中国药学杂志

Affecting factor	Level/mg·mL^-1
A	170	182	185	188	200
B	5	7	7.5	8	10
C	2	3.2	3.5	3.8	5

Affecting factor	Level/mg·mL^-1
A	170	182	185	188	200
B	5	7	7.5	8	10
C	2	3.2	3.5	3.8	5

Test No.	Factors combination	Observing index
1	170	5	2	30.9	50.44
2	200	5	2	26.6	26.26
3	170	10	2	31.2	45.43
4	200	10	2	26.3	20.86
5	170	5	5	29.8	34.89
6	200	5	5	26.5	25.58
7	170	10	5	30.2	36.42
8	200	10	5	27	27.8
9	182	7.5	3.5	28.8	32.8
10	188	7.5	3.5	28.2	29.5
11	185	7	3.5	28.4	31.22
12	185	8	3.5	28.5	30.88
13	185	7.5	3.8	28.5	30.51
14	185	7.5	3.5	28.4	31.59
15-20	185	7.5	3.5	28.6	31.05

Test No.	Factors combination	Observing index
1	170	5	2	30.9	50.44
2	200	5	2	26.6	26.26
3	170	10	2	31.2	45.43
4	200	10	2	26.3	20.86
5	170	5	5	29.8	34.89
6	200	5	5	26.5	25.58
7	170	10	5	30.2	36.42
8	200	10	5	27	27.8
9	182	7.5	3.5	28.8	32.8
10	188	7.5	3.5	28.2	29.5
11	185	7	3.5	28.4	31.22
12	185	8	3.5	28.5	30.88
13	185	7.5	3.8	28.5	30.51
14	185	7.5	3.5	28.4	31.59
15-20	185	7.5	3.5	28.6	31.05

Model	Simulated equation	r²
Zero order	Q=0.142 2t+32.124	0.900 4
First order	ln(100-Q)=-0.003 9t+4.279 8	0.985 6
Riger-Pappas	lnQ=0.340 8lnt+2.405 6	0.995 5
Higuchi	Q=3.559 4t¹^/²+15.699	0.984 5
Weibull	ln ln[100/(100-Q)]=0.514lnt-2.552 3	0.985 7

Model	Simulated equation	r²
Zero order	Q=0.142 2t+32.124	0.900 4
First order	ln(100-Q)=-0.003 9t+4.279 8	0.985 6
Riger-Pappas	lnQ=0.340 8lnt+2.405 6	0.995 5
Higuchi	Q=3.559 4t¹^/²+15.699	0.984 5
Weibull	ln ln[100/(100-Q)]=0.514lnt-2.552 3	0.985 7

尼可地尔鼻用温敏凝胶的处方优化及质量评价

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杨蕾 ¹^,² , 王猜 ¹^,² , 吴春芝 ² , 谷福根 ²^,^*

中国药学杂志 | 论著 2024,59(12): 1142-1150

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中国药学杂志 | 论著 2024, 59(12): 1142-1150

尼可地尔鼻用温敏凝胶的处方优化及质量评价

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杨蕾¹^,², 王猜¹^,², 吴春芝², 谷福根²^,^*

作者信息

¹ 内蒙古医科大学药学院, 呼和浩特 010110

² 内蒙古医科大学附属医院, 呼和浩特 010050

杨蕾,女,硕士研究生研究方向:鼻黏膜给药新剂型

通讯作者:

*谷福根,男,主任药师,硕士生导师研究方向:环糊精包合物及鼻腔给药新剂型 Tel:(0471)3451657

Formulation Optimization and Quality Evaluation of Nicorandil Thermosensitive Nasal Gel

Lei YANG¹^,², Cai WANG¹^,², Chunzhi WU², Fugen GU²^,^*

Affiliations

¹ School of Pharmacy, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010110, China

² Affiliated Hospital, Inner Mongolia Medical University, Hohhot 010050, China

出版时间: 2024-06-22 doi: 10.11669/cpj.2024.12.010

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摘要

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目的优化尼可地尔(nicorandil,NIC)鼻用温敏凝胶剂(NIC-TNG)处方并对其质量进行评价。方法首先采用星点设计-效应面法,以胶凝温度和胶凝时间为考察指标,对NIC-TNG空白处方的组成进行优化;然后以离体羊鼻黏膜为实验模型,采用Franz透皮扩散池法筛选药物的最佳促渗剂;其次,考察pH值对药物溶液化学稳定性影响并确定NIC-TNG的适宜pH值;最后制备NIC-TNG并对其胶凝温度、胶凝时间、pH值、药物和防腐剂含量、体外溶蚀率与药物释放率及药物释放度等质量指标进行评价。另外,考察温度对制剂黏度的影响及制剂的膨胀系数和持水能力。结果 NIC-TNG理想处方组成为:25 mg·mL^-1 NIC、172.1 mg·mL^-1 F127、5.0 mg·mL^-1 F68、3.8 mg·mL^-1 HPMC、5.0 mg·mL^-1三氯叔丁醇及适量水。分别测得NIC-TNG的胶凝温度为30.92℃,胶凝时间为40.82 s,pH值为6.42;药物及防腐剂含量分别为标示量的99.18%和98.72%;制剂体外溶蚀率和药物释放率均与时间呈良好线性关系(r≥0.999 6);制剂释放度试验表明,NIC-TNG具明显缓释特征。此外,发现温度对制剂的黏度有明显影响,该制剂的持水能力强且膨胀系数小。结论 NIC-TNG优选处方组成合理,制备工艺简单,质量稳定可控,给药方便,且具有明显缓释效果,预期有良好的临床应用前景。

关键词

尼可地尔 / 鼻用温敏凝胶 / 星点设计-效应面法 / 处方优化 / 吸收促渗剂 / 质量评价

Abstract

收起

OBJECTIVE To optimize the formulation of nicorandil thermosensitive nasal gel (NIC-TNG) and further evaluate its quality. METHODS With gelling temperature and gelling time as observation indexes, the blank formulation composition of NIC-TNG was first optimized by central composite design-response surface method. Franz transdermal diffusion cell method was then used to screen the ideal permeation enhancer by using ex vivo nose mucosa of sheep as test model. The effect of pH on the chemical stability of NIC aqueous solution was investigated to establish the suitable pH of NIC-TNG. Lastly, NIC-TNG was prepared and its main quality items such as the gelation temperature and time, pH, labeled contents of the drug and preservative, cumulative erosion rate, cumulative drug release, and in vitro drug release were studied, respectively. Meanwhile, the effect of temperature on the viscosity, expansion coefficient and water holding capacity of NIC-TNG were investigated. RESULTS The optimized formulation of NIC-TNG consisted of 25 mg·mL^-1 NIC, 172.1 mg·mL^-1 F127, 5.0 mg·mL^-1 F68, 3.8 mg·mL^-1 HPMC, 5.0 mg·mL^-1 chlorobutanol and suitable amount of purified water. The gelation temperature and time, pH, labeled content of NIC and preservative were found to be 30.92 ℃, 40.82 s, 6.42, 99.18% and 98.72%, respectively. There was a good linear correlation between the in vitro cumulative erosion rate, cumulative drug release of NIC-TNG and time (r≥0.999 6). Furthermore, the in vitro release of NIC from the nasal gel showed obvious sustained release characteristics. Temperature exhibited obvious effect on the viscosity of the nasal gel. Finally, NIC-TNG showed low expansion coefficient and good water-holding capacity. CONCLUSION NIC-TNG will be expected to have good clinical application prospects due to its advantages such as reasonable formulation composition, simple preparation process, stable and controllable quality, convenient use and obvious sustained drug release behavior.

Key words

nicorandil / thermosensitive nasal gel / central composite design-response surface method / formulation optimization / absorption enhancer / quality evaluation

引用本文

杨蕾, 王猜, 吴春芝, 谷福根. 尼可地尔鼻用温敏凝胶的处方优化及质量评价. 中国药学杂志, 2024 , 59 (12) : 1142 -1150 . DOI: 10.11669/cpj.2024.12.010

Lei YANG, Cai WANG, Chunzhi WU, Fugen GU. Formulation Optimization and Quality Evaluation of Nicorandil Thermosensitive Nasal Gel[J]. Chinese Pharmaceutical Journal, 2024 , 59 (12) : 1142 -1150 . DOI: 10.11669/cpj.2024.12.010

正文

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尼可地尔(nicorandil,NIC)是一种新型硝酸酯类化合物,同时也是一种ATP敏感的钾离子通道开放剂,通过双重作用机制改善心肌缺血,临床可用于预防和治疗各种类型心绞痛,且能显著减少心血管事件发生风险,改善冠心病患者预后^[1-2]。与传统硝酸脂类抗心绞痛药相比,NIC具有疗效确切、不良反应少、耐受性好等特点,是目前临床抗心肌缺血首选药物之一^[3]。NIC上市剂型有口服片剂与注射剂。口服给药吸收起效缓慢、存在肝首过效应、生物利用度较低,并不适于心绞痛的紧急治疗。而注射给药属于侵入性给药,会给患者带来一定痛苦,且需专业医护人员协助用药,依从性差。此外,注射给药前需要配药、消毒等操作,易延误心绞痛的治疗。鼻腔给药具有吸收起效快、生物利用度高、使用方便、依从性好等特点,作为快速治疗重要手段,它已成为镇痛药、退热药、癫痫与偏头痛治疗药的理想给药途径而受到临床高度关注,也是目前制剂领域研究的热点之一^[4-6]。此外,NIC相对分子质量小,给药剂量小,熔点低,油水分配系数适中,这些性质也符合鼻腔给药对药物的基本要求。因此,预期鼻腔给药可能是NIC的理想给药途径,但相关研究国内外均未见报道。鉴于上述分析,本实验拟以泊洛沙姆407与泊洛沙姆188作为温敏凝胶的主要基质材料,采用星点设计-效应面法优化NIC鼻用温敏凝胶处方并对其质量进行评价,为今后研发该药物的鼻腔给药新制剂提供重要参考依据。

1 材料

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1.1 仪器

LC-20AT高效液相色谱仪(日本岛津公司);PHS-3C型pH计(上海仪电科学仪器有限公司);AB265-S型电子分析天平(瑞士梅特勒·托利多公司);TP-6智能透皮试验仪(天津市鑫洲科技有限公司);KQ5200E型超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);Arioso UP 900 型超纯水器(韩国Human公司);DF-Ⅱ集热式磁力加热搅拌器(江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司);SY-6D 型片剂四用测定仪(上海黄海药检仪器有限公司);NDJ-9S数显黏度计(邦西仪器科技有限公司);H1750R离心机(湖南湘仪实验室仪器开发有限公司)。

1.2 试药

NIC对照品(上海阿拉丁生化科技股份有限公司,批号:k1710021,纯度:99.0%);泊洛沙姆407(F127)、泊洛沙姆188(F68,德国BASF公司);羟丙基甲基纤维素(HPMC,安徽山河药用辅料股份有限公司);羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD,山东新大精细化工有限公司,纯度:99.0%);磺丁基-β-环糊精(SBE-β-CD,山东新大生物科技有限公司,纯度:99.5%);二甲基-β-环糊精(DM-β-CD,山东滨洲智源生物科技有限公司,纯度:98.3%);三氯叔丁醇(国药集团化学试剂有限公司,纯度:≥98.0%);0.9%氯化钠注射液(石家庄四药有限公司,批号:2204103303);乙腈,甲醇均为色谱纯;其余试剂均为分析纯,水为超纯水。

2 方法与结果

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2.1 空白温敏凝胶处方的优化

2.1.1 星点设计-效应面法^[7-8]

采用冷溶法制备凝胶,以胶凝温度(T_g,℃)和胶凝时间(t_g,s)为观察指标,温敏凝胶处方中基质材料F127(A,mg·mL^-1),F68(B,mg·mL^-1)及生物黏附剂HPMC(C,mg·mL^-1)的用量为影响因素,采用星点设计-效应面法,设计三因素五水平实验,优化处方组成。因素及其水平设计见表1,因素组合及实验结果见表2。

2.1.2 模型拟合

采用Design-Expert 8.0.6.1软件,以胶凝温度(T_g)和胶凝时间(t_g)为因变量,F127(A)、F68(B)及HPMC(C)的处方用量为自变量,将表2中数据采用二次多项式拟合,以方程的拟合优度(r²)和置信度(P)来评价拟合效果。结果得到胶凝温度的拟合方程为:T_g=28.53-1.96A+0.11B-0.19C-0.062AB+0.34AC+0.11BC+0.84A²-0.41B²-0.41C²,(r²=0.995 9,P<0.000 1)。胶凝时间的拟合方程为:t_g=31.05-8.33A-0.83B-2.24C+0.038AB+3.85AC+1.77BC+2.47A²-0.030B²-0.030C²,(r²=0.997 3,P<0.000 1)。由r²和P值可知,上述数学模型具有高度显著性,拟合效果良好。由上述多元方程式为数学模型绘制胶凝温度与凝胶时间的三维效应面图,结果分别见图1,图2。可见,空白温敏凝胶的胶凝温度和胶凝时间受处方中F127用量的影响最大,HPMC的影响次之,F68的影响最小。总体上来说,增加处方中F127和HPMC浓度,温敏凝胶的胶凝温度与胶凝时间均会明显减小,而增加F68的浓度,有升高胶凝温度、缩短胶凝时间的趋势。根据鼻用温敏凝胶其胶凝温度的合适范围(25~34 ℃)^[9],将处方的目标胶凝温度设定为30 ℃,胶凝时间设定为最短,由拟合方程可求得空白温敏凝胶剂的最优处方组成为:172.1 mg·mL^-1 F127、5.0 mg·mL^-1 F68、3.8 mg·mL^-1 HPMC及适量水。根据该处方组成制备3 批空白鼻用温敏凝胶剂,结果测得其平均胶凝温度为(30.0±0.1)℃,与预测值30 ℃相比偏差仅为0.33%,测得胶凝时间为(39.65±0.95)s与预测值38.97s相比偏差为1.75%。综上,上述数学模型准确度高,预测性良好。

2.2 促渗剂的筛选

2.2.1 含量测定方法的建立

色谱条件^[10]:色谱柱:InertSustain^®C₁₈色谱柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流动相:甲醇-水 (48∶52);流速:1.0 mL·min^-1;检测波长:254 nm;柱温:36 ℃;进样量:10 μL。

标准曲线的制备及精密度考察:精密称取NIC对照品适量,以体积分数50%甲醇为溶剂,配制质量浓度为400.0 μg·mL^-1的NIC储备液。将NIC储备液,以生理盐水稀释不同倍数,分别制得质量浓度为 0.2,0.4,5.0,10.0,20.0,40.0,60.0,80.0 μg·mL^-1的NIC系列标准溶液。按色谱条件进样分析,记录色谱峰面积。以NIC质量浓度(ρ)为横坐标,色谱峰面积(Y)为纵坐标作线性回归,求得标准曲线方程为:Y=2 878.6ρ+2 088.8,r=0.999 9,表明NIC在0.2~80 μg·mL^-1内呈良好线性关系。分别配制0.4,10.0,60.0 μg·mL^-1NIC标准溶液,日内测定5次,连续测定5 d,记录色谱峰面积并计算方法的日内及日间精密度。结果测得该方法日内RSD在0.14%~1.32%,日间RSD在0.41%~2.34%之间(n=5),表明该方法的精密度良好。

2.2.2 促渗剂种类的筛选

以DM-β-CD、HP-β-CD、SBE-β-CD、F68作为候选促渗剂^[11-13],离体羊鼻黏膜为实验模型,筛选NIC鼻用凝胶的最佳促渗剂。取新宰杀绵羊头,分离鼻黏膜,采用Franz立式扩散池法完成药物经离体鼻黏膜的渗透实验。将鼻黏膜剪成适宜大小,固定于扩散池接口处,黏膜侧朝上,接收池内加入适当体积0.9%生理盐水,使其液面刚好与鼻黏膜底部完全接触。实验时在供给池内加质量浓度为1 mg·mL^-1NIC供试液1 mL(内含促渗剂),水浴温度为34℃,转速为300 r·min^-1,分别于第20、40、60、90、120、180 min取样1 mL,并立即补充等体积相同温度生理盐水。将样品采用0.45μm微孔滤膜过滤后,取续滤液,按照“2.2.1”项下色谱条件,进样分析,测定样品中NIC的浓度。

再依据公式1计算不同时间NIC的累积渗透量(Q_n,μg·cm^-2)^[14]:

公式(1)Q_n=(ρ_nV₀+

∑ i = 1 n - 1

C_iV_i)/A

式中,V₀为接收液体积,ρ_n为第n个取样点药物浓度,V_i指第i次取样体积,ρ_i为第i次取样接收液中药物浓度,A为有效透过面积(cm²),以Q对时间t作图,绘制NIC经离体羊鼻黏膜的渗透曲线,结果见图3。可见,在候选4种促渗剂中,以质量浓度为5 mg·mL^-1的F68促渗效果最好,质量浓度为50 mg·mL^-1的SBE-β-CD次之,质量浓度为50 mg·mL^-1的HP-β-CD最低,而质量浓度为50 mg·mL^-1的DM-β-CD则表现为抑制药物的渗透。

2.2.3 促渗剂浓度的筛选

按照“2.2.2”项下方法,分别考察不同浓度F68和SBE-β-CD对NIC经离体羊鼻黏膜渗透的影响,结果见图4。由图4可见,在所考察不同浓度的2种促渗剂中,仍以0.5%F68的促渗效果最好。

2.3 pH值对药物溶液稳定性的影响

按照2020年版《中国药典》四部中“缓冲液”项下方法,配制pH值分别为2.0,4.5,6.0,7.0,8.0,10.0,12.0的系列缓冲液。精密称取NIC适量,加体积分数50%甲醇溶液溶解后,加蒸馏水稀释,制得质量浓度为80.0 μg·mL^-1的NIC溶液。取上述NIC溶液1 mL,置于10 mL试管中,分别加入上述不同pH值缓冲液至10 mL,摇匀,密封,于80℃恒温条件下放置2 h,取样,放冷至室温,按前述色谱条件,进样分析,测定NIC的浓度并计算药物的降解百分率。定量方程为:Y=3 255.5ρ-1 713.7,r=0.999 8,NIC在2.5~80.0 μg·mL^-1范围内呈良好线性关系。方法的日内RSD在0.23%~0.63%之间,日间RSD在0.60%~1.58%之间(n=5),结果见图5。由图5可见,在pH 2.0强酸条件下,药物溶液的降解速率最慢,而在pH 4.5~8.0的弱酸及近中性pH条件下,药物降解速率较缓慢,而在pH值10.0及以上强碱性pH值条件下,药物降解速率最快。

2.4 处方组成及制备工艺确定

根据空白温敏凝胶处方优化、促渗剂筛选及药物溶液稳定性研究结果,并结合药物临床使用剂量及鼻腔给药适宜体积,最后确定尼可地尔鼻用温敏凝胶剂(NIC-TNG)的理想处方组成为:25 mg·mL^-1 NIC、172.1 mg·mL^-1 F127、5.0 mg·mL^-1 F68、3.8 mg·mL^-1 HPMC、5.0 mg·mL^-1三氯叔丁醇及适量水。制备工艺:称取处方量NIC及三氯叔丁醇置于适量水中,超声使其完全溶解,然后依次加入F127、F68及HPMC,均匀分散于液面上,置冰箱中于4 ℃放置24 h,使凝胶基质充分溶胀,形成澄明溶液,最后加水至全量,搅匀即得。同法制备3批NIC-TNG,用于体外质量评价。

2.5 制剂体外质量的评价

2.5.1 外观、胶凝温度、胶凝时间及pH值的测定

取3批次NIC-TNG适量,分别置于无色透明玻璃瓶中,在黑色背景下,肉眼观察其在室温、34 ℃及80 ℃下的状态,结果见图6。由图6可见,3批次NIC-TNG在室温下均为无色透明低黏度溶液,而在鼻腔平均生理温度(34 ℃)下则转变为半固体凝胶,而在80 ℃高温下又转变为易流动液体。

采用试管倒转法分别测定样品的胶凝温度与胶凝时间^[15]。取3批次NIC-TNG 各2 mL,置于5 mL 试管中,插入精度为0.1 ℃的温度计,然后置于恒温水浴中加热,升温速度约为0. 5 ℃·min^-1,随时取出试管,并迅速倾斜90°,观察样品流动情况,当凝胶液无法流动时,此时的温度记为胶凝温度。此外,取3批次NIC-TNG各2 mL,置于5 mL量瓶中,置于34 ℃恒温水浴中,立即用秒表计时,当样品由自由流动的液体变为不可流动的半固体时所需时间,即为胶凝时间。另取NIC-TNG适量,置于小烧杯中,然后用经标准pH 缓冲液校正的pH 计测定样品的pH值。结果测得3 批样品的平均胶凝温度、胶凝时间及pH值分别为(30.92±0.08) ℃,(40.82±0.47) s以及(6.42±0.06)。

2.5.2 制剂中NIC含量测定

色谱条件同“2.2.1”项下。辅料干扰实验:按处方实际组成,分别制备NIC-TNG及不含药物空白鼻用温敏凝胶。精密量取样品1.0 mL至100 mL量瓶中,加水稀释定容后,以0.45 μm微孔滤膜过滤,取续滤液,进样10 μL,记录色谱图,结果见图7。由图7可见,防腐剂及其他辅料不干扰NIC的测定。

标准曲线的制备及精密度考察:按“2.2.1”项下方法进行,求得标准曲线方程为:Y=3 772.7ρ+2 656.1,r=0.999 6。表明NIC在80.0~300.0 μg·mL^-1内呈良好线性关系。另测得方法的日内RSD在0.04%~0.06%之间,日间RSD在0.27%~0.68%之间,表明该方法的精密度良好。

回收率的测定:分别制备 80%、100%、120%NIC处方量的NIC-TNG模拟样品各3份。精密量取1.0 mL,置于100 mL量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,以0.45 μm微孔滤膜过滤,取续滤液,进样10 μL,记录色谱图。根据标准曲线方程,求得NIC的浓度并计算回收率。结果测得低、中、高含量NIC温敏型鼻用凝胶的回收率分别为(100.21±0.19)% 、(99.17±0.03)%和(99.60±0.12)%(n=3),表明该方法准确度良好。

重复性实验:精密量取同一批NIC温敏型鼻用凝胶剂5份,每份1.0 mL,置于100 mL量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,以0.45 μm微孔滤膜过滤,取续滤液,进样10 μL,记录色谱图。将色谱峰面积代入标准曲线方程,结果测得样品中NIC含量的RSD为0.08% (n=5),表明该方法的重复性良好。

NIC的含量测定:精密量取供试品1.0 mL,置于100 mL量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀,以0.45 μm微孔滤膜过滤,取续滤液,进样10 μL,记录色谱图。将色谱峰面积代入标准曲线方程计算。结果测得3批NIC-TNG中药物含量分别为标示量的(99.01±0.01)%、(99.17±0.03)%和(99.37±0.01)%(n=3),均在标示量的95.0%~105.0%之间。

2.5.3 制剂中防腐剂的含量测定

色谱条件^[16]:色谱柱:InertSustain^® C₁₈(4.6 mm×250 mm, 5 μm);流动相:磷酸盐缓冲液(pH=4.0,含0.2%三乙胺)-乙腈-甲醇(45∶40∶15);流速:1.0 mL·min^-1;检测波长:210 nm;柱温:35 ℃;进样体积:20 μL。

辅料干扰实验:按照处方实际组成,分别制备NIC-TNG及不含三氯叔丁醇的药物温敏鼻用凝胶。精密量取样品1.0 mL,置于25 mL量瓶中,加水稀释定容,以0.45 μm微孔滤膜过滤,取续滤液,进样20 μL,记录色谱图,结果见图8。由图8可见,药物及其他辅料不干扰制剂中防腐剂的测定。

标准曲线的制备及精密度的考察:精密称取三氯叔丁醇适量,以体积分数50%甲醇为溶剂,配制质量浓度为1 000.0 μg·mL^-1的储备液。取上述储备液不同体积,加体积分数50%甲醇稀释,分别配制质量浓度为100、200、400、500、600、750、1 000 μg·mL^-1的三氯叔丁醇系列标准溶液。按“2.2.1”项下色谱条件,分别进样,记录色谱图。以三氯叔丁醇质量浓度(ρ)对色谱峰面积(Y)作线性回归,求得标准曲线方程:Y=1 049ρ-4 565.3,r=0.999 8,表明三氯叔丁醇在100~1 000 μg·mL^-1内呈良好线性关系。同法配制质量浓度分别为200、500、750 μg·mL^-1的三氯叔丁醇标准溶液各5份,按照前述色谱条件,分别测定方法日内精密度及日间精密度。结果测得日内RSD在 0.08%~0.36%之间,日间RSD在0.21%~0.73%之间(n=5),表明该方法精密度良好。

回收率的测定:分别制备80%、100%、120% 三氯叔丁醇处方量的NIC-TNG模拟样品各3份。精密量取样品1.0 mL,置于25 mL量瓶中,加水稀释定容,以0.45 μm微孔滤膜过滤,取续滤液,进样测定,记录色谱图。根据标准曲线方程,求得三氯叔丁醇的浓度并计算回收率。低、中、高防腐剂含量NIC-TNG的方法回收率分别为(98.18±0.2)%、(98.29±0.06)%和(99.29±0.47)% (n=3),表明该方法的准确度良好。

重复性实验:精密量取同一批NIC-TNG 5份,每份1.0 mL,置于25 mL量瓶中,加水稀释定容,以0.45 μm微孔滤膜过滤,取续滤液,进样测定,记录色谱图。将色谱峰面积代入标准曲线方程,结果测得样品中三氯叔丁醇含量的 RSD 为0.68%(n=5),表明该方法重复性良好。

三氯叔丁醇的含量测定:精密量取供试品1.0 mL,置于25 mL量瓶中,加水稀释定容,以0.45 μm微孔滤膜过滤,取续滤液,进样测定,记录色谱图。根据标准曲线方程,求得三氯叔丁醇的浓度。结果测得3批NIC-TNG中三氯叔丁醇的含量分别为标示量的(98.63±0.03)%、(98.72±0.08)%和(98.82±0.05)%( n=3),均在标示量的95.0%~105.0%之间。

2.5.4 体外溶蚀与药物释放率^[17]

取NIC-TNG样品适量,置于预先称重的试管中,然后浸于34 ℃的恒温水浴中使其完全胶凝。精密称重后,加入1 mL预热至相同温度的pH 6.4人工鼻液^[18],置于34 ℃的恒温振荡仪中,以50 r·min^-1振摇,每隔一定时间倾出全部释放介质,用滤纸吸干试管表面释放介质,精密称定,前后2次质量之差即为溶蚀量。同时,立即补充等温等体积人工鼻液,重新置于振荡仪中继续振摇适当时间,再次倾出释放介质并称重。如此反复操作,直至剩余凝胶量不足加入量的10%,计算制剂的累积溶蚀率(Q)。以Q为纵坐标,时间(t)为横坐标作图,结果见图9。图9可见,样品在80 min累积溶蚀率大于90.93%,且累积溶蚀率与时间呈良好线性关系(Q=1.162 4t-1.080 8,r=0.999 8),提示为零级动力学过程。

另精确吸取每个时间点倾出的释放介质0.8 mL,置于100 mL量瓶中,加pH值6.4人工鼻液至刻度,摇匀,按照前述色谱条件,采用HPLC测定样品中NIC的浓度并计算药物累积释放率(T)。以T为纵坐标,时间(t)为横坐标作图,结果见图9。可见,样品中药物在80 min累积释放率仅为64.36%,且该制剂的体外累积释药率(T)与时间(t)呈良好线性关系(T=0.809 5t+0.811,r=0.999 6)。最后,将制剂体外累积溶蚀率与累积释药率作线性回归,结果二者间存在明显的线性相关性(r=0.999 4)。

2.5.5 体外释放度的测定

按照2020年版《中国药典》四部“溶出度与释放度测定法”项下第一法(篮法)依法进行^[19-20]。精密量取2 mL的NIC-TNG (含NIC 50 mg)或相当量NIC溶液置于透析袋中,以pH 6.4人工鼻液为释放介质,体积为500 mL,测定温度为34℃,转速为100 r·min^-1,于实验开始后,NIC-TNG分别于第10、20、40、60、120、240、420 min,药物溶液分别于第10、15、25、40、60、90、120 min各取样2 mL,同时立即补加同温等体积释放介质。样品以0.45 μm微孔滤膜滤过,取续滤液,按照前述色谱条件,采用HPLC法测定药物浓度并计算不同时间药物的累积释放百分率,结果见图10。由图10可见,NIC溶液释药速度快,在60 min累积释药大于90%,而NIC-TNG的释药速度明显缓慢,在相同时间累积释药不到50%,直到7 h时其累积释药才达85%,表明该NIC-TNG具有良好的缓释效果。

将NIC-TNG的体外释药数据分别按零级动力学、一级动力学、Higuchi动力学、Riger-Pappas动力学、Weibull动力学方程进行拟合,结果见表3。由表3可见,拟合最优的是Riger-Pappas方程。

2.5.6 温度对黏度的影响

NIC-TNG属于温敏鼻用凝胶,故有必要考察温度对制剂黏度的影响。测定过程:取供试品适量,置于100 mL烧杯中,然后置于水浴中缓慢加热,使温度逐渐升高,采用数显黏度计测定不同温度下制剂的黏度,以黏度(η,mPa·s)为纵坐标,温度(T,℃)为横坐标,绘制制剂黏度随温度变化的曲线,结果见图11。由图11可见,当温度低于30 ℃时,温敏凝胶的黏度很低,随着温度不断上升,当超过30 ℃时,样品的黏度急剧增加,开始发生相转变,很快转变成黏稠半固体凝胶形式。

2.5.7 膨胀系数与持水能力测定

精密取NIC-TNG 1mL于刻度试管中,在25 ℃下其体积记为V₀,然后将试管置于34 ℃水浴中,使其发生相转变形成胶凝,此时的体积记为V₁,根据公式2计算制剂的膨胀系数(S,%):

公式(2) S=(V₁-V₀)/V₀×100%^[21]

此外,采用离心失水法^[22],考察制剂的持水能力。取样品1 mL置于预先称重的离心管中,记录空管质量(m₀),记录此时的初始总质量(m₁),将离心管置于34 ℃,使样品完全胶凝,然后以12 000 r·min^-1离心5 min,将凝胶中渗出的水用滤纸小心吸去,并称取离心管的总重量(m)。最后根据公式3计算制剂的持水率:

公式(3)持水率(%)=(m-m₀)/(m₁-m₀)×100%

结果可见,3批次NIC-TNG的平均膨胀系数为(3.79±0.39)%(n=3),平均持水率为(99.73±0.26)%(n=3),表明该制剂给药后在鼻腔内体积变化较小,且持水能力良好。

3 讨论

收起

在制剂处方优化实验中,选用了温敏凝胶研究中最常用辅料F127和F68作为NIC鼻用温敏原位凝胶的基质材料,此外,为了进一步延长制剂在鼻黏膜的滞留时间,以期提高药物生物利用度并延长药效,在处方中还添加了生物黏附剂HPMC,后者对黏膜无毒性和刺激性,可通过吸附作用附着于鼻黏膜表面,并可增加制剂的黏度,从而发挥生物黏附剂的作用^[20,23]。本实验以胶凝温度与胶凝时间为评价指标,采用星点设计-效应面实验方法,成功得到空白鼻用温敏凝胶的优化处方,胶凝温度与胶凝时间实测值与预测值的偏差均<2.0%,充分说明该实验设计的可靠性和适用性,为确定NIC-TNG处方组成奠定了良好基础。

DM-β-CD、HP-β-CD、SBE-β-CD 3种β-CD衍生物具有水溶性好、安全性高的特点,是鼻腔给药制剂中常用促渗剂,F68属于非离子型表面活性剂,在温敏凝胶剂制剂既可用作基质材料,用来调节温敏凝胶的胶凝温度,又可用作药物经鼻、舌下黏膜吸收的促渗剂^[13,24]。体外渗透性研究结果表明,三种β-CD衍生物中以SBE-β-CD对药物的促渗作用最好,HP-β-CD 次之,而DM-β-CD则表现为抑制渗透,究其原因可能与β-CD母体结构上取代基的不同有关。但SBE-β-CD与F68相比,后者的促渗作用更强,因为5 mg·mL^-1的F68对NIC的促渗效果明显大于50 mg·mL^-1的SBE-β-CD。同时还发现,促渗剂的浓度与其促渗作用有密切关系。譬如,当SBE-β-CD质量浓度在10~50 mg·mL^-1内,随着浓度增大,促渗作用增大,当其质量浓度大于50 mg·mL^-1时,促渗作用不再增加甚至有下降趋势。而对于F68,当其质量浓度为5 mg·mL^-1时,其促渗作用最佳,当其浓度增大到10 mg·mL^-1,30 mg·mL^-1时,促渗作用会显著下降。基于上述现象并结合空白温敏凝胶处方的优化结果,本研究最终确定将5 mg·mL^-1F68作为NIC鼻用温敏凝胶的理想促渗剂,同时又用作温敏凝胶的基质材料,这样就可简化制剂处方组成。此外,鉴于NIC属于硝酸酯类化合物,较易水解,故文中也考察了pH值对其溶液化学稳定性的影响。结果表明,在微酸及近中性pH介质中,该药物溶液的化学稳定性较好。最后,考虑到NIC-TNG理论上属于多剂量制剂,为防止使用过程中微生物的生长繁殖,其处方中应加入防腐剂。因三氯叔丁醇在微酸性条件下抑菌作用强且比较稳定,另外,其对黏膜刺激性小,可用作滴眼剂的防腐剂,故考虑将其作为制剂的防腐剂。综合以上分析并考虑药物临床使用剂量和鼻腔生理特点,最后确定NIC-TNG的理想处方组成为:25 mg·mL^-1NIC、172.1 mg·mL^-1F127、5.0 mg·mL^-1F68、3.8 mg·mL^-1 HPMC、5.0 mg·mL^-1三氯叔丁醇及适量水。

体外质量研究结果可见,所制备3批次NIC-TNG的胶凝温度、胶凝时间、pH、药物与防腐剂含量均非常接近,表明该制备工艺可行,重现性好。测得该制剂胶凝温度为30.92℃,胶凝时间为40.82 s,均略高于不含药空白凝胶的胶凝温度与胶凝时间,这可能是由于药物与防腐剂的加入干扰了主要基质材料F127 胶团的形成,从而导致凝胶温度与胶凝时间轻微增加^[25]。人鼻腔生理温度约为32~35 ℃,故NIC-TNG在进入鼻腔后完全可形成半固体凝胶。此外,测得制剂pH值约为6.4,符合鼻腔给药制剂pH值应在4.5~6.5 之间的要求^[26],同时,在此pH值下药物溶液具有较好的化学稳定性,故在NIC-TNG制备过程中,没有对处方的pH值进行调节。

制剂体外溶蚀及药物释放率研究结果可见,二者均与时间呈良好线性相关,且制剂累积溶蚀率与药物累积释放率之间也呈线性相关,但药物释放速率明显慢于凝胶溶蚀,表明制剂溶蚀过程是制剂中药物释放的限速步骤,凝胶溶蚀快,药物释放就快。体外释放度研究可见,无药物突释现象发生,可能与制剂的胶凝时间短,胶凝过程迅速有关。此外,与药物溶液相比,NIC-TNG中药物的释放过程缓慢而持久,如前者在60 min时累积释药高达90%以上,而NIC-TNG在相同时间累积释药不到50%,7 h时累积释药仍小于90%,表明该制剂具有良好缓释效果。制剂的释放动力学拟合结果可见,采用Riger-Pappas方程拟合最优,提示药物从制剂中的释放以扩散机制为主^[27]。

制剂黏度研究可见,温度对NIC-TNG的黏度有很大重要影响,在常温30 ℃以下时,制剂黏度很低,故鼻腔给药方便,剂量准确;当温度超过25℃,制剂的黏度逐渐增大,尤其当温度超过30 ℃时,其黏度骤然升高,证实了该制剂确属于温度敏感型鼻用凝胶。考虑到NIC-TNG在经历溶胶-凝胶相转变后其体积可能会变大,进而阻塞鼻腔引起不适,我们进行了膨胀系数研究。研究可见,该制剂进入鼻腔转变为凝胶后,其体积增加<4%,表明未有明显体积膨胀现象发生,也就不会引起患者的不适。此外,持水力也是鼻用凝胶的重要质量参数,可用来衡量制剂在储藏时或在受外力情况下保持水的能力。本实验测得制剂的持水率接近100.0%,表明其具有良好持水能力。其机制可能是,水分子通过氢键作用与凝胶网状结构中F127、F68分子链上的亲水嵌段牢固结合,且处方中HPMC也可与水形成氢键,这些因素均有利于处方中水的保持。

综上所述,本实验所制备NIC-TNG处方组成合理、制备工艺简单、质量稳定可控、使用方便,同时具有明显缓释效果,这为今后进一步研究该制剂的体内药动学及生物利用度奠定坚实基础。

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2024年第59卷第12期

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doi: 10.11669/cpj.2024.12.010

接收时间：2023-05-30
首发时间：2025-11-25
出版时间：2024-06-22

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出版历史

收稿日期：2023-05-30

基金

作者信息

¹ 内蒙古医科大学药学院, 呼和浩特 010110

² 内蒙古医科大学附属医院, 呼和浩特 010050

通讯作者:

*谷福根,男,主任药师,硕士生导师研究方向:环糊精包合物及鼻腔给药新剂型 Tel:(0471)3451657

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT

Affecting factor	Level/mg·mL^-1
A	170	182	185	188	200
B	5	7	7.5	8	10
C	2	3.2	3.5	3.8	5

Affecting
factor

Level/mg·mL^-1

-1

-0.2

0.2

170

182

185

188

200

7.5

3.2

3.5

3.8

Test No.	Factors combination	Observing index
1	170	5	2	30.9	50.44
2	200	5	2	26.6	26.26
3	170	10	2	31.2	45.43
4	200	10	2	26.3	20.86
5	170	5	5	29.8	34.89
6	200	5	5	26.5	25.58
7	170	10	5	30.2	36.42
8	200	10	5	27	27.8
9	182	7.5	3.5	28.8	32.8
10	188	7.5	3.5	28.2	29.5
11	185	7	3.5	28.4	31.22
12	185	8	3.5	28.5	30.88
13	185	7.5	3.8	28.5	30.51
14	185	7.5	3.5	28.4	31.59
15-20	185	7.5	3.5	28.6	31.05

Test
No.

Factors combination

Observing index

A/mg·mL^-1

B/mg·mL^-1

C/mg·mL^-1

T_g /℃

t_g/s

170

30.9

50.44

200

26.6

26.26

170

31.2

45.43

200

26.3

20.86

170

29.8

34.89

200

26.5

25.58

170

30.2

36.42

200

27.8

182

7.5

3.5

28.8

32.8

188

7.5

3.5

28.2

29.5

185

3.5

28.4

31.22

185

3.5

28.5

30.88

185

7.5

3.8

28.5

30.51

185

7.5

3.5

28.4

31.59

15-20

185

7.5

3.5

28.6

31.05

Model	Simulated equation	r²
Zero order	Q=0.142 2t+32.124	0.900 4
First order	ln(100-Q)=-0.003 9t+4.279 8	0.985 6
Riger-Pappas	lnQ=0.340 8lnt+2.405 6	0.995 5
Higuchi	Q=3.559 4t¹^/²+15.699	0.984 5
Weibull	ln ln[100/(100-Q)]=0.514lnt-2.552 3	0.985 7

Model

Simulated equation

r²

Zero order

Q=0.142 2t+32.124

0.900 4

First order

ln(100-Q)=-0.003 9t+4.279 8

0.985 6

Riger-Pappas

lnQ=0.340 8lnt+2.405 6

0.995 5

Higuchi

Q=3.559 4t¹^/²+15.699

0.984 5

Weibull

ln ln[100/(100-Q)]=0.514lnt-2.552 3

0.985 7