鹽酸伊伐布雷定單層滲透泵控釋片的制備與體外釋藥行為

施沁青，王菁華，程曼曼，尹莉芳，秦 超

（中國藥科大學藥學院藥劑系，南京210009）

心力衰竭是由多種原因引起的心臟結構和功能異常，導致心室收縮或舒張障礙，繼而引發臨床綜合征。鹽酸伊伐布雷定（ivabradine hydrochlo?ride，IVB）是慢性心力衰竭的新型治療藥物，特異性抑制竇房結細胞的起搏電流，降低心率，減輕心臟負荷。其優點在于對血壓和心肌收縮均無影響［1］，適用于患有高血壓、糖尿病等合并癥的患者。

IVB為生物藥劑學分類系統（BCS）Ⅰ類藥物，具有高溶解性、高滲透性，消除半衰期僅為2 h，食物會影響藥物的吸收。目前已上市的產品僅有速釋片和溶液劑，為增加吸收，給藥方式為每日2次隨餐服用。心率下降程度與IVB及其主要代謝物的血藥濃度呈線性［2］，有超過3.3%的患者出現心動過緩的不良反應［3］，可能與服用速釋片后血藥濃度上升過快使心率驟降有關。IVB的適應證為慢性心力衰竭、心絞痛等心血管病，需長期服用，制成緩控釋制劑能夠降低給藥次數，提高患者順應性，具有臨床價值［4-5］。

滲透泵片的優勢在于不易受胃腸蠕動和環境的影響［6］。初級滲透泵由單層片芯、控釋衣膜和釋藥孔構成，水分經半透膜進入片芯使高分子材料溶脹或滲透壓活性物質溶解，膜內外形成滲透壓差成為促進藥物釋放的動力［7］。初級滲透泵只適用于易溶性藥物，釋藥后期速率減慢，終點較低。在此基礎上又發展出推拉型滲透泵、微孔滲透泵和3層滲透泵等劑型［8］，但是制備工藝復雜、成本較高。

本研究制備的IVB單層滲透泵控釋片每日僅需服用1次，無需隨餐，尤其適用于慢性心血管病的治療。滲透泵片受體內pH環境影響小且能夠延長藥物作用時間，平穩血藥濃度，提高藥物的安全性。

1 材料

1.1 藥品與試劑

鹽酸伊伐布雷定（純度：99.47%，北京聯本醫藥化學技術有限公司）；羥丙甲基纖維素（hyprom?ellose，HPMC）、聚氧乙烯（polyoxyethylene，PEO）、醋酸纖維素（cellulose acetate，CA）包衣預混劑（上?？房蛋录夹g有限公司）；羥乙基纖維素（hydroxyethyl cellulose，HEC，美國亞仕蘭公司）；山梨醇、甘露醇（法國羅蓋特公司）；乳糖（德國美劑樂集團）；微晶纖維素（microcrystalline cellulose，MCC，德國JRS藥用輔料公司）；硬脂酸鎂（安徽山河藥用輔料股份有限公司）；甲醇、乙腈為色譜純，其余試劑為分析純。

1.2 儀器

1260高效液相色譜儀［安捷倫科技（中國）有限公司］；DP-30A單沖壓片機（北京新龍立科技有限公司）；Labcoating高效包衣機（深圳市信宜特科技有限公司）；CRS-SJ-D30A激光打孔機（武漢克瑞斯光電技術有限公司）；FADT-12-2RC自動溶出儀（上海富科思分析儀器有限公司）。

2 方法

2.1 IVB滲透泵片的制備

稱取處方量的IVB、助懸劑、填充劑和黏合劑，過30目篩分散后混合均勻，加入無水乙醇制軟材，過24目篩制粒。將濕顆粒放入40℃烘箱，干燥2 h后取出，測定水分小于2%。過24目篩干整粒，加入潤滑劑硬脂酸鎂混勻。片芯重200 mg，使用8 mm淺凹沖模單沖壓片，壓片硬度為5~9 kg/cm2。

在35℃水浴磁力攪拌下，將處方量的醋酸纖維素包衣預混劑加入至丙酮溶液中，攪拌至溶解。包衣過程中片床溫度為20~30℃，包衣增重5%~10%。在包衣片圓心處激光打孔，40℃條件下老化12 h。

2.2 釋放度測定方法

以pH 6.8磷酸鹽緩沖液作為溶出介質，介質體積900 mL，溫度（37±0.5）℃，取IVB滲透泵片置于沉降籃中，槳法，轉速100 r/min，分別于2，4，6，8，12，16，20和24 h取液10 mL，補充同體積等溫介質。取樣溶液經0.45μm水系濾膜濾過，棄去3 mL，取續濾液作為供試品溶液。

外標法測定累積釋放度。色譜條件：色譜柱Agilent XDBC18（4.6 mm×250 mm，5μm）；流動相pH 6.5磷酸鹽緩沖液（二水合磷酸二氫鈉2.9 g溶解于水1 000 mL中，磷酸調節至pH 6.5）-乙腈（60∶40）；檢測波長286 nm；柱溫30℃；流速1.0 mL/min；進樣量20μL；采集時間10 min。

2.3 IVB原料藥的理化性質

X射線粉末衍射（XRD）分別測定IVB、空白輔料和含藥顆粒的晶型。測定IVB在不同pH和不同濃度氯化鈉溶液中的溶解度，以及在相對濕度（80±5）%條件下的引濕性。

2.4 單因素實驗考察處方和工藝

分別考察以下因素對片劑在pH 6.8磷酸鹽緩沖液中溶出的影響：（1）IVB的粒徑；（2）助懸劑的種類（包括PEO、HEC和HPMC）和用量；（3）促滲劑氯化鈉的用量；（4）填充劑的種類（包括山梨醇、甘露醇、乳糖和MCC）和用量；（5）控釋衣膜中致孔劑聚乙二醇（PEG）的比例、包衣增重和包衣溶劑的比例；（6）釋藥孔的孔徑、位置和個數；（7）老化溫度和老化時間。

2.5 正交設計

采用3因素3水平的正交實驗確定最優處方：控釋衣膜中PEG的比例為10%、15%和20%；包衣增重為5%、7.5%和10%；片芯中PEO的用量為15%、30%和45%［9］。結合IVB的藥代動力學參數，設定滲透泵片在4，8，12和16 h的累積釋放度分別為25%~35%、47%~57%、67%~77%和80%以上。綜合單指標L計算見公式（1）：

其中：Qt為4，8，12和16 h時分別對應的累積釋放度30%，52%，72%和90%，St為實際累積釋放度，L越小表明與目標釋藥度越接近；利用極差分析法，極差R越大表明該因素對釋藥曲線影響程度越大。

2.6 體外釋藥行為

分別考察以下體外溶出條件對釋藥曲線的影響：（1）不同pH的溶出介質；（2）不同濃度的氯化鈉溶液；（3）不同濃度的乙醇誘導劑量傾瀉；（4）槳的轉速。將片劑在pH 6.8磷酸鹽緩沖液中4~16 h的釋放度與零級、一級和Higuchi方程擬合，相關系數r越接近1則擬合程度越高。

3 結果與討論

3.1 處方篩選和工藝考察

3.1.1 IVB原料藥的研究 IVB為多晶型化合物［10-11］，易發生轉晶。XRD圖譜（圖1）顯示含藥顆粒在4.20°、8.45°、11.06°和22.33°等位置均有IVB的特征衍射峰，表明晶型在制粒過程中未發生改變，該工藝可行。IVB的粒徑分別為200、75和35μm時，片劑的釋藥曲線均相似（圖2-A），表明可溶性藥物的粒徑對釋藥行為無影響。

Figure 1 X-ray powder diffractograms for blank excipients(A),dried granules containingivabradinehydrochloride(IVB)(B),and IVB(C)

3.1.2 助懸劑篩選 片芯中加入的高分子材料遇水溶脹，對藥物釋放起到阻滯作用。分別以60 mg HPMCE50、HECLF和PEON80作為助懸劑時，三者黏度相近，釋藥曲線較為相似（圖2-B）。含PEO的片芯水化完全、釋放速率一定，并且PEO的相對分子質量從1×105到7×106均有分布，質量穩定，可供選擇的黏度范圍廣。低黏度的PEO N10、N80和N750作助懸劑時具有相似的釋藥曲線；隨著相對分子質量的增加，黏度增大，對水的阻滯作用增強，釋放速率減慢（圖2-C）。高黏度的PEON12K和PEO 303使片芯過度溶脹，包衣膜形變嚴重（圖3），存在包衣膜脹裂、藥物體內突釋的可能性，不適用于緩控釋制劑。

處方中加入PEO可以明顯改善制粒效果，顆粒的成型性、流動性和可壓性均有增加。隨著PEO的用量從50 mg增加至120 mg時，釋藥曲線逐漸失去線性，前期釋藥速率增加，后期釋放不完全，釋放終點降低至78%（圖2-D）。這是由于釋藥后期滲透壓差降低，黏稠的PEO混懸液無法經釋藥小孔擠出。

3.1.3 促滲劑篩選 氯化鈉是滲透泵片中常用的滲透壓活性物質，在片芯中加入一定比例的氯化鈉可以提供滲透壓促進藥物釋放。隨著氯化鈉用量從20 mg增加到80 mg，顆粒的可壓性降低，釋放速率明顯下降（圖4-A）。IVB在水、0.1、0.5和1.0 mol/L氯化鈉溶液中，溶解度分別為63.0、14.0、3.2和1.4 mg/mL，氯離子的同離子效應抑制了IVB的溶解，導致釋放度降低，在處方中不宜加入氯化鈉。

Figure 2 Release profiles of IVB tablets with different particle sizes of IVB(A),suspending agents(B),types of polyoxyethylene(PEO)(C)and amounts of PEO(D)in pH 6.8 phosphatebuffer solutions(PBS)(xˉ±s,n=3)

Figure 3 Tablets consisting of PEON80(A),PEON12K(B)and PEO 303(C)after 24-hour dissolution in pH 6.8 PBS

3.1.4 填充劑篩選 填充劑占據了片芯總重的56%，對顆粒性質影響較大。MCC為填充劑時抑制了水分擴散，藥物無法推出（圖4-B）。糖醇類輔料作為填充劑時可在溶解后提供藥物釋放所需的滲透壓，山梨醇是其中促滲效果最強的輔料［12］。引濕性實驗表明IVB在相對濕度（80±5）%條件下吸濕增重為12.0%，以山梨醇作為填充劑時，壓片過程中發生嚴重粘沖。最終選擇不具有引濕性的乳糖作為填充劑，并且控制壓片室相對濕度小于50%。乳糖的粒徑分別為60、86和180μm時，粒徑越小越有利于溶解，水分在片芯中加速擴散，藥物釋放速率也隨之增加（圖4-C）。通過調節乳糖用量，片重從150 mg增加至250 mg，釋藥速率降低（圖4-D），結合控釋衣包衣增重的可控性，確定片重為200 mg。

3.1.5 控釋衣處方考察 當包衣膜中致孔劑PEG的比例從10%增加至20%，半透膜的透濕性增加，水分快速潤濕片芯，加快藥物的溶出。當包衣增重從5%增加至10%，釋藥速率降低。通過調節致孔劑的比例和包衣增重可以達到目標釋藥釋放度。包衣溶劑中丙酮和水的質量比分別為99.5∶0.5、97∶3和95∶5時，釋藥曲線相似（圖5-A）。但隨著水的比例增加，控釋衣膜的透明度降低，可能是由于丙酮快速揮發后不溶于水的CA析出。

3.1.6 釋藥孔考察 孔徑為0.45 mm時限制了含藥混懸液從釋藥孔推出，釋藥終點略低；孔徑為0.60 mm與0.80 mm的釋藥曲線相似（圖5-B）?？紤]到制劑包薄膜衣后的防潮效果，0.60 mm的孔徑最為合適。對于直徑8 mm的包衣片，當打孔位置偏離圓心1 mm和偏離圓心2 mm時，兩者的釋藥曲線與釋藥孔位于圓心的包衣片的相似因子分別為77.2和84.2，表明改變釋藥孔的位置對藥物釋放無影響。因此工業生產時可設定較寬的打孔位置合格范圍，有利于提高藥片回收率。釋藥孔個數從1個增加至2個促進水分進入片芯，增加含藥混懸液的釋放通道，提高釋藥速率（圖5-C）。

Figure 4 Release profiles of IVBtablets with different amounts of NaCl(A),types of fillers(B),particle sizes of lactose(C)and weight of cores(D)in pH 6.8 PBS(xˉ±s,n=3)

Figure 5 Release profiles of IVBtablets with different concentrations of water in film coating solutions(A),diameters of orifices(B),number of orific?es(C)and aging process(D)in pH 6.8 PBS(xˉ±s,n=3)

3.1.7 老化條件考察 包衣過程中引入了有機溶劑丙酮，老化工序可以除去丙酮。老化0 h的包衣片平均片重為（210.2±1.6）mg；25℃、40℃和50℃條件下老化12 h后的包衣片平均片重分別為（210.2±1.2）mg、（207.3±0.2）mg和（207.3±1.5）mg，說明包衣片中的丙酮在25℃下并未揮發。如圖5-D所示，老化溫度從40℃增加至50℃時，釋藥曲線略有減慢；40℃條件下老化12 h和24 h的片劑，與老化0 h的片劑釋藥曲線相似因子分別為74.7和54.1。老化溫度過低將無法除去殘留溶劑，溫度升高或老化時間延長則會降低釋藥速率，這可能是由于控釋衣膜在老化過程中致密性增加，透濕性降低。40℃老化12 h后的包衣片達到恒重，除丙酮效果較好。

3.2 正交設計

單因素實驗表明，片芯中PEO的用量、控釋衣膜中PEG的比例和包衣增重對釋藥曲線有顯著影響。比較3個因素的極差R可知，控釋衣膜中PEG的比例對釋放度影響最大（R=76.7），包衣增重次之（R=29.7），片芯中PEO的用量影響最?。≧=12.2）。當PEG的比例為15%、包衣增重為7.5%以及PEO的用量為30%時，L為最小值10.5，表明與目標釋放度最接近。綜合單因素實驗和正交試驗結果，確定最優處方：片芯中IVB 16.25 mg，PEON80 60 mg，HPMCE5 10 mg，乳糖111.75 mg，硬脂酸鎂2 mg；包衣膜中PEG 15%，CA 85%，包衣增重為7.5%。

3.3 體外釋藥行為

IVB在pH 6.8磷酸鹽緩沖液、pH 4.5醋酸鹽緩沖液、pH 1.2鹽酸溶液和水介質中溶解度分別為63.7，61.9，39.0和63.0 mg/mL，溶解性好，均能滿足漏槽條件。在4種不同pH的溶出介質中，釋藥曲線兩兩之間相似因子最低為72.0，最高為88.9，表明pH對藥物釋放無影響（圖6-A）。

Figure 6 Release profiles of IVB tablets in the media with different pH(A),NaCl concentrations(B),ethanol concentrations(C)and rotating speeds(D)(xˉ±s,n=3)

相較于水介質，以0.5和1.0 mol/L的氯化鈉溶液為溶出介質時，釋藥速率急劇下降（圖6-B）。如圖7所示，在水介質中溶出24 h后的包衣片藥物釋放完全，僅剩透明的包衣膜，而在高濃度的氯化鈉溶液中片芯以含藥混懸液的狀態滯留于膜內，證明了控釋衣膜內外滲透壓差是釋藥動力。

Figure 7 Tablets after 24-hour dissolution in the water(A),0.5mol/L NaCl solutions(B)and 1.0 mol/L NaCl solutions(C)

緩控釋制劑在乙醇溶液中短時間內釋放大量藥物可能會引起嚴重的安全性問題。Smith等［13］測定了27種緩控釋制劑在乙醇溶液中的體外釋放，包括10種膠囊和17種片劑，結果顯示共有9種膠囊和2種片劑在40%乙醇溶液中釋藥速率加快。在本研究中，20%和40%乙醇溶液對滲透泵片的釋藥曲線均無影響（圖6-C），未發生劑量傾瀉，片劑表現出良好的安全性。因為劑量傾瀉與原料藥或緩釋材料在乙醇中溶解度密切相關，PEO在醇中不溶，適合作為基質材料［14］。

由圖6-D可知，當槳的轉速從100 r/min降低至50 r/min時釋放度略有降低，因為轉速減小使藥物在釋藥孔處聚集或黏于溶出杯底，未能及時在溶出介質中溶解。

3.4 釋藥曲線的擬合

由表1可知，4~16 h的釋放度與一級動力學方程的相關系數r最大，表明釋放速率與片芯中殘存藥物量成正比［15］。因為單層滲透泵是以滲透壓活性物質溶解后產生的膜內外滲透壓差為釋藥動力，隨著乳糖和PEO的水化溶出，膜內滲透壓逐漸降低，IVB溶液濃度下降，釋藥動力不足，釋藥速率也隨之降低。

Table 1 Regression equations of drug release profiles

4 結 論

本研究制備了IVB單層滲透泵控釋片，每日僅需服用1次，提高了慢性心衰患者的順應性。建立釋放度測定方法，單因素實驗進行處方篩選和工藝考察，PEO型號、老化條件等因素均會影響滲透泵片的溶出。正交試驗結果表明，對滲透泵片的釋藥曲線影響最大的因素為控釋衣膜中PEG的比例，其次為包衣增重。改變環境pH對藥物釋放無影響，片劑在乙醇介質中未發生劑量傾瀉，具有良好的安全性。