馬波沙星10%、乳糖24%、微晶纖維素37.5%、預膠化淀粉12%、雞肝粉7.5%、羥丙基纖維素5%、低取代羥丙基纖維素3%、硬脂酸鎂1%,采用干法制粒壓片工藝,避免了溶劑的使用,操作簡單,產品質量穩定,處方成本低,更易推廣使用,在臨床應用中具有廣闊前景。