汽车知识稿件信息
辣椒素固体分散体的制备研究及体外溶出度考察
游国叶1 ，樊轻亚1，杜晶1 ，李会娜2
（1：信阳职业技术学院药学院，河南信阳，464000；
2：杭州民生药业有限公司，浙江杭州，310000）
【摘要】：目的：制备辣椒素固体分散体，增强其水溶性，提高其肠溶胶囊中药物生物利用度；方法：以体外溶出度为指标，单因素考察不同制备方法、载体种类、药载比及搅拌时间对溶出速度的影响，最终在单因素考察基础上以L9（34）正交试验优化处方及制备工艺，并利用差示扫描量热法( DSC) ，X 射线衍射法( XRD) 和扫描电子显微镜（SEM）对辣椒固体分散体进行表征，并进行了初步的稳定性考察；结果：采用熔融法制备，P-188：PEG4000为联用载体，药载比1:5:3制备得到的辣椒素固体分散体，体外60min可释放80%以上，物相表征证明辣椒素在分散体中以无定型状态高度分散且呈不规则球形，6个月稳定性考察表明制备的固体分散体含量、状态均无差异性变化；结论：通过此工艺可制备辣椒素固体分散体并且能显著提高其体外溶出度及溶出速率，稳定性好，工艺简便可行，为后续制备辣椒素固体分散体肠溶胶囊提供有力证据。
【关键词】辣椒素；固体分散体；累计溶出度；载体材料；物相表征
Preparation and in vitro dissolution of capsaicin solid dispersion
YOU Guo-Ye1，FAN Qing-Ya1，DU Jing1，LI Hui-Na2
（1.Xinyang Vocational and Technical College School of medicinin，Xinyang，2.Hangzhou Minsheng Pharmaceutical Co Ltd，Zhejiang）
[Abstract]: Objective: Capsaicin solid dispersionc(CAP-SD) was prepared for enhanceing its solubility in water and improving bioavailability of drugs in enteric capsule; METHODS: Using in vitro dissolution as an index, the effects of different preparation methods, carrier types, drug load ratio and stirring time on dissolution speed were investigated by single factor, and the formulation and preparation process were optimized by L9(34) orthogonal test. The dispersion of pepper solids was characterized by differential scanning calorimetry(DSC), X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscope(SEM), and the stability was investigated. Results: The CAP-SD prepared with P188 :PEG 4000 as matrix and by the method of fusion, and in the CAP-SD the optimal drug-matrix ratio was 1:5:3. In vitro, 60min could release more than 80 %. The phase characteristics show that capsaicin is highly dispersed and irregular spherical in the amorphous state in the dispersion. and no significant change in molecular arrangement in a six-month stability study under room temperature. Conclusion: The preparation of capsaicin solid dispersion and its dissolution rate in vitro can be improved, the stability is good,. Moreover, the process is simple and feasible, and provides strong evidence for the subsequent preparation of capsaicin solid dispersion enteric capsules.
[Keywords] capsaicin; Solid dispersion; Cumulative dissolution; Carrier material; Phase representation
辣椒(Capsicum frutescens L. )属茄科辣椒属，又名海椒、番椒、辣茄等，为植物辣椒的干燥成熟果实。温中散寒，开胃消食，用于寒滞腹痛，呕吐，泻痢等多种病症冻疮[1]。辣椒素（CAP）是从辣椒属植物中得到药用活性成分，分子式为 C18H27NO3，是一种透明、亲脂性、无色无味的生物碱，能够溶于乙醇、乙醚、苯及氯仿，微溶于二硫化碳[2]。现代药理学证明辣椒素具有止痒镇痛 [2,3] 、减肥调脂 [2,4] 、抗癌[2,5,6,7,8] 、抗炎抗疲劳[2,9,10]、降血压 [11,12] 、调节内分泌系统 [7] 、保护心脑血管和消化系统 [13] 等功效，可用于治疗神经疼痛、关节炎、肥胖、糖尿病以及癌症等疾病。依据生物药剂学分类系统属于IV类[14]，溶解度小，渗透性低。辣椒素难溶于水，刺激性大，并具有高度的肝首过效应及非常短的半衰期 [15] ，生物利用度低，限制了辣椒素的使用。
固体分散体（solid dispersion，SD）概念于 1961年首次被 Sekiguchi 等 [16] 提出。固体分散体（SD）是利用一定的技术使药物以固体溶液、微晶或无定型状态高度分散在载体中所形成的分散体系 。药物粒子因粒径降低,表面自由能显著增大，从而提高难溶性药物的溶解度、溶出度和生物利用度。目前固体分散技术广泛用于增加难溶性药物的溶解度和溶出速率，提高溶出度是改善难溶性药物生物利用度最有效措施，有研究报道，将硝苯地平、齐拉西酮、头孢地尼、非诺贝特等难溶性药物制备成固体分散体均显著提高了药物的溶出度 [17-20]，SD 可以是最终产品，也可作为剂型中间体 [21-25] ，这对于本课题组研究的辣椒素的产品化和后开发具有重要意义。
表面活性剂类的载体能更有效地增加药物溶出度，同时阻碍药物重结晶，防止固体分散体老化 [26] ，本研究采用固体分散技术，以泊洛沙姆188（P188）及PEG为载体制备固体分散体，制备辣椒素固体分散体（CAP-SD）通过体外溶出度试验考察不同制备方法和不同的载体用量对药物溶出的影响，通过差式扫描量热（DSC）和X-射线粉末衍射（XRD）及电子显微镜探讨辣椒素在固体分散体中的分布形态。通过文献查阅，目前尚无有关CAP-SD的报道。据文献报道，辣椒素对胃有刺激，且具有首过效应，故课题组以CAP-SD为中间体，后续将其制备成肠溶型胶囊。
1 仪器与试药
1.1 仪器
分析天平TG328A (S)，X 射线衍射仪，Quanta 400 型扫描电镜 ( 美国 FEI 公司 ) ；RC-6智能溶出仪；日本岛津LC-10AT高效液相色谱仪，SPD-10AVP型紫外检测器，CBM-102色谱工作站；Kromasil-C18 色谱柱(4 .6 mm ×250 mm , 5 μm), 数控KQ5200DB 数控型超声波清洗器, 40KHZ), 电热恒温鼓风干燥箱DHG-9140A 型， Diamond DSC 型 DSC 分析仪（美国 Perkin-Elmer 公司）；真空干燥箱；磁力搅拌器 ( 江苏省金坛市佳美仪器有限公司)
1.2 试药
辣椒油(天津圣惠生物科技有限公司);天然辣椒素(纯度 95 %,中国药品生物制品检定所), PEG4000、PEG6000、PVP K29、泊洛沙姆 188 ( 国药集团化学试剂有限公司) ，甲醇为山东禹王色谱纯，其余试剂为分析纯。
2 方法和结果
2.1 分析方法的建立
2.1.1 检测波长的确定及色谱条件
依据《中国药典》（2015版）及课题组前期研究成果 [27] 及相关文献报道 [28-31] ，CAP在 280 nm处有最大吸收且空白溶剂甲醇和辅料在此处均无干扰，故选择 280 nm 为实验测定波长。结果显示，其他成分及溶剂对辣椒素测定无干扰，且峰形较好，无前沿、拖尾现象，保留时间6.5 min。UV扫描图谱见图1。
图1 UV扫描图谱
A：对照品UV图谱；B：供试品UV图谱；C：空白流动相UV图谱
色谱条件为：色谱柱:Kromasil-C18 (4 .6 mm ×250 mm, 5 μm);流动相:甲醇-水(80 ∶20);检测波长 :280 nm ;柱温30 ℃, 流速:1 .0 mL/min ;色谱定量环进样量20 μL ;理论板数按辣椒素对照品峰计算应不低于3 000 , 与相临色谱峰的分离度均大于 1 .5.
2.1.2 溶液配制
对照品溶液的制备 精密称取CAP对照品50 mg，置100 mL 量瓶中，加入无水乙醇超声溶解，定容，摇匀，准确量取1.0 mL 置10 mL 量瓶中，加流动相定容，摇匀，稀释成50ug/mL
对照品溶液。
供试品溶液的制备 取CAP-SD粉末，精密称取适量(约相当于辣椒素 50 mg)，置100mL 量瓶中，加入无水乙醇超声溶解，定容，摇匀，准确量取1.0 mL 置10 mL 量瓶中，加流动相定容，摇匀，稀释成50ug/mL 供试品溶液。
阴性对照溶液 另按处方量制备不含药的空白混合物适量,流动相定容,得相当于含50μg /ml的阴性对照液。
2.1.2 线性关系考察
精密称取CAP对照品约50mg，置 100 mL 量瓶中，加入无水乙醇超声溶解，定容至刻度，制成 500 μg/mLCAP对照品储备液。精密量取该溶液 0.2、1、2、3、5、7、9mL置 10 mL 量瓶中，加溶剂定容，按2.1.1色谱条件测定，每个浓度进样3次，记录吸收峰面积A及药物浓度为C，以 A对C线性回归，得标准曲线方程为 A＝2903.9 C+91279，R ＝0.9993，线性范围 10～450μg/mL。标准曲线见图2。
图2 标准曲线
2.1.3 精密度、重复性、稳定性及加样回收率测定
精密度实验：精密量取CAP对照品储备液适量配制浓度分别为50、150和350μg /ml的CAP溶液3份,按“2. 1.1”项下色谱条件进样,每份样品每隔4 h测定1次,共测5次; 每份样品每日测1次,连续测定5 d。分别计算日内及日间精密度。精密度试验结果可知日内及日间精密度RSD分别为0.98%（n=5）和1.02%（n=5），表明仪器精密性良好。
重复性实验 取本品( 批号为20170525) 的样品共6份,按照“2. 1. 2”项下供试品溶液的方法制备,依照“2. 1.1”项下色谱条件分析,测定每份样品溶液中辣椒素含量。结果显示样品中CAP浓度平均为49.96ug/mL，RSD为0.79%（n=6）
稳定性实验 取重复性试验中的1份样品,分别在0、3、6、9、12、18和24 h按“2. 1.1”项下色谱条件分析,测得供试品溶液中辣椒素浓度,RSD为0. 99%（n=7）。结果表明,供试品溶液在24 h内稳定。
准确度实验 称取已知含量的样品(20170525)内容物适量，分别加入低、中、高（50、150和350μg /mL）对照品溶液，各3份，按含量测定方法进行测定，计算加样回收率，结果见表 1。
表1 回收率试验
|
辣椒素含量/mg |
加入量/mg |
测得量/mg |
回收率/% |
回收率平均值/% |
RSD/% |
平均回收率/% |
|
50 |
0.1 |
50.01 |
99.82 |
99.88 |
0.7 |
99.92 |
|
50 |
0.1 |
50.08 |
99.96 |
|||
|
50 |
0.1 |
50.04 |
99.88 |
|||
|
50 |
0.3 |
50.26 |
99.92 |
99.88 |
0.8 |
|
|
50 |
0.3 |
50.19 |
99.78 |
|||
|
50 |
0.3 |
50.27 |
99.94 |
|||
|
50 |
0.7 |
50.66 |
99.92 |
99.92 |
0.4 |
|
|
50 |
0.7 |
50.64 |
99.88 |
|||
|
50 |
0.7 |
50.68 |
99.96 |
回收率实验结中低、中、高对照品浓度依次进样，RSD分别为0.7%、0.8%、0.4%（n=3）,均小于2%，准确度良好。
2.1.4 含量测定
按照制备方法平行制备3批含药制剂( 批号20170806、20180810、20180816 ) ,分别精密称取CAP适量(约相当于辣椒素 50 mg)，加入无水乙醇超声溶解，定容，摇匀，以流动相定容至刻度,摇匀,过滤,进样分析,记录色谱图并将峰面积带入标准曲线中计算主药含量,结果显示CAP-SD载药率（93±5）% ，本研究中CAP含量为8.82mg/g。
2.1.5 体外溶出度测定
按照 2015 版 《中国药典》四部0931溶出度及释放度测定法第二法 (桨法)测定［32］ ，设定转速 (50 ±1) r/min、水浴温度 (37 ± 0. 5)℃，溶出介质为脱气处理过的含3%SLS-Na 纯水900 mL，温度（37.0±0.5）℃。称取辣椒素CAP和含等量CAP的CAP-SD约 500 mg，置于溶出杯中，自药物接触溶出介质开始计时，于 5、15、30、45、60、120、180、240、300、480 min 取样5 mL，并及时补加 5 mL 等温释放介质，0. 45 μm 微孔滤膜过滤，吸取续滤液，置于10 mL 容量瓶中，按 “2. 1. 2”项下方法测定，计算药物累积释放百分率，绘制溶出曲线。
2.2 固体分散体制备：
CAP提取: 取CAP含量为7.06% （mg/ml，另文已建立了含量测定方法）的辣椒油适量，加乙醇20ml超声30min，过滤，滤液收集备用，滤渣中加甲醇20ml继续超声，30min后过滤，滤液收集，重复上步操作1次，合并三次的滤液，70℃恒温干燥箱内浓缩，浓缩物备用。
溶剂法：分别称取处方量CAP浓缩物及辅料（PVP K30，p-188，PEG 4000），加适量无水乙醇于磁力搅拌器上充分搅拌至溶解，40℃真空旋转蒸发除去有机溶剂，置冰箱中迅速冷却固化30min，４0℃真空干燥24ｈ，研磨粉碎过60目筛得CAP-SD。
熔融法：称取处方比例的辣椒素CAP浓缩物及辅料（p-188，PEG4000），先将PEG4000和p-188在65 ℃水浴不断搅拌至完全熔化，加入辣椒素提取物搅拌至完全混合，再迅速转移至冰浴中冷却至完全固化，然后放置于真空干燥箱中干燥24 h，取出，研磨，过60目筛得CAP-SD。
2.3 药物及载体材料物理混合物制备
称取处方量CAP提取物及辅料，三次过筛混合均匀，即得物理混合物。
3.1单因素考察及处方优化
3.1.1 制备方法的考察
实验中，考察了多种载体辅料，在制备方法考察中由于PVP K30 熔点较高，一般不采用熔融法制备，而PEG水溶性较好，一般采用溶剂法制备，为保证方法比较的统一性，本组单因素考察中载体采用熔点和水溶性均较适宜的P-188，分别采用溶剂法、熔融法制备1:1药-载固体分散体，并以CAP原料药和相应比例的药-载物理混合物的溶出度作为对照，测定其体外溶出度。结果表明，两种方法制备的固体分散体的溶出度都明显高于原料药及物理混合物，120min左右辣椒素累计溶出度均为80％左右。实验表明，两种方法均可以制备固体分散体。但由于溶剂法制备的固体分散体黏性较大，后续制备肠溶胶囊时不利于胶囊壳的稳定，且制备过程中使用大量的有机溶剂，释放度重现性不好，故最终选择熔融法制备固体分散体。4种样品的体外溶出度测定结果见图3。
图3 不同制备方法对CAP溶出的影响
1：熔融法制备CAP-SD;2 溶剂法制备CAP-SD;3 物理混合物；4 原料药
3.1.2载体种类考察
实验过程中，课题组分别考察了零载体（即物理混合物）、单一载体（P-188和PEG4000）、两联载体（P-188-PEG4000）对药物释放的影响，按“2.2”项下方法制备固体分散体，采用2.4项下方法筛选载体材料。考察发现，纯药物和辅料的物理混合物体外释放最为缓慢且释放不完全，两联载体相较于单一载体对药物的溶出均有一定的促进作用，且实验中发现两载体联用试验中，随着载体P-188用量增大，释放度明显增加。具体释放结果见图4。
图4 不同载体材料对CAP溶出的影响
1：CAP-P188-PEG4000(1：1：1);2：CAP-P188-PEG4000(1：1：0);3：CAP-P188-PEG4000(1：0：1);4CAP-P188-PEG4000(1：0：0);
3.1.3 载药量与载体用量比
精密称取辣椒素提取物适量，采用熔融法制备辣椒素：P-188：PEG比例分别为1:1:1；1:3:1；1:5:1；1:1:3；1:1:5；结果显示，随着载体用量的增加，辣椒素的溶出度逐渐增加；与1:1：1固体分散体相比，1:5:3固体分散体中辣椒素的体外溶出度显著增加，40min左右已接近80％，不同药载比对体外溶出度的影响见图5及图6。
图5 不同药载比对CAP溶出的影响
1：CAP-P188-PEG4000(1：5：1);2：CAP-P188-PEG4000(1：3：1);3：CAP-P188-PEG4000(1：1：5);4：CAP-P188-PEG4000(1：1：3);5：CAP-P188-PEG4000(1：1：1);
图6 药载比中P188不同用量对CAP溶出的影响
1：CAP-P188-PEG4000(1：5：3);2：CAP-P188-PEG4000(1：5：1);3：CAP-P188-PEG4000(1：1：3);
3.1.4 搅拌时间的考察
固定载体种类及药载比，考察不同搅拌时间对药物体外释放度的影响。结果见图，由图可知，随着搅拌时间的延长，体外释放呈先增长后减缓趋势。
3.2 处方优化
根据以上单因素考察，本试验最终采用对制剂释放度影响较为显著的载体种类（P188-PEG6000，PEG4000-PEG6000，P-188-PEG4000）、药载比（1:1:1,1:3:5,1:5:3）及搅拌时间（10min、20min、30min）三因素设计正交试验优化处方，以累计释放率度作为评价指标，因素水平表、正交试验设计表及结果、方差分析表分别见表2、3、4。
表2 因素水平表
|
|
因素 |
||
|
A 载体种类 |
B药物：载体比 |
C 搅拌时间 |
|
|
1 |
P188-PEG6000 |
1:1:1 |
10min |
|
2 |
PEG4000-PEG6000 |
1:3:5 |
20min |
|
3 |
P-188-PEG4000 |
1:5:3 |
30min |
表3 L9（34）正交实验设计与结果
|
编号 |
因素 |
累计释放度（%） |
||
|
A |
B |
C |
||
|
1 |
1 |
1 |
1 |
63.4 |
|
2 |
1 |
2 |
2 |
79 |
|
3 |
1 |
3 |
3 |
75.1 |
|
4 |
2 |
1 |
2 |
65.2 |
|
5 |
2 |
2 |
3 |
70.3 |
|
6 |
2 |
3 |
1 |
68.1 |
|
7 |
3 |
1 |
1 |
80.3 |
|
8 |
3 |
2 |
1 |
79.9 |
|
9 |
3 |
3 |
2 |
90.8 |
|
| ||||
