伊維菌素釋藥行為與介質中溶解度相關性研究

胡紫霞,熊 丹,魯蒙蒙,楊世壯,雷萌桐,蔡進忠,潘保良

（1.中國農業大學動物醫學院,北京 海淀 100193;2.青海省畜牧獸醫科學院獸醫研究所,青海 西寧 810016）

伊維菌素（Ivermectin,IVM）是一種大環內酯類抗寄生蟲藥物,對動物體內外寄生蟲都有良好的驅殺作用。但IVM常規劑型有效期短,需要重復給藥,很不方便[1]。本實驗室采用溶劑熔融法,將IVM和水不溶性脂質類載體—氫化蓖麻油（Hydrogenated Castor Oil,HCO）制備成固體分散體（Solid Dispersion,SD）,并以水為分散介質,研制IVM長效混懸注射劑,使IVM在體內緩慢釋放,達到長效的目的。在研制混懸劑時,為了提高混懸劑的物理穩定性,在制備時,需要篩選合適的分散介質和輔料。常用輔料包括潤濕劑、助懸劑、絮凝劑和反絮凝劑、防腐劑、抗氧化劑等[2-3]。根據什么標準來篩選分散介質和輔料?這是一個混懸劑研制中面臨的問題。

目前國內外主要根據混懸劑的質量評價,粒徑的大小、藥物含量測定、沉降體積比、重分散性、黏度和流變學特性,利用正交試驗篩選混懸劑的一系列輔料。但在輔料的初步篩選時,若進行系統的質量評價,工作量非常大,效率很低,成本也很高[4-5]。本文研究伊維菌素固體分散體（Ivermectin Solid Dispersion,IVM SD）釋藥行為與IVM在介質中（乙醇-PBS）溶解度之間的相關性,為IVM SD長效混懸注射劑分散介質和輔料的初步篩選提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料 伊維菌素原藥粉末（B1a:93.73%,B1:96.13%）,購自河北威遠動物藥業有限公司;HBY140417氫化蓖麻油粉末,購自湖北海泊元化工有限公司;IVM標準品（純度96%）,購自北京百靈威科技有限公司。

藥物和載體比例為1∶3的IVM SD由本實驗室自制。

YP-8T壓片機,購自天津市金孚倫科技有限公司;島津LC-20AT型高效液相色譜儀,購自日本島津公司;HZQ-F100全溫振蕩器,購自蘇州市培英實驗設備有限公司。

1.2 方法

1.2.1 測定IVM在不同比例的乙醇-PBS復合介質的溶解度（S） 稱IVM粉末3.0 g于離心管中,分別加入10 mL介質不同甲醇濃度的乙醇-PBS復合介質中（20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%）,置于37℃,180 r/min搖床中,震蕩48 h。

將離心管在1.25萬r/min離心15 min。取上清,過0.45 μm水系濾膜,濾液用色譜級甲醇稀釋到適宜范圍內,再過0.22 μm有機濾膜。

采用本實驗室已建立的HPLC檢測方法對樣品中的IVM濃度進行檢測。工作站:島津LC-20AT工作站;色譜柱:Agilent zorbax SB-C18柱;PDA 檢測波長:245 nm;流動相:甲醇∶水 =95∶5;流速:1.0 ml/min;柱溫:37℃;進樣量:20 μL。 根據HPLC檢測結果,計算IVM在不同比例的乙醇-PBS復合介質中的溶解度。

1.2.2 IVM SD在不同比例乙醇-PBS復合介質中的釋藥行為。

1.2.2.1 藥片準備 稱取0.3 g左右1∶3的IVM SD粉末,用YP-8T壓片機壓片,壓力10 KPa,壓時10 s,取出藥片,用游標卡尺測定藥片直徑和厚度（mm）并記錄。準備藥片24片,其中3片不進行處理,作為對照藥片,與試驗藥片進行對比觀察。

1.2.2.2 試驗條件 分別吸取50 mL介質（濃度為20%、30%、40%、50%、60%、70%、80% 的乙醇-PBS）于100 mL離心管中,將藥片投入并作標記。置于 HZQ-F100全溫振蕩器中,條件設為37 ℃,180 r/min[6]。

1.2.2.3 取樣 根據前期預試驗確定如下取樣時間:介質為30%、40%、50% 乙醇-PBS的復合介質時,取樣時間點為0.25、0.5、1、2、3、4、6 d 和 8 d;介質為60%、70%、80% 乙醇-PBS的復合介質時,取樣時間為1 h、2 h、6 h、12 h、24 h、36 h、48 h 和72 h。在每個取樣時間點,從離心管中吸取1 mL待檢介質,用于測定IVM釋放度;并吸取同體積的原介質補充到離心管中,以保持離心管中液體體積的恒定。

1.2.2.4 計算IVM釋放度 將1 mL待檢介質稀釋后,過0.45 μm 和 0.22 μm 濾膜,然后上機檢測,同1.2.1.3。并根據累積釋放度計算公式,計算IVM釋放度。其中Ci:第i個時間點所取樣品測定的濃度,V2∶9 mL,V1∶1 mL,M: 樣品中 IVM 的質量。

1.2.2.5 藥片外觀觀測 試驗結束后,取出藥片,置于真空干燥箱中烘干用游標卡尺測定直徑和厚度,觀察藥片外觀變化。

1.2.2.6 釋藥動力學模型選擇 用DDSolver軟件中的 Zero-order、First-order、Higuchi和 Hixsion-Crowell模型擬合IVM釋藥曲線,篩選相關系數（R_obs-pre）大、判定系數（Rsqr）大 、赤池信息量準則（AIC）低、模型選擇準則（MSC）大的模型為釋藥動力學最適模型。用Korsmeyer-Peppas模型擬合釋藥曲線,根據釋放指數n值評估釋藥機制。本試驗中研究對象為圓柱體藥片,當n值為0.45時,釋藥機制為Fick′s擴散;當0.45＜n＜0.89時,釋藥機制為不規則轉運,表示釋藥規律為擴散和溶蝕綜合作用的結果;當n值為0.89時,釋藥機制為Ⅱ相轉運,即以溶蝕為主的釋藥規律;當n＞0.89時,釋藥機制為SuperⅡ相轉運,即溶蝕控釋的釋藥規律[7-9]。

1.2.2.7 IVM SD釋藥情況和介質溶解度相關性計算IVM SD藥片在不同比例乙醇-PBS復合介質中的初始釋放速率V,分析初始釋放速率與溶解度之間的相關性,分析IVM SD釋藥行為和介質溶解度相關性。

2 結果

2.1 IVM在不同比例的乙醇-PBS復合介質的溶解度（S）測定結果如表1所示。

從表中數據可以看出,隨著分散介質乙醇-PBS中有機溶劑（乙醇）濃度的增加,IVM的溶解度逐漸增大,表明通過調節分散介質中乙醇的濃度,可以很好地調節IVM在介質的溶解度。

2.2 IVMSD在不同比例乙醇-PBS復合介質中的釋藥情況。

2.2.1 藥片外觀變化 IVM SD藥片置于40%、50%、60%、70%和80% 乙醇-PBS復合介質中試后,與對照藥片相比,藥片厚度明顯減?。≒＜0.001）,特別是在80% 乙醇-PBS復合介質中,藥片變小、表面出現了裂紋;說明IVM SD藥片在含有乙醇的介質中會發生溶解或溶蝕。

表1 不同比例乙醇-PBS復合介質中釋藥行為和溶解度值

2.2.2 釋藥動力學模型 用DDSolver軟件擬合IVM釋藥曲線,篩選釋藥動力學最適模型。IVM SD在不同比例乙醇-PBS復合介質中的釋藥動力學模型,如表1所示。

2.2.3 釋藥機制 用Korsmeyer-Peppas模型擬合釋藥曲線,求算的釋放指數n值見表1。根據釋放指數n來評估釋藥機制。IVM SD在30%乙醇-PBS復合介質中釋藥曲線,釋放指數n值為0.374,表明釋藥機制趨于Fick′s擴散。而在40%、50%、60%、70%和80% 乙醇-PBS復合介質中的釋放指數n值均介于0.45～0.89之間,表明釋藥機制為不規則轉運,即釋藥規律為擴散和溶蝕綜合作用的結果。

在不同比例乙醇-PBS復合介質中,隨著乙醇濃度的增大,IVM SD釋藥動力學模型具有差異性,在30%和40%乙醇-PBS中為 Higuchi模型,在50%乙醇-PBS中為First-order模型,在60%、70%和80%乙醇-PBS中為Hixson-Crowell模型;釋放指數增大,釋藥機制從30%乙醇-PBS的Fick's擴散過渡到40%、50%、60%、70%和80%的不規則轉運;初始釋放速率也增大,溶解度也隨之增大。

2.3 IVM SD釋藥行為和介質溶解度相關性 不同比例乙醇-PBS復合介質中,初始釋放速率和溶解度之間具有指數相關性,S為溶解度,V為初始釋放速率,S=0.2471e1.4372V,R2=0.8629。證實初始釋放速率和溶解度之間的正相關性,在溶解度較大的介質中,初始釋放速率也越大。這為IVM SD長效混懸注射劑的分散介質和輔料篩選提供理論依據,先測定原料藥IVM在分散介質和輔料中的溶解度。若溶解度較大（達到易容程度）,分散介質和輔料能很容易溶解有效成分IVM,則不能作為混懸注射劑的分散介質和輔料,否則會導致IVM從IVM SD中釋放,影響混懸劑的質量穩定性。若溶解度較小,則進行其他試驗評價。

3 討論

IVM是一種新型的廣譜、高效、低毒抗生素類抗寄生蟲藥,主要含有IVM B1（Bla+Blb）,分子量為Bla:874;Blb:860。本品為白色結晶性粉末,無味,易溶于甲醇,乙醇,丙酮,乙酸乙酯,在水中幾乎不溶解,微有引濕性[10]。為了增加IVM溶解和研制長效制劑,本實驗室采用溶劑熔融法,將IVM和脂質類載體HCO制備成IVM SD,并將以水為主要分散介質,添加輔料包括潤濕劑、助懸劑、絮凝劑和反絮凝劑、防腐劑、抗氧化劑,使難溶性IVM SD以微粒轉態分散于介質中形成非均相液體制劑,研制長效混懸注射劑。在研制該制劑中,我們面臨著以下問題:根據什么標準來篩選分散介質和輔料并確定最終配方呢[11]?本文闡明IVM SD的釋藥行為與介質溶解度之間的相關性,探究IVM SD中藥物的體外釋藥規律,這為IVM SD長效混懸注射劑配方的篩選提供了依據。

國內外許多文獻通過探究體外釋藥規律和影響因素,篩選適宜的配方,研制制劑。如夏曉靜等（2004）利用IVM和聚乳酸制備微球制劑,并考察不同分子量的聚乳酸、乳化劑和油相介質對微球的影響,比較溶劑揮發法和溶劑萃取揮發法對微球性質的影響,然后利用正交試驗篩選配方工藝,最后評價粒徑、載藥量和包封率[12]。本文研究結果表明,隨著乙醇濃度的增大,溶解度越大,釋藥現象越明顯,初始釋放速度越大,釋藥動力學模型和釋藥機制具有差異性,證實釋放速率和溶解度之間具有正相關性。這為IVM SD長效混懸注射劑輔料篩選提供理論依據,本實驗室將根據兩個評價指標篩選輔料種類。（1）IVM溶解度低,避免溶解有效成分IVM;（2）能溶于分散介質水,形成混懸注射劑。本研究也為其他混懸劑輔料的篩選提供新的方法和思路。