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医药导报, 2017, 36(9): 1024-1028
doi: 10.3870/j.issn.1004-0781.2017.09.019
灯盏花素微乳注射剂的制备*
Preparation of Breviscapine Microemulsion for Parenteral Injection
赵晴, 李海刚, 刘浩, 林桂, 闵庆强, 杨晓彤

摘要:

目的 探讨灯盏花素微乳注射液的处方及制备工艺,并进行质量评价。方法 通过单因素实验及伪三元相图法筛选并优化处方及制备工艺,并对其粒径、含量、包封率、溶血性及配伍稳定性进行评价。结果 筛选得到的灯盏花素微乳注射液处方为:大豆油:磷脂:聚乙二醇十二羟基硬脂酸酯(HS15):聚乙二醇400:水=1:0.1:0.55:0.55:6.64(质量比),药物含量为4.01 mg·mL-1,所得微乳为淡黄色澄清透明的液体,平均粒径92.1 nm,包封率96.8%。配伍实验显示无药物析出,制剂无溶血现象。结论 灯盏花素微乳注射液符合注射剂主要指标要求。

关键词: 灯盏花素 ; 微乳 ; 伪三元相图

Abstract:

Objective To study the prescription and preparation technology of breviscapine microemulsion for parenteral injection, and to evaluate its quality. Methods The prescription was selected and optimized through single-factor test and the pseudo-ternary phase diagram method. The preparation technology was investigated, and the particle diameter, drug content, encapsulation efficiency and haemolyticus were evaluated. Results The prescription composition of breviscapine microemulsion was soybean oil:phospholipid:HS15:PEG400:water=1:0.1:0.55:0.55:6.64 (m/m), with the drug content of 4.01 mg·mL-1, the acquired breviscapine microemulsion exhibited light yellow, uniform and transparent, with average particle diameter of 92.1 nm and encapsulation efficiency of 96.8%. The compatibility test showed no drug precipitation and the preparation was no hemolytic crisis. Conclusion The preparation of breviscapine microemulsion injection is correspond to the main index of parenteral injection.

Key words: Breviscapine ; Microemulsion ; Pseudo-ternary phase diagram

灯盏花素是从灯盏花中提取的黄酮类有效成分,主要成分为灯盏乙素、少量灯盏甲素及其他黄酮苷类成分[1],是治疗心脑血管系统疾病的有效药物[2]。灯盏花素中主要成分灯盏乙素水溶性差,分子中具有酚羟基,显酸性。目前灯盏花素注射液一般是在偏碱性条件下配制而成,临床用药时,需将灯盏花素注射液用0.9%氯化钠注射液、5%或10%葡萄糖注射液稀释后静脉滴注,此过程容易产生沉淀[3]等问题,给临床用药带来了不安全因素[4-5]。笔者以微乳作为给药载体,制备灯盏花素微乳注射液,以期提高药物稳定性,增加药物溶解度,避免临床给药时药物析出沉淀,为临床提供一种安全有效的灯盏花素注射剂。

1 仪器与试药
1.1 仪器

高效液相色谱仪(LC-10AT,SPD-10A,日本岛津公司);紫外分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司);高压均质机(AH100,ATS工业系统有限公司);1.5 mL超滤离心管( 截留相对分子质量10 000,Millipore 公司);高速乳匀机(IKA T25,上海楚柏实验室设备有限公司);台式离心机(上海安亭科学仪器厂);恒温水浴锅(上海仪表集团供销公司)。

1.2 试药

灯盏花素(含灯盏乙素96.25%,云南玉溪万方天然药物有限公司,批号:150508);灯盏乙素工作对照品(自制,按面积归一化法计算含灯盏乙素99.83%);灯盏花素注射液(自制);注射用灯盏花素(自制);聚氧乙烯蓖麻油Cremophor EL35(德国巴斯夫公司,批号:12193716KO);聚乙二醇十二羟基硬脂酸酯(HS15,德国巴斯夫公司,批号:34445116KO);大豆磷脂S100(上海东尚生物科技有限公司,批号:20150508);普朗尼克F68(德国巴斯夫公司,批号:WPWI603B);甲醇、乙腈均为色谱纯,其他试剂为分析纯。

2 方法与结果
2.1 空白微乳注射液制备流程

大豆磷脂加少量乙醇溶解,与油酸乙酯混合均匀,旋转蒸发除去乙醇作为相Ⅰ;②将表面活性剂及助表面活性剂混合均匀,作为相Ⅱ;③相Ⅰ与相Ⅱ混合均匀,加注射用水,高速乳匀使形成初乳,初乳经高压均质机均质得空白微乳注射液。

2.2 灯盏花素微乳注射剂的处方筛选与优化

2.2.1 稳定性参数测定 取乳剂样品10 mL 装入离心管中,以2 000 r·min-1(r=15 cm)离心5 min,从底部准确取出1.0 mL置于100 mL量瓶中,加纯化水稀释至刻度。以纯化水作空白,在500 nm 波长处测定吸光度(At)值。同法测定未经离心的乳剂的吸光度A0,计算乳剂的稳定性参数KeKe计算如下[6]

Ke=|A0-At|/A0×100%

公式中Ke为稳定性参数;A0为离心前乳剂稀释液在500 nm下的吸光度;At为离心后乳剂稀释液在500 nm下的吸光度。Ke越小,表明分散油滴在离心作用下上浮或下沉越少,说明乳剂越稳定。

2.2.2 油相组成的选择 根据前期研究结果[7],灯盏花素在常用油相中的溶解度小,难以满足临床需求,而磷脂可增加灯盏花素在油相中的溶解度,考虑到静脉注射的安全性,笔者选择大豆油与磷脂组合物作为油相,磷脂与大豆油的质量比为1/10。

2.2.3 乳化剂的选择 分别以聚山梨酯-80、磷脂、Cremophor EL、F68、聚乙二醇十二羟基硬脂酸酯(HS15)为乳化剂,固定乳化剂与油相的比例为1:1(W/W),除不加助乳化剂外,其他按照“2.1”项方法制备微乳注射液,测定微乳Ke值,结果聚山梨酯-80、磷脂、Cremophor EL、F68、HS15为乳化剂制得的微乳注射液Ke值分别为24.6%,87.8%,29.4%,32.9%,22.5%。可见,以HS15为乳化剂制备的微乳注射液的稳定性参数最小,说明HS15为乳化剂制备的微乳最稳定,故选择HS15作为乳化剂。

2.2.4 助乳化剂的选择 HS15为乳化剂,分别以聚乙二醇(PEG)400、甘油、1,2-丙二醇、无水乙醇为助乳化剂,固定乳化剂-助乳化剂-油相重量比为1:1:1,照“2.1”项方法制备微乳注射液,测定微乳Ke值,结果以PEG400、甘油、1,2-丙二醇、无水乙醇为助乳化剂制得的微乳注射液Ke值分别为4.0%,13.7%,15.2%,15.1%,16.9%。可见,以PEG400为助乳化剂制备的乳剂稳定性参数较小,故选择PEG400作为助乳化剂进一步筛选。

2.2.5 乳化剂与助乳化剂比例的确定 以HS15为乳化剂,PEG400为助乳化剂,含10%磷脂的大豆油为油相,绘制微乳伪三元相图[8],具体做法如下:将乳化剂HS15与助乳化剂按不同质量比Km(1:2,1:1,2:1)混合作为混合乳化剂相,将不同质量比(分别为1:9,2:8,3:7,4:6,5:5,6:4,7:3,8:2,9:1)的混合乳化剂相与油相相互混合形成混合液,按照混合液与水不同质量比(1:1.2,1:1.4,1:1.6,1:1.8,1:2.0,1:2.2,1:2.4,1:2.6,1:2.8,1:3.0,1:4,1:5,1:6)加注射用水,按照“2.1”项下方法制备微乳注射液,记录能形成透明或略带乳光的乳剂处方,计算每个组分在乳剂体系中的质量百分含量,同时将能形成透明或略带乳光的乳剂用水不断稀释并记录处方组成,室温放置12 h,观察有无药物析出,记录未见药物析出的处方组成,计算每个组分在乳剂体系中的质量百分含量,借助origin软件绘制伪三元相图。结果见图1。

图1 空白微乳伪三元相图

Fig.1 Pseudo-ternary phase diagrams of blank microemulsion

伪三元相图中微乳区域分为阴影部分和非阴影部分,其中阴影部代表能形成微乳区域的处方组成,而非阴影部分代表微乳经水稀释后未见药物析出的处方组成区域。由图1可见,以HS15/PEG400(Km=1/1)为混合乳化剂形成的微乳区域最大,相图中微乳区域(阴影部分)各成分的比例范围:HS15/PEG400为7.1%~40.9%;油相为1.4%~14.7%;水为54.5%~85.7%。考虑到尽可能高的载药量,选择油相12.5%,混合表面活性剂(HS15/PEG400=1/1)12.5%及水75%作为微乳处方。

2.2.6 磷脂用量对微乳区域的影响 分别调整磷脂用量,使磷脂与大豆油质量比分别为0.5/10,1/10,1.5/10,以HS15/PEG400(Km=1/1)为混合乳化剂,照“2.2.5”项下方法绘制伪三元相图(图2),结果表明,随磷脂用量的增加油相黏度增大,微乳区域逐渐减小,兼顾载药量,笔者选择磷脂与油酸乙酯的质量比为1/10。

图2 磷脂用量对微乳区域的影响

Fig.2 Effect of phospholipid content on microemulsion area

2.2.7 最大载药量的确定 将灯盏花素、大豆磷脂加少量乙醇溶解,与大豆油混合均匀,旋转蒸发除去乙醇得药物油溶液,将药物油溶液1 500 r·min-1离心10 min,测定上清液中药物含量,计算最大载药量。结果药物在油相中的最大载药量为0.11 g·g-1

2.3 制备工艺优化

2.3.1 初乳化温度的选择 按照“2.1”项下方法,分别在35,40,45,50,55,60 ℃条件下高速搅拌(1 000 r·min-1,1 min)制备初乳,初乳经均质机均质(60 MPa,3次),测定乳剂粒径,结果表明随初乳化温度的增加,乳剂粒径逐渐变小,初乳化温度达到50 ℃时,粒径随温度增加减小不明显(图3),故选择50 ℃为初乳化温度。

图3 初乳化温度对乳剂粒径的影响

Fig.3 Effect of emulsifying temperature on the particle size of mircroemulsion

2.3.2 初乳化搅拌速度及时间的选择 按照“2.1”项下方法,分别在800,1 000,1 200,1 500 r·min-1条件下乳化1,2,3 min制备初乳,初乳经高压均质(60 MPa,3次),测定最终乳剂的粒径,结果见表1。

表1 在不同乳化时间初乳化转速对微乳粒径的影响
Tab.1 Influences of emulsifying rate on the particle size of mircroemulsion in different time x¯±s,n=3
转速与乳化时间 平均粒径/nm 转速与乳化时间 平均粒径/nm
800 r·min-1 1 200 r·min-1
1 min 112.5±6.3 1 min 94.1±5.1
2 min 108.2±7.2 2 min 93.5±4.6
3 min 109.4±5.5 3 min 91.2±5.3
1 000 r·min-1 1 500 r·min-1
1 min 93.5±4.3 1 min 92.6±4.8
2 min 92.6±5.6 2 min 93.8±4.6
3 min 93.3±6.0 3 min 91.8±4.3

表1 在不同乳化时间初乳化转速对微乳粒径的影响

Tab.1 Influences of emulsifying rate on the particle size of mircroemulsion in different time x¯±s,n=3

表1可见,当初乳化速度增加到1 000 r·min-1时,随乳化转速及时间增加,微乳粒径无明显变化,故笔者选择初乳化转速1 000 r·min-1,乳化时间1 min。

2.3.3 均质压力及次数 按照“2.1”项下方法,在1 000 r·min-1转速下乳化1 min制备初乳,初乳分布在压力50,60,70,80 MPa条件下均质1次,2次,3次,测定最终乳剂的粒径,结果见表2。

表2 在不同均质次数均质压力对微乳粒径的影响
Tab.2 Influences of homogenizing pressure on the particle of mircroemulsion in different cycly times x¯±s,n=3
压强与均质次数 平均粒径/nm 压强与均质次数 平均粒径/nm
50 MPa 70 MPa
1 108.3±9.3 1 92.3±6.8
2 106.5±7.6 2 93.1±4.9
3 102.7±4.1 3 92.8±4.1
60 MPa 80 MPa
1 95.6±7.2 1 93.7±6.6
2 95.1±4.6 2 92.8±5.0
3 93.5±4.3 3 91.2±3.9

表2 在不同均质次数均质压力对微乳粒径的影响

Tab.2 Influences of homogenizing pressure on the particle of mircroemulsion in different cycly times x¯±s,n=3

可见,当均质压力达到60 MPa时,乳剂粒径随均质压力及均质次数的增加变化不明显。相同压力下,随均质次数的增加,乳剂平均粒径标准差变小,表明随均质次数增加,最终乳剂粒径的重现性越来越好,综合考虑乳剂粒径及均质机能耗,笔者选择均质压力60 MPa,循环次数3次。

2.4 灯盏花素微乳注射液的制备

取灯盏花素0.4 g加适量的无水乙醇溶解,加入磷脂1.13 g及大豆油11.3 g,振摇使溶解,40 ℃旋转蒸发除去乙醇,得药物油溶液。另称取HS15 6.25 g、PEG400 6.25 g加入上述药物的油溶液中,振揺使混合均匀,加注射用水75 mL,1 000 r·min-1条件下高速剪切1 min使形成初乳,初乳经高压均质机均质(60 MPa,循环3次),经孔径0.22 μm滤膜滤过即得灯盏花素微乳注射液。

2.5 灯盏花素微乳性质考察

2.5.1 粒径 取灯盏花素微乳注射液,加注射用水稀释至适宜浓度,经马尔文激光粒度仪分析,粒径成单峰分布,粒径分布范围为45.7~121.5 nm,平均粒径为92.1 nm。

2.5.2 含量测定 ①色谱条件:色谱柱:kromasil C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流动相为甲醇:乙腈:水:磷酸(40:10:50:0.1);检测器:紫外检测器;检测波长:335 nm;柱温:室温;流速:1 mL·min-1;进样量:20 μL[7]

②含量测定方法:取灯盏花素微乳注射液适量加等量甲醇使乳剂裂解,流动相稀释,取20 μL注入高效液相色谱仪,记录色谱图,同法测定3次,外标法测定药物含量。药物含量3次测定结果分别为3.98,4.05,3.99 mg·mL-1,平均含量为4.01 mg·mL-1

③包封率:取灯盏花素微乳注射液等分为两份,一份照含量测定法测定,计算药物浓度(C1);另一份置离心超滤离心管中(截留相对分子质量10 000),1 500 r·min-1离心10 min,取续滤液照“2.5.2”测定,计算药物浓度(C2)。药物包封率(EE%)按下式计算[9]:

EE(%)=(1- C 2 C 1 )×100%,经测定,药物包封率96.8%。

2.5.3 溶血性 取灯盏花素微乳注射液5 mL加5%葡萄糖注射液500 mL稀释作为受试液,进行受试液溶血性检查。取7支试管,按照表3所示分别向各管加入各组分,置37 ℃水浴中进行温孵,其中6号管和7号管分别作为阴性对照和阳性对照。其他管分别与6号及7号管进行对比观察4 h,观察有无溶血现象。按如下标准进行判断,完全溶血:试管颜色为透明红色或棕红色,下层无红细胞沉积;部分溶血:试管上层颜色为透明红色或棕红色,下层有红细胞沉积;不溶血:试管上层颜色为透明或略带黄色,下层有红细胞沉积[10]

表3 灯盏花素微乳注射液溶血性实验结果
Tab.3 Results of hemolysis test for breviscapine microemulsion injection mL
编号 2%兔红
细胞悬液
0.9%氯化
钠溶液
纯化水 受试液 结果
mL
1 2.5 2.4 0.0 0.1 -
2 2.5 2.3 0.0 0.2 -
3 2.5 2.2 0.0 0.3 -
4 2.5 2.1 0.0 0.4 -
5 2.5 2.0 0.0 0.5 -
6 2.5 2.5 0.0 0.0 -
7 2.5 0.0 2.5 0.0 +

-:no hemolysis;+:complete hemolysis

-:无溶血;+:完全溶血

表3 灯盏花素微乳注射液溶血性实验结果

Tab.3 Results of hemolysis test for breviscapine microemulsion injection mL

由溶血性实验可见,灯盏花素微乳注射液无溶血现象。

2.5.4 配伍实验 取灯盏花素微乳注射液5 mL与5%葡萄糖注射液500 mL混合均匀,室温放置24 h,于不同时间记录外观,检测含量、粒径、包封率,结果见表4。

表4 灯盏花素微乳与葡萄糖注射液配伍在不同时间实验结果
Tab.4 Results of compatibility test on breviscapine microemulsion and glucose injection in different time
t/h 外观 pH值 含量/
%
平均
粒径/nm
包封率/
%
0 + 4.62 100.0 92.1 96.8
1 + 4.61 99.3 93.3 97.2
2 + 4.62 100.1 92.2 96.5
3 + 4.59 98.9 93.4 97.1
5 + 4.60 99.4 93.6 96.9
7 + 4.58 100.3 93.2 96.1
12 + 4.61 99.7 94.1 96.5
24 + 4.60 100.2 93.8 96.0

+:clear and transparent,particle is not visible

+:澄清透明,无可见微粒

表4 灯盏花素微乳与葡萄糖注射液配伍在不同时间实验结果

Tab.4 Results of compatibility test on breviscapine microemulsion and glucose injection in different time

表4可见,灯盏花素微乳注射液经配伍后放置24 h,各项指标均无明显变化,显示灯盏花素微乳注射液与5%葡萄糖注射液配伍稳定性良好。

2.5.5 稀释实验 取灯盏花素微乳注射液2 mL与5%葡萄糖注射液500 mL混合均匀,与37 ℃条件下放置24 h,于不同时间取混合液适量,经孔径0.22 μm微孔滤膜滤过,测定续滤液中药物含量,同时以普通灯盏花素注射液及注射用灯盏花素为对照,同法进行对照实验,两种混合液中药物含量随时间变化情况见图4。

图4 灯盏花素微乳、灯盏花素注射液及注射用灯盏花素经葡萄糖注射液稀释后含量变化

Fig.4 Changes of breviscapine content in microemulsion,injection and powder injection after dilution by glucose injection

图4表明灯盏花素微乳注射液经稀释后含量无明显变化,说明灯盏花素微乳注射液稀释耐受性良好。

3 讨论

中药注射剂在临床用药时析出沉淀是影响中药注射剂安全性的重要方面,也是影响中药现代化进程的主要因素之一,主要是因为中药注射剂成分复杂,各成分可能通过物理或化学的相互作用而溶解在注射剂之中,临床用药时由于外界条件的改变(如与葡萄糖注射液、0.9%氯化钠溶液或与其他药物混合给药)而打破了各成分间的溶解平衡,致使某些成分析出沉淀。微乳具有极高的稳定性、对溶质的高度分散性和吸附能力[11],中药难溶性成分可根据自身的特性溶解在油相或吸附在油水界面上,避免外界条件改变而导致的有效成分析出。

前期实验在油相的选择中发现,在机械搅拌的情况下,较少量的表面活性剂即可使油酸乙酯形成微乳,这可能是由于油酸乙酯黏度小,容易乳化的原因,但考虑到静脉注射的安全性问题,笔者选择大豆油为油相制备灯盏花素注射微乳。如果仅仅通过机械搅拌,制备大豆油为油相的灯盏花素微乳需要较多的乳化剂,为尽可能降低乳化剂的用量,笔者采用了高压均质机分散的方法。

微乳的形成有待于乳化剂与助乳化剂的参与,合适的乳化剂及助乳化剂比例及用量对微乳的形成影响很大。理论上,如果处方中乳化剂及助乳化剂比例改变将直接导致微乳的破坏,但是在本实验中发现,灯盏花素微乳一旦形成,对微乳进行稀释并没有导致药物析出,其原因可能是微乳一旦形成,便呈现出一种以油相为中心、乳化剂及助乳化剂为外层的稳定结构,加水稀释仅仅使体系中的乳滴密度降低,而并没有改变或没有较大改变微乳表面乳化剂及助乳化剂的组成。

HS15是一种新型的可注射乳化剂,由于其生物相容性好,已被《德国药典》《美国药典》和《欧洲药典》收载,笔者以HS15作为乳化剂制备的灯盏花素微乳未见体外溶血现象。与葡萄糖注射液配伍实验表明,灯盏花素微乳稳定性良好,有望用于注射给药,下一步笔者将进行灯盏花素微乳注射液体内药动学研究。

灯盏花素微乳注射液的研制可为难溶性中药注射剂的开发提供借鉴,为加快中药走向世界、走向现代化提供实践支持。

The authors have declared that no competing interests exist.

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DOI:10.3870/yydb.2012.05.038      URL    
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[8] 顾清,尤本明,杨帝顺,.基于纳米乳-凝胶技术的雷公藤多苷纳米载体的制备及药效学研究[J].中国中药杂志,2015,40(1):73-78.
该研究采用“纳米乳-凝胶技术”制备雷公藤多苷纳米凝胶,并对其药效学进行考察。以油酸作为油相,聚氧乙烯蓖麻油为表面活性剂,1,2-丙二醇为助表面活性剂,通过绘制伪三元相图确定雷公藤多苷纳米乳的处方组成,制备雷公藤多苷纳米凝胶。以7%的2,4-二硝基氯苯丙酮溶液致敏,0.3%的2,4-二硝基氯苯溶液多次激发建立小鼠耳慢性皮炎湿疹模型,考察雷公藤多苷纳米凝胶对小鼠耳肿胀及皮肤红肿的影响;并采用ELISA法测定血清中IFN-γ,IL-4和IL-8等细胞因子的浓度,对雷公藤多苷纳米凝胶的药效学进行考察。结果表明,雷公藤多苷纳米凝胶可以显著抑制小鼠耳肿胀度(P〈0.01),并可以改善造模后小鼠耳部皮肤出现的水肿、红斑情况。雷公藤多苷纳米凝胶还可以显著降低模型小鼠血清中IFN-γ和IL-4的表达。该研究制备的雷公藤多苷纳米凝胶对小鼠皮炎湿疹模型具有良好的治疗效果,有望为临床皮炎湿疹的治疗提供一种新型外用长效制剂。
DOI:10.4268/cjcmm20150114      URL    
[本文引用:1]
[9] 庄英华,张中文,韩伟,.超滤离心法测定连翘酯苷脂质体包封率[J].中国新药杂志,2012,21(18):2209-2211.
目的:建立连翘酯苷脂质体包封率的测定方法。方法:通过逆相蒸发法制备连翘酯苷脂质体,运用超滤离心法测定其包封率。结果:超滤离心法能快速有效的对脂质体与游离药物进行分离,游离药物平均回收率在98.75%~101.71%之间,超滤加样回收率在95.67%~98.76%之间;此法测定3批样品,所得包封率为72.77%~74.07%,RSD为0.56%~1.77%。结论:超滤离心法操作简单、快速,可用于连翘酯苷脂质体包封率的测定。
URL    
[本文引用:1]
[10] 国家药典委员会.中华人民共和国药典(四部)[M].北京:中国医药科技出版社,2015:159.
[本文引用:1]
[11] 张婷婷,杨蒙蒙,刘梅,.微乳在中药制剂中的应用[J].医药导报,2010,29(12):1617-1619.
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