辛伐他汀吸入粉雾剂的制备与质量评价

辛伐他汀吸入粉雾剂的制备与质量评价
易蕾;徐宁路
【摘要】Objective To prepare Simvastatin Dry Powder Inhalation,and to evaluated its quality.Methods Simvastatin micro powder was prepared by freeze drying method, and the dry powder inhalation was prepared by mixing simvastatin micro powder with lactose which was used as a carrier.An orthogonal design was used to optimize the prescription.The grain size, density, moisture content, emptying rate and valid deposition rate were measured.Results Simvastatin Dry Powder Inhalation was prepared by mixing simvastatin micro powder with lactose Inhalac(R)70 in a ratio of 1∶1.The mean grain size was under 10 μm,the bulk density and compaction density were 0.192±0.012 and 0.285±0.013 g·mL-1 respectively.The moisture content was 2.36%±0.22%,the emp tying rate was 97.8% and the valid deposition rate was 32.7%.Conclusion The Simvastatin Dry Powder Inhalation was qualified in flowing nature,the emitted dose and fine particles fraction were conformed to the standard of dry power inhalation.%目的制备辛伐他汀吸入粉雾剂,并进行质量评价.方法采用冷冻干燥法制备辛伐他汀微粉,将微粉与乳糖载体混合制备吸入粉雾剂,并通过正交实验优化处方,测定其粒径、密度、含水量、排空率和有效沉积率.结果辛伐他汀微粉与乳糖Inhalac?70按照1∶1比例混匀制成的吸入粉雾剂,平均粒径在10 μm 以下,堆密度和振实密度分别为0.192±0.012和0.285±0.013 g·mL-1,含水量为2.36%±0.22%,排空率为97.8%,有效沉积率为32.7%.结论按照选定的处方和制备
方法制得的吸入粉雾剂流动性好、排空率合格、有效部位药物沉积量高,符合吸入粉雾剂要求.
【期刊名称】《西北药学杂志》
【年(卷),期】2017(032)003
【总页数】5页(P345-349)
【关键词】辛伐他汀吸入粉雾剂;排空率;有效沉积率
【作者】易蕾;徐宁路
【作者单位】武汉科技大学附属天佑医院,武汉 430064;武汉科技大学附属天佑医院,武汉 430064
【正文语种】中文
【中图分类】R94
辛伐他汀(simvastatin)属他汀类药物，是目前临床上治疗高脂血症的一线药品，通过竞争性抑制HMG-CoA还原酶的活性，降低内源性胆固醇的生成，广泛应用于心血管疾病的治疗[1-2]。

近期研究表明[3-4]，他汀类药物还具有显著的抗炎活性，在慢性阻塞性肺疾病(COPD)和急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的治疗中具有积极作用，可降低COPD和ARDS患者的发病率和死亡率，为继吸入型糖皮质激素后又一具有预防与治疗COPD和ARDS作用的药物。

吸入粉雾剂(dry powder inhalation，DPI)是将微粉化的药物与载体以胶囊、泡囊或多剂量储库形式，采用特制的干粉吸入装置，由患者主动吸入雾化药物至肺部的制剂，可发挥局部或全身作用[5-6]。

我们将辛伐他汀与合适的辅料混合制备成胶囊型吸入粉雾剂，并对其质量进行评价。

1.1 仪器Büchi-290mini spray dryer喷雾干燥仪(瑞士Büchi公司)；LC-10Atvp 型高效液相色谱仪(包括SPD-10Avp紫外检测器和岛津Class-vp色谱工作站，日本岛津公司)；LCP5真空泵(英国COPLEY公司)；胶囊型干粉吸入器(上海华氏制
药有限公司)；双层液体碰撞器(实验室自制)；TG-328光学读数分析天平(湘仪天
平仪器厂，感量0.1 mg)；3000HS型激光粒度分析仪(英国马尔文仪器有限公司)；H27650型-透射电子显微镜(日本HITACH公司)；TGA-50热重分析仪(日本Shimadzu公司)。

1.2 试药辛伐他汀原料药(湖北欣殷化工有限公司，批号20151105)；辛伐他汀、洛伐他汀对照品(中国食品药品检定研究院，批号100601-200502、100600-200502)；辛伐他汀吸入粉雾剂(自制，批号20160711、20160712、20160713)；筛分乳糖Respitose ML001、ML006、SV003、SV010(分析纯，DMV-Fonterra Excipients公司，批号10505259，10523871，10540622，10540717)；筛分
乳糖Inhalac®70、Inhalac®230(分析纯，德国美剂乐集团，批号
L1122D258A9116，L1009A9118)；乙腈、磷酸二氢钠为色谱纯；其他试剂均为分析纯。

2.1 粉雾剂的体外评价指标
2.1.1 排空率排空率是评价吸入粉雾剂体外沉积效果的一项重要指标，反映出胶囊中粉末在吸入装置中当囊壳被刺破后，在一定吸气下粉体被吸出排空的能力，排空率直接影响药物抵达肺部的剂量和疗效[7-9]。

粉雾剂排空率的测定，按照2015
年版《中国药典》[9]的要求，取样品10粒，分别精密称定，逐粒置于干粉吸入器中，以60±5 L·min-1的气流量抽吸4次，每次1.5 s，取出胶囊，称定质量，用
小刷拭净残留物，再称定囊壳质量，求出每粒的排空率，取平均值。

排空率=(测定前质量-测定后质量)/(测定前质量-胶囊壳质量)×100%
2.1.2 有效沉积率肺吸入给药方式中药物粉末首先抵达肺部是经肺吸收的重要保证，
因此对粉雾剂体外沉积性质的评价尤为重要。

有效沉积率是反映粉雾剂这一特性的有效指标，可验证处方的合理性，对吸入产品的研发和质量控制极其重要[7-8]。

英国、欧洲及美国药典吸入剂项下规定均需进行吸入剂有效沉积率的测定。

粉雾剂的有效沉积率采用双层液体碰撞器装置，按照2015年版《中国药典》“吸入制剂微细粒子空气动力学特性测定法”进行测定[9]。

接受液为30 mL蒸馏水，抽取1
粒胶囊后，用20 mL水冲洗规定部位，合并洗液与下层锥形瓶中的接受液，以HPLC法测定药物含量。

2.2 辛伐他汀微粉的制备采用冷冻干燥法制备辛伐他汀微粉[10]。

把适量辛伐他汀溶于甲醇中，浓度为0.1 mol·L-1，以去离子水为反溶剂，在不同温度下，将5
mL辛伐他汀的甲醇溶液迅速加入到50 mL搅拌的去离子水中，形成水溶胶。

将
水溶胶迅速倒入2倍体积的液氮中并剧烈搅拌，将冻实的水溶胶置于圆底烧瓶中，挂于冷冻干燥机上，保持外界温度25 ℃，在100 Pa下冷冻干燥24 h，即得微粉化辛伐他汀颗粒。

2.3 吸入粉雾剂的制备辛伐他汀原料药的结构是晶型，微粉化后，可转变为无定
形的状态[10]，流动性差，有效沉积率较低，需要加入大粒径的乳糖载体对其流动性及分散性加以改善[11]。

2.3.1 制备工艺采用喷雾干燥法制备[12]辛伐他汀吸入粉雾剂。

将辛伐他汀微粉
3.0 g与乳糖按照1∶1比例混合，溶解于200 mL乙醇中，用0.22 μm微孔滤膜
过滤，溶液保持在4～8 ℃，进行喷雾干燥，即得辛伐他汀吸入粉雾剂。

2.3.2 制备工艺及处方的优化通过预实验及单因素考察，固定喷雾干燥进口温度为80 ℃，抽气机功率为100%，雾化压力为0.5 MPa，以乙醇体积分数(A)、物料质量分数(B，微粉化辛伐他汀+乳糖，质量比为1∶1)和泵的流速(C)为主要影响因素，以L9(33)正交实验设计法优化制备工艺及处方。

正交设计因素与水平及结果见表1～2，方差分析结果见表3～4。

根据正交实验中排空率和有效沉积率的极差结果(R值)分析可知，因素A对粉雾剂的排空率和有效沉积率影响最大，B次之，C最小。

方差分析结果表明，A因素P<0.05，B和C因素的P值均>0.05。

综合考虑，制备粉雾剂的最佳处方为
A3BlC2，即乙醇体积分数为50%，物料质量分数为0.25%，泵速为7.5 mL·min-1，在后续实验中使用。

2.3.3 乳糖载体的选择不同粒径的乳糖对辛伐他汀粉雾剂的排空率及有效沉积率有所影响[11]。

在喷雾干燥条件、泵流速和物料浓度不变的条件下，以体积分数为50%的乙醇为溶剂制备粉雾剂，将其分别与不同粒径的筛分乳糖Respitose
ML001、ML006、SV003 和SV010 以及Inhalac®70 和Inhalac®230 按照质量比1∶1进行混合，得干粉吸入剂，以排空率和有效沉积率筛选乳糖，结果见表5。

由表5可知，Inhalac®70为载体制备的辛伐他汀粉雾剂的排空率和有效沉积率相对较高，分析原因，可能是Inhalac®70的粒径相对较大，自身流动性较好，由其制备的粉雾剂流动性及分散性也相对最好，故本研究选择以Inhalac®70为乳糖载体。

2.3.4 辛伐他汀吸入粉雾剂的制备将微粉化辛伐他汀颗粒和Inhalac®70乳糖按照1∶1比例充分混匀，按照2.3.1项下制备工艺制备辛伐他汀吸入粉雾剂，准确称量装入3号胶囊中，每粒胶囊含粉末40 mg(含辛伐他汀20 mg)。

2.4 辛伐他汀吸入粉雾剂的含量测定
2.4.1 色谱条件辛伐他汀的含量用HPLC法[13-14]测定，色谱柱:大连依利特C18柱(250 mm×4.6 mm，5 μm);流动相:乙腈-0.025 mol·L-1磷酸二氢钠溶液(pH 值为4.5，65∶35)；流速:1.0 mL·min-1；检测波长:238 nm；进样量:20 μL；柱温:20 ℃，辛伐他汀与洛伐他汀两峰之间的分离度应大于4.0，理论塔板数按照辛伐他汀峰计算应不低于2 000。

2.4.2 溶液的制备对照品溶液：分别精密称取辛伐他汀和洛伐他汀对照品25和20 mg，置于100 mL量瓶中，用流动相溶解后分别配制成质量浓度为249.7和200.0 μg·mL-1的溶液。

供试品溶液：取辛伐他汀粉雾剂适量(相当于辛伐他汀10 mg)，置于100 mL量瓶中，加流动相适量，超声使辛伐他汀溶解，用流动相稀释并定容至刻度，摇匀，滤过，即得。

2.4.3 线性关系考察精密量取0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6和0.7 mL的辛伐他汀对照品溶液，用流动相配制成质量浓度分别为24.97，49.94，74.91，99.88，124.90，149.80和174.80 μg·mL-1的系列溶液，按照2.4.1项下色谱条件进样测定。

以峰面积为纵坐标(y)、辛伐他汀质量浓度(x)为横坐标，进行线性回归，得回归方程y=34 381.98x+2 809.17(r=0.999 5)。

结果表明，辛伐他汀检测质量浓度在24.97～174.80 μg·mL-1范围内与峰面积线性关系良好。

2.4.4 重复性实验按照2.4.2项下方法制备供试品溶液，平行操作6份，依法进样测定，平均含量为99.25%，RSD值为1.08%，结果表明，该方法重复性良好。

2.4.5 稳定性实验按照2.4.2项下方法制备供试品溶液，分别于0，4，8，24和48 h时分别进样测定，结果峰面积的RSD值为0.64%，结果表明，供试品溶液在48 h内稳定性良好。

2.4.6 回收率实验取不含辛伐他汀的粉雾剂40 mg，精密称定，共9份，按照处方比例精密加入高、中、低不同质量的辛伐他汀对照品，按照2.4.2项下方法制备供试品溶液，并按照2.4.1项下色谱条件进样测定；另取辛伐他汀对照品溶液同法测定，计算得平均回收率为99.29%，RSD值为1.45%，结果表明，测定方法回收率良好。

2.4.7 含量测定结果精密称取辛伐他汀粉雾剂适量(相当于辛伐他汀10 mg)，置于100 mL量瓶中，加乙腈-醋酸钠溶液适量，超声使辛伐他汀溶解，用流动相稀释至刻度，摇匀，滤过，用HPLC法测定辛伐他汀的含量，结果平均含量为标示量
的98.91%(n=5)。

2.5 吸入粉雾剂的理化性质
2.5.1 微粒粒度分布测定和表面形态观测微粒粒度分布使用激光粒度仪进行测定，将微粒均匀分散在分散剂(含卵磷脂的环己烷)中，经超声使微粒充分分散后进行测定。

表面形态用扫描电镜(SEM)观测，见图1。

粒径测定结果表明，微粒的平均粒径在10 μm以下，其中80%的粒径在5 μm以下，符合《中国药典》吸入制剂的标准。

电镜扫描的微粒形态近球形，颗粒间空隙较大无黏附，存在较多小于5 μm的球形颗粒，有利于较多药物沉积在肺泡处。

2.5.2 可吸入微粒的堆密度和振实密度测定载体与药物微粒的吸附既不能太紧密也不能过于疏松，太紧密则药物微粒与载体无法在吸入气流扰动中有效分离，含药载体大部分沉积于上呼吸道，导致药物无法到达肺深部发挥药效；太疏松则可能在吸入过程中与载体过早分离而吸附于胶囊壳或吸入装置上，导致剂量降低。

取辛伐他汀微粒适量，精密称定后置于5 mL具塞量筒中，不施加任何外力或敲击振荡，立即记录初体积，计算其堆密度。

称取适量辛伐他汀微粉，置于改制的1 mL注射器中，将注射器固定在振实仪上，开动仪器振动至粉末体积不再变化为止，读取粉末体积，粉末质量与最终体积的比值即为粉末的振实密度[15]。

堆密度和振实密度最大分别为0.208和0.302 g·mL-1，最小分别达到0.176和0.271 g·mL-1，密度
大小适中，微粒有较好的流动性和雾化性能。

结果见表6。

2.5.3 可吸入微粒的含水量微粒含水量[15]的高低会影响粒子的分散性和流动性。

含水量采用TGA热重分析法测定，取5 mg样品，置于Tzero铝盘中，以
10 ℃·min-1的速率从室温升温至300 ℃。

含水量最大为2.67%，最小为2.17%，微粒含水量适中，保证了微粒中粉末的流动性。

结果见表6。

2.5.4 粉雾剂的排空率和有效沉积率将制得的辛伐他汀吸入粉雾剂按照2.1项下方法进行排空率和有效沉积率的测定，结果3个批号辛伐他汀吸入粉雾剂的排空率
和有效沉积率最大分别达到99.4%和34.1%，最小分别达到95.1%和31.4%，平均值为97.8%和32.7%，符合排空率>90%、有效沉积率>10%的《中国药典》标准。

结果见表6。

吸入粉雾剂是将微粉化药物与适宜的载体以胶囊的形式，经适当的吸入装置，能够主动吸入雾化至肺部的制剂。

粒子大小是决定肺部沉积的重要因素，一般认为粒径在0.5～7.0 μm的药物微粒才能到达肺部发挥疗效[16-17]，因此制得的吸入粉雾剂中药物微粒的粒径应控制在10 μm以下，其中大多数应在5 μm以下，即便如此，也仅有10%～30%的药物能在有效部位沉积起效，故应对吸入粉雾剂进行有
效沉积率测定。

《中国药典》规定有效部位的沉积量应大于10%。

喷雾干燥法是一种操作简便、干燥效率较高的药物微粉化方法[18]。

结果表明，通过优化喷雾干燥工艺及处方条件可制备粒度较均一的药物微粉，这种微粉具有较高的孔隙率和较小的密度，提高了粒子的沉积性能。

解决吸入剂流动性问题的常规方法是添加载体，载体在粉雾剂中起稀释剂和改善微粉化后药物流动性的作用，目前应用最广泛的制备吸入粉雾剂的载体是乳糖[19]。

一般对这类乳糖载体的要求是具有一定的粗糙程度，使其表面能够吸附药物微粉；同时在吸入气流的作用下能够与药物微粉解吸，其水溶性好，对呼吸道刺激性较低[20]。

选用Inhalac®70为载体制备的辛伐他汀粉雾剂的排空率和有效沉积率相对较高，排空率达到97.8%，有效沉积率为32.7%，显著改善了辛伐他汀微粉的性能。

本研究中制备的辛伐他汀吸入粉雾剂流动性好、粒径适宜、排空率和有效沉积率高，能够满足肺部吸入给药的要求。

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