文章信息
- 林芸, 邓秀平, 刘晏玲, 谢昊楠, 焦国瑞, 刘志东, 王佳
- LIN Yun, DENG Xiuping, LIU Yanling, XIE Haonan, JIAO Guorui, LIU Zhidong, WANG Jia
- β-环糊精与凝胶型二氧化硅包载冰片性能的比较研究
- Comparative study on the loading performance of borneol by β-cyclodextrin and silica gel
- 天津中医药大学学报, 2025, 44(10): 891-896
- Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2025, 44(10): 891-896
- http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2025.10.05
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文章历史
收稿日期: 2025-06-06
2. 天津中医药大学, 现代中药发现与制剂技术教育部工程研究中心, 天津 301617;
3. 天津同仁堂集团股份有限公司, 天津 300385
2. Engineering Research Center of Modern Chinese Medicine Discovery and Preparation Technique, Ministry of Education, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 301617, China;
3. Tianjin Tongrentang Group Co. Ltd., Tianjin 300385, China
冰片分为天然冰片和合成冰片两种,天然冰片是由樟科植物樟Cinnamomum camphora(L.)Presl的新鲜枝、叶经提取加工制成,合成冰片是通过樟脑和松节油等利用化学合成方法得到的加工品[1]。西医研究表明冰片具有抗炎镇痛、抗菌[2]、抗病毒、保护心脑[3]、双向调节神经系统[4]等作用。但冰片味辛苦、性寒,直接入药容易刺激胃肠道黏膜[5],出现恶心、呕吐、胃痛等胃肠道不良反应[6-7],同时冰片易挥发,物理化学性质不稳定,长期储存难以保证产品质量[8]。因此,寻找合适的辅料包载冰片,提高其稳定性和生物利用度,是中药制剂研究中的重要课题。
β-环糊精(β-CD)是目前常用的冰片包合辅料,它能增加冰片稳定性,防止冰片挥发,同时起到掩盖味道作用[9-11],但在制备过程中存在辅料用量大、制备周期较长等问题[12]。凝胶型二氧化硅SYLOID 244FP作为一种新型无机非金属材料,其化学性质稳定,具有粒径小、面积大、孔隙多等特点[13],在高效隔热保温、过滤、传感、医药等领域具有广阔应用前景[14-16]。相较于β-CD,SYLOID 244FP包载冰片操作简便、耗时短,且质量相同的条件下可以包载更多药物。因此,本研究尝试采用β-CD和SYLOID 244FP对冰片进行包合或吸附处理,通过傅里叶红外光谱法(FT-IR)、差示扫描量热法(DSC)等物相表征技术明确冰片的存在形式,并从含量、体外溶出速率及稳定性等方面进行比较研究,为冰片在中药制剂的应用开发提供更多选择。实验所使用的β-CD和SYLOID 244FP均以激活状态“A”在国家药品监督管理局药品审评中心“原料药、药用辅料和药包材登记信息公示”登记平台公示,其质量、安全及功能满足药品制剂需要。
1 材料 1.1 仪器Agilent 7890B型气相色谱仪,美国安捷伦公司;KQ-400KDE型高功率数控超声波清洗器,昆山市超声仪器有限公司;RET basic磁力搅拌器,德国IKA集团;程控电热鼓风干燥箱BGZ-146,上海博讯生物医疗仪器股份有限公司;粉体流动性测定仪,美国brookfield公司;综合药品稳定性实验箱,重庆康诚永生试验设备有限公司;RC806D溶出实验仪,天津市天大天发科技有限公司。
1.2 试剂与药物冰片对照品(批号J18JJ7S99015),质量分数≥ 98%,上海源叶生物科技有限公司;水杨酸甲酯(批号110707-202116),质量分数为100%,中国食品药品检定研究所;合成冰片(批号S23184-100g),质量分数≥ 55%,上海源叶生物科技有限公司;β-环糊精,批号220312,安徽山河药用辅料股份有限公司;凝胶型二氧化硅SYLIOD 244FP,批号10003939907,美国格雷斯公司;色谱级无水乙醇,天津市康科德有限公司。
2 方法与结果 2.1 制剂包封率测定方法的建立 2.1.1 气相色谱条件采用气相色谱(Agilent 7890B)分离/不分离进样口和火焰离子化检测系统(FID),在以下操作条件下对冰片进行定量分析:色谱柱DB-624毛细管柱(30 m×0.25 mm×1.40 μm),氮气作为载气,流量为2.0 mL/min,进样器温度为180 ℃,烘箱开始在70 ℃(保持2 min),以40 ℃/min的速率升至150 ℃,再以4 ℃/min的速率升至190 ℃(保持2 min),分流进样,分流比为10∶1,进样量为1 μL,检测器温度为250 ℃。
2.1.2 对照品溶液的制备取水杨酸甲酯适量,精密称定,加入无水乙醇制成质量浓度为0.5mg/mL的内标溶液。
取冰片对照品适量,精密称定,置于2 mL容量瓶中,加入无水乙醇适量使其溶解,无水乙醇定容,摇匀,制成1.16 mg/mL冰片对照品储备液。将冰片对照品储备液和内标溶液按照比例稀释成质量浓度分别为0.58、0.25 mg/mL的对照品溶液。
2.1.3 供试品溶液的制备精密称取样品0.1 g于50 mL锥形瓶中,精密加入无水乙醇10 mL,密封超声(功率400 W,频率100 kHz)30 min,补足缺失质量,10 000 r/min离心5 min(离心半径为86 mm),取上清液,精密量取0.5 mL上清液于2 mL容量瓶中,加入内标溶液1 mL,无水乙醇定容,滤过,取滤液,即得。
2.1.4 精密度实验精密吸取冰片对照品溶液按照“2.1.1”项下色谱条件连续进样6次,记录冰片与内标色谱峰的相对峰面积,计算其RSD为0.05%,说明仪器精密度良好。
2.1.5 重复性实验按照“2.1.3”项下方法制备供试品溶液6份,按照“2.1.1”项下色谱条件进样分析,RSD为1.76%,表明该方法重复性良好。
2.1.6 稳定性实验取1份样品,按照“2.1.3”项下方法制备供试品溶液,在室温下放置,分别在0、2、4、8、10、12 h进样测定,记录冰片色谱峰与内标色谱峰的相对峰面积,计算其RSD为0.16%,表明供试品溶液在12 h内稳定。
2.1.7 线性关系考察将对照品储备液用内标稀释制备成冰片浓度分别为0.02、0.19、0.39、0.58、0.77、0.97、1.16 mg/mL的对照品混合液,按照“2.1.1”项下色谱条件进样。以冰片浓度为横坐标,以相应的对照品峰面积与内标峰面积之比为纵坐标进行线性回归,得到冰片回归方程为y=2.800 5x-0.016 2,R2=0.999 5。
2.1.8 准确度实验取已测含量的样品9份,每3份为1组,按照“2.1.3”项下方法破坏,精密量取0.5 mL上清液于2 mL容量瓶中,分别精密加入冰片对照品溶液,再加入无水乙醇定容,得到供试品溶液,在上述色谱条件下进样,测定冰片含量,计算回收率,平均回收率为102.30%,RSD分别为0.19%、0.83%、0.85%。
2.1.9 包封率和收率冰片的包封率为包合效果的关键指标,且产物收得率在工业生产中具有经济意义,故分别以包封率和收得率作为评价指标,对制剂工艺进行综合评价。采用内标法测定制剂中冰片含量,进而计算冰片包封率,公式如下:
| $ \text { 包封率 }=\frac{\text { 制剂中冰片的含量 }(\mathrm{g})}{\text { 冰片投入量 }(\mathrm{g})} \times 100 \% \text { 。} $ |
包合物经干燥后,精密称取质量,计算包合物收得率,公式如下:
| $ \text { 收得率 }=\frac{\text { 制剂质量 }(\mathrm{g})}{\text { 辅料投入量 }(\mathrm{g})+\text { 片投入量 }(\mathrm{g})} \times 100 \% \text { 。} $ |
采用饱和水溶液法制备β-CD冰片包合物,称取一定质量的β-CD溶于纯水中制成饱和水溶液,缓慢加入适量用无水乙醇溶解的冰片,冰片和β-CD的质量比为1∶4、1∶6、1∶8,恒温搅拌至一定时间后冷却至室温,置5 ℃冰箱中冷藏24 h,减压抽滤,以少量纯水洗涤后再以30%乙酸乙酯洗涤,待乙酸乙酯挥发完全后置烘箱中40 ℃干燥24 h,即得。3种不同比例的β-CD冰片包合物收率分别为93.27%、94.37%、73.21%,包封率分别为68.80%、93.62%、90.26%。综合考虑收率和包封率,确定冰片和β-CD质量比为1∶6,以下实验均以该比例的β-CD冰片包合物进行比较研究。
2.2.2 SYLIOD 244FP冰片复合物的制备采用直接加入法进行SYLIOD 244FP复合物的制备,取SYLOID 244FP适量,加入用无水乙醇溶解的冰片,冰片和SYLOID 244FP的质量比为1∶1、3∶2、2∶1,搅拌一定时间后,置烘箱中40 ℃干燥4~6 h,即得。3种不同比例的SYLOID 244FP冰片复合物收率分别为90.17%、89.73%、89.87%,包封率分别为83.64%、85.97%、79.96%。综合考虑,确定冰片和SYLOID 244FP质量比为1∶1,以下实验均以该比例的SYLOID 244FP冰片复合物进行比较研究。
2.3 物相表征 2.3.1 FT-IR取合成冰片、β-CD、SYLIOD 244FP、物理混合物及冰片制剂适量,采用溴化钾压片法进行FT-IR分析,扫描范围为500~4 000/cm,扫描结果见图 1、图 2。结果显示合成冰片3 319/cm处有-OH的伸缩振动峰,2 948/cm处有-CH的伸缩振动峰,1 400~1 200/cm处有-C-H的弯曲振动峰,1 200~1 000/cm处有C-O-H伸缩振动引起的振动峰[17],经β-CD、SYLIOD 244FP包合或吸附后在2 800~3 200/cm和1 400~1 000/cm处的吸收峰明显减弱或消失,总体峰形与β-CD、SYLIOD 244FP的谱图相似,说明冰片的特征峰被β-CD、SYLIOD 244FP屏蔽,红外振动受到限制,物理混合物同时存在辅料和冰片红外吸收峰,进一步说明新物相的形成。
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| 注:a,β-CD环糊精;b,冰片;c,β-CD冰片包合物;d,β-CD冰片物理混合物。 图 1 冰片、β-CD冰片包合物及物理混合物的FT-IR谱图 |
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| 注:a,SYLOID 244FP;b,冰片;c,SYLOID 244FP冰片复合物;d,SYLOID 244FP冰片物理混合物。 图 2 冰片、SYLOID 244FP冰片复合物及物理混合物的FT-IR谱图 |
取合成冰片、β-CD、SYLIOD 244FP、物理混合物及冰片制剂适量进行DSC分析,扫描条件为以空氧化铝(Al2O3)坩埚为空白参照物,另一坩埚中加入待测物质,扫描范围为0~300 ℃,升温速率为10 ℃/min,从6种物质的热力学效应可知,冰片在56.1 ℃处出现吸收峰,说明合成冰片发生了熔融现象,在181.4~205.2 ℃出现1个宽而高的吸收峰,系其吸热转化成气态所致[8]。β-CD冰片包合物只有1个在62~97 ℃的宽吸收峰,与β-CD的DSC曲线类似[18],但SYLOID 244FP冰片复合物中冰片的特征吸收峰虽然大幅度弱化,但是对应位置仍然存在冰片特征峰吸收,说明不同于冰片在β-CD的包埋状态,冰片更偏向于简单混合吸附在SYLIOD 244FP空腔。见图 3、图 4。
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| 注:a,β-CD环糊精;b,冰片;c,β-CD冰片包合物;d,β-CD冰片物理混合物。 图 3 冰片、β-CD冰片包合物及物理混合物的DSC谱图 |
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| 注: a, SYLOID 244FP; b, 冰片; c, SYLOID 244FP冰片复合物; d, SYLOID 244FP冰片物理混合物。 图 4 冰片、SYLOID 244FP冰片复合物及物理混合物的DSC谱图 |
取β-CD冰片包合物和SYLOID 244FP冰片复合物适量(n=3),按照“2.1.3”项下方法进行处理,进样,气相色谱法(GC)测定。结果显示β-CD冰片包合物冰片平均含量为11.57%,SYLOID 244FP冰片复合物平均含量为46.32%。
2.4.2 溶解度测定将过量的冰片、β-CD冰片包合物和SYLOID 244FP冰片复合物置于装有5 mL纯水的西林瓶中,平行3份,于25 ℃以100 r/min(离心半径10 cm)恒温振荡72 h,用0.22 μm微孔滤膜过滤,精密吸取1 mL滤液,加入含内标水杨酸甲酯的乙酸乙酯溶液1 mL,涡旋混匀10 min,置离心机中10 000 r/min离心10 min(离心半径10 cm),取上层乙酸乙酯溶液进样,测定冰片含量。结果显示,冰片、β-CD冰片包合物和SYLOID 244FP冰片复合物的平衡溶解度分别为0.29、0.02、0.28 mg/mL,冰片被β-CD包载后,溶解度降低至原来的1/15;经SYLOID 244FP包载后,溶解度与未包载前无明显差异。
2.4.3 体外溶出度考察分别称取适量冰片、β-CD冰片包合物、SYLOID 244FP冰片复合物,其中冰片含量均为50 mg。按照《中华人民共和国药典》(2020年版4部)溶出度与释放度测定法第1法,以纯水作为溶出介质,水浴温度为(37±0.5)℃,篮转速为100 r/min,在密闭条件下于5、10、20、30、45、60、120 min经0.8 μm的微孔滤膜滤过取样,取样量为2.0 mL,同时补加2.0 mL同温介质。精密吸取1 mL滤液,加入含内标水杨酸甲酯的乙酸乙酯溶液1 mL,涡旋混匀10 min,置离心机中10 000 r/min离心10 min(离心半径10 cm),取上层乙酸乙酯溶液进样测定冰片含量。以样品中实际含量为100%,计算冰片的累积溶出百分率。结果显示,SYLOID 244FP冰片复合物和β-CD冰片包合物的累积溶出度均高于冰片,说明冰片经SYLOID 244FP、β-CD包合或吸附后体外溶出速率显著提高,且SYLIOD 244FP处理效果优于β-CD。见图 5。
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| 图 5 冰片及冰片制剂的体外溶出曲线图 |
分别称取适量冰片、β-CD冰片包合物、SYLOID 244FP冰片复合物若干份,置于敞口西林瓶中,在40 ℃恒温箱内,相对湿度75%条件下放置2周,于第0、1、4、7、14天取样测定。结果显示,冰片及SYLOID 244FP冰片复合物在温度40 ℃、相对湿度75%的条件下第14天冰片含量下降近100%,而β-CD冰片包合物冰片含量仅为5%左右,说明冰片经β-CD包合后可以显著提高其稳定性,而SYLOID 244FP包载后无增益效果。见表 1。
| % | |||||||||||||||||||||||||||||
| 时间 | 冰片相对含量 | ||||||||||||||||||||||||||||
| 冰片 | β-CD冰片包合物 | SYLOID 244FP冰片复合物 | |||||||||||||||||||||||||||
| 第0天 | 100.00 | 100.00 | 100.00 | ||||||||||||||||||||||||||
| 第1天 | 84.06 | 99.00 | 87.32 | ||||||||||||||||||||||||||
| 第4天 | 74.33 | 100.42 | 58.12 | ||||||||||||||||||||||||||
| 第7天 | 13.43 | 98.92 | 12.85 | ||||||||||||||||||||||||||
| 第14天 | 0.00 | 92.88 | 1.91 | ||||||||||||||||||||||||||
采用粉体流动性测定仪对冰片、β-CD冰片包合物、SYLOID 244FP冰片复合物进行流动性分析,其中斜率可以反映粉粒间动态的摩擦系数大小。斜率越大,摩擦系数越大,粉体流动性越差。堆密度可以用于表征粉末共混物的流动性[19]。结果显示,冰片经SYLOID 244FP包合后,其流动性增强,但β-CD会使冰片流动性降低。同时,β-CD包合或SYLOID 244FP吸附都可以改变冰片的晶体形态,使其无定形化,提高堆密度。见表 2。
| 冰片种类 | 斜率 | 堆密度(kg/m3) |
| 冰片 | 0.31 | 151.1 |
| β-CD冰片包合物 | 0.42 | 174.5 |
| SYLOID 244FP冰片复合物 | 0.14 | 191.4 |
本研究发现,β-CD和SYLOID 244FP均能较好地包载冰片,但两者在包载能力和效能上存在差异。SYLOID 244FP具有较高的包封率和更快的体外溶出速率,β-CD冰片包合物则表现出更强的稳定性。本研究还发现,尽管SYLOID 244FP的包封率高,但在加速稳定性实验中并未对冰片的稳定性产生显著增益效果。冰片经β-CD包合后稳定性虽然明显提高,但是溶解度大幅下降,提示在选择辅料时,需要综合考虑包封率、溶解度、溶出速率及稳定性等多种因素。
实验发现冰片经β-CD包合后溶解度明显下降,却表现出优于冰片自身的溶出速率,可能是因为体外溶出实验所有制剂的冰片浓度远小于各冰片制剂的平衡溶解度,同时溶解度测定是长时间的药物平衡,而体外溶出度考察是短时间药物释放的变化,故两者结果没有冲突。
最后,本研究通过比较β-CD和SYLOID 244FP两种辅料包载冰片的能力和效能,揭示了它们在冰片制剂中的不同优势和潜在应用价值。
1)提高冰片制剂的稳定性和生物利用度:冰片作为一种常用的中药成分,具有多种药理作用,但其易挥发、物理化学性质不稳定的特性限制了其在药物制剂中的应用。本研究发现,β-CD能够显著提高冰片的稳定性,防止其挥发,从而延长制剂的保质期,提高生物利用度。这对于开发长期稳定的冰片制剂具有重要意义。
2)开发速效制剂:SYLOID 244FP作为一种新型无机非金属材料,具有粒径小、面积大、孔隙多等特点,能够快速释放药物。本研究发现,SYLOID 244FP包载的冰片具有较快的体外溶出速率,适用于开发速效制剂。这对于提高药物疗效、缩短治疗时间具有重要意义[20]。同时,SYLOID 244FP在质量相同的条件下可以包载更多冰片,在筛选合适的包材及提高患者依从性方面改善显著。
3)为冰片制剂的制备提供科学依据:本研究通过系统的实验设计和科学的分析方法,对β-CD和SYLOID 244FP包载冰片的能力和效能进行了全面比较。这为冰片制剂的制备提供了科学依据,有助于指导药物制剂的研发和生产[21]。
4)推动中药现代化和国际化进程:本研究通过对冰片制剂开展研究,推动了中药现代化和国际化进程。通过优化制剂性能,提高药物质量和疗效,有助于中药在国际市场上的推广和应用。
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2025, Vol. 44


