乙基纤维素在药物制剂中的应用

乙基纤维素在药物制剂中的应用

作者：姬静郭圣荣方晓玲

摘要：乙基纤维素(EC)是应用广泛的水不溶性纤维素衍生物。EC作为药物辅料，可用作药物骨架、包衣材料、载体、粘合剂、囊材等。本文就其制备、性质及在药物制剂中的主要应用作一简要概述。

关键词：EC；骨架；包衣材料；缓(慢)控(制)释放

中图分类号：TQ460.4 文献标识码：A

文章编号：1001-8255(2000)02-089-04

Application of Ethylcellulose in Pharmaceutics

JI Jing,GUO Sheng-Rong,FANG Xiao-Ling

(Dept.of Pharmaceutics,Shanghai Medical University,Shanghai 200032)

ABSTRACT:Ethylcellulose (EC) is one of the widely used drug excipients,which can be used as drug

matrix,coating,carrier,adhesive,encapsulating material and so

on.This paper reviews the preparation,propeHTy and applicatiion of EC in pharmaceutics.

Key Words:EC;matrix;coating;sustained or controlled release

纤维素是在自然界分布最广也是最重要的多糖之一，是D-葡萄糖单体间脱水、以β-1，4-葡萄糖苷键的形式连接起来的长链天然高聚物。在纤维素的化学结构中，链中的每个葡萄糖单元均含有3个具有化学反应活性的羟基。通过与羟基的化学反应可制备一系列具有不同羟基取代基的纤维素衍生物，如甲基纤维素、乙基纤维素(EC)、羟丙甲纤维素(HPMC)、羧甲纤维素、醋酸纤维素和邻苯二甲酸醋酸纤维素等。由于它们易于制备、来源广、价格便宜、具有各种不同的优异性能，纤维素衍生物已成为应用最广的药用高分子辅料。纤维素衍生物的性能取决于羟基取代基的种类和取代程度。取代程度一般用取代基所占的重量百分数或者用被取代的羟基个数——取代度(degree of substitution,DS)来表示，如平均每个葡萄糖单元中有2个羟基被取代，取代度就为2。

EC是纤维素的乙基醚，是乙氧基置换羟基的纤维素衍生物，呈白色易流动的颗粒或粉末，药用规格EC的取代度为2.25～2.60，乙氧基含量为

44.0%～51.0%。下面对EC的制备、性质及其在药物制剂中的应用作一简述。

1 制备

它是由木浆或木棉经碱处理，再使碱性纤维素与氯乙烷进行乙基化制得，或是纤维素与乙醇在脱水剂存在下反应而成。

2 性质

2.1 溶解性

EC不溶于水、胃肠液、甘油和丙二醇，但能溶于乙醇、丙酮、异丙醇、苯、氯仿、二氯甲烷、氯乙烷、四氯化碳等多种有机溶媒。

EC的溶解性质与其取代度有关。当浓度一定时，将EC配成最低粘度溶液所需的乙醇的量与取代度成反比。例如DS为2.17～2.35的EC可溶解在甲苯-乙醇［60∶40 (w/w)］，DS为2.35～2.62的EC则在甲苯-乙醇［80∶20 (w/w)］中溶解度最大［1］。

当芳香烃类作为溶剂单独使用时，EC溶液粘度较高，只能将其配成低浓度才可实际应用。而以乙醇或甲醇为溶剂的EC溶液尽管粘度较低，但所成膜的机械性能很差而不能使用。如采用芳香烃与乙醇或甲醇的混合溶剂制备EC溶液，其粘度低于单独使用其中任何一种溶剂，且所成膜的强度很好。表1列出了部分有机溶剂为溶媒得到的EC溶液及成膜的性质［1］。

表1 EC的粘度和膜的性质(EC15 g溶于溶剂100 ml中)

[table=98%][tr][td]

低分子量的脂族酯或酮均可制备相对低粘度的EC溶液，并且膜具有良好的强度和延展性。但在大多数情况下，将它们与少量低分子量的醇混合，可得到粘度更低的溶液便于使用。

2.2 力学性质

所有聚合物的力学性质都与分子量有关，分子量较低时，膜的强度随分子量增大而提高，但当分子量增大至一定程度时，强度就不再随之变化。理论上，在此变化曲线上，该拐点应出现在聚合度为200～250处，对应的纤

维素衍生物的分子量为4～5×104。但是对于市场上的部分成膜聚合物，该拐点出现在分子量为7～8×104处，据文献报道该差异是由于在分子量的分布中存在分子量非常低的组分(<5×103)。这将导致以重量为基础的聚合物浓度的不均匀，从而对聚合物的机械性能产生有害的影响［1］。

2.3 玻璃化温度(Tg)

Tg是高分子由玻璃态变为高弹态的转变温度，是聚合物的一项十分重要的工艺指标。例如，包衣干燥温度的设定要考虑到聚合物的Tg。羟丙纤维素、HPMC的Tg分别为120和180°C。而EC的Tg一般为140°C，且与取代度有关，取代度为2.55的EC，Tg最低。EC单独成膜时虽然具有良好的抗张强度和弹性，但缺乏柔性，而且它单独使用时，在很高的温度下才能软化和流动，不适于模压操作或对热塑性有较高要求的操作。因此常常在EC中加入增塑剂或软化剂以获得合适的柔性，降低软化点，改善热塑性。

EC与多种增塑剂如邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、癸二酸二丁酯等都有良好的相容性。包衣液中加入增塑剂，小分子可溶性成分插入聚合物链之间，削弱大分子链间的相互作用力，破坏大分子链间形成的交联结点，从而使聚合物骨架延展和软化，降低EC的玻璃化转化温度，增加了分子链的柔性和韧性，起到辅助成膜、增强包衣层机械性能的作用。包衣膜的质量取决于所添加的增塑剂的种类和用量、聚合物与增塑剂的比例。药物的释放随增塑剂用量的增加而下降，这是因为增塑剂用量的增加有利于粒子间的融合成膜，形成更加致密完整的衣膜，国外有很多报道都证明了这个结果［2，3］。

2.4 稳定性

EC耐碱、盐溶液，但不耐酸，具有热塑性，对热不稳定，在阳光下易发生氧化降解，故宜在7～32°C避光保存于干燥处。EC不易吸湿，置25°C、

RH80%的空气中，平衡吸湿为3.5%，其吸湿性随乙氧基含量的增加而下降。3 应用

3.1 作为药物骨架

EC为疏水性材料，经常单独或与亲水性辅料混合，共同作为片剂、胶囊剂、丸剂等制剂的药物骨架，制备缓释骨架制剂。胃肠液渗入骨架孔隙后，药物溶解并通过骨架中错综复杂的极细孔径，缓缓向外扩散而释放。在药物的整个释放过程中骨架几乎不改变，而随粪便排出。

3.1.1 单独用作亲水性药物骨架

Horacek［4］将亲水性药物可乐定、EC与惰性物质(玉米淀粉)混合压片，制得可乐定的骨架片。并发现调节处方中EC的比例可以控制药物释放速度，制得骨架型缓释制剂，药物的释放速度随EC比例的增加而下降，此时药物起到类似致孔剂的作用。体外溶出试验表明，含有一定比例的EC的骨架片其释药过程具零级动力学和控制扩散机制。骨架体系可视作一贮药库，能使药物扩散至一定范围，保持浓度梯度，形成稳定的释药速率。

3.1.2 与亲水性辅料或致孔剂合用作为药物骨架

通过改变EC与水溶性聚合物的比例来调节骨架内药物的扩散速度，达到缓、控释目的。例如，以EC为骨架材料，HPMC为致孔剂制备长效茶碱片。由于EC在胃肠液中不溶，HPMC逐渐溶解在片剂中形成孔道，茶碱溶于渗入