氫溴酸右美沙芬樹脂復合物的制備工藝及體外釋放行為考察

嚴家麗，蘇峰，李穎，魯勝男，桂雙英，何廣衛，

在兒科門診中，由于咳嗽的發病因素較復雜［1］，診斷易產生混淆，慢性咳嗽已經成為兒童呼吸科診療的重點和難點［2］。氫溴酸右美沙芬廣泛用于暫時緩解由輕微喉嚨和支氣管刺激引起的咳嗽，其為中樞性鎮咳藥，作用機制為抑制延腦的咳嗽中樞，其鎮咳作用與可待因相似甚至稍強，無鎮痛和上癮作用［3，5］。但由于氫溴酸右美沙芬經口服后吸收迅速，半衰期短，其普通制劑一天需服藥3～4次［6］，為了避免血藥濃度波動過大，不良反應增多，現欲制備一種適宜兒童服用的氫溴酸右美沙芬緩釋制劑。

采用藥物樹脂技術，將氫溴酸右美沙芬與具有相反電荷的藥物樹脂結合，形成一種穩定的藥物-樹脂絡合物，可以掩蓋氫溴酸右美沙芬的苦味［7］，其實質是藥物樹脂（IER）是一種分子工具，用于結合口味不佳的藥物，防止原料藥分子與味覺受體之間的相互作用［8-9］，達到掩味作用［10，12］。形成藥物樹脂復合物之后，其可以在水中保持穩定，直到制劑到達離子豐富的環境中進行釋放。這種結合機制防止吞咽過程中任何藥物過早釋放［13-14］。本研究起止時間為2018年9月至2019年6月，在制劑研究過程中，對藥物樹脂復合物的制備影響因素和藥物與樹脂結合方式進行考察，同時對藥物樹脂復合物釋放進行初步考察。

1 材料與方法

1.1 實驗儀器和材料 DF-101S型集熱式恒溫加熱磁力攪拌器［鞏義市英峪高科儀器廠］，AL-104型電子天平［梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］，XS105型電子天平［梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司］，KQ5200型超聲波清洗液［昆山市超聲儀器有限公司］，12G-160AT型臺式高速離心機［上海盧湘儀離心機有限公司］，FADT-1202型自動取樣溶出儀［上海富科思儀器分析有限公司］，FE20型pH計［梅特勒-托利多（上海）有限公司］，STD-600型熱重差熱分析儀［美國TA儀器］，Thermo-U3000型高效液相色譜儀［賽默飛］，ZEISSGeminiSEM 500型場發射掃描電子顯微鏡［卡爾蔡司（上海）管理有限公司］，氫溴酸右美沙芬［赤峰艾克制藥科技有限公司，批號D37-160501］，AMBERLITE IRP-69［DOW，批號A075F5Q027］，AMBERLITE IRP-88［DOW，批號 INR478169］，AMBERLITE IRP-64［DOW，批號WPR458291］，鹽酸，磷酸二氫鉀，氫氧化鈉，三水合乙酸鈉，冰醋酸，氯化鉀，三氟乙酸，甲醇均為市售。

1.2 氫溴酸右美沙芬樹脂復合物的制備［15］稱取適量氫溴酸右美沙芬置于燒杯中，加水溶解，溶解后加入等量藥物樹脂，使藥物與樹脂發生藥物反應。待氫溴酸右美沙芬與樹脂載藥完全，抽濾，取續濾液過0.45μm濾膜，然后進行含量測定。濾餅用水洗去殘留在樹脂表面的游離藥物。將濾餅置烘箱中干燥，過60目篩，即得氫溴酸右美沙芬樹脂復合物。

1.3 高效液相法測定含藥樹脂溶液及含藥樹脂的藥物含量 色譜條件及系統適用性條件：ZORBAX SB-C18柱（4.6×250 mm，5μm），以0.15%三氟乙酸水溶液和0.10%三氟乙酸甲醇溶液（60∶40）作為流動相，柱溫40℃，進樣量15μL，檢測波長280 nm。流速1.4 mL/min。

取含藥樹脂適量（約相當于氫溴酸右美沙芬10 mg），精密稱定，置100 mL容量瓶中，加30 mL冰醋酸和50 mL的0.4 mol/L氯化鉀溶液，搖勻，置40℃水浴恒溫振蕩器中振搖溶解，放冷，加0.4 mol/L氯化鉀溶液定容，搖勻，過濾。精密量取續濾液15 μL，注入高效液相色譜儀。精密稱取氫溴酸右美沙芬（DMH）對照品適量，置100 mL容量瓶中，使用0.4 mol/L的氯化鉀溶解定容，并稀釋成每1 mL約含0.1 mg的氫溴酸右美沙芬溶液。按照外標法測定，以峰面積計算，即得含量。

1.4 高效液相法測定藥物樹脂復合物的釋放 色譜條件及系統適用性條件：ZORBAX XDB-C8（4.6*50 mm，3.5μm），以0.15%三氟乙酸水溶液和0.10%三氟乙酸甲醇溶液（60∶40）作為流動相，柱溫40℃，進樣量10μL，檢測波長280 nm，流速1.5 mL/min。

藥物樹脂復合物的釋放：取含藥樹脂適量（約相當于氫溴酸右美沙芬30 mg），使用中國藥典溶出度測定法第二法裝置，以0.15 mol/L氯化鉀，0.4 mol/L氯化鉀，0.6 mol/L氯化鉀，0.15 mol/L鹽酸溶液，0.15 mol/L氯化鈉，pH1.0鹽酸溶液，pH4.0醋酸鹽緩沖液，pH6.8磷酸鹽緩沖液，pH1.0鹽酸溶液（含0.4 mol/L氯化鉀），pH4.0醋酸鹽緩沖液（含0.4 mol/L氯化鉀），pH6.8磷酸鹽緩沖液（含0.4 mol/L氯化鉀）900 mL為釋放介質，37℃，75轉/分。定時取樣，考察含藥樹脂在各種介質中的釋放。

1.5 樹脂載藥量與藥物利用率計算［16-17］公式中Q為t時刻樹脂的交換量，E為藥物的利用率，C0為溶液中藥物的初始濃度，Ct為反應至t時刻溶液中的藥物濃度，V為藥物溶液體積，WR為樹脂質量。

2 結果

2.1 樹脂型號的篩選 選取不同型號的樹脂，以同等實驗條件下所得樹脂載藥量Q為考察指標，實驗結果見表1，結果顯示AMBERLITEIRP-69的交換量明顯要高于AMBERLITEIRP-64，AMBERLITEIRP-88。同時，AMBERLITEIRP-64和AMBERLITEIRP-88在后期過濾操作時難于AMBERLITEIRP-69，所以本次實驗優選AMBERLITEIRP-69。

2.2 溫度對藥物與樹脂載藥的影響［18］本次實驗設定溫度為20℃、40℃、60℃，考察在這三種溫度條件對樹脂載藥量、藥物利用率和有關物質的影響。根據表2可知，隨著溫度的升高，樹脂的交換量和藥物利用率都在顯著增高。但由于在60℃條件下有關物質含量明顯增高，因此，優選溫度為40℃。

表1 不同型號樹脂的性質及交換量（Q）

表2 不同實驗溫度條件下樹脂的交換量、藥物利用率和有關物質含量

2.3 藥物濃度對藥物與樹脂載藥的影響 本次實驗設計考察1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%藥物濃度對于樹脂載藥量和藥物利用率的影響。照1.2制備方法進行制備，交換溫度為40℃，交換120 min取樣。照按1.3含量測定方法進行測定。

圖1 氫溴酸右美沙芬樹脂復合物載藥量（A）與藥物利用率（B）隨藥物濃度的變化曲線

圖2 氫溴酸右美沙芬樹脂復合物載藥量（A）與藥物利用率（B）隨藥物與樹脂配比的變化曲線

圖3 氫溴酸右美沙芬樹脂復合物交換量（A）與藥物利用率（A）隨交換時間的變化曲線

圖4 氫溴酸右美沙芬藥物樹脂復合物載藥量與藥物利用率隨離子強度的變化曲線

從圖1可知，在樹脂量保持一定的情況下，增大藥物的濃度，樹脂的載藥量在提高，藥物的利用率卻在下降。為了提高藥物利用率，選擇3.0%的藥物濃度。

2.4 藥物與樹脂的配比對藥物與樹脂載藥的影響本次實驗設計考察藥物與樹脂的配比為2∶1、3∶2、1∶1、2∶3、1∶2時對于樹脂載藥量和藥物利用率的影響。照1.2制備方法進行制備，藥物濃度為3.0%，交換溫度為40℃，交換120 min取樣。然后按1.3含量測定方法進行測定。

根據圖2可知，在保持藥物量一定的情況下，隨著樹脂量的增加，藥物的交換量在降低，但藥物的利用率在增加。當藥物與樹脂的配比為2∶3和1∶2時，藥物利用率基本不變，說明藥物利用率達到最大，但此時藥物的交換量比較小，當藥物與樹脂的配比為1∶1時，樹脂的交換量和藥物的利用率達到最大。為了能夠達到較高的交換量和藥物利用率，優選藥物與樹脂的比例為1∶1。

2.5 交換時間對藥物與樹脂載藥的影響 本次實驗設計考察交換時間對于樹脂載藥量和藥物利用率的影響。照1.2制備方法，設定交換溫度為40℃，藥物濃度為3.0%，藥物與樹脂的配比為1∶1，分別考察藥物與樹脂載藥10、20、30、60、90、120、180、240、360、480、540 min后取樣，按照1.3含量測定方法進行含量測定。

根據圖3可知，隨著交換時間的增加，藥物樹脂復合物的載藥量和藥物的利用率都在明顯增加，當交換至480 min時，藥物與樹脂達到交換平衡。

2.6 交換介質離子強度對藥物與樹脂載藥的影響本次實驗設計考察不同離子強度交換介質對于樹脂載藥量和藥物利用率的影響。照1.2制備方法，設定交換溫度為40℃，藥物濃度為3.0%，藥物與樹脂的配比為1∶1，交換介質分別為水、0.1 mol/L氯化鉀、0.2 mol/L氯化鉀、0.3 mol/L氯化鉀、0.4 mol/L氯化鉀，交換8 h取樣，照1.3含量測定方法進行含量測定。

從圖4可以看出，隨著交換介質離子強度的增加，樹脂的載藥量和藥物利用率都在降低，在0.4 mol/L氯化鉀中，樹脂的載藥量為773.3 mg/g，藥物的利用率為77.30%。而在介質水中，樹脂的交換量和藥物利用率明顯增加，樹脂的交換量為933.2 mg/g，藥物的利用率達到93.30%，所以后期實驗優選水作為交換介質。

3 藥物與樹脂結合方式的考察

3.1 場發射掃描電子顯微鏡［19］取氫溴酸右美沙芬原料藥、AMBERLITEIRP-69樹脂、氫溴酸右美沙芬與AMBERLITEIRP-69樹脂物理混合物、氫溴酸右美沙芬樹脂復合物進行場發射掃描電子顯微鏡實驗，從圖5可發現樹脂的形態并非肉眼所觀察的圓球形。同時AMBERLITEIRP-69樹脂在與氫溴酸右美沙芬藥物交換前后外觀形態上并無差異，在藥物樹脂復合物表面未發現藥物結晶和吸附，表明藥物可能在樹脂的微孔內部。

3.2 氫溴酸右美沙芬樹脂復合物的熱力學分析對氫溴酸右美沙芬、AMBERLITEIRP-69樹脂、氫溴酸右美沙芬與AMBERLITEIRP-IRP69樹脂物理混合物及氫溴酸右美沙芬樹脂復合物進行差示掃描熱分析，溫度范圍為10～600℃，通過觀察其在此溫度范圍內吸熱和放熱，從而推斷物質的熱力學性質。

從圖6可以看出，氫溴酸右美沙芬在121℃左右出現一較銳吸收峰，為藥物熔融峰，AMBERLITEIRP-69在50～100℃出現一鈍吸收峰，藥物與樹脂物理混合物的圖譜是藥物與樹脂單獨物質峰的疊加，而氫溴酸右美沙芬樹脂復合物在121℃左右的吸收峰消失，表明氫溴酸右美沙芬樹脂復合物不含有藥物結晶，氫溴酸右美沙芬是以離子形式與樹脂結合。

圖5 場發射掃描電子顯微鏡圖：5A為氫溴酸右美沙芬原料藥，5B為AMBERLITE IRP-69樹脂，5C為氫溴酸右美沙芬與AMBERLITEIRP-69樹脂物理混合物，5D為氫溴酸右美沙芬樹脂復合物

圖6 差示掃描熱分析（DSC）圖：6A為氫溴酸右美沙芬原料藥；6B為AMBERLITEIRP-69樹脂；6C為氫溴酸右美沙芬與AMBERLITEIRP-69樹脂物理混合物；6D為氫溴酸右美沙芬樹脂復合物

4 藥物樹脂復合物的釋放

4.1 離子強度對藥物樹脂復合物釋放的影響 從圖7可以看出，藥物樹脂復合物在水介質中基本不釋放，在氯化鉀溶液中，隨著離子強度的增加，藥物樹脂復合物的釋放并沒有明顯的增加，可能在0.15 mol/L氯化鉀溶液中已經達到交換平衡。藥物樹脂復合物在pH1.0的鹽酸和pH4.0的醋酸溶液，pH6.8磷酸鹽緩沖液中都存在釋放度低和釋放不完全現象；當加入0.4 mol/L氯化鉀之后，藥物的釋放速度和程度都明顯增加，在pH1.0鹽酸溶液（含0.4 mol/L氯化鉀），pH4.0醋酸鹽緩沖液（含0.4mol/L氯化鉀），pH6.8磷酸鹽緩沖液（含0.4mol/L氯化鉀）中，藥物的釋放分別達到99.40%，100.14%，97.98%，基本達到釋放完全，綜上所述，藥物的釋放速度和程度可能與溶液中的離子強度呈正相關。

4.2 反離子種類對藥物樹脂復合物釋放的影響考察了藥物樹脂復合物在0.15 mol/L氯化鉀，0.15 mol/L鹽酸，0.15 mol/L氯化鈉中的釋放，結果顯示藥物樹脂復合物在0.15 mol/L氯化鉀中的釋放＞0.15 mol/L氯化鈉＞0.15 mol/L鹽酸，可能是鉀離子的交換能力＞鈉離子的交換能力＞氫離子的交換能力。見圖8。

5 討論

本研究為了探究藥物樹脂復合物制備過程中的關鍵影響因素，分別設計考察樹脂型號、交換溫度、藥物濃度、藥物與樹脂的配比、交換時間、交換介質的離子強度對于樹脂載藥量、藥物利用率及藥物釋放等的研究，初步確立較優制備工藝分別為交換溫度40℃，藥物濃度為3.0%，藥物與樹脂的配比為1∶1，交換480 min基本達到交換平衡，交換介質為水。本研究采用ZEISSGeminiSEM 500場發射掃描電子顯微鏡（FESEM），差示掃描熱分析法（DSC）對于樹脂復合物的物理特性及藥物與樹脂的結合方式進行研究，結果顯示樹脂在交換前后形態外觀形態上并無差異，藥物與樹脂通過離子鍵連接，同時對于其體外釋放行為進行考察，研究發現離子強度是影響藥物樹脂復合物釋放的關鍵因素，本文只對于藥物樹脂復合物制備工藝和釋放做了初步研究，后期將通過多因素多水平的正交實驗對藥物樹脂復合物的制備工藝進一步優化，并使用高分子包衣材料對藥物樹脂復合物進行包衣，對包衣工藝和包衣后的藥物樹脂緩釋微囊的體外釋放行為進行考察。