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克唑替尼固体分散体的制备及体外溶出度研究

2024-05-15 116 上传者：管理员

摘要：为了提高克唑替尼的溶解度进而改善其生物利用度，采用冷冻干燥法制备了克唑替尼固体分散体，以体外累积溶出度为评价指标，对其制备工艺进行了优化；并通过傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)对克唑替尼固体分散体进行了表征。结果表明，在克唑替尼与载体羟丙基甲基纤维素(HPMC)的质量比为1∶3、反应溶剂为叔丁醇、反应温度为50℃、反应时间为30 min的最佳条件下，克唑替尼固体分散体的溶出效果最佳，60 min体外累积溶出度达到93.98%,远高于克唑替尼原料药(10.96%);克唑替尼以无定形态高度分散于载体HPMC中。

关键词：
ALK
体外累积溶出度
克唑替尼
冷冻干燥法
固体分散体
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克唑替尼(Crizotinib),是美国Pfizer公司研发的第一代渐变性淋巴瘤激酶(anaplastic lymphoma kinase, ALK)抑制剂[1],商品名为赛可瑞®(XALKORI®),于2011年8月由美国FDA批准上市，临床用于治疗ALK和ROS-1基因突变的非小细胞癌(non-small cell lung cancer, NSCLC),特别对于晚期局部或转移扩散性NSCLC疗效显著[2,3]。克唑替尼是一款具有pH依赖性的口服小分子靶向抗癌药物，被FDA列为低溶解性-高渗透性药物(BCSⅡ,BDDCSⅡ),药物分子易进入小肠，但由于溶解度低使其在小肠内达不到足够浓度，导致其生物利用度低[4,5]。因此，改善克唑替尼的溶解度对提高其生物利用度具有重大意义。目前，改善药物溶解度的制剂主要有纳米晶、脂质体、固体分散体(solid dispersion, SD)、微球等[6,7,8,9],其中，冷冻干燥法制备的固体分散体性状稳定且技术成熟。

由于克唑替尼呈弱碱性，作者选用4种载体：醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯(HPMCAS)、聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP K30)、柠檬酸、羟丙基甲基纤维素(HPMC),采用冷冻干燥法制备克唑替尼固体分散体，通过考察载体种类、药载比(克唑替尼与载体的质量比)、反应溶剂、反应温度、反应时间对体外累积溶出度的影响优化制备工艺，并通过傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和差示扫描量热仪(DSC)对克唑替尼固体分散体进行表征。

1、实验

1.1 试剂与仪器

克唑替尼(纯度99%)、醋酸羟丙甲纤维素琥珀酸酯(HPMCAS)、聚乙烯吡咯烷酮K30(PVP K30)、柠檬酸、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、无水甲醇、磷酸二氢钾、氢氧化钠等均为分析纯。

RCZ-6B1型溶出仪，上海黄海药检仪器公司；ZLGJ-10型真空冷冻干燥机，巩义科贝仪器设备有限公司；UV2600i型紫外分光光度计，日本岛津公司；Nicolet iS50型傅立叶变换红外光谱仪，美国赛默飞世尔科技公司；D8 ADVANCE型X-射线衍射仪，德国布鲁克公司；捷克TESCAN MIRA LMS型扫描电子显微镜，泰思肯贸易有限公司；STA 449 f5型同步热分析仪，耐驰科技仪器商贸有限公司。

1.2 克唑替尼固体分散体及物理混合物的制备

克唑替尼固体分散体(SD)的制备：按一定药载比精密称取克唑替尼和载体，加入反应溶剂，在一定温度下持续搅拌反应一定时间；置于冰箱中冷冻8 h, 真空冷冻除去溶剂，并真空干燥24 h, 研磨均匀，过80目筛，得到克唑替尼固体分散体。

克唑替尼物理混合物(PM)的制备：按一定药载比精密称取克唑替尼和载体，混合，研磨均匀，过80目筛，得到克唑替尼物理混合物。

1.3 体外溶出度的测定

1.3.1 检测波长的确定

分别称取适量克唑替尼和HPMCAS、PVP K30、柠檬酸、HPMC等4种载体溶于10 mL无水甲醇，在200～400 nm波长范围内进行紫外光谱扫描。结果显示，克唑替尼在267 nm处有最大吸收峰，且4种载体在267 nm处均无吸收峰。因此，选择267 nm为检测波长。

1.3.2 标准曲线的绘制

精密称取克唑替尼4.5 mg, 用适量无水甲醇溶解后移至50 mL容量瓶中，并定容至刻度，摇匀，得到90 μg·mL-1的克唑替尼标准溶液。精密量取0.1 mL、0.5 mL、1.0 mL、2.0 mL、3.0 mL、5.0 mL的克唑替尼标准溶液，用pH值为6.8的磷酸盐缓冲液稀释成浓度(μg·mL-1)分别为0.36、1.80、3.60、7.20、10.80、18.00的克唑替尼溶液，测定267 nm处吸光度。以克唑替尼浓度(c,μg·mL-1)为横坐标、吸光度(A)为纵坐标绘制标准曲线，得到线性回归方程为：A=0.0406c-0.0103,R2=0.999。表明，在pH值为6.8的磷酸盐缓冲液中，克唑替尼浓度在0.36～18.00 μg·mL-1范围内与吸光度呈良好的线性关系。

1.3.3 方法学验证

精密度实验：精密量取适量克唑替尼标准溶液，用pH值为6.8的磷酸盐缓冲液稀释至9 μg·mL-1,测定267 nm处吸光度，连续测定6次，计算得到RSD值为0.13%。表明仪器精密度较好。

重复性实验：精密量取适量克唑替尼标准溶液6份，分别用pH值为6.8的磷酸盐缓冲液稀释至9 μg·mL-1,测定267 nm处吸光度，计算得到RSD值为0.31%。表明该方法重复性较好。

回收率实验：精密量取适量克唑替尼标准溶液，用pH值为6.8的磷酸盐缓冲液分别稀释至3.6 μg·mL-1、9.0 μg·mL-1、18.0 μg·mL-1,测定267 nm处吸光度(n=3),计算回收率分别为100.25%、99.61%、99.56%,RSD值分别为0.18%、0.28%、0.31%。表明该方法准确度较好。

1.3.4 体外溶出实验

按照《中华人民共和国药典》2020年版四部[10]通则(0931)溶出度与释放度测定方法(桨法),取适量克唑替尼，研磨均匀，过80目筛，精密称取10 mg加入到装有900 mL pH值为6.8的磷酸盐缓冲液的溶出杯中，在(37.0±0.5) ℃、75 r·min-1下进行体外溶出实验；分别在5 min、10 min、15 min、20 min、30 min、45 min、60 min时用注射器抽取3 mL溶出液，同时补充同温、同体积的新鲜溶出介质，立即用0.45 μm水系滤膜过滤，测定滤液在267 nm处吸光度，根据标准曲线方程计算体外累积溶出度。

2、结果与讨论

2.1 克唑替尼固体分散体的制备工艺优化

2.1.1 载体种类的选择

分别按药载比2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5制备克唑替尼与4种载体的固体分散体，测定其在pH值为6.8的磷酸盐缓冲液中60 min时的体外累积溶出度，结果如图1所示。

图1 载体种类对体外累积溶出度的影响

由图1可知，以HPMC、PVP K30及柠檬酸为载体时，随着药载比的减小，即载体质量的增加，固体分散体的体外累积溶出度整体均呈先上升后下降的趋势，其中以HPMC为载体、药载比为1∶3时，固体分散体的溶出效果最好，体外累积溶出度达到79.20%。以HPMCAS为载体时，随着药载比的减小，体外累积溶出度逐渐上升，但在药物服用剂量限制下，溶出效果不如HPMC。因此，选择HPMC作为载体。

2.1.2 药载比的选择

以HPMC为载体，分别按药载比2∶1、1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、1∶5制备克唑替尼固体分散体，测定其在pH值为6.8的磷酸盐缓冲液中的体外累积溶出度，结果如图2所示。

图2 药载比对体外累积溶出度的影响

由图2可知，60 min时，克唑替尼原料药在溶出介质中的体外累积溶出度仅为10.96%;当药载比从2∶1减小到1∶5时，克唑替尼固体分散体的体外累积溶出度呈先上升后下降的趋势；当药载比为1∶3时，克唑替尼物理混合物的体外累积溶出度为62.33%,克唑替尼固体分散体的体外累积溶出度最高，达79.20%。因此，选择药载比为1∶3。

2.1.3 反应溶剂的选择

按药载比1∶3精密称取克唑替尼和HPMC,以水-叔丁醇(体积比分别为0∶1、1∶2、1∶1、2∶1)为反应溶剂制备克唑替尼固体分散体，测定其在pH值为6.8的磷酸盐缓冲液中的体外累积溶出度，结果如图3所示。

图3 反应溶剂对体外累积溶出度的影响

由图3可知，随着反应溶剂中水比例的增加，克唑替尼固体分散体的60 min体外累积溶出度逐渐下降，这是由于，水比例增加导致HPMC凝胶化程度增大。因此，选择反应溶剂为叔丁醇。

2.1.4 反应温度的选择

以叔丁醇为反应溶剂，按药载比1∶3精密称取克唑替尼和HPMC,分别于45 ℃、50 ℃、55 ℃反应30 min制备克唑替尼固体分散体，测定其在pH值为6.8的磷酸盐缓冲液中的体外累积溶出度，结果如图4所示。

图4 反应温度对体外累积溶出度的影响

由图4可知，随着反应温度的升高，克唑替尼固体分散体的60 min体外累积溶出度呈先上升后下降的趋势；当反应温度为50 ℃时，60 min体外累积溶出度最高。因此，选择反应温度为50 ℃。

2.1.5 反应时间的选择

以叔丁醇为反应溶剂，按药载比1∶3精密称取克唑替尼和HPMC,在50 ℃分别反应30 min、45 min、60 min制备克唑替尼固体分散体，测定其在pH值为6.8的磷酸盐缓冲液中的体外累积溶出度，结果如图5所示。

图5 反应时间对体外累积溶出度的影响

由图5可知，随着反应时间的延长，克唑替尼固体分散体的 60 min体外累积溶出度逐渐下降，当反应时间为30 min时，60 min体外累积溶出度最高，可达93.98%,克唑替尼固体分散体的溶出效果最好。因此，选择反应时间为30 min。

2.2 克唑替尼固体分散体的表征

2.2.1 FTIR分析

分别称取适量克唑替尼原料药、HPMC、克唑替尼物理混合物及克唑替尼固体分散体，与干燥溴化钾研磨均匀，压片，在4 000～500 cm-1范围内进行FTIR分析，结果如图6所示。

图6 克唑替尼原料药、HPMC、克唑替尼物理混合物及克唑替尼固体分散体的FTIR图谱

由图6可知，在1 700～500 cm-1和3 500～2 700 cm-1范围内，克唑替尼原料药有明显的吸收峰；与HPMC制成物理混合物后吸收峰强度明显减弱；与HPMC制成固体分散体后，原本的N-H振动、C-H振动及芳环的特征吸收峰强度大幅减弱，峰形整体趋近于HPMC,表明克唑替尼与HPMC发生了相互作用，生成了氢键。

2.2.2 XRD分析(图7)

图7 克唑替尼原料药、HPMC、克唑替尼物理混合物及克唑替尼固体分散体的XRD图谱

由图7可知，克唑替尼原料药在12.8°、15.7°、17.3°、19.7°、21.0°、23.3°、24.8°、26.8°处有较强的衍射峰；与HPMC制成物理混合物后，原本尖锐的衍射峰相对减弱，峰形类似于HPMC与克唑替尼的叠加；与HPMC制成固体分散体后，原本克唑替尼和HPMC的特征衍射峰强度均大幅减弱，说明制成固体分散体后，克唑替尼以无定形态高度分散于载体中。

2.2.3 SEM分析

取少量克唑替尼原料药、HPMC、克唑替尼物理混合物及克唑替尼固体分散体直接粘到导电胶上，真空状态下喷金后置于扫描电镜下观察其表面形貌，结果如图8所示。

由图8可知，克唑替尼原料药表面呈崎岖的凹凸不平状(图8a);HPMC为表面有孔状的环形长条形状(图8b);在克唑替尼物理混合物中，克唑替尼吸附在HPMC上(图8c),与HPMC形貌特征相似，但凹陷部分被克唑替尼填充；在克唑替尼固体分散体中，HPMC表面呈细碎鳞片状且在周围散落(图8d),HPMC结构开始瓦解，克唑替尼原始形貌消失。

2.2.4 DSC分析

取少量克唑替尼原料药、HPMC、克唑替尼物理混合物及克唑替尼固体分散体置于铝坩埚中，在50～350 ℃范围内测试其DSC曲线，结果如图9所示。

由图9可知，克唑替尼原料药在204 ℃左右有一个尖锐的特征吸热峰；HPMC在300～350 ℃范围有一个较小的特征吸热峰；克唑替尼物理混合物的特征吸热峰减弱，在265 ℃处出现一个吸热峰，在343 ℃处归属于HPMC的特征吸热峰消失；克唑替尼固体分散体在265 ℃处的吸热峰减弱，不再呈现克唑替尼的特征吸热峰。表明，在物理混合物和固体分散体的制备过程中，克唑替尼和HPMC的晶型均发生了改变，克唑替尼与载体HPMC发生了相互作用。

图8 克唑替尼原料药(a)、HPMC(b)、克唑替尼物理混合物(c)及克唑替尼固体分散体(d)的SEM照片

图9 克唑替尼原料药、HPMC、克唑替尼物理混合物及克唑替尼固体分散体的DSC曲线

3、结论

采用冷冻干燥法制备了克唑替尼固体分散体，确定最佳制备工艺如下：克唑替尼与载体HPMC的质量比为1∶3、反应溶剂为叔丁醇、反应温度为50 ℃、反应时间为30 min, 在此条件下制备的克唑替尼固体分散体的溶出效果最佳，60 min体外累积溶出度可达93.98%,远高于克唑替尼原料药(10.96%)和克唑替尼与HPMC的物理混合物(62.33%)。克唑替尼以无定形态高度分散于HPMC中，其溶出效果较克唑替尼原料药显著提高。

参考文献:

[9]陈玉玺,浦益琼,张彤,等.难溶性小分子药物微球体内外释放及相关性研究进展[J].中成药,2013,35(12):2721-2725.

[10]国家药典委员会.中华人民共和国药典2020年版四部[M].北京:中国医药科技出版社,2020.

基金资助:湖北省自然科学基金重点项目(2011CDA048);

文章来源:汪诗雨,周洁,刘云,等.克唑替尼固体分散体的制备及体外溶出度研究[J].化学与生物工程,2024,41(05):51-55.