不同制备方法、载体材料对穿心莲内酯固体分散体重结晶稳定性的影响

曾庆云 赵国巍∗欧丽泉蔡 萍梁新丽廖正根段白群

（1.江西中医药大学现代中药制剂教育部重点实验室，江西南昌 330004；2.宜春市第二人民医院药剂科，江西宜春 336000；3.江西中医药大学药学院，江西南昌 330004）

穿心莲是一种爵床科药用草本植物，原产于中国、印度等亚洲国家，穿心莲内酯是其主要生物活性成分，具有抗炎、抗感染、抗癌等多种药理作用，近年来引起了广泛关注。但穿心莲内酯亲脂性（logP＝2.63）较高，水溶性很低（74 μg／mL），导致口服给药后其生物利用度不理想［1-5］。

将难溶性有效成分制成固体分散体是目前最有效的方法之一，前期报道该剂型在提高难溶性药物溶解度、生物利用度方面都取得了很大的成功［6-10］。但在固体分散体中分散的药物相对于其晶体形式而言，具有较高的能量，是热力学不稳定或亚稳定系统，有转化为稳定结晶态的趋势，使得该技术优势消失［11-15］。本实验将穿心莲内酯制成固体分散体，并考察制备方法、载体材料对其结晶稳定性的影响，以期为后续相关剂型制备及稳定性控制提供参考。

1 材料

OSB-2000 旋转蒸发仪（上海爱朗仪器有限公司）；B-290 微型喷雾干燥器（瑞士Buchi 公司）；FreeZone 冷冻干燥机（美国Labconco 公司）。穿心莲内酯原料药（西安昊轩生物科技有限公司，纯度98%，批号201405）。聚乙二醇8000（PEG 8000，西安晶博生物科技有限公司）；聚乙烯吡咯烷酮K30（PVP K30，国药集团化学试剂有限公司）；泊洛沙姆188（P188，上海昌为医药辅料技术有限公司）；聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇接枝共聚物（Soluplus®，德国巴斯夫股份公司）。α-氧化铝（阿拉丁生化科技股份有限公司）；无水乙醇为分析纯（国药集团化学试剂有限公司）。

2 方法与结果

2.1 穿心莲内酯固体分散体制备

2.1.1 真空干燥法 将穿心莲内酯与PEG8000、PVP K30、P188、Soluplus® 分别按1∶4 比例溶于80%乙醇中，80 ℃水浴真空蒸发除去溶剂，收集固体，置于真空干燥箱中，室温下干燥24 h，研细后过60 目筛，即得。

2.1.2 喷雾干燥法 将穿心莲内酯与PEG8000、PVP K30、P188、Soluplus® 分别按1∶4 比例溶于80%乙醇中进行喷雾干燥，设定进口温度为50 ℃，出口温度为37 ℃，泵体积流量为10 mL／min，收集粉末，即得。

2.1.3 冷冻干燥法 将穿心莲内酯与PEG8000、PVP K30、P188、Soluplus® 分别按1∶4 比例溶于30%乙醇中，溶液在液氮中冷冻1 h 后于-40 ℃下干燥24 h，收集粉末，即得。

2.2 物理混合物制备 将穿心莲内酯与PEG8000、PVP K30、P188、Soluplus® 分别按1∶4 比例精密称取，置于研钵中，研细后过60 目筛，即得。

2.3 穿心莲内酯固体分散体热重分析 取穿心莲内酯固体分散体粉末约5 mg，精密称定，放入铝坩埚内，再将其置于Exstar6000 TG／DTA6300 型热重／差热综合热分析仪中，设定氛围气为氮气，升温速率为10 ℃／min，在30～500 ℃范围内进行热重分析。

将穿心莲内酯与PEG8000、PVP K30、P188、Soluplus® 分别按10∶90、20∶80、30∶70 比例制备固体分散体，测定其失重5% 时的温度（Ti）。结果见表1。由此可知，穿心莲内酯与4 种载体材料的比例（药载比）为20∶80 时Ti均最高，热稳定性均较好。

表1 各样品Ti测定结果Tab.1 Results of Tidetermination of various samples

2.4 穿心莲内酯固体分散体重结晶稳定性研究 将新鲜制备的穿心莲内酯固体分散体粉末置于真空干燥箱中，室温下真空干燥24 h。根据《化学药物稳定性研究技术指导原则》 中的加速试验方法，取固体分散体粉末约20 g，平铺于直径120 mm的培养皿中，摊成厚度≤10 mm 的薄层，置于综合药品稳定性试验箱中，设定温度为（40±2）℃，相对湿度为（75±5）%，于第60 天测定其重结晶稳定性。各样品X 射线衍射（XRD）图［16］见图1～2。由图2 可知，穿心莲内酯在真空干燥法+Soluplus®、喷雾干燥法+PVP K30、喷雾干燥法+Soluplus®、冷冻干燥法+PVP K30、冷冻干燥法+Soluplus® 制备的固体分散体中呈无定形态，而在其他固体分散体中以部分晶体、部分无定形态存在。

图1 穿心莲内酯、载体材料XRD 图Fig.1 XRD patterns for andrographolide and carrier materials

图2 初始状态穿心莲内酯固体分散体XRD 图Fig.2 XRD patterns for andrographolide solid dispersions in initial state

将穿心莲内酯固体分散体置于温度（40±2）℃、相对湿度（75±5）%的综合药品稳定性试验箱中放置60 d，XRD 图见图3。由此可知，以PEG8000、PVP K30、P188 为载体材料时，采用真空干燥法制备的固体分散体结晶峰强度最高；以Soluplus® 为载体材料时，采用冷冻干燥法制备者结晶峰强度最高。

另外，在真空干燥法制备的固体分散体中，以P188、PEG8000 为载体材料时结晶峰强度较高，而以PVP K30 为载体材料时最低，这可能是由于PVP K30 吸湿后黏性增大，可抑制固体分散体结晶；在喷雾干燥法制备的固体分散体中，以P188、PEG8000 为载体材料时结晶峰强度较高，而以PVP K30、Soluplus® 为载体材料时较低；在冷冻干燥法制备的固体分散体中，以P188、PEG8000为载体材料时结晶峰强度较高，而以PVP K30、Soluplus® 为载体材料时较低。由于结晶峰强度与重结晶稳定性呈反比，故各载体材料重结晶稳定性由高到低，依次为PVP K30、Soluplus®、PEG8000、P188（P188 结晶峰数量最多，导致其稳定性低于PEG8000）。

图3 放置60 d 后穿心莲内酯固体分散体XRD 图Fig.3 XRD patterns for andrographolide solid dispersions after standing for 60 d

2.5 穿心莲内酯固体分散体相对结晶度测定 将适量固体分散体粉末置于样品槽中，压平后进行XRD 分析，检测条件为石墨单色器单色化Cu Kα靶；工作电压40 kV；电流40 mA；衍射范围5°～55°；波长0.154 1 nm；扫描速率8°／min；以α-Al2O3为外标来检测器响应波动。精密称取“2.2”项下物理混合物1.00 g、α-Al2O30.20 g，研磨混匀，测定穿心莲内酯、α-Al2O3衍射峰积分强度（I穿心莲内酯-物理混合物、I外标-物理混合物）；精密称取“2.1”项下固体分散体1.00 g、α-Al2O30.20 g，研磨混匀，测定穿心莲内酯、α-Al2O3衍射峰积分强度（I穿心莲内酯-固体分散体、I外标-固体分散体），以物理混合物中穿心莲内酯的结晶度为100%，测定固体分散体中其相对结晶度［17］，计算公式为相对结晶度＝［（I穿心莲内酯-固体分散体／I外标-固体分散体）／（I穿心莲内酯-物理混合物／I外标-物理混合物）］×100%。

将固体分散体置于温度（40±2）℃、相对湿度（75±5）% 的综合药品稳定性试验箱中放置60 d，测定穿心莲内酯相对结晶度，结果见表2。

表2 穿心莲内酯固体分散体相对结晶度测定结果（）Tab.2 Results of relative crystallinity determination of andrographolide solid dispersions（）

表2 穿心莲内酯固体分散体相对结晶度测定结果（）Tab.2 Results of relative crystallinity determination of andrographolide solid dispersions（）

再通过SPSS 21.0 软件对表2 数据进行两两比较（LSD 法），结果见表3。由此可知，相同制备方法、不同载体材料（除冷冻干燥法+PEG8000 与冷冻干燥法+Soluplus® 外）所得固体分散体的相对结晶度比较，差异均有统计学意义（P＜0.05），表明载体材料对其重结晶稳定性有重要影响；冷冻干燥法+PEG8000 与冷冻干燥法+Soluplus® 无显著差异的原因可能是由于Soluplus® 为聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇接枝共聚物，含有聚乙二醇片段，与PEG8 000 具有部分类似的性质，但真空干燥法、喷雾干燥法与这种载体材料所得固体分散体的相对结晶度有显著差异（P＜0.05），推测上述现象可能还与制备方法有关，具体有待进一步研究。另外，相同制备方法、不同载体材料所得固体分散体的相对结晶度比较，差异均有统计学意义（P＜0.05），表明制备方法对其重结晶稳定性也有重要影响。

2.6 聚类分析 以穿心莲内酯相对结晶度为聚类变量，采用组间联接聚类方法，通过平方欧式距离进行测定，SPSS 21.0 软件进行分析，结果见图4。由此可知，当平方欧式距离小于5 时，固体分散体可分为3 类，真空干燥法+Soluplus®、喷雾干燥法+PEG8000、喷雾干燥法+P188、冷冻干燥法+PEG8000、冷冻干燥法+P188、冷冻干燥法+Soluplus® 为第1 类，真空干燥法+PVP K30、喷雾干燥法+PVP K30、喷雾干燥法+Soluplus®、冷冻干燥法+PVP K30 为第2 类，真空干燥法+PEG8000、真空干燥法+P188 为第3 类；以PEG8000、P188 为载体材料时，喷雾干燥法、冷冻干燥法所得固体分散体与真空干燥法所得者可区分开，表明制备方法对其重结晶稳定性有一定影响，但第1 类包括了3 种制备方法，每种方法有2 种载体材料，而第2 类主要包括了以PVP K30 为载体材料的3 种制备方法，这2 类均无法区分制备方法，表明它不是主要影响因素；第1 类主要以半晶态载体PEG8000、P188 为载体材料，第2 类以无定形载体PVP K30、Soluplus® 为载体材料，第3 类以半晶态载体PEG8000、P188 为载体材料，即更倾向于根据载体性质进行分类，表明载体材料为主要影响因素。

图4 相对结晶度聚类分析树状图Fig.4 Cluster analysis dendrogram for relative crystallinities

表3 穿心莲内酯固体分散体相对结晶度的比较Tab.2 Comparison of relative crystallinities of andrographolide solid dispersions

3 讨论

研究表明，在相同载体材料下，不同方法所制备穿心莲内酯固体分散体在60 d 后的结晶峰强度均不同，表明制备方法对其重结晶稳定性有所影响；在相同制备方法下，不同载体材料所制备穿心莲内酯固体分散体在60 d 后的结晶峰强度由强到弱依次为PVP K30、Soluplus®、PEG8000、P188，表明载体材料为影响其重结晶稳定性的主要因素。聚类分析结果进一步表明，制备方法、载体材料均会对穿心莲内酯固体分散体重结晶稳定性产生影响，以后者占主要地位。

综上所述，穿心莲内酯固体分散体重结晶稳定性受制备方法、载体材料的影响，以后者为主。这是因为在确定药物后，载体材料结构通常决定着氢键形成，而且其分子量影响整个固体分散体体系的黏度及亲脂性，性质与玻璃化转变温度、药物与载体相溶性密切相关，同时氢键强度、混溶性等参数对固体分散体稳定性均会产生较大的影响；制备方法主要影响穿心莲内酯固体分散体的形态及表面特征，而未直接影响其氢键形成、玻璃化转变温度、药物与载体相溶性等关键指标。本实验通过比较制备方法、载体材料对穿心莲内酯固体分散体重结晶稳定性的影响，可进一步完善该剂型相关研究体系，并为后续考察提供依据。