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CN116898820A - 一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法 - Google Patents

一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法 Download PDF

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CN116898820A
CN116898820A CN202310856811.0A CN202310856811A CN116898820A CN 116898820 A CN116898820 A CN 116898820A CN 202310856811 A CN202310856811 A CN 202310856811A CN 116898820 A CN116898820 A CN 116898820A
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刘洪斌
黄天强
何达
许崇礼
马郑
黄治民
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Zhejiang Arthur Pharmaceutical Co ltd
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Abstract

本发明提供一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的制备方法,涉及药物制剂技术领域。所述制备方法为将环孢素与聚乙烯吡咯烷酮溶解于乙醇,通过静电纺丝喷雾制备环孢素固体分散体,以此为基础,通过挤出滚圆的方式,制备环孢素微丸,最终通过灌装,制备成胶囊。本发明克服了现有技术的不足,基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体,工艺稳定,能很好起到增溶的作用,1h内的药物释放稳定,无难以溶出的现象出现,在体内外能达到良好的溶出和生物利用度。

Description

一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法
技术领域
本发明涉及药物制剂技术领域,具体涉及一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法。
背景技术
环孢素(Cyclosporine,CA),又称为环孢素A,是由11个氨基酸组成的环状多肽(结构式如图8所示),是一种从丝状真菌培养液中分离出的环肽。属于第三代高效、强效免疫抑制剂。临床上主要用于肝、肾以及心脏移植的抗排异反应,与肾上腺皮质激素同用,治疗免疫性疾病。
目前CA主要剂型包括注射剂、口服液和软胶囊(均为RLD/RS),1990年FDA批准的是CA的第一个口服制剂,被公认为第一个肽口服剂型。1995年诺华公司开发并获批了CA的改良产品/>(口服液和软胶囊)。
CA在临床应用中一直存在生物利用度低的问题,主要原因是CA为难溶性药物,溶解性能不佳,导致药物生物利用度较低。目前临床使用的CA制剂中加入了大量增溶剂聚氧乙烯蓖麻油(Cremophor EL),易导致胆汁淤积,过敏反应,肝肾毒性等。
口服CA生物利用度很低,主要原因包括:(1)CA高规则的环状结构,导致其水溶性和肠道渗透性很差;(2)细胞膜上存在P-糖蛋白能够能量依赖性的将CA泵出细胞外;(3)肝的首过效应。
固体分散体技术系指难溶性药物以微粒、微晶或分子状态等形式均匀分散在固态载体材料中的技术。固体分散体技术的特点是通过增大药物比表面积、抑制药物聚集与结晶等作用,提高难溶性药物的溶解度和溶出速率,促进药物的溶出和吸收。固体分散体常用的载体有聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇(PEG)、三甲基壳聚糖(TMC)等。
环孢素固体分散体能够有效提升药物的溶解度,现有可工业化生产的技术对制备环孢素的固体分散体大多采用高温的方式,如专利号CN202110495284.6公开的“一种环孢素固体分散体及其片剂制备方法”则是采用热熔挤出的方法来制备固体分散体;专利号CN200410016445.5公开的“环孢素A固体分散体及其制备方法”则是分别通过溶剂法、溶剂-熔融法、研磨法、喷雾干燥法、冷冻干燥法制备环孢素A固体分散体,虽然能够得到良好溶解性的药物,但是整体制备过程复杂,且容易造成药物损耗。
静电纺丝技术即聚合物喷射静电拉伸纺丝法。基本原理(如图9所示)是将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电,带电的聚合物液滴在电场力的作用下在毛细管的Taylor锥顶点被加速。当电场力足够大时,聚合物液滴克服表面张力形成喷射细流。细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化,最终落在接收装置上,形成类似非织造布状的纤维毡。通过该方法可以将聚合物溶液或熔融的聚合物纺成丝,该方法最早是由Forrnhals于1934年创立的,相比于传统的纺丝方法,比如干法,湿法或熔融纺丝等,静电纺成的丝其直径可减小100倍,通常为几百纳米到几个微米。由于静电纺丝工艺制备过程中在无水、低温条件下作业,也没有添加表面活性剂和乳化剂,有望极大促进蛋白类、肽类药物在制备过程中的活性保持。
静电纺丝技术在生物医学领域中也有应用,主要是采用静电纺丝技术实现理想包封和负载多种药物,通过调整支架对药物的释放,发挥良好的抗癌、抗感染以及诱导细胞分化等作用,即通过静电纺丝技术来达到药物缓释的目的,现阶段对于静电纺丝技术在药物制备领域的应用液越来越多,但目前为止,现有文献还未有公开静电纺丝用于难溶药物的增溶性研究。
发明内容
针对现有技术不足,本发明提供一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体(CSD)的方法,本发明基于静电纺丝技术制备CSD,进而制备环孢素固体分散体微丸(CSP),此工艺稳定,对CA能很好起到增溶的作用,1h内的药物释放稳定,无难以溶出的现象出现,在体内外能达到良好的溶出和生物利用度。
为实现以上目的,本发明的技术方案通过以下技术方案予以实现:
一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法,所述制备环孢素固体分散体的方法包括以下步骤:
(1)混合溶解:将环孢素和聚乙烯吡咯烷酮混合于乙醇溶液中搅拌溶解,制得混合液,备用;
(2)静电纺丝:采用静电纺丝仪将上述混合液进行静电纺丝处理,得环孢素固体分散体备用;
(3)微丸制备:将环孢素固体分散体与稀释剂混合进行制粒,再通过挤出滚圆的方式制备环孢素固体分散体微丸;
(4)胶囊制备:将上述环孢素固体分散体微丸通过灌装制备成胶囊。
优选的,所述步骤(1)中环孢素和聚乙烯吡咯烷酮混合的重量比为(35~65):(65~35)。
优选的,所述聚乙烯吡咯烷酮型号包括K15、K30、K60、K90、VA64。
优选的,所述步骤(2)中静电纺丝的的工作电压为0~20kV,溶液流量为0.1~2.2mL/min,接收距离为1~23cm,溶液浓度为15%~45%,工作环境温度为10~30℃,相对湿度为30%~60%。
优选的,所述步骤(3)中稀释剂包括崩解剂和粘合剂。
优选的,所述崩解剂包括干淀粉及其衍生物、羟丙基淀粉、羧甲基淀粉钠、低取代-羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钙、羧甲基纤维素钙、交联聚维酮、海藻酸钠及海藻酸的其它盐类、表面活性剂类、泡腾崩解剂类中的任意一种或任意多种的混合物。
优选的,所述粘合剂包括淀粉浆、蔗糖溶液、葡萄糖溶液、聚乙烯醇、纤维素衍生物、聚维酮、明胶、聚乙二醇中的任意一种或任意多种的混合物。
优选的,所述步骤(3)中制粒的方式为湿法制粒,且制粒时间为1~5min,加浆比例为12%~22%。
优选的,所述步骤(3)中挤出滚圆的挤出转速为5~25rpm,滚圆转速为300~1700rpm。
优选的,所述步骤(3)中环孢素固体分散体微丸的粒径范围(D90)在0.202~0.377mm。
本发明提供一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法,与现有技术相比优点在于:
(1)创造性的采用静电纺丝和固体分散体原理相结合的方式制备CSD,为肽类药物的活性保持和增加生物利用度提供可行的方法,采用本发明的方法制备CSD,进而制备CSP,此工艺稳定,对CA能很好起到增溶的作用,1h内的药物释放稳定,无难以溶出的现象出现,在体内外能达到良好的溶出和生物利用度。
(2)本发明基于静电纺丝技术制备的CSP产品增加了CA的溶解度,避免使用其他辅料增溶技术对身体的伤害,且静电纺丝技术通过电场作用,挥发溶剂的同时保持了肽类药物在制备过程中的活性;同时本发明微丸粒度小(<0.5mm),胃肠道转运不受胃幽门闭合限制,不受胃肠挤压,转运速度稳定,受食物的影响小,药代动力学个体差异小;最后本发明制得的制剂属于多单元释放,每粒胶囊可填充成百上千粒微丸,而每个微丸都是一个独立的释药单元,有利于增加药物的生物利用度,更安全有效。
附图说明:
图1为CSP(CA:PVP=50:50)SEM图;
图2为不同CA和PVP比例的CSD晶型衍射对比图;
图3为不同CA和PVP比例的CSP在pH 1.0介质中的溶出对比图;
图4为不同CA和PVP比例的CSP在pH 4.5介质中的溶出对比图;
图5为不同CA和PVP比例的CSP在pH 6.8介质中的溶出对比图;
图6为不同CA和PVP比例的CSP在水介质中的溶出对比图;
图7为不同CA和PVP比例的CSD与CA在SD大鼠体内药时曲线(n=8);
图8为环孢素化学结构式示意图;
图9为静电纺丝基本原理示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合本发明实施例对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1:
25mg规格的CSP(胶囊)的制备:
1、处方信息如下表1:
表1
2、制备方法:
(1)将约300g CA和约557g聚乙烯吡咯烷酮K30按照重量比35:65,溶于900mL乙醇中,磁力搅拌30min,备用;
(2)静电纺丝仪工作电压为15kV,溶液流量为1.5mL/min,接收距离为17cm,溶液浓度为33%,工作环境温度:10~30℃,相对湿度:45%~55%,制备CSD;
(3)约75g蔗糖以225g纯化水溶解配置成蔗糖溶液(浓度:33.3%),称取约714g固体分散体(约250g CA)、658g微晶纤维素、52.5g交联羧甲纤维素钠湿法制粒机内预混合5min,通过喷雾方式加入蔗糖溶液,制备软材,制粒时间3min,软材通过挤出滚圆制备成合适粒径的CSP,挤出转速:15rpm;滚圆转速:1300rpm,经流化床干燥后,获得CSP,其粒径范围(D90)在0.276mm。
(4)CSP按照150mg重量,灌装2号胶囊,即得。
实施例2:
100mg规格的CSP(胶囊)的制备
1、处方信息如下表2所示:
表2
2、制备方法:
(1)将约600g CA和约600g聚乙烯吡咯烷酮K30按照重量比50:50,溶于2000mL乙醇中,磁力搅拌80min,备用;
(2)静电纺丝仪工作电压为15kV,溶液流量为2.2mL/min,接收距离为23cm,溶液浓度为30%,工作环境温度:10~30℃,相对湿度:30%~50%,制备CSD;
(3)约75g蔗糖以300g纯化水溶解配置成蔗糖溶液(浓度:25.0%),称取约1000g固体分散体(约500g CA)、372.5g微晶纤维素、52.5g交联羧甲纤维素钠湿法制粒机内预混合5min,通过喷雾方式加入蔗糖溶液,制备软材,制粒时间5min,软材通过挤出滚圆制备成合适粒径的CSP,挤出转速:25rpm;滚圆转速:1700rpm,经流化床干燥后,获得CSP,其粒径范围(D90)在0.377mm。
(4)CSP按照300mg重量,灌装0号胶囊,即得。
实施例3:
25mg规格的CSP(胶囊)的制备
1、处方信息如下:
表3
2、制备方法:
(1)将约300g CA和约161.6g聚乙烯吡咯烷酮K90按照重量比65:35,溶于850mL乙醇中,磁力搅拌45min,备用;
(2)静电纺丝仪工作电压为11kV,溶液流量为1.3mL/min,接收距离为16cm,溶液浓度为35.3%,工作环境温度:10~30℃,相对湿度:40%~50%,制备CSD;
(3)约60g葡萄糖以270g纯化水溶解配置成葡萄糖溶液(浓度:22.2%),称取约384.6g固体分散体(约250g CA)、544.5g微晶纤维素、450.9g预胶化淀粉、60g低取代-羟丙基纤维素湿法制粒机内预混合7min,通过喷雾方式加入葡萄糖溶液,制备软材,制粒时间3min,软材通过挤出滚圆制备成合适粒径的CSP,挤出转速:18rpm;滚圆转速:1500rpm,经流化床干燥后,获得CSP,其粒径范围(D90)在0.308mm。
(4)CSP按照150mg重量,灌装2号胶囊,即得。
实施例4:
25mg规格的CSP(胶囊)的制备
1、处方信息如下表4所示:
表4
2、制备方法:
(1)将约300g CA和约300g聚乙烯吡咯烷酮K60按照重量比50:50,溶于875mL乙醇中,磁力搅拌45min,备用;
(2)静电纺丝仪工作电压为18kV,溶液流量为1.7mL/min,接收距离为20cm,溶液浓度为34.29%,工作环境温度:10~30℃,相对湿度:30%~50%,制备CSD;
(3)约37.5g葡萄糖和37.5g淀粉以262.5g纯化水溶解配置成葡萄糖和淀粉溶液,称取约500g固体分散体(约250g CA)、456g微晶纤维素、409g乳糖、30g低取代-羟丙基纤维素、30g交联聚维酮湿法制粒机内预混合6min,通过喷雾方式加入葡萄糖和淀粉溶液,制备软材,制粒时间4min,软材通过挤出滚圆制备成合适粒径的微丸,挤出转速:16rpm;滚圆转速:1000rpm,经流化床干燥后,获得CSP,其粒径范围(D90)在0.325mm。
(4)CSP按照150mg重量,灌装2号胶囊,即得。
实施例5:
100mg规格的CSP(胶囊)的制备
1、处方信息如下表5所示:
表5
2、制备方法:
(1)将约1200g CA和约1200g聚乙烯吡咯烷酮K60按照重量比50:50,溶于7500mL乙醇中,磁力搅拌150min,备用;
(2)静电纺丝仪工作电压为19kV,溶液流量为2.2mL/min,接收距离为22cm,溶液浓度为16%,工作环境温度:10~30℃,相对湿度:35%~55%,制备CSD;
(3)约90g葡萄糖、60g聚乙烯醇以520g纯化水溶解配置成蔗糖溶液,称取约2000g固体分散体(约1000g CA)、292.5g硅化微晶纤维素、166.2g预胶化淀粉、256.5g喷雾乳糖、45g交联羧甲纤维素钠、45g羧甲基纤维素钙、45g海藻酸钠湿法制粒机内预混合5min,通过喷雾方式加入蔗糖溶液,制备软材,制粒时间5min,软材通过挤出滚圆制备成合适粒径的CSP,挤出转速:25rpm;滚圆转速:1150rpm,经流化床干燥后,获得CSP,其粒径范围(D90)在0.293mm。
(4)CSP按照300mg重量,灌装0号胶囊,即得。
实施例6:
溶出试验:采用实施例1的方法和原料,分别控制CSD重量比例:CA:PVP=35:65、50:50、65:35,制备得CSP进行溶出试验,试验选择的介质为:pH1.0、pH4.5、pH6.8、水,搅拌方式为:桨法,转速为:100rpm,介质体积:900mL,取样点设置为:5min、10min、15min、20min、30min、45min、60min、90min。
结果如图3-6所示,由图可知制备的CSP,具有良好的增溶作用,处方工艺稳定。
实施例7:
药物动力学实验:
采用实施例1的方法和原料,分别控制CSD重量比例:CA:PVP=35:65、50:50、65:35,制备得CSP进行药物动力学实验,比较了不同比例制备的CSD和CA原料药在SD大鼠体内的相对生物利用度;
实验过程为:
SD大鼠,雄性,32只,体重240±20g,随机分为4组,每组8只。实验采用单次给药方式,给药剂量为60mg/kg,眼眶取血,给药前禁食过夜,分别于0.5、1、2、3、4、6、8、10、12、24h立即抽取血浆样品,收集到肝素管内。血浆经处理后进HPLC-MS分析,药动学参数如表6、图7所示。
表6:物动力学参数(单室模型)
由表和图可知CSD明显增加了药物在体内的相对生物利用度,且CA:PVP比例越高,生物利用度越好;
其中:CA:PVP=35:65时,CSD相对于原料药的相对生物利用度为233.62%;
CsA:PVP=50:50时,CSD相对于原料药的相对生物利用度为276.26%;
CsA:PVP=65:35时,CSD相对于原料药的相对生物利用度为322.78%。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法,其特征在于,所述制备环孢素固体分散体的方法包括以下步骤:
(1)混合溶解:将环孢素和聚乙烯吡咯烷酮混合于乙醇溶液中搅拌溶解,制得混合液备用;
(2)静电纺丝:采用静电纺丝仪将上述混合液进行静电纺丝处理,得环孢素固体分散体,备用;
(3)微丸制备:将环孢素固体分散体与稀释剂混合进行制粒,再通过挤出滚圆的方式制备环孢素固体分散体微丸;
(4)胶囊制备:将上述环孢素固体分散体微丸通过胶囊填充设备制备成胶囊。
2.根据权利要求1所述的一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法,其特征在于:所述步骤(1)中环孢素和聚乙烯吡咯烷酮混合的重量比为(35~65):(65~35)。
3.根据权利要求1所述的一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法,其特征在于:所述聚乙烯吡咯烷酮型号包括K15、K30、K60、K90、VA64。
4.根据权利要求1所述的一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法,其特征在于:所述步骤(2)中静电纺丝的的工作电压为0~20kV,溶液流量为0.1~2.2mL/min,接收距离为1~23cm,溶液浓度为15%~45%,工作环境温度为10~30℃,相对湿度为30%~60%。
5.根据权利要求1所述的一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法,其特征在于:所述步骤(3)中稀释剂包括崩解剂和粘合剂。
6.根据权利要求5所述的一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法,其特征在于:所述崩解剂包括干淀粉及其衍生物、羟丙基淀粉、羧甲基淀粉钠、低取代-羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钙、羧甲基纤维素钙、交联聚维酮、海藻酸钠及海藻酸的其它盐类、表面活性剂类、泡腾崩解剂类中的任意一种或任意多种的混合物。
7.根据权利要求5所述的一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法,其特征在于:所述粘合剂包括淀粉浆、蔗糖溶液、葡萄糖溶液、聚乙烯醇、纤维素衍生物、聚维酮、明胶、聚乙二醇中的任意一种或任意多种的混合物。
8.根据权利要求1所述的一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法,其特征在于,所述步骤(3)中制粒的方式为湿法制粒,且制粒时间为1~5min,加浆比例为12%~22%。
9.根据权利要求1所述的一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法,其特征在于,所述步骤(3)中挤出滚圆的挤出转速为5~25rpm,滚圆转速为300~1700rpm。
10.根据权利要求1所述的一种基于静电纺丝技术制备环孢素固体分散体的方法,其特征在于,所述步骤(3)中环孢素固体分散体微丸的粒径范围(D90)在0.202~0.377mm。
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