右佐匹克隆-β-环糊精包合物的制备及表征

王明仲, 张洪

武汉大学人民医院药学部,武汉 430060

通信作者张洪(1962-),男,湖北武汉人,主任药师,硕士,研究方向:药物新剂型及作用机制。E-mail:zhzx8888@163.com。

作者简介王明仲(1967-),男,湖北保康人,主任药师,学士,研究方向:医院制剂与合理用药。E-mail:wanminzhon@163.com。

中图分类号: R971.3 文献标识码: B 文章编号: 1004-0781(2017)03-0325-05

摘要:

目的研究右佐匹克隆-β-环糊精包合物的最佳工艺条件。方法采用饱和水溶液法,以包合物收率、包合率及溶出率为考察指标,通过正交设计筛选出制备包合物的优选条件。结果优选包合条件为:右佐匹克隆与β-环糊精摩尔比1:1,包合温度60 ℃,包合时间6 h。通过红外光谱法、X线衍射法、差示扫描热分析鉴定,证实右佐匹克隆与β-环糊精已形成包合物。结论该工艺简单可行,可为右佐匹克隆新剂型的开发提供依据。

关键词: 右佐匹克隆 ; 包合物 ; β ; -环糊精 ; 正交实验

Abstract:

右佐匹克隆(eszopiclone/dexzopiclone)又称右旋佐匹克隆或艾司佐匹克隆,具有比消旋佐匹克隆药效更强、不良反应更少的特点,用于成年人暂时性和慢性失眠症的长期治疗,能有效缩短睡眠潜伏期,延长睡眠总时间,提高睡眠质量,不伴有宿醉现象及停药反跳性失眠现象,是第一个被美国食品药品管理局(FDA)批准用于失眠的长期治疗药物^[1-3],目前国内已有仿制新药上市。

由于右佐匹克隆难溶于水,致其制剂生产(主药混合困难)及药效发挥受到很大限制。近年来有关右佐匹克隆制剂的研究较活跃,如微粉流化床包衣、缓释片等^[4-6],但迄今临床应用制剂形式单一,仅普通片剂上市,其味极苦。为方便临床应用,有必要提高其溶解度并矫味,以改善患者用药顺应性。

β-环糊精(β-cyclodextrin,β-CD)是由7个葡萄糖单体以环状束缚在一起、具有一定容量的稳定空腔结构,是一种亲水性物质,对碱、热和光均稳定,生产成本低,常被用作增溶剂、稳定剂和促渗剂等药用辅料,由于其独特的分子内空腔结构(空腔内径70~80 nm),常被用于分子包合技术掩盖其他稍小分子物质的怪味、苦味。右佐匹克隆(相对分子质量388.81)分子大小适中,非极性强,适于β-CD空腔嵌入,因此将右佐匹克隆制备成右佐匹克隆-β-CD包合物不仅可以大大增加右佐匹克隆水溶性,而且有望掩盖药物的苦味。

1 仪器与试药

1.1 仪器

78-1 磁力加热搅拌器(国华电器有限公司);HH-60恒温水浴锅(国华电器有限公司);UV 2401PC 紫外-可见扫描仪(日本岛津公司);IRPrestige-21 红外分光光度计(日本岛津公司);DMAX-1200X 衍射仪(日本理学公司);DSC204差示扫描量热仪(德国NETZSCH公司);超声波清洗器(天津市瑞普电子仪器公司)。

1.2 试药

右佐匹克隆(成都康弘制药有限公司,原料药批号:130501,含量:99.1%);β-CD(Aladdin试剂上海有限公司,批号:D1315035,含量:98%)。

2 方法与结果

2.1 紫外分光光度法测定右佐匹克隆

2.1.1 测定波长的确定取右佐匹克隆原料25.2 mg,精密称定,置50 mL量瓶,加丙酮2 mL溶解,加0.1 mol·L^-1盐酸定容,摇匀,即得504 μg· mL^-1右佐匹克隆标准溶液。用紫外分光光度计在200~600 nm波长范围内扫描。结果表明,右佐匹克隆在305 nm波长处有最大吸收,且β-CD 在此处无吸收,故选305 nm为测定波长。

2.1.2 标准曲线的绘制精密移取“2.1.1”项右佐匹克隆标准溶液 0.84,1.26,1.68,2.52,3.36 mL,分别置100 mL量瓶,加 0.1mol·L^-1盐酸稀释至刻度,摇匀,于305 nm波长处测定其吸光度(A)值。以右佐匹克隆浓度(C)为纵坐标、A值为横坐标进行线性回归,求得标准曲线方程为:C=29.96A-1.712 4,r=0.996 9(n=5),表明右佐匹克隆浓度在4.2~16.8 μg· mL^-1范围内与A值呈良好的线性关系。

2.1.3 精密度实验精密量取“2.1.1”制得的项右佐匹克隆标准溶液1.25 mL,置100 mL量瓶,加0.1 mol·L^-1盐酸溶液稀释至刻度,摇匀,于 305 nm波长处测A值,连续5次,A值分别为0.250,0.251,0.251,0.252,0.251,RSD=0.28%(n=5),表明测定方法精密度良好。

2.1.4 重复性实验平行取已制备包合物各5份,置10 mL量瓶,分别加纯化水及0.1 mol·L^-1盐酸至刻度,40 ℃水浴振摇 30 min使溶解完全。溶液经孔径0.45 μm滤膜滤过于305 nm处测A值,结果水溶解和盐酸水解样品,测定A值的RSD分别为1.70%和0.93%(n=5)。

2.1.5 回收率实验精密量取“2.1.1”项右佐匹克隆标准溶液1.25,1.67,2.50 mL置100 mL量瓶,加0.1 mol·L^-1盐酸稀释至刻度,摇匀,于 305 nm处测定各自A值(前)。按与右佐匹克隆摩尔比1∶1量各加入β-CD适量,放置40 ℃水浴中4 h。溶液取出放冷。经孔径0.45 μm滤膜滤过后于 305 nm处测A值(后),结果见表1。

浓度/ (μg· mL^-1)	A值	回收率	RSD
6.3	0.252	0.253	100.40
8.4	0.335	0.331	98.81	1.10
12.6	0.481	0.485	100.83

表1 右佐匹克隆回收率实验结果n=3

2.2 右佐匹克隆-β-CD包合物的制备

2.2.1 饱和水溶液法制备包合物取定量β-CD精密称定,置小锥形瓶中,在恒温水浴锅中正交设定包合温度下加纯化水适量,于磁力搅拌器上搅拌,制得饱和溶液,50 mL水浴保温。取相应量右佐匹克隆,精密称定,加入适量丙酮溶解,再将此溶液在搅拌速率100 r·min^-1缓慢搅拌(本实验量下约用时3 min)加入β-CD溶液中,恒温搅拌正交设定时间,置冰箱4 ℃冷藏24 h,抽滤,快速用0.1 mol·L^-1盐酸适量洗涤沉淀(弃去滤液),40 ℃恒温干燥4 h,即得右佐匹克隆-β-CD包合物,过五号筛,依紫外分光光度法含量测定方法测定并计算包合物收率(R_收)、包合率(R_包)及溶出率(R_溶)。

2.2.2 包合物收率、右佐匹克隆包合率及右佐匹克隆溶出率的测定将所得包合物精密称定质量,按下式计算包合物收率(R_收)。精密称取包合物适量,置10 mL量瓶中,加纯化水至刻度,40 ℃水浴振摇 30 min使溶解完全,取溶液,经孔径0.45 μm滤膜滤过,于305 nm处测滤液A值,计算右佐匹克隆含量,并按下式计算溶出率(R_溶)。精密称取包合物适量,置10 mL量瓶中,加0.1 mol·L^-1盐酸至刻度,40 ℃水浴振摇30 min使溶解完全,取溶液经孔径0.45 μm滤膜滤过,305 nm处测滤液A值,计算右佐匹克隆含量,并按下式计算包合率(R_包)。

R_收(%)= $\begin{matrix} \frac{m_{包合物实际量}}{m_{β - CD 加入量} + m_{右佐匹克隆加入量}} \end{matrix}$ ×100%

R_包(%)= $\begin{matrix} \frac{m_{包合物中含药量}}{m_{右佐匹克隆加入量}} \end{matrix}$ ×100%

R_溶(%)= $\begin{matrix} \frac{m_{包合物水溶液中含药量}}{m_{包合物取样量}} \end{matrix}$ ×100%

2.2.3 正交实验优选包合工艺根据预实验结果,选取右佐匹克隆与β-CD投料摩尔比(A)、温度(B)及包合时间(C)为考察因素,以包合物收率、包合率及溶出率为考察指标,按 L₉(3⁴)正交实验表设计实验方案,进行工艺优选。各考察指标评分,分数=(当前值-所有该项目测量值中最小值)/(所有该项目测量值中最大值-所有该项目测量值中最小值)。正交实验设计各因素水平见表2,结果见表3。

水平	摩尔比(A)	温度(B)/℃	时间(C)/h
1	1:1	40	2
2	1:2	50	4
3	1:3	60	6

表2 正交实验因素水平

表3 正交实验方案与结果

实验号	因素					实验结果
实验号	摩尔比 (A)		温度 (B)		空列	时间(C)	收率/ %	水溶出率/%	包合率/%	综合分
1	1	1	1	1		59.16	0.22	0.45	0.18
2	1	2	2	2		60.08	11.68	29.98	0.65
3	1	3	3	3		62.05	16.32	65.84	1.00
4	2	1	2	3		46.08	0.05	0.17	0.04
5	2	2	3	1		49.35	0.81	3.00	0.11
6	2	3	1	2		41.50	0.61	1.90	0.02
7	3	1	3	2		43.31	0.67	4.55	0.06
8	3	2	1	3		48.05	0.05	0.23	0.06
9	3	3	2	1		48.29	0.06	0.29	0.07
K₁	1.83	0.28	0.26	0.36
K₂	0.17	0.82	0.76	0.73
K₃	0.19	1.09	1.17	1.10
R	1.66	0.81	0.91	0.74

综合分=收率分×0.2+水溶出率分×0.4+包合率分×0.4

表3 正交实验方案与结果

极差分析结果表明,利用饱和水溶液法制备右佐匹克隆-β-CD包合物的优选工艺条件为右佐匹克隆与β-CD的投料量摩尔比1:1、包合温度 60 ℃ 、搅拌6 h,影响包合的因素主要为右佐匹克隆与β-CD投料摩尔比(A)。

方差分析结果见表4。结果表明,右佐匹克隆与β-CD的投料量摩尔比对包合结果的影响差异有统计学意义(P<0.05)。

变异来源	离差平方和	自由度	均方	F值	显著水平
摩尔比(A)	0.598	2	0.299	5.205	<0.05
温度(B)	0.113	2	0.057
时间(C)	0.094	2	0.047
误差^error	0.137	2	0.069
误差	0.345	6	0.057
总和Sum	0.943	8

表4 正交实验结果方差分析

2.3 验证性实验

取右佐匹克隆3批,按优选工艺条件进行验证性实验,制得包合物右佐匹克隆的包合率分别为58.99%,70.20%,64.54%;对应水溶出率(溶解度)为15.36%(20.1 mg),18.17%(24.4 mg),16.75%(21.9 mg),包合物收率62.39%,68.96%,65.68%,包合物的载药量为24.62%,23.23%,25.50%。结果表明优选工艺条件比较稳定,重复性良好。

2.4 包合物的表征

2.4.1 热分析法采用差示扫描量热分析法(DSC),以氮气(N₂)为保护气,升温速率10 ℃·min^-1,氧化铝坩埚,温度范围 20~400 ℃。取包合物、β-CD、右佐匹克隆、物理混合物适量,用差示扫描量热分析仪测试热力学特征,结果见图1。从图1可知,β-CD在约113.3,289.3,316.4 ℃出现热吸收峰;右佐匹克隆在约 207.8 ℃出现热吸收峰;物理混合物在 120.8,326.6,334.1和 205.4 ℃分别出现β-CD和右佐匹克隆的热吸收峰;而包合物与物理混合物相比,约207 ℃药物吸收峰消失,说明包合物并非简单的物理混合物,从而证明右佐匹克隆与β-CD形成了包合物。

图1 4种物质差示扫描量热图

2.4.2 红外光谱法(IR) 从右佐匹克隆红外图谱可以看出,在 3 446.2 cm^-1及 2 682.2~3 114.0 cm^-1区域处表现出特征吸收峰。而包合物红外图谱在2 682.2~3 114.0 cm^-1区域处许多特征吸收峰消失,仅2 927.8及2 790.9 cm^-1处仍有特征吸收峰。而相同区域内物理混合物除在2 930.9及2 791.7 cm^-1处有特征吸收峰外,在2 743.9及2 682.2 cm^-1亦有特征吸收峰。且包合物与物理混合物 1 200~1 400 cm^-1区域内的指纹吸收峰亦有差别,说明右佐匹克隆与β-CD主客分子间已形成新的物相(图2)。

图2 4种物质红外光谱图

2.4.3 X线衍射对右佐匹克隆、β-CD、右佐匹克隆与β-CD物理混合物和包合物进行X射线衍射测定。测定条件:Cu靶;扫描范围为:2°~50°;扫描速度为:4°·min^-1;电压:40 kV;电流:30 mA。扫描图结果见图3。由图可见,物理混合物谱图中仍存在右佐匹克隆衍射峰,而包合物谱图中药物衍射峰消失,说明右佐匹克隆在包合物中以无定形状态存在,证明了包合物的形成。

图3 4种物质的X线衍射图谱

3 讨论

本实验包合物经DSC法、IR法及X线衍射鉴别,确定已形成了右佐匹克隆-β-CD包合物。极差分析(R)及方差分析结果表明,右佐匹克隆与β-CD投料摩尔比对包合物收率、包合率及水溶出率影响最大,差异有统计学意义。

实验中考察包合率时用盐酸溶液为溶剂,因右佐匹克隆与佐匹克隆的溶解性相似^[6],而佐匹克隆在水、乙醇中几乎不溶,在丙酮中略溶,在二氯甲烷、稀无机酸中易溶,故实验中选用盐酸溶液为溶剂考察包合率,以使药物从包合物中转出完全。用纯化水为溶剂考察包合物的溶解性,经微孔滤膜过滤除去可能残留未包合的药物。表4正交实验结果显示,包合率提高的同时有水溶出率增大的趋势。“2.3”项下3批右佐匹克隆与β-CD包合后包合物平均水溶解度22.1 mg(100 g水中)为原药溶解度5 mg^[7]的4倍以上,增溶作用明显。

本实验结果显示,利用饱和水溶液法制备右佐匹克隆-β-CD包合物的优选工艺条件为右佐匹克隆与β-CD的投料量摩尔比1∶1、包合温度 60 ℃ 、搅拌6 h。值得注意的是。升高温度似乎益于包合,与β-CD同佐匹克隆包合文献^[8]不相一致,但与β-CD同其他药物包合的研究文献^[9-10]近似,有待今后进一步考察。

由于右佐匹克隆在水中基本不溶,制备固体制剂难度大,需采用特殊工艺^[11]或机械粉碎方法将右佐匹克隆粉碎到一定细度以保证该固体制剂口服后生物利用度(机械粉碎存在粉尘污染、材料损耗大,以及高活性右佐匹克隆粉雾吸入致操作人员快速催眠,易引发安全事故风险),右佐匹克隆与β-CD包合后,由于溶解性能改善,将大大降低固体制剂(如片剂)的生产难度。右佐匹克隆-β-CD的掩味效果还将为制作右佐匹克隆口腔崩解片、颗粒剂、口服液提供便利。

The authors have declared that no competing interests exist.

参考文献

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