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介质研磨法制备尼莫地平纳米混悬剂

作者:admin日期:2020-07-14阅读
尼莫地平(nimodipine,1)是第二代钙离子拮抗剂,可选择性作用于脑血管平滑肌、扩张脑血管、增加脑血流量,临床用于急性高血压脑出血后脑血管痉挛引起的缺血性神经损伤[1]。1可溶于乙醇、乙醚等有机溶媒,不溶于水,且存在严重的肝首过效应,口服绝对生物利用度仅为3%~28%[2]。
纳米混悬剂是以表面活性剂或聚合物为稳定剂,将纳米尺度的药物粒子分散在水中形成的稳定胶体分散体系[3]。因其粒径极小,可显著提高药物的饱和溶解度,增加药物的溶出速率,提高生物利用度。制备纳米混悬剂的常用方法有沉淀法、高压均质法及介质研磨法[4,5]。介质研磨法生产效率高、可控性强、重现性好,使用广泛。本研究采用该法制备1纳米混悬剂,以粒径和电位为指标优选处方和工艺,进一步制成冻干纳米粉,并进行理化性质的表征。
1仪器与试药
DYNO-MillResearchLab介质研磨机[华尔宝机械(深圳)有限公司];NanoZS-90型激光粒度仪(英国Malvern公司);1525型高效液相色谱仪(美国Waters公司,包括Empower系统和2487型检测器);Lyo-0.5L型冷冻干燥机(东富龙公司);204F1型差示扫描量热仪(德国Netzsch公司);D8Advance型粉末X射线衍射仪(德国Bruker公司);H-600型透射电镜(日本Hitachi公司)。1原药(郑州瑞康制药有限公司,含量>99.9%,批号20110703,粒径<10μm);1对照品(中国食品药品检定研究院,供含量测定用,批号100270-200002);十二烷基磺酸钠(SDS,中国医药集团化学试剂有限公司);泊洛沙姆188(F68,巴斯夫有限公司);羟丙甲纤维素(HPMCE5,美国陶氏化学公司)。
2方法与结果
2.1纳米混悬剂的制备
将适量稳定剂加至蒸馏水100ml中,超声至完全溶解。100r/min搅拌下缓慢加入经气流粉碎的1(平均粒径5μm),继续搅拌10min,得初混悬液;然后倒入介质研磨机进料斗,照设定转速和时间进行研磨。
2.2粒径及电位的测定
取1纳米混悬剂稀释至20μg/ml,置激光粒度仪的样品池中,25℃下测定纳米混悬剂的粒径、多分散系数(PDI)及电位。
2.3单因素试验优化处方
2.3.1稳定剂浓度对粒径及稳定性的影响
分别取F68与HPMC(1∶1)的混合物0.1、0.2、0.4g(即浓度为0.1%、0.2%和0.4%),SDS0.05g,溶于水100ml中,作为稳定剂,各加入10.2g(即药物浓度为0.2%)。采用0.1mm粒径的氧化锆珠,在4000r/min转速下研磨15min,制备1纳米混悬剂。将制得的纳米混悬剂室温避光放置10d,考察样品稳定性。结果见图1。
在考察的浓度范围内,稳定剂浓度对粒径的影响并不显著;但可影响PDI和电位。稳定剂浓度为0.1%和0.2%的样品放置10d会出现少量沉淀,其他样品则均一稳定。当稳定剂浓度为0.4%时,粒径及PDI都能达到要求,制备的混悬体系在10d内也较稳定,故选用。
2.3.2F68/HPMC比例的影响
取F68/HPMC质量比分别为1∶5、1∶3、1∶1、3∶1和5∶1的混合物,其他条件同上“2.3.1”项,制备1纳米混悬剂。考察各样品室温放置10d的稳定性。结果见图2。F68/HPMC比例为5∶1时样品的粒径和PDI较大,放置5d出现少量沉淀,放置10d出现大量沉淀;当F68比例较低时,制备的1纳米混悬剂粒径和PDI较小,但F68/HPMC比例为1∶5的样品放置后会出现少量沉淀,故F68/HPMC的优化比例为1∶3。
2.3.3药物浓度的影响
在上述优化得到的稳定剂溶液100ml中分别加入10.2、0.4和0.8g。其他条件同“2.3.1”项,制备1纳米混悬剂。室温放置10d,考察样品稳定性。结果见图3。
药物浓度为0.2%和0.4%时对1纳米混悬剂的粒径没有显著影响,但浓度增加到0.8%时,粒径和PDI都显著增大。1浓度为0.4%的样品放置10d出现少量沉淀,浓度为0.8%的样品放置10d则出现大量沉淀。故优选的药物浓度为0.2%。
2.4单因素试验优化工艺
照“2.3”项下的优化结果制备1纳米混悬剂,倒入介质研磨机进料斗,加入不同粒径的氧化锆珠,在不同转速下研磨不同时间,考察工艺参数对制品粒径及PDI的影响。
2.4.1氧化锆珠粒径
分别采用0.3和0.1mm的氧化锆珠,转速4000r/min研磨15min。结果所得纳米混悬剂粒径为(1103.4±30.6)和(295.6±13.4)nm(n=3)。因此
介质研磨法制备尼莫地平纳米混悬剂
介质研磨法制备尼莫地平纳米混悬剂
选用0.1mm的氧化锆珠。
2.4.2转速
采用0.1mm氧化锆珠,分别在2500、3500、4000和4500r/min条件下研磨15min。所得纳米混悬剂的粒径和PDI结果见图4。随转速增大,制品粒径和PDI逐渐变小,但增加到4500r/min时粒径反而增大,原因可能是转速过高时粒子的机械运动加强、产热加速,使粒子聚集加速。另外,转速
越快也会使氧化锆珠之间的碰撞加剧,导致温度上升,可能对药物的稳定性产生不利影响,且影响仪器寿命。因此,转速选择4000r/min。
2.4.3研磨时间
采用0.1mm氧化锆珠,在4000r/min条件下分别研磨5、10、15、30和45min,测定纳米混悬剂的粒径和PDI。结果见图5。随研磨时间的延长,粒径和PDI呈现先减少后增加的趋势。研磨时间过长,不但增加能耗,还会影响氧化锆珠的寿命。因此研磨时间定为15min。
介质研磨法制备尼莫地平纳米混悬剂
2.5工艺重现性研究
照“2.3”和“2.4”项下的优化结果制备3批
1纳米混悬剂,结果3批制品的粒径、PDI和电位分别为(261.2±5.7)nm、0.160±0.022和(-31.6±2.6)mV。表明采用此方法制备的1纳米混悬剂重现性良好。
2.6表征
介质研磨法制备尼莫地平纳米混悬剂
2.6.11纳米混悬剂的形貌
取照优化处方和工艺制备的1纳米混悬剂1滴置铜网上,采用0.1%磷钨酸溶液负染,空气中晾干后用透射电镜观察1纳米粒子的外观形貌。结果(图6)可见,1纳米粒子为近球状晶体,分散性良好、粒子较圆润、均一性好,粒径约250nm,这与采用激光粒度仪测定的结果(见图7A)基本相符。电
位为(-32.1±0.4)mV(n=3)(见图7B),推测该体系稳定性较好。
介质研磨法制备尼莫地平纳米混悬剂
2.6.21纳米冻干粉晶型的考察
为表征纳米冻干粉中1的晶型存在状态,进行X射线衍射(XRD)及差示扫描量热(DSC)检测。
1冻干纳米粉的制备:取照优化处方和工艺制
备的1纳米混悬剂2ml置10ml西林瓶中,置冷冻干燥机搁板上,于搁板温度20℃、冷阱温度-50℃、真空度0.1mbar的条件下冷冻干燥40h。XRD分析:采用Cu靶Kα射线;电压40kV,电流40mA,扫描角度3~45°,扫描速率8.0°/min。

对1原药、各辅料及1冻干纳米粉进行测定。结果见图8。
XRD分析表明,药物和辅料的物理混合物中有原药的特征衍射峰,表明辅料的存在不会影响药物的结晶型态;在冻干纳米粉的XRD图谱中也可见与1原药相同、但强度有所减小的特征衍射峰,表明经研磨和干燥过程后药物仍以晶型状态存在。

DSC分析条件:坩埚类型铝坩埚(针刺穿孔);升温速度10℃/min;吹扫气高纯氮,20ml/min;保护气高纯氮,60ml/min。对1原药、各辅料及1冻干纳米粉进行测定,以进一步确定1在冻干纳米粉中的物理形态。结果见图9。可见,1原药在约125℃处有一个明显的特征峰;物理混合物中也能明显看到该特征峰。对于冻干纳米粉,药物的特征吸热峰依然存在。结合XRD的结果可判断,利用介质研磨法和冷冻干燥制备的1纳米冻干

粉中药物仍以晶型状态存在。
2.71纳米冻干粉饱和溶解度的测定
2.7.1色谱方法
色谱条件:色谱柱DiamonsilC18柱(4.6mm×250mm,5μm);流动相甲醇∶乙腈∶水(35∶38∶27);检测波长237nm;流速1.0ml/min;柱温40℃;进样量20μl。线性范围及方法学研究:1浓度c在5~
51μg/ml范围与峰面积A呈良好线性关系(标准曲线方程为A=72494c+6062,R2=0.9999)。日内RSD分别为0.24%、0.20%和0.17%(n=3);日间RSD分别为0.20%、0.34%和0.16%(n=3)。回收率为(98.88±0.10)%、(99.84±0.73)%和(99.33±0.38)%(n=3)。
2.7.2饱和溶解度的测定
将过量1原药和1纳米冻干粉分别加至蒸馏水中,室温(25℃)下以100r/min的频率连续振摇72h。为避免稳定剂对1增溶作用的影响,另设配以与纳米冻干粉相同种类及比例稳定剂的原药组,同法处理。平衡72h后,取各饱和溶液5ml,离心(10625×g)10min,取上清液过0.45μm微孔滤膜,续滤液再采用0.05μm滤膜过滤,吸取续滤液进样测定,记录峰面积,计算饱和溶解度。结果见表1。
1原药在水中的溶解度非常低,辅料对增大1溶解度有一定作用,但不明显。制成冻干纳米粉后1的饱和溶解度较原药提高了近60倍,该结果验证了的关系,当粒径降至纳米级别时,其饱和溶解度会随其粒径减小而显著增大。
3讨论
介质研磨法操作简单、效率高、工艺重现性好,工业生产中利用广泛。目前,利用纳米结晶技术上市的10个产品中有9个采用介质研磨法制备[6,7]。根据Ostwald-Freundlich方程,粒径减小至微米甚至纳米级时,药物的饱和溶解度会显著增大;
同时,由于粒径小、比表面积大、表面自由能大,粒子易相互碰撞而聚集。因此,筛选合适的稳定剂至关重要。本研究联合使用了立体稳定剂(F68和HPMC)和静电稳定剂(SDS),制备了粒径较小且稳定的纳米混悬剂。工艺重现性研究结果表明,所得纳米混悬剂批间差异较小、重现性良好。优化后纳米冻干粉溶解度较原药提高了近60倍。Kelvin和Ostwald-Freundlich方程中粒径与溶解度