中药缓控释微丸制剂的研究进展
陈丽华,冯 怡3,徐德生(上海中医药大学科技中心,上海201203)
[摘要] 微丸作为一种多单元释药系统,具有流动性好,释药稳定、可靠、均匀等特点。随着现代制备工艺的逐渐成熟及辅料的发展,微丸在缓控释制剂中的应用备受瞩目。作者对中药缓控释微丸制剂释药机制、制备方法、辅料及其体内过程等方面的研究进行了综述,旨在为研究开发中药口服缓控释制剂提供思路和方法。[关键词] 中药缓控释微丸;制备;辅料;体内过程[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]100125302(2007)0620472204
[收稿日期] 2006204228[通讯作者] 3冯怡,Tel:(021)51322493,E2mail:fyi@ 缓控释微丸系将药物与阻滞剂混合制丸或先制成普通丸芯后包控释膜衣而制备的小型丸剂,其直径在015~115mm。可压制成片或不同释药速率的控释微丸以不同配比混合后灌装于空胶囊中,获得较理想释药速率的控释胶囊。如“康泰克”缓释胶囊即是微丸制剂。微丸属多分散体系,具有如下优点[1]:在胃肠道表面分布的面积增大,使生物利用度提高而减少或消除刺激性药物对胃肠道的刺激性;很少受消化道输送食物节律的影响;可将几种不同释药规律的小单元组合成多单元系统以获得理想的释药速率,取得预期的血药浓度,达到理想的疗效;其释药行为是组成一个剂量的多个小单元释药行为的总和,个别小单元制备工艺上的缺陷不会对整个制剂的释药行为产生严重的影响,因此药物释放动力学可以得到较准确的预测而且重现性好;由不同的微丸组成的复方制剂,可增加药物的稳定性,提高疗效,降低不良反应,而且生产时便于质量控制和含量测定。因此,微丸是目前被认为较理想的缓、控释剂型之一,也是缓、控释制剂发展的方向。作者综述了中药缓控释微丸制剂的研究状况。1 缓控释微丸的分类根据缓控释微丸组成结构及释药机制的不同,可分为骨架微丸、膜控微丸和采用骨架技术与膜控技术相结合制备而成的微丸。1.1 骨架型控释微丸骨架型微丸一般由药物、阻滞剂和致孔剂组成。阻滞剂可分为亲水性凝胶类、水不溶性高分子聚合物和蜡质脂肪类。亲水性凝胶骨架材料主要为羧丙基甲基纤维素(HPMC),遇水后形成凝胶。水溶性药物的释放速度取决药物通过凝胶层的扩散速度,而水中溶解度小的药物,释放速度由凝胶层的逐步溶蚀速度所决定,其释药机制主要是骨架溶蚀和药物扩散;用蜡质、脂肪类或水不溶性高分子聚合物为骨架的微丸,其释药机制主要是溶蚀2分散2溶出过程,其释药方式通常符合Higuchi方程。陈大为等[2]利用挤出滚圆法以乙基纤维素和硬脂酸(1∶2)等疏水性材料为骨架,微晶纤维素作为赋形剂(用量为24%),40℃干燥2h后,80℃热处理2h,进行加热熟化处理,制备了灯盏花素缓释微丸。以蜡类材料为基质的骨架系统,处方中的硬脂酸SA经热处理后能在乙基纤维素EC周围形成致密结构,有助于达到缓释目的;而EC则能嵌合在SA形成的溶蚀性骨架中,起到加固作用,同时阻塞部分孔隙使孔道曲率增加,减缓药物的释放速率。其释药机制以药物扩散为主,兼有骨架溶蚀。1.2 膜控型微丸膜控型微丸通常由丸芯和芯外包裹的控释薄膜衣组成,其释药规律往往不仅受一种释药机制的控制,而是几种释药机制的综合,可通过连续的包衣膜的溶解/扩散、水性孔道的扩散、渗透压驱动等释药,还可通过调节衣膜材料的种类、厚度和致孔剂用量,达到定时、定位和定速释药的目的。1.2.1 中药有效部位缓控释微丸 方芳等[3]以毛冬青总皂苷为原料制备丸芯,采用滚动包衣法,控制丸温30~35℃,转速45r・min-1,制成缓释小丸,填充入硬胶囊内可得较理想的缓释特性毛冬青缓释胶囊。通过控制乙基纤维素与PEG1000的用量,并加入一定量的精馏椰子油、油酸为增塑剂,微粉硅胶为抗黏剂,氨水为稳定剂和介质(调pH1015左右),加适量水,共同形成毛冬青微丸的缓释包衣液。施路等[4]以银杏叶提取物黄酮类和萜内酯类化合物为原料,与微晶纤维素混合,制备素丸,用丙烯酸树脂EudragitRL30D和EudragitRS30D为包衣材料,质量比为4∶1,包衣增重10%,增塑剂柠檬酸三乙酯的用量为20%,无需熟化,即可制备24h银杏缓释微丸。其中包衣量、衣膜中2种丙烯酸树脂的配比和包衣温度(35℃)是影响药物释放的关键因素。1.2.2 中药复方缓控释微丸 中药复方缓释制剂的研究已引起越来越多的关注,由于其成分庞杂,理化性质差异巨大。・274・第32卷第6期2007年3月 中国中药杂志ChinaJournalofChineseMateriaMedica Vol.32,Issue 6March,2007对于此类释药系统中的复方药物,水溶性药物的释药速率必然大于脂溶性药物,欲使每一种药物都达到同步释放,其制备难度是非常大的。宋洪涛等[5]以舒胸片为模型药物,将处方药材提取精制后制成微丸剂,然后依据人体胃肠道的自然pH变化情况,分别采用低黏度羟丙基甲基纤维素(HPMC)和pH依赖型包衣材料甲基丙烯酸树脂EudragitL30D-55、EudragitL100-EudragitS100混合物(1∶5)制备成3种包衣微丸,HPMC包衣微丸在任何pH均可释药,EudragitL30D-55包衣微丸在pH≥515时开始释药,EudragitL100-Eud2ragitS100(1ν5)包衣微丸在pH≥618时开始释药。由3种包衣微丸一定比例混合制备而成的缓释胶囊,呈现出一种pH依赖型梯度缓释特征,且处方中的主要成分三七总皂苷、红花黄色素、阿魏酸、川芎嗪的释放度无显著性差异,达到了舒胸缓释胶囊中理化性质不同的各成分在缓释的同时可以同步释放。此外,麝香保心pH依赖型梯度释药微丸[6]、pH依赖型万氏牛黄清心缓释胶囊[7]、冠心苏合丸pH依赖型梯度释药微丸[8]及缓释胶囊[9]等均采用了水溶性高分子材料HPMC和pH依赖型丙烯酸树脂的水分散体EudragitL30D-55和EudragitLl00-EudragitSl00制备了3种微丸,体外呈现出pH依赖型的梯度释药行为。口服结肠定位给药系统(OCDDS)是目前定位释放技术研究的热点之一,可以利用人体胃肠道pH差异来设计OC2DDS。EudrgitS100(Ⅱ丙烯酸树脂)在pH>710的环境中溶解,引起药物的释放,所以可用其作为OCDDS的载体材料。闫惠俊等[10]采用滚动成圆法与流化床包衣技术,药粉与羧甲基淀粉钠(6∶1),包衣液为EudragitL100与EudragitS100,加入适量增塑剂,薄膜包衣最佳工艺条件为流量2mL・min-1,压力019kPa,风速为60m3・h-1,温度为28℃,制备由黄芪、黄连等6味中药组成肠安康结肠定位微丸,基本达到结肠定位释放的目的。此外,潘琦等[11]根据左金丸处方,将黄连和吴茱萸提取物制成素丸后,以成膜材料乙基纤维素与水溶性致孔剂聚乙烯毗咯烷酮(3∶1)为包衣材料,并加入适量的硬酯酸为药物溶出阻滞剂,增加塑性,采用滚动包衣法制成缓释小丸,填充入硬胶囊内得左金缓释胶囊,进行体外释放度测定,12h累积释放率为77%,零级释放,达到了预期的缓释效果。2 微丸的制备[12]随着微丸的广泛运用和现代制剂技术的不断发展,生产工艺从最早的手工制作,发展到半机械化制备,目前己进入到全自动化制备阶段。微丸的制备方法大体上可归纳成以下5大类:旋转式制丸,压缩式制丸,层积式制丸、球形化制丸以及液体介质中制丸。①旋转式制丸(agitationproce2dure):该技术的机理是成核、聚结、层积过程。原粉粒子随机碰撞形成较大粒子(成核)和随后的聚结过程,最终形成丸核,丸核以一定速度随容器旋转及丸核间相互摩擦形成球状丸芯。旋转式制丸法是研究最多最充分的制丸过程,其主要设备是旋转金属容器,常用包衣锅制备微丸。此法所用成分均为常用辅料,价格低廉;但成品率低,工艺繁琐。狄留庆等[13]在获得通络微丸有效部位的基础上,采用旋转式制丸技术制备微丸。通过比较指标性成分溶出度的差异,探讨中药微丸的成型方法及其关键影响因素。结果10%PEG2000制丸模和5%PEG2000或10%的阿拉伯胶加大时,该浸膏粉成丸效果较好,微丸的圆整性、流动性、溶出度均较好,粘合剂的品种选择是中药浸膏粉制备微丸的关键。②层积式制丸(layeringprocedure):指药物以溶液、混悬液或干燥粉末的形式沉积在预制成形的丸核表面的过程,沉积物可能是结晶、颗粒或丸核。包括液相层积法和粉末层积法。液相层积法是药物从溶液、混悬液中连续层积在丸核上,粉末层积法是干燥粉末层积在丸核上。流化床制备微丸是目前常用的方法之一,主要通过层积过程完成。该法集混合、制丸、干燥、包衣在同一容器完成,原辅料几乎无损失,得到的微丸大小均匀、形状较好,生产过程劳动强度小,成品率高,产品质量易控制,易于自动化生产。戚秋鹏等[14]采用离心造粒机制备万氏牛黄清心微丸,并考察了影响微丸成型性、收率和各种理化性质的诸多因素,为进一步制备缓释微丸提供依据。③压缩式制丸(compactionprocedure):即用机械力把药物和赋形剂压制成一定大小微丸的过程,分为加压式和挤压式2种工艺。加压式制丸与普通压片工艺类似,仅存在模具的形状、大小的差异。挤压式制丸工艺是把湿颗粒移入挤压机械中挤压成高密度条状物,在离心式球形化机械中打碎成颗粒并搓圆,制成微丸。挤出滚圆法是目前国际上较为广泛应用的制丸方法之一,该法制出的微丸大小均匀、粒度分布窄、药物含量均匀,生产效率高,劳动强度小,能适合工业化生产的需要。用挤出滚圆法[15]制备中药浸膏微丸的技术关键是降低浸膏软材的黏度,加入大量的药用辅料(如微晶纤维素、硬脂酸镁等)或通过改变黏结剂配比来改善物料的物理性能,达到最佳的造粒效果。④球形化制丸(globulationprocedure):将热融物、溶液或混悬液喷雾形成球形颗粒或微丸的过程。在球形化制丸技术中,通过蒸发或冷却作用,雾化过程能直接从热熔物、溶液和混悬液得到球形颗粒。液体被雾化后,产生很大的表面积,这就进一步增加了雾滴的干燥和冷却效果。⑤液中介质中制备小丸:将药物与辅料制成的颗粒置于液体介质中高速搅拌而形成小丸的制备方法。此法成球性好,粒度分布比较集中。分为液中干燥法、球型结晶技术、水中分散法。3 主要的辅料药用辅料是药物制剂的重要组成部分,在制剂成型的发展和生产中起着很重要的作用。口服缓释制剂通常根据药物的溶出、扩散、渗透及离子交换和胃肠道的生理特性,主要是通过选择适宜的辅料,采用制剂手段延缓药物在胃肠道内的释药速率和制剂的输送速度,达到缓释释放的目的。近年来,在缓释微丸中广泛使用的辅料有纤维素衍生物及丙烯酸・374・第32卷第6期2007年3月 中国中药杂志ChinaJournalofChineseMateriaMedica Vol.32,Issue 6March,2007树脂类等。3.1 纤维素衍生物羟丙基甲纤维素(HPMC)为纤维素衍生物,是目前国内外用量最大的药用辅料之一,HPMC可溶于胃肠液中,具有可压性好、流动性好、载药能力强及释药特性不受pH影响等优点,是缓释制剂系统中极重要的亲水载体材料,常用作缓释制剂的亲水凝胶骨架、薄膜包衣材料、粘合剂、致孔材料等。陈修毅等[16]将人参总皂苷制成大豆磷脂复合物,然后利用挤出2滚圆法制备以微晶纤维素和乳糖为主要辅料的微丸,采用微型流化床包衣设备,将微丸包上HPMC薄膜衣,增强了磷脂复合物的稳定性。乙基纤维素(EC)是应用最广泛的水不溶性纤维素衍生物之一,在药物缓释制剂中有多种用途,广泛用作缓释制剂的载体及包衣成膜材料等,经常单独或与亲水性辅料混合,使药物形成稳定而有效的缓控释体系。Aquacoat和Sure2lease是2种EC水分散体品种,可用于制备多种释药速率的缓释制剂,选择适宜的增塑剂和恰当的配比,可改变聚合材料的物理性质及增强其成膜性能。在相同包衣增重和增塑剂用量下,Aquacoat,Surelease包衣微丸均具有和EC乙醇溶液包衣样品相似的缓释效果,说明水分散体可以达到与有机溶液型包衣方法相似的衣膜致密性。国内有不少学者以EC为辅料将中药制剂改成缓释剂型,郭建平等[17]以EC2PEG作为难溶性药物葛根黄酮的载药系统,调节EC2PEG2葛根黄酮的比例为5∶014∶1时,载药系统可在1h内突释(60151±3163)%,后按零级释放,在10h左右释放完全(95107±3112)%。3.2 丙烯酸树脂类丙烯酸树脂是由丙烯酸和甲基丙烯酸或它们的酯以一定比例共聚而成的一类高分子化合物。丙烯酸树脂可单独或混合用作骨架材料制备缓释制剂。选用不同性能的材料及其用量和添加致孔剂可调节骨架片的释药速率。丙烯酸树脂用作薄膜包衣材料的发展很快。在国外已有药用薄膜的系列产品,主要有德国罗姆药厂(RohmPharma)生产,产品的总称为Eudragit。常用的品种有EudragitE30D,EudragitL30D,EudragitL/S,EudragitRL/RS,EudragitRetard等。其中EudragitL/S在pH618以上的缓冲液中才能逐渐溶解,可作为肠溶衣材料。张瑜等[18]采用EudragitRS30D和Eud2ragitRL30D混合液包衣制备磷酸川芎嗪缓释小丸,考察包衣混合液中2种丙烯酸树脂水分散体比例、包衣增重、溶出介质pH对磷酸川芎嗪包衣制剂体外释药的影响。结果随着包衣液中EudragitRL30D/EudragitRS30D比例增大、包衣增重降低、溶出介质pH增大,释药速率加快。3.3 其他增塑剂的选择对药物的释放及衣膜的性质都有着较大的影响。常用的增塑剂有甘油、聚乙二醇、苯二甲酸二甲酯、葵二酸二丁酯、枸橼酸三乙酯等。在致孔剂方面,以不溶于水或水溶性极小的高分子材料为微丸的成膜材料时,药物往往无法从丸芯中溶解渗透出来,常在这些材料的包衣液中加入致孔性物质,来增加包衣膜的通透性,以获得所需释药速率的包衣制剂。常用致孔剂多为一些水溶性物质,如PEG类,PVP,蔗糖以及盐类等。4 体内过程4.1 应用PK2PD模型应用PK2PD模型更加准确地评价药物在体内的动力学过程和产生药理效应的动态变化。麝香保心pH依赖型梯度释药微丸和麝香保心丸体内药代动力学实验结果表明[19],冰片的药时曲线出现了双峰或三峰现象,其Tmax与原丸剂相近,而Cmax明显降低,血药浓度较平稳,相对生物利用度为96%,整个药时曲线相当于分剂量多次给药,达到了缓释目的;药效动力学[20]以大鼠心肌营养性血流量为效应指标测定药效动力学参数,统计矩结果表明麝香保心pH依赖型梯度释药微丸和麝香保心丸的平均效应维持时间分别为5105h和2133h,效量平均滞留时间分别为7170h和3121h,麝香保心pH依赖型梯度释药微丸的效量相对生物利用度为104103%,麝香保心pH依赖型梯度释药微丸在体内具有起效迅速、药效持久、缓和的特征。4.2 运用γ2闪烁扫描示踪法本法可用来评价微丸在体内的分布和滞留时间。它是用放射性核素标记药物后给动物或人服用,每隔一定时间用γ照相机照相,可以进行精确定位,其结果准确可靠。宋洪涛等[21]采用γ2闪烁显像示踪法进行pH依赖型梯度释药麝香保心微丸在健康志愿者体内示踪观察,结果HPMC包衣微丸在胃中崩解,EudragitL30D-55包衣微丸在十二指肠崩解,而EudragitL1002Sl00(1ν5)包衣微丸在空回肠部崩解,微丸在胃和小肠的转运时间,于禁食状态下约为5h,标准餐后约为6h,在微丸到达回盲部前已基本完全崩解。表明pH依赖型梯度释药麝香保心微丸在人体内具有pH依赖性梯度崩解溶散的特征。4.3 X射线照片法该法可用来研究胃肠道的过程以进行体内评价。BaSO4作为基质加入聚合物和药物中,口服后通过拍摄X射线照片来分析微丸在胃肠道内转运过程中的作用。X射线照片法提供了一种在不影响正常的胃肠运动情况下,监测整个胃肠道的滞留时间的非侵犯方法。闫惠俊等[22]应用体内X射线造影技术,将药物与硫酸钡医用干粉混合后制成微丸,由志愿者A与B同时服用,经医用X射线造影检测,根据各时间段图像显示,观察和分析该微丸在健康人体的分布位置与运行状态,对用Surelease和Eudragit薄膜包衣的肠安康微丸进行结肠靶向验证。结果表明pH依赖性与时间相结合的Eudragit薄膜包衣的肠安康微丸有能力携带药物通过胃、小肠,到达结肠定位释放。总之,由于微丸具有较好的形态特征,良好的流动性以・474・第32卷第6期2007年3月 中国中药杂志ChinaJournalofChineseMateriaMedica Vol.32,Issue 6March,2007