对乙酰氨基酚栓剂的制备、表征及兔体内外评价

对乙酰氨基酚栓剂的制备、表征及兔体内外评价
杨文智;章一;李凯悦;吴桐;李海鹰
【摘要】采用固体分散体技术,制备对乙酰氨基酚-聚乙二醇-6000 (PEG 6000)基质栓剂.经FTIR和XRD验证,固体分散体中药物与基质形成分子间氢键,保证药物以无定型状态分散于基质,利于药物快速溶出.体外溶出实验显示,药基比(m(对乙酰氨基酚)∶m(PEG-6000))为1∶7时,固体分散体药物溶出较优,该比例的药物体外溶出接近零级方程,故选择此投料比自制药物栓剂.选用新西兰兔,分别给予对乙酰氨基酚栓剂和注射剂,测定药-时曲线,药代动力学表明:肌注组血药质量浓度60 min达峰值,pmax为169.1 μg/mL,血药峰谷明显;栓剂组血药质量浓度90 min时达峰值,Pmax为35.4 μg/mL,血药质量浓度平稳并在6h内持续释放.研究表明自制药物栓剂体内外释放呈良好的相关性,即可通过药物体外释放状况预测药物的体内吸收.【期刊名称】《河北大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2018(038)004
【总页数】7页(P368-374)
【关键词】对乙酰氨基酚;聚乙二醇-6000;固体分散体;栓剂
【作者】杨文智;章一;李凯悦;吴桐;李海鹰
【作者单位】河北大学药学院,河北保定071002;河北大学药学院,河北保定071002;河北大学药学院,河北保定071002;河北大学药学院,河北保定071002;河北大学药学院,河北保定071002
【正文语种】中文
【中图分类】O625
栓剂给药途径特殊，口服用药困难的患者可选择此种给药方式，故采用制剂新技术开发药物栓剂的文献时有报道[1-2].对乙酰氨基酚(acetaminophen)为乙酰苯胺类解热镇痛药，可抑制中枢神经系统前列腺素的合成.相比阿司匹林，退热效果相近但不良反应小[3].对乙酰氨基酚水中略溶，采用一定比例的丙二醇潜溶剂可制备其溶液剂，如市售对乙酰氨基酚糖浆剂、口服液、灌肠剂、滴鼻剂和水针剂.此外，市售对乙酰氨基酚药物的半固体或固体剂型，有软膏剂、栓剂、胶囊剂和片剂，上述剂型采用适宜制剂技术促进药物溶出、改善生物利用度和获得更优疗效，所以采用新的增溶手段增加对乙酰氨基酚的溶解度始终是药剂学研究者追求的目标.
对乙酰氨基酚直肠给药栓剂常用于患者退热或止痛，患者使用其药栓可避免胃肠道刺激，免受胃肠道酶、pH和微生物代谢的影响，绝大比例的药物可避免肝脏首过效应，药栓用于直肠术后止痛，止痛效果与其口服剂型相近[4].此外，市售对乙酰氨基酚小儿退热栓可避免其口服剂型引起的恶心、呕吐和腹泻症状，是常见的儿童用药[5].近年来，采用固体分散体技术加速难溶药物的溶出，改善药物的体内生物利用度是药物制剂新技术研究的热点[6].文献制备茶碱-PVP-K30固体分散体填充中空栓剂制备茶碱脉冲栓，可有效提高茶碱溶出速度[7].查阅文献，未见利用固体分散体技术制备对乙酰氨基酚栓剂的相关报道.基于此，本文采用固体分散技术，选用美国FDA批准的PEG-6000为分散对乙酰氨基酚的亲水性基质，通过熔融骤冷的制备工艺，使得药物以易溶解的无定形态均匀分散在栓剂的亲水基质中，以改善药物的溶解度与溶出速度，加速药栓在直肠腔道熔融释药，促进肠系粘膜迅速吸收并规避药物首过效应，获得更优药效，为新型对乙酰氨基酚栓剂处方设计提供实验支持.
1 实验部分
1.1 仪器与试剂
FTIR-8400s傅里叶变换红外分光光度计(日本岛津)；T6新世纪紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)；AN2651型分析天平(上海民桥精密科学仪
器有限公司)；THZ-82型气浴恒温振荡箱(金坛市医疗仪器厂).
PEG-6000(天津市大茂化学试剂厂)；对乙酰氨基酚(上海灵锦精细化工有限公司)；其余试剂均为分析纯.新西兰兔(2.5 ± 0.1)kg由河北省实验动物中心提供.
1.2 实验方法
1.2.1 固体分散体的制备与表征
称取不同质量比1∶5、1∶7、1∶9的对乙酰氨基酚与PEG-6000(药基比)，PEG
在水浴状态下熔融，加入对乙酰氨基酚搅拌10 min，使其均匀分散在PEG-6000中，放入冰箱内骤冷1 h，取出研成细粉待用.对3种比例的药物固体分散体、PEG-6000基质、对乙酰氨基酚原药和对乙酰氨基酚与PEG-6000二者物理混合
物做样品的红外和XRD检测.
1.2.2 体外释放
紫外扫描对乙酰氨基酚水溶液，确定药物检测波长.对乙酰氨基酚的含量测定采用
快速、简便且准确的紫外分光光度法[8].分别配置2、4、6、8、10和12 μg/mL
对乙酰氨基酚水溶液，蒸馏水做空白，于最大吸收波长处测定样品的紫外吸收，每个样品平行测定3次，以吸光度A对药物质量浓度ρ(μg/mL)作图；然后依据体外释放实验情况确定固体分散体的最佳药基比，分别考察药基比为1∶5，1∶7和
1∶9的药物PEG-6000固体分散体与对乙酰氨基酚原药在蒸馏水体系中的体外释放.取待测样品10 mg置于透析袋中，加入1 mL蒸馏水，将透析袋置于盛满50 mL蒸馏水释放介质的烧杯中，置于37 ℃ 100 r/min振荡的空气浴摇床，分别于10、20、30、60、90、120和180 min取样测定各时间点的药物释放液的紫外
吸收，根据标准曲线计算药物的累计释放，绘制累积释放药物质量与释放时间(t)
的关系曲线[9]；最后拟合出体外释放方程.用药物累计释放浓度(Q)对释放时间(t)进行回归分析，用Higuchi、零级与一级药物释放方程拟合.
1.2.3 栓剂的制备
称取14 g PEG-6000水溶性基质置于烧杯中，沸水热熔基质后，加入2.0 g对乙酰氨基酚药物，搅拌使得药物与基质熔融混匀，将混合溶液倾倒至涂抹液体石蜡润滑剂的栓模中，-15 ℃冰箱冷冻60 min，取出脱膜，即得自制对乙酰氨基酚栓剂[10].
1.2.4 体内释放
精密称取105 ℃干燥至恒重的对乙酰氨基酚10 mg置于25 mL容量瓶，蒸馏水溶解后放置冰箱保存备用，药物质量浓度为400 μg/mL.分别精密吸取上述400 μg/mL的储备液1.25、2.5、3.75、5.0和6.25 mL转移至10 mL容量瓶中，定容得50、100、150、200和250 μg/mL的标准溶液.
显色剂的配制：取80 mL 0.2 mol/L氢氧化钠溶液，加10 mL体积分数为1%的酚液，混匀后加入100 mL碳酸钠-溴溶液，混匀，备用.
碳酸钠-溴溶液：称取5.3 g无水碳酸钠，溶于适量蒸馏水中，添加15 mL饱和溴水溶液，蒸馏水定容于100 mL容量瓶，需临用前配制.
新西兰兔耳缘静脉取血置于肝素钠抗凝离心管中，离心取血清，备用.精密吸取配制的不同浓度的对乙酰氨基酚标准液0.5 mL放入6支5 mL刻度离心管中，分别加入0.5 mL空白血浆、0.5 mL蒸馏水和0.5 mL质量分数为20%三氯醋酸，涡旋，5 000 r/min离心10 min，精密移取1 mL上清液置于10 mL具塞刻度试管中，加入0.5 mL 12 mol/L浓盐酸，于沸水中加热1 h后加入0.5 mL质量分数为40% 氢氧化钠溶液，加显色剂至10 mL，摇匀，放置40 min，于620 nm处测定吸光度，绘制吸光度(A)与质量浓度(ρ)的标准曲线，空白血浆依照上述方法处理后为对照.
新西兰兔随机分组，每组3只，分别给予自制100 mg/kg对乙酰氨基酚栓剂和肌注200 mg/kg对乙酰基氨基酚溶液，于10、20、30、60、90、120、150、180、210、240、300和360 min兔耳缘静脉取血，肝素抗凝，5 000 r/min离
心10 min，移取0.5 mL空白血浆，测定各血样吸光度，计算血药质量浓度，绘
制新西兰兔使用药物栓剂或肌注药物后，对乙酰氨基酚的药代曲线[11]，采用
DAS 2.0药代动力学软件进行数据处理.采用公式(1)计算对乙酰氨基酚栓剂的相对
生物利用度(F).
(1)
AUC：受试者工作特性曲线下面积(μg·h·mL-1)；Dose:剂量(mg/kg).
1.2.5 对乙酰氨基酚栓剂的体内外相关性评价
各时间点下对乙酰氨基酚固体分散体栓剂的兔体内药物累积AUC(Y)和体外单位面积药物累积渗透量(X)之间相关性评价.
2 结果与讨论
2.1 固体分散体的FTIR与XRD表征
由图1红外图谱可知，对乙酰氨基酚(图1a)于3 000～3 500 cm-1处出现羟基强吸收峰，固体分散体和药物载体的物理混合样品在此波数范围未见明显羟基吸收峰，说明样品中无游离羟基.对乙酰氨基酚在1 655 cm-1处出现酰胺Ⅰ带吸收峰，而
不同药基比的固体分散体(图1b-d)的酰胺Ⅰ带吸收峰出现在1 660 cm-1，随药基比变小，其吸收峰强度逐渐增大，原因是药物的PEG-6000固体分散体中药物酰
胺键与PEG-6000的羟基形成分子间氢键，促使不同药基比的固体分散体药物酰
胺Ⅰ带吸收峰增强且蓝移；而药物与PEG-6000物理混合样(图1f)只有弱的氢键
作用，酰胺Ⅰ带吸收峰出现在1 655 cm-1，峰强相比固体分散体，明显减弱，见样品(图1b-d,图1f)；由于药物分子中存在-CH3，故2 833 cm-1处的-CH3和-
CH2- 吸收峰明显增强.药物固体分散体经熔融骤冷制备而得，使得药物以无定型态存于富含羟基的PEG-6000基质中，药物分子与基质羟基可形成分子间氢键，利
于对乙酰氨基酚药物以无定型态稳定存在于固体分散体中[12].
图2为样品XRD图谱.稳定晶型的对乙酰氨基酚(图2a)XRD特征衍射峰出现在12.2°、13.8°、15.5°、18.2°、18.9°、20.3°、23.4°、24.4°、26.5°和32.5°；PEG-6000基质(图2b)的特征衍射峰出现在19.1°和23.2°；相比药物与PEG-6000基质二者的物理混合样品(图2c)，药物和PEG-6000基质的XRD特征峰均
有呈现.而药物与PEG-6000基质熔融骤冷制备的固体分散体样品(图2d-f)，随着
药基比减小，药物晶体衍射峰逐渐消失，药基比小于1∶5的药物固体分散体，药物特征衍射峰消失，仅存PEG-6000基质的特征峰.XRD测试结果表明：药基比
1∶7投料，可成功制备对乙酰氨基酚固体分散体，此时对乙酰氨基酚药物分子在
固体分散体中以无定型态存在.
a.对乙酰氨基酚；
b.药基比1∶5；
c. 药基比1∶7；
d.药基比1∶9；
e.PEG-6 000
基质；f. 药物与基质物理混合.图1 样品红外图谱Fig.1 IR spectra of samples
a. 对乙酰氨基酚；
b. PEG-6000基质；
c. 药物与基质物理混合；
d. 药基比1∶5；
e. 药基比1∶7；
f. 药基比1∶9.图2 样品XRD 图谱Fi
g.2 XRD spectra of samples
2.2 体外释放实验
2.2.1 对乙酰氨基酚栓剂体外溶出与栓剂处方最佳药基比筛选
通过紫外扫描得药物的最大吸收波长为244 nm，见图3，选择244 nm处测定对乙酰氨基酚原药和不同药基比的固体分散体样品于37 ℃蒸馏水中的释放曲线.结果得对乙酰氨基酚的标准曲线方程为A=6.27×10-2ρ+4.0×10-3(r2=0.998；n=6)，线性为2～12 μg/mL，准确度与精密度符合要求.紫外扫描显示，PEG-6000基质对药物测定无干扰.由图3可知，对乙酰氨基酚原药的释放比药物固体分散体慢.样
品释药可分2个阶段：30 min的迅速释放与后期的持续释放，30 min时原药累积释放58%，药物固体分散体释放63%～74%；而60 min时原药释放65%，固体分散体释放达79%～87%.药物及其固体分散体的体外释放与XRD测试结果相符，表明固体分散体中药物以无定型态存在可加速药物溶出.此外，药基比为1∶7和1∶9的固体分散体中的药物释放较优，考虑PEG-6000基质用量尽量少，故优选药基比1∶7作为自制栓剂的投料比.
图3 对乙酰氨基酚紫外扫描曲线(a)与样品释放曲线(b)Fig.3 UV Scanning spectrogram and the drug release profile of the acetaminophen(a) and its solid dispersion samples in vitro(b)
2.2.2 体外释放拟合方程
相关系数(r2)越大，表明模拟方程更接近药物体外释放的实际状况，由表1可知：对乙酰氨基酚药物的体外释放更符合零级动力学方程.
表1 对乙酰氨基酚药物累积释放量-时间拟合方程Tab.1 Fitting equation for acetaminophen based on cumulative release and time释药模型拟合方程Higuchi释放模型Q=12．65t1/2+7．38，r2=0．90零级释放模型
Q=0．45t+34．42，r2=0．99一级释放模型Lg(Q∞-Q)=0．036t+96．55，r2=0．68
2.3 体内释放实验
2.3.1 体内释放标准曲线建立
对乙酰氨基酚药物的体内检测标准曲线方程为A=1.8×10-3 ρ-2.23×10-
2(r2=0.986；n=5)，线性50～250 μg/mL，准确度与精密度符合生物样品测定要求.
2.3.2 兔血样测定与药栓相对生物利用度
由图4和表2可知，肌注200 mg/kg对乙酰氨基酚药物，60 min兔体内血药质
量浓度达峰至169.1 μg/mL，而兔给予100 mg/kg药物栓剂后，90 min达到35.4 μg/mL的最大血药浓度.肌注达峰时间较栓剂快，肌注药代动力学曲线峰谷明显，显示出肌注用药，药物吸收入血起效迅速且快速消除的代谢特点.而采用固体
分散体技术自制药物栓剂，药物需要透过肠系黏膜吸收，50%以上药物可直接吸
收入血起效，故达峰时间相比肌注晚，但药物体内吸收平稳且能持续释药.采用公
式(1)计算自制对乙酰氨基酚栓剂的相对生物利用度(F)为51%.
a. 肌注；
b. 对乙酰氨基酚栓剂.图4 兔体内对乙酰氨基酚药代曲线Fig.4 Time-concentration curve of acetaminophen
表2 对乙酰氨基酚兔体内药动学参数Tab.2 Pharmacokinetic parmameters after using acetaminophen to rabbits组别药动参数ρ/(μg·mL-
1)tmax/minAUC0-6/(μg·h·mL-1)肌注组169．160．0624．1栓剂组35．490．0159．1
2.3.3 对乙酰氨基酚栓剂的体内外相关性评价
以体内释放对体外释放作图，得到回归方程Y=16.518e0.006X，r=0.949.对相关
系数r进行显著性检验，统计量t=r(n-2)1/2/(1-r2)1/2=9.52>t0.001(12)=4.44，表明自制对乙酰氨基酚栓剂具备显著的体内外相关性，即通过测定对乙酰氨基酚栓剂中药物体外释放可预测给予栓剂后药物在兔体内吸收状况(结果见表3)，获得实
验数据可指导对乙酰氨基酚栓剂的临床应用[13].
表3 各时间点下对乙酰氨基酚的体内外累积释放Tab.3 Cumulative absorption
of acetaminophen in vivo and in vitro at each time point时间/min对乙酰氨基酚体外/μg体内/(μg·mL-1)AUC/(μg·h·mL-1)103010．122．7113．3 205031．825．2352．5 306321．527．1613．9 608317．526．61418．9 909163．635．42348．9 1209518．233．53383．1 1509689．028．54313．1 1809757．921．65063．9
2109795．223．55739．7 2409806．726．86494．7 3009815．326．38088．1 3609815．522．49548．1
3 结论
利用固体分散体技术，选用PEG-6000为基质，自制不同药基比的对乙酰氨基酚固体分散体.经FTIR和XRD检测，药物分子与基质分子形成分子间氢键，利于药物以无定型态分散于基质中.药物固体分散体体外释放显示，固体分散体可加速药物溶出，遴选药基比1∶7投料制备药物栓剂.兔直肠给予自制药栓，药物入血起效平稳、持续且具有良好的体内外相关性.对比肌注药物，自制药栓获得51%的相对生物利用度，上述实验数据可为小儿对乙酰氨基酚栓剂的处方设计提供参考.
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