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泰万菌素固体分散体的制备与质量评价论文

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2025-09-10 16:08:24    来源:    作者:xuling

摘要:泰万菌素是一种动物专用大环内酯类抗生素,该研究以聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)为载体,以无水乙醇为溶剂,应用溶剂法制备泰万菌素-PVP固体分散体,并对其进行质量评价。

  摘要:泰万菌素是一种动物专用大环内酯类抗生素,该研究以聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)为载体,以无水乙醇为溶剂,应用溶剂法制备泰万菌素-PVP固体分散体,并对其进行质量评价。结果显示,用紫外分光光度法在298 nm吸收波长测定泰万菌素固体分散体中泰万菌素的含量回收率达到99.71%,方法可行。制成固体分散体后,泰万菌素的溶解度有所提高。泰万菌素固体分散体比原料药易于吸湿,并且随着放置时间增加,吸湿量逐渐增大。通过正辛醇—水经典摇瓶法,可得泰万菌素原料药的表观油水分配系数(Papp)为0.751 0,泰万菌素固体分散体的Papp为0.558 3,说明将泰万菌素制备成固体分散体后,能提高药物的溶解度,但脂溶性有所降低。


  关键词:酒石酸泰万菌素;聚乙烯吡咯烷酮;固体分散体;质量评价


  0引言


  泰万菌素分子式为C53H87NO25,是泰乐菌素的衍生物,为十六元环的新型大环内酯类抗生素[1]。随着大环内酯类抗生素在临床应用的规模逐渐扩大,细菌耐药性现象尤其是耐药性交叉传播,会直接威胁人类健康[2]。泰万菌素具有快速高效、残留低、毒性低,不会导致大环内酯类抗生素之间的耐药性等众多优点,广泛应用于兽医临床。主要用来预防和治疗多种病原体所导致的传染性疾病,在畜禽中均有疗效[3-4]。如因肺炎支原体所致的猪地方性肺炎、胞内劳森菌所致的猪增生性回肠炎、鸡毒支原体所致的鸡支气管感染、螺旋体所致的猪结肠炎和猪痢疾以及猪蓝耳病毒感染等[5-8]。泰万菌素口服生物利用度低,因此常用其酒石酸盐[9]。为进一步提高其溶解度,提升溶出速率,提高难溶性药物的生物利用度等,本试验以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)K30为载体,制备泰万菌素-PVP固体分散体,因为PVP类载体具有可溶于水和有机溶剂、对热不稳定、熔点高等特点,因此采用溶剂法制备泰万菌素固体分散体[10]。


  1材料与方法


  1.1材料


  1.1.1药品及试剂


  酒石酸泰万菌素、聚乙烯吡咯烷酮(PVP-K30)、无水乙醇、氯化钠、正辛醇。


  1.1.2主要仪器设备


  仪器和设备有冰箱、电子分析天平、恒温加热磁力搅拌器、恒温培养摇床、电热恒温培养箱、鼓风干燥箱、数显恒温水浴锅、生物显微镜、微量加液器(10、200、1 000μL)。


  1.2方法


  1.2.1泰万菌素固体分散体的制备方法


  溶剂法制备泰万菌素-PVP K30固体分散体,分别称取酒石酸泰万菌素2.5 g和聚乙烯吡咯烷酮K30 3 g置于烧杯中,加入50 mL无水乙醇溶解,并不断搅拌,直到酒石酸泰万菌素和聚乙烯吡咯烷酮K30均溶解于无水乙醇而形成澄清透明溶液。将上述溶液全部转移到蒸发皿中,在62℃左右进行恒温水浴加热,在蒸发无水乙醇至粘稠状态时,将其迅速置于-20℃的冰箱中冷却固化24 h。取出后,置于50℃的鼓风干燥箱中烘干24 h,使得溶剂彻底除去,固体分散体变得脆而易碎之后,转移到研钵中,仔细研细过80目筛,置于干燥器中避光保存备用[11]。制备物理混合物,分别精密称取PVP K30载体1.5 g和酒石酸泰万菌素1.25 g,于乳钵中多次过80目筛,直至混合均匀,置于干燥器中避光保存备用。


  1.2.2泰万菌素固体分散体的含量测定方法


  (1)泰万菌素紫外吸收特性的测定。取干燥至恒重的酒石酸泰万菌素0.1 g,加蒸馏水稀释制成浓度为100μg/mL的溶液,以相应的溶剂即蒸馏水作为空白,于190~350 nm的波长范围内进行紫外光谱扫描,确定其最大吸收处的波长,以此最为测定波长。


  (2)酒石酸泰万菌素溶解度的标准曲线。按照分光光度法,在测出的最大吸收波长处测定不同浓度梯度的酒石酸泰万菌素溶液的吸收值。精密称取酒石酸泰万菌素原料药0.1 g于烧杯中,加水约90 mL,搅拌使溶解后转移至100 mL容量瓶中,定容至100 mL。分别精密吸取0.50、0.75、1.00、2.00、2.50 mL于10 mL量瓶中,用蒸馏水定容。以蒸馏水为空白,在之前测得的最大吸收值波长处测定吸收值,以浓度与吸光度进行线性回归,绘制标准曲线,求出标准曲线,相关系数和线性范围。


  (3)回收率测定。精密称取按处方工艺制备的泰万菌素固体分散体0.1 g于烧杯中,加水约90 mL,搅拌使溶解后转移至100 mL容量瓶中,定容至100 mL。分别精密吸取1.10、1.65、2.20、4.40、5.50 mL于10 mL量瓶中,用蒸馏水定容。以蒸馏水为空白,在之前测得的最大吸收值波长处测定吸收值,代入回归方程,根据回归方程求出药物浓度和回收率。


  (4)样品含量测定。按处方工艺制备3次泰万菌素固体分散体,分别精密称每次制备的泰万菌素固体分散体各0.1 g于烧杯中,加水约90 mL,搅拌使溶解后转移至100 mL容量瓶中,定容至100 mL。分别精密吸取2.20 mL于10 mL量瓶中,用蒸馏水定容。以蒸馏水为空白,在之前测得的最大吸收值波长处测定吸收值,代入回归方程,根据回归方程求出药物浓度和样品含量。


  1.2.3固体分散体的质量评价


  (1)固体分散体的物相鉴别。在本试验中采用显微镜观察法,使用光学显微镜,分别对酒石酸泰万菌素固体原料、物理混合物以及制得的泰万菌素固体分散体进行观察:准备3个载玻片,将酒石酸泰万菌素固体原料、物理混合物以及制得的泰万菌素固体分散体分别薄涂平铺于载玻片上,置十倍镜下观察。


  (2)溶解度的测定。取过量的酒石酸泰万菌素以及泰万菌素固体分散体,分别溶解于2个各含有10 mL蒸馏水的烧杯中,使用恒温加热磁力搅拌器在温度约37℃的条件下,加热搅拌10 min。经滤纸滤过,收集滤过后的澄清透明溶液,经过2次10倍的稀释,照分光光度法,在测出的最大吸收波长处测定其吸收值,计算出稀释后溶液的浓度,从而计算出稀释前酒石酸泰万菌素和泰万菌素固体分散体的溶解度。


  (3)固体分散体吸湿量的测定。将底部盛有饱和氯化钠溶液的烧杯于25℃放置2 d,使其内部的相对湿度恒定在75%,精密称取2个已经干燥至恒重的小烧杯,在烧杯的底部各放入0.5 g左右的酒石酸泰万菌素和泰万菌素固体分散体(已经干燥置恒重),平铺于瓶底,精密称重后和盛有饱和氯化钠溶液的烧杯一同置于25℃的恒温培养箱中,使其保持25℃,相对湿度75%,每隔2 d定时称重并按照公式来计算吸湿百分率[12]。吸湿增重(%)=(吸湿后样品重量-吸湿前样品重量)/吸湿前样品重量×100%。


  (4)表观油水分配系数的测定。本试验使用正辛醇—水经典摇瓶法[13]。分别配置适宜浓度的酒石酸泰万菌素溶液和泰万菌素固体分散体溶液,各取4 mL,分别与正辛醇1 mL混合均匀,置于试管中。30℃,150 r/min,恒温振荡24 h,然后用分液漏斗分离两相。将分离的水相经适当稀释后,测定平衡前后水相中的药物浓度,按照公式进行计算:Papp=(Co-Cw)/Cw。Co代表分配前水相中药物的浓度;Cw代表分配平衡后水相中药物的浓度;Papp代表表观油水分配系数。


  2结果


  2.1显微镜观察结果


  对泰万菌素原料、物理混合物以及泰万菌素-PVP K30固体分散体进行光学显微镜观察,其表面结构有很大不同。如图1所示,原料药以大小不一的晶体状态存在,它的比表面积较小,因而溶解度较低。在图2所示的物理混合物的粉末中可见大部分药物未与载体结合,而以药物晶体的形式存在。如图3所示,显微镜观察的固体分散体中没有明显晶体存在,说明药物以非晶的形态分散在载体中,形成固体分散体,增大了药物的比表面积,及其与溶出介质的接触面积,使得其溶解度有所提高。

  2.2泰万菌素固体分散体的含量和溶解度测定结果


  2.2.1泰万菌素固体分散体的含量测定方法


  (1)泰万菌素的紫外吸收特性。由图4可见,泰万菌素最大吸收波长为298 nm。


  (2)泰万菌素标准曲线。绘制出了泰万菌素标准曲线和相关系数,见表1和图5。标准方程y=0.011 6x-0.024;相关系数r=0.995 7。

 

  (3)回收率测定。如表2所示,按照回收率测定方法所测得的回收率为99.71%,相对标准偏差RSD=0.41%,表明按照该方法测定泰万菌素的含量回收率较高。

  (4)样品含量测定。如表3所示,按照样品含量测定方法测定的标示百分含量为99.04%。用紫外分光光度法在298 nm波长测定泰万菌素固体分散体中泰万菌素的含量和可行性。结果显示,所制得的泰万菌素固体分散体的药物含量高,此法可行。

  2.2.2泰万菌素固体分散体溶解度


  按照标准曲线分别计算出稀释后的酒石酸泰万菌素原料和泰万菌素固体分散体的溶解度。如表4所示,测得稀释后的浓度:酒石酸泰万菌素原料197.59μg/mL,泰万菌素固体分散体212.92μg/mL。即酒石酸泰万菌素原料37℃的溶解度为1.975 9 g,泰万菌素固体分散体的溶解度为2.129 2 g。可以看出制备成固体分散物后,泰万菌素的溶解度有所提高。

  2.3吸湿量的测定结果


  2.3.1称重结果


  由表5可知,泰万菌素原料药物以及泰万菌素固体分散体的重量均随着随着放置时间的增加而有所上升,其中泰万菌素固体分散体依旧具有继续吸湿的趋势。

  2.3.2吸湿量计算结果


  由表6可知,所制备的泰万菌素固体分散体易于吸湿,并且随着放置时间增加,吸湿量逐渐增大,说明固体分散体制备完成后,应该置于密闭的干燥的环境中保存。

  2.4表观油水分配系数的测定结果


  由表7结果可知,固体分散体的表观油水分配系数与泰万菌素相比有差异,说明将泰万菌素制备成固体分散体后,药物的溶解度有所提高,药物分子的亲脂性有所下降。

  3讨论


  经紫外吸收光谱扫描,泰万菌素在298 nm处有最大吸收,所用的辅料对主药的测定无影响,因此,应用紫外分光光度法测定泰万菌素的含量,具有简便、快速、准确可靠的特点。照回收率测定方法所测得的回收率为99.71%,相对标准偏差RSD=0.41%,表明按照该方法测定泰万菌素的含量回收率较高。按照样品含量测定方法测定的标示百分含量为99.04%。结果显示,所制得的泰万菌素固体分散体的药物含量高,此法可行。


  显微镜下观察泰万菌素原料药以大小不一的结晶体状态存在,比表面积较小,溶解度较低。在物理混合物的粉末中可见大部分药物未与载体结合,而以药物晶体的形式存在。而固体分散体中没有明显晶体存在。固体分散体物相鉴别的结果说明,药物以非晶的形态分散在载体中,增大了药物的比表面积,及其与溶出介质的接触面积,为其溶解度的提高提供依据。


  通过对泰万菌素以及泰万菌素-PVP固体分散体溶解度的测定,可发现制备成固体分散物后,泰万菌素的溶解度有所提高。因为试验中所使用的酒石酸泰万菌素可溶于水,本身的水溶性不差,制成之后,药物的比表面积和与溶出介质的接触面积的增加,以及PVP极强的亲水性和水溶性,使泰万菌素-PVP固体分散体溶解度升高[14]。


  利用正辛醇—水经典摇瓶法,可得泰万菌素固体分散体的Papp比原料药物有所提升。因为载体PVP-K30是一种非离子型的高分子化合物,能提高与之结合药物分子的亲水性,提高了药物的溶解度,药物分子的亲脂性有所下降[15]。


  在高湿的环境中,固体分散体具有很强的吸湿性,它可以吸收更多的水分而让药物发生重结晶现象[16]。因此固体分散体制备完成后,应该置于密闭的干燥的环境中保存。


  4结论


  用溶剂法制备的泰万菌素-PVP固体分散体,泰万菌素的回收率高,含量高,此法可行,并且相比于酒石酸泰万菌素或是酒石酸泰万菌素和载体PVP K30的物理混合物,药物以非晶的形态分散在载体中,增大了药物的比表面积,也增加了药物与溶出介质的接触面积,使得泰万菌素固体分散体的溶解度提高,药物分子的亲脂性有所下降。需要注意的问题是,泰万菌素固体分散体比原料药易于吸湿,并且随着放置时间增加,吸湿量逐渐增大,因此应该置于密闭的干燥的环境中保存。其生物利用度的高低还需进一步的临床试验研究。

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