眼用温敏凝胶释放度及其影响因素研究

1、眼用温敏凝胶释放度及其影响因素研究                                             作者：刁雨辉，周建平，胡雄林

2、0; 【摘要】  目的 研究眼用温敏凝胶无膜释放的影响因素。方法 以双氯芬酸钠为模型药物，人工泪液为释药介质，采用中国药典小杯法，考察转速、处方主要组分对眼用温敏凝胶释放度的影响。结果 释药转速、HPMC和泊洛沙姆浓度显著影响双氯芬酸钠从泊洛沙姆凝胶中的释放行为，其他处方组分几乎无影响。结论 本文建立的无膜释放模型可用于眼用温敏凝胶的处方筛选及其质量评价，泊洛沙姆和HPMC是影响药物释放的主要因素。 【关键词】  眼用温敏凝胶；释放度；影响因素Formulation variables influencing the drug release rate from therm

3、osensitive gel    Abstract:Objective  To study the formulation variables influencing the drug release rate from thermosensitive gel for ophthalmological diseases.  Methods Diclofenac sodium was used as model, and artificial tear as carrier. The effect of rotation speed and f

4、ormulation on drug release rate was investigated according to China Pharmacopeia.  Results  The release rate of diclofenac sodium from the gel was highly influenced by rotation speed, concentrations of hydroxypropylmethylcellulose and poloxamer.  Conclusion  The nonmembrane model

5、 can be used in formulation screening and quality control of the thermosensitive gel. Hydroxypropylmethylcellulose and poloxamer were the main factors influencing the drug release from the gel.    Key words:thermosensitive gel; ophthalmological diseases；release rate；formulation variab

6、les 在体凝胶（in situ gel）是指以溶液状态给药后，在给药部位迅速发生相转变，形成半固体凝胶的一类液体制剂。在体凝胶的形成机制是高分子材料在生理敏感因子的刺激下，响应发生分散状态或构象的可逆变化，完成由溶液向凝胶的转化过程，按生理敏感因子可分为温度、离子强度和pH敏感等三大类型。鉴于该凝胶的独特相转变特性及其对黏膜的高亲合力和相容性，且制备简单、使用方便等优点1，已成为腔道黏膜和肌注等缓控释给药系统的研究热点，且大部分研究都集中于眼部应用2。    泊洛沙姆（poloxamer）为聚氧乙烯（PEO）和聚氧丙烯（PPO）组成的ABA型嵌段共聚物，高浓度泊

7、洛沙姆水溶液具有受热反向胶凝的性质，由于其规格众多、质量可控、在体易凝胶化等特点，是温敏凝胶常用载体之一3。双氯芬酸钠（diclofenac sodium，DicNa）属于非甾体抗炎药，其滴眼液在治疗结膜炎及白内障手术中防止缩瞳等方面具有确切的临床疗效4，若将其制成温敏凝胶型滴眼液，可有效提高药物在眼部的滞留时间，延长作用时间和给药间隔。    本文采用中国药典小杯法和无膜释放模型，考察释药转速、处方主要组分对眼用温敏凝胶释放度的影响，以期揭示各因素与释放度的关系，为眼用温敏凝胶的设计及处方筛选提供参考。    1  仪器与

8、试剂    ZRS8G智能溶出试验仪(天津大学无线电厂)，TU1800紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)， ZFI 三用紫外分析仪(上海顾村电光仪器厂)， PHS25B数字酸度计(上海大普仪器有限公司)，泊洛沙姆（PF127，巴斯夫公司），HPMCE50(上海卡乐康包衣技术有限公司)，双氯芬酸钠（宁波斯迈克化学制药有限公司），磷酸钠、氯化钠、CaCl2·2H2O等均为分析纯。    2  方 法    2.1  0.1%双氯芬酸钠温敏凝胶制剂的制备 

9、   称取泊洛沙姆（PF127）约18 g，在磁力搅拌下，缓慢加入到100 mL预先已冷却的去离子水、或人工泪液、或含适量HPMC和抑菌剂的溶媒中，继续搅拌使分散均匀，置4 冰箱中使泊洛沙姆完全溶解，得到澄清透明的溶液，加入双氯芬酸钠0.1 g溶解即得。    2.2  双氯芬酸钠含量测定方法    2.2.1  测定波长的选择  精密称取双氯芬酸钠适量，用人工泪液定容后，定量稀释至质量浓度约为10 g/mL的溶液，在200400 nm范围内进行紫外扫描，选择最大吸收波长为测定波长。&

10、#160;   按处方比例称取辅料，用等量人工泪液溶解，配成不含主药的辅料溶液，同上法进行紫外扫描，考察处方辅料对主药的干扰情况。    2.2.2  标准曲线的制备  精密称取双氯芬酸钠适量，用人工泪液定容后稀释成系列浓度的标准溶液。按选定波长测定吸光度，以吸光度（A）对质量浓度（）进行线性回归，得到标准曲线方程。    2.2.3  回收率及精密度试验  分别精密称取双氯芬酸钠适量，用人工泪液配制成高、中、低3个浓度（各平行操作3组），按选定波长测定吸光度，代入标准曲线并

11、计算回收率。按选定波长分别测定高、中、低3个浓度的吸光度，计算日内、日间精密度。    2.3  双氯芬酸钠释放度测定方法    2.3.1  人工泪液的配制  分别称取NaCl 6.7 g、NaHCO3 2.0 g、CaCl2·2H2O 0.08 g，加去离子水至1 000 g即得。    2.3.2  释放度测定方法  采用中国药典2005版二部附录溶出度测定法中的小杯桨法装置，释药介质为150 mL人工泪液、温度为（34.0±0.

12、5）。将温敏凝胶溶液加入到内径为1.2 cm的圆柱形玻璃容器中（操作时应避免产生气泡），置（34.0±0.5）恒温水浴中预热形成凝胶，取出容器置入溶出杯正中底部，调节桨叶底部于凝胶面1.5 cm高度处，加入恒温释药介质，立即启动搅拌并计时，在取样时间点分别吸取5 mL释放液（同时补充恒温新鲜介质5 mL），0.8 m微孔滤膜过滤，取续滤液定量稀释后测定吸收度，按标准曲线方程计算释药量，用累积释药量对时间作图得释药曲线。    2.3.3  释放行为相似度评价方法5,6    根据不同条件、不同处方各时间点累积释药量

13、，采用各对应时间点方差总和的对数转换进行数据比较（相似因子法），按以下方程计算f2值并评价其相似度。    f2=50log 1+1nnt=1(RtTt)20.5×100    f2 ：相似因子；Rt：t时间参比制剂累积释药百分率；Tt：t时间受试制剂累积释药百分率；n：取点数目    3  结果与讨论    3.1  双氯芬酸钠温敏凝胶的制备    实验结果表明，泊洛沙姆（PF127）溶液的凝胶化温度随着泊洛沙姆浓

14、度的升高而降低,当泊洛沙姆浓度低于17时，在任何温度下溶液不产生胶凝（见表1）。这是由于泊洛沙姆是PEOPPOPEO三嵌段共聚物，在溶液中能形成以疏水性PPO嵌段为内核，以亲水性PEO为外壳的球状胶束。随着温度的升高，胶束间相互缠结和堆砌程度增加，溶液的黏度增加。当胶束紧密缠结到一定程度时，溶液失去流动性，形成凝胶。泊洛沙姆浓度越高，溶液中的胶束数量越大，胶束缠结的几率也越大。因此，泊洛沙姆溶液的胶凝温度与浓度相关，采用18%以上的泊洛沙姆(PF127)，可保证在34 条件下1 min内形成凝胶。表1  不同浓度PF127溶液的胶凝化温度    

15、;                             3.2  双氯芬酸钠含量测定    双氯芬酸钠在275 nm处有最大吸收，辅料几乎无干扰吸收，故选择275 nm作为双氯芬酸钠的测定波长，见图1。    实验结果表明，双氯芬酸钠在625 g/mL范围

16、内线性良好,回归方程为=-0.1053+31.32A(r=0.999 9）；高、中、低3个浓度的回收率均符合要求，平均回收率为98.58%（见表2）；日间和日内精密度RSD值分别<0.9%和<1.4%（见表3）；符合含量测定要求，可用于双氯芬酸钠释放度测定。表3  双氯芬酸钠在人工泪液中的精密度试验    3.3  泊洛沙姆在体凝胶中药物释放的影响因素    3.3.1  释药介质及温度的选择  鉴于本品为眼用在体凝胶制剂，以溶液态滴入眼内后转变成凝胶态，可以在眼内滞留较长时间。为更

17、好的模拟制剂在眼内的释放环境，选择人工泪液作为释放介质，释药温度为34 （眼内及泪眼温度）。实验结果表明，双氯芬酸钠在人工泪液中的溶解度为7.2 mg/mL，完全符合本制剂的漏槽条件。    3.3.2  相似因子法的选择  目前国外学者在比较2种制剂的释药行为时，常采用相似因子法（f2值），该方法的优点在于可直接对释药数据进行统计分析，无需拟合各种释药速率，现已被美国FDA推荐应用。采用f2值评价各释药行为相似性的判断标准是： f2值愈接近100，相似程度愈高；f2值介于50100之间，释药行为无显著性差异；f2值小于50时，则认为释药行为有

18、显著性差异。本文应用f2因子评价不同处方间或不同实验条件间的释药行为差异性，符合现代药剂学评价要求5-6。    3.3.3  转速对药物释放的影响  根据不同转速下双氯芬酸钠累积释放曲线（图2）可知，释药速度随着转速的增加而加快。数据分析表明，当转速低于75 r/min时，转速加快，释药行为存在显著性差异（在75 r/min和50 r/min之间，f2=22.87<50；在50 r/min和25 r/min之间，f2=26.33<50）；当转速为75 r/min和100 r/min时，f2=61.82>50，两条曲线间无显著

19、性差异（f2>50）。其主要原因是：当泊洛沙姆凝胶与释放介质接触时，水分子渗入到凝胶中会导致聚合物胶束缠结解散，并松散地堆砌于凝胶表面形成边界层。泊洛沙姆胶束缠结解散的速率，边界层的厚度和胶束通过边界层的传质系数是控制凝胶溶蚀及药物释放的决定因素，而后两项因素通常受搅拌速度的影响。因此，作者认为随着转速的增加，本温敏凝胶表面边界层的厚度逐渐变薄，同时凝胶内缠结解散的胶束扩散进入释放介质的速度增加，致使凝胶溶蚀速率增大，释药速率显著加快；而当转速增加到75 r/min以上时，转速对凝胶表面边界层厚度及介质进入胶束的速率影响甚微，故导致释药速率无显著变化。   

20、 根据以上实验结果，为了降低转速对释药行为的影响，保证释药速度的平稳性和重现性，本温敏凝胶释放度测定的转速宜采用75r/min。    3.3.4  泊洛沙姆浓度对药物释放的影响  根据不同浓度泊洛沙姆双氯芬酸钠温敏凝胶中的释药曲线（图3）可知，随着泊洛沙姆浓度的增加，药物的释放速率逐渐减慢。其主要原因是，随着泊洛沙姆浓度增加，凝胶结构内部的胶束数量和大小相应增加、胶束间的距离缩短，凝胶内部的水性通道数量和尺寸响应减小，导致凝胶微黏度升高，释放介质不易渗入，药物的释放受到阻滞。结果分析表明，3种浓度 PF127的释药行为差异具有显著性（f2&l

21、t;50）。    3.3.5  HPMC对药物释放的影响  根据HPMC不同规格和浓度对双氯芬酸钠温敏凝胶释药数据（图4）的影响可知，HPMC对药物的释放具有明显的阻滞作用。进一步分析表明，HPMC分子量对释药速度的影响比浓度更大，1%HPMC K4M（PF1%K4M）比1%HPMC E50（PF1% E50）和2% HPMC E50（PF1% E50）的阻滞作用更明显（f2<50），这一结果极有可能与制剂黏度增加有关。因此，在本温敏凝胶中加入适量HPMC不仅可增加制剂在眼内的滞留时间，同时可起到调节药物释放的作用。 

22、0;  3.3.6  渗透压调节剂对药物释放的影响  鉴于本温敏凝胶具有一定的渗透压，加入0.1NaCl即可形成等渗溶液，故本文仅考察0.1NaCl对释药行为的影响。根据图5可知，0.1NaCl几乎不改变双氯芬酸钠从温敏凝胶中的释药特性（f2=70.01>50），这一结果与无机盐可增加凝胶胶束缠结而阻滞药物释放的论述不相符合，也许与本处方中加入NaCl量较少、影响甚微有关。但值得注意的是0.1NaCl能显著影响本温敏凝胶的胶凝温度。3.3.7  防腐剂对药物释放的影响  鉴于眼用制剂属于多剂量给药制剂，为了保证制剂使用期间的无菌性和安全性，通常需要加入一定量抑菌剂。尼泊金甲酯为常用的眼用制剂防腐剂，使用浓度通常为0.030.1。实验结果（图6）表明，加入0.1%浓度以下的尼泊金甲酯对双氯芬酸钠的释放几乎无影响（f2=70.27>50）。但值得注意的是，由于高浓度胶束对尼泊金甲酯具有较大增溶特性，应适当增加其在制剂中的浓度，以保证