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翻譯:華溶-梁忠均
審核:華溶-段云劍
一、摘要
采用四種溶出方法:籃法、槳法、透析管法(DT)和流池法(FTC),研究了含對乙酰氨基酚(AAP)的親脂性栓劑的釋放特性。使用統計程序評價AAP復合栓劑中各質量控制裝置的適用性。在所有研究的釋放方法中,超過80%的藥物在60分鐘內釋放,籃法除外。在100和200rpm的轉速下使用槳法實現了可重復且較快的釋放,而籃法的釋放較差。平均溶出時間(MDT)、取樣時間結束時AAP的最大溶出量(Q)和溶出效率(DE)采用模型無關法計算。本研究中使用的單腔FTC法也適用于AAP栓劑(質量分數100%,MDT 71-91分鐘,DE75-80%)。從質量控制角度來看,DT裝置與FTC裝置相似,用于判斷含AAP的親脂性基質栓的釋放特性。然而,即使本研究中使用的單腔FTC也有可能作為栓劑的體外藥物釋放試驗。比較溶出度法有望成為選擇合適溶出度試驗的有價值工具之一。
二、介紹
體外釋放/溶出試驗被廣泛認為是確保新型劑型批次間均勻性的質量控制程序,也是體內吸收的預測工具。已發表了幾種檢測栓劑體外釋放的方法;然而,直到最近,它們都沒有被推薦為標準方法。栓劑的釋放試驗通常使用槳法和籃法進行。流池法(FTC)也被視為替代方法。此外,對透析管(DT)方法的修改導致其被視為栓劑的體外藥物釋放試驗。JP17對栓劑的定義是:“它具有適當的藥物釋放特性”。因此,需要進行適當的測試,以證明活性物質從栓劑中的適當釋放。但是,JP17中未對栓劑的釋放/溶出方法進行標準化或描述。
博士Eur和英國石油公司推出了一種用于栓劑的流池法溶出儀器(推薦使用華溶DS-7CP流池法溶出系統),其無膜系統由兩個相鄰腔室(雙腔室FTC)組成。通過測試和評估溶解性極弱的不同劑型和活性藥物成分,流池法(FTC)方法的優勢顯而易見。然而,對于藥物釋放和栓劑釋放率的單一檢測,仍可采用官方溶出方法。我們配備12 mm單測試池和活塞泵的流通池裝置(圖1)。它提供了評估口服劑型釋放的優勢,如緩釋制劑。迄今為止,很少有研究評估栓劑溶出裝置的適用性
任何單一檢測方法均不適用于所有栓劑制劑。因此,在親水性栓劑的情況下,從籃法或槳法開始,以及在親脂性栓劑的改良FTC法開始可能是有利的。還可以選擇DT法作為考慮直腸液體容量的篩查工具之一。需要為任何栓劑選擇一種或兩種適當的體外釋放試驗,無論其是否具有親水性或親脂性堿。需要對栓劑進行更穩健的體外釋放/溶出試驗,以避免根據具體情況采用不同的技術。
本研究的目的是研究適用于含油基質栓劑的體外比較溶出度方法。采用籃法、槳法、DT法和FTC法,研究了模型藥物對乙酰氨基酚栓劑的釋放速率和重現性。通過檢查體外釋放曲線以及栓劑釋放的模型獨立參數,評估四種方法的重現性。在本研究中,選擇了一種在日本市售的AAP栓劑作為試驗栓劑,該栓劑具有體內生物利用度數據。AAP在以適當劑量使用時,在國際臨床上通常被視為兒童唯一安全有效的藥物。因此,許多在臨床領域開發和使用了通用栓劑產品。Kuroda等人表示擔心,使用互換DT法時,某些產品可能在溶解度、起效時間和作用持續時間方面存在差異。因此,本文采用比較溶出法對AAP栓劑進行質量控制。本研究程序可能是一種評估儀器選擇和分析栓劑藥物釋放特性的有效方法。我們的最終目標是提出一種通用的栓劑體外釋放方法,且該方法能夠預測批次間差異和產品質量。
三、體外溶出技術
3.1 籃法
根據JP17籃法,使用自動溶出儀(推薦使用華溶DS-1206AT全自動取樣溶出系統)對具有40個網籃的栓劑進行體外釋放研究。使用根據上述化學品章節制備的900ml磷酸鹽緩沖液(pH 7.2)作為溶出介質。在37.0±0.5℃的溫度下進行六次試驗,轉速分別為50、100和200rpm。內部底部之間的距離試驗期間,容器和籃子保持在25 mm。在360分鐘內使用過濾探針定期采集連續樣品,并用等體積空白培養基代替。使用HPLC對AAP進行定量分析。
3.2 槳法
槳法在與籃法相同的條件下進行。根據JP17槳法,使用自動溶出儀(推薦使用華溶DS-1206AT全自動取樣溶出系統)進行栓劑中藥物的體外溶出。該儀器由一個溶解容器和一個由軸(直徑9.5mm)形成的攪拌器元件組成,溶解介質保持在37±0.5℃(900 mL 50 mM磷酸鹽緩沖液,pH7.2)。攪拌元件的軸和槳部件由不銹鋼制成。釋放率在六小時內,以50、100和200rpm的轉速測量栓劑的AAP。試驗期間,容器內部底部與槳葉之間的距離保持在25 mm。取樣時間分別為5、10、20、30、40、50、60、100、120、180和360min,在每個取樣時間點抽取的體積約為5 ml。樣品通過0.2μm過濾器過濾,然后通過HPLC進行分析。進行了六次重復實驗。
3.3 FTC法
使用的FTC類似于配有活塞泵的自動溶出裝置(圖1)。將900 mL 50mL磷酸鹽緩沖溶液(pH 7.2)置于2L燒瓶中,設計開放式系統。燒瓶在水浴中保持37.0±0.5℃的溫度。池體內徑12 mm,5 mm的紅寶石珠子置于池體底部,并將小玻璃珠(玻璃珠直徑,0.105-0.125mm)。將栓劑置于池體中,為了評估栓劑的藥物釋放,設置三個流速(4、8和16ml/min),本測試使用六種栓劑進行。通過池體的部分溶出介質在360min內定期回收,使用直徑為0.5mm的硅膠管輸送溶出介質。
3.4 DT法
Tanabe等人的方法,(透析膜,孔徑:25-50mm)用于測量栓劑的藥物釋放。將栓劑放入DT中,掛在支架組件上,必要時將測試液加入DT。DT在兩側用閉合件以5 cm間隔垂直固定。將DT浸入容器(900 mL)中,并通過攪拌槳在50、100和200rpm下攪拌。在與上述槳法相同的條件下使用攪拌裝置和恒溫裝置。將三個體積的pH 7.2的磷酸鹽緩沖液(0,3,6 ml)作為內部緩沖溶液放入DT中。藥物釋放的分析方法如下所述。
3.5 AAP分析
通過HPLC分析所收集的溶出介質組分中的AAP濃度。HPLC系統由配備SPD-20 AV UV檢測器的島津LC-10系統組成。在C-18反相柱(150 ×4.6 mm i.d.;粒徑= 5μm)用以下洗脫劑以1.0 ml/min洗脫,柱溫為40℃。用含有0.1%磷酸鹽緩沖液-乙腈(95:5 v/v)的流動相以1.0 ml/min的流速洗脫AAP,并在242 nm處進行紫外檢測。
3.6 數據分析
給出了6次操作釋放值的變異性、平均值、標準差(SD)和變異系數(CV)的比較。不同溶出方法的總體再現性估計為累積變異系數(CV面積)。參數CV面積定義為上SD溶解曲線下面積與直至時間T的平均溶解曲線下面積的百分比。曲線下面積均使用梯形法則計算。通過以下參數評估釋放過程:平均溶解時間(MDT)、溶解效率(DE)和最大溶解量(Q)。用Excel計算了所研究的釋放參數(MDT和DE)。在每次實驗結束時測量Q值。還使用EXCEL統計軟件進行數據分析。采用Tukey's和Dunnett檢驗評估兩種方法方差比之間差異的顯著性。對于p值小于或等于0.05的結果,聲明了顯著性。
四、結果
4.1 籃法
圖2a顯示了使用籃法從栓劑中釋放AAP的情況。在50rpm、100rpm和200rpm條件下,磷酸鹽緩沖溶液在6h內釋放的百分比分別約為6%和56%。在表1中,平均MDT、DE和Q值與溶出介質中六次重復樣品的參數各自的標準偏差一同出現。當使用籃法時,AAP顯示有限的DE(4.8-44.2%),并且由于釋放量和再現性差,無法準確計算MDT。從AAP釋放的參數所得結果,統計分析顯示(Tukey檢驗)籃法和任何其他檢驗方法之間釋放的Q和DE存在顯著差異(p < 0.05)。如圖3所示,只有籃法得出的CV面積> 20%。由于采樣時間不同,因此可將CV面積(%)視為體外溶出度方法總體重現性的近似指標。表2顯示了使用這四種方法的親脂性栓劑在不同時間溶解的藥物百分比的變異系數。除了最初的5min,變異系數大約是原來的3-50倍,取決于時間。
4.2 槳法與任何其他測試方法相比,槳葉法在所有轉速下的釋放曲線都更快(圖2b)。在50rpm時,AAP的釋放比在100或200 rpm時慢。轉速為100和200rpm時的槳法顯示出短MDT,在轉速為50rpm時的MDT中觀察到顯著差異(P < 0.05,Dunnett檢驗)。雖然槳法顯示出非常快的釋放,但它也實現了可重復的結果,除了50 rpm的結果(圖3和表2)。采用槳法的DE和Q分別約為89-10%和97.8-102.5%,并且該方法在任何測試的轉速下都能獲得滿意的藥物釋放。
4.3 FTC法
無論流速是4 ml/min、8 ml/min還是16 ml/min,FTC法3 h內栓劑釋放的平均AAP量約為95%。FTC法的藥物釋放明顯慢于槳法(圖2c)。使用FTC方法時,AAP的MDT為70.9-91.3 min。然而,采用FTC方法的DE和Q分別約為74.7-80.3%和100.4-101.8%。觀察到不同儀器之間的變異系數存在顯著差異。在初始釋放階段,槳式或籃式方法的變化較大,而FTC方法的變化較小(圖3和表2)。
4.4 DT法
如圖2d所示,無論DT中的內部緩沖器的轉速和體積如何,DT方法在6 h內幾乎完全釋放;然而,發現使用DT方法從栓劑中釋放AAP的速度較慢(圖2d),延長釋放率。此外,AAP的MDT為84.6-101.8 min,而DE和Q分別為72.4-77.9%和99.7-102.2%。DT法的模型無關參數與FTC法相似。然而,在整個范圍內發現了顯著的變異性,從試驗初始階段到120min,DT法給出的變異系數大于10%。
五、討論
為了闡明AAP栓劑的釋放特性,根據釋放結果計算了模型無關參數MDT、Q和DE。結果表明,使用的溶出儀器類型影響栓劑中AAP的“體外”釋放速率。硬脂肪栓劑AAP釋放曲線的比較(m.p.33.5-35.5℃)表明,槳法在100和200rpm下的AAP釋放速率非???,這歸因于“更強”的攪動條件。AAP的釋放過程不能反映AAP的水溶性;其釋放可能更依賴于擴散模式和與溶出介質的有效接觸面積。因此溫和的攪拌條件,即50-75rpm,通常建議在溶出實驗階段用于快速釋放的口服固體制劑,以便使用槳法獲得最大鑒別能力。在攪拌速率方面,在50rpm和槳法測試的任何其他速度之間,觀察到MDT存在顯著差異。本研究獲得的結果與先前的研究結果基本一致。然而,籃法的結果不同;栓劑中AAP的釋放較差。因此,任何攪拌速率下的籃法都會導致不完全Q和無關MDT (MDT對于籃法,未進行測量)。栓劑基質似乎對藥物釋放至關重要,如果脂肪通過籃網滲漏,這種方法可能導致AAP在測試過程中更快地完全釋放。熔化的團狀物很可能保留在籃網內,大量釋放的AAP被熔化的團狀物所覆蓋。先前使用含aspirin10的市售栓劑報告了不符合要求的釋放曲線。DT法得出的釋放曲線幾乎一致,與攪拌速率(200rpm)和內部緩沖液量(0-6ml)無關,與槳法相比,DT法從熔體中釋放藥物的速度更慢。在生理條件下,從栓劑中釋放的藥物以小體積(3-5 ml)的直腸分泌物進入溶液。先前報告的成人和兒童直腸pH分別為6.8-7.9和7.2-12.1,因此,我們選擇了由兩個水相組成的37℃下pH7.2的磷酸鹽緩沖液。膜的優點是在取樣部位提供過濾的澄清溶液,以便立即進行分析。另一方面,膜的存在將顯著降低運輸過程的整體動力學速度。膜滲透可能成為一個限速步驟,然后幾乎完全“隱藏”釋放動力學,它引入了一個人工運輸過程因此一般不推薦。
FTC方法導致AAP的釋放曲線較慢,這可以通過熔體的不同擴散條件來解釋。此外,體外釋放表明,將流速從4ml/min增加到16ml/min不會顯著影響MDT。最可能的解釋是,由于AAP的溶解度較高(在37℃下,在pH 7.4磷酸鹽緩沖液中為16.8 mg/ml),AAP的釋放過程不受FTC方法中不同攪拌速度的影響。先前的研究表明,這三種方法(槳法、籃法和FTC)為親脂性栓劑的AAP提供了幾乎一致的圖譜。本研究中使用的硬脂肪栓劑并非如此。影響栓劑釋藥的因素有:組成、熔融行為、流變行為、藥物濃度、藥物粒度、藥物溶解度。組成類型是造成這種差異的最可能原因。體外溶出試驗結果表明,AAP與硬脂肪的比例影響釋放速率。當藥物含量增加時,傳播能力就會降低。使用FTC方法時,這種成分差異的結果可能是熔體和溶出介質之間的接觸面積較小。因此,通過熔體到脂肪和介質之間的界面的擴散過程幾乎是限速步驟。
改良的FTC被認為是親脂性栓劑的適當測試設備。栓劑池包含兩個連續腔室。然而,我們研究中使用的池體僅包含一個與過濾頭直接連接的腔室。正如預期的那樣,由于兩種池體類型的設計不同,水動力條件也有所不同。然而,發現使用一個腔的FTC方法能夠充分區分AAP栓劑的釋放曲線。Gjellan和Graffner報告稱,使用22.6mm單腔細胞的FTC方法(主要針對口服劑型開發)產生的釋放曲線與采用統計矩分析和卷積法時獲得的AAP血漿濃度曲線一致。因此,具有單腔的池體有可能成為檢測藥物釋放和栓劑釋放速率的官方溶出設備之一。
本研究的目的是檢驗不同溶出方法的重現性,并對其對待測產品的適用性進行評估。在6次操作中,槳葉法在50 rpm下的方差略大于FTC和DT法?;@子中的非典型變異模式值得注意。早期采樣時間點的變異系數值較低,而研究結束時注意到持續增加(表2),由于FTC方法的初始變異系數小于10%,因此判定熔融栓劑試驗方法的重現性合格。盡管先前使用FTC藥典獲得的結果表明其可能產生高度可變的數據,但我們的結果并未顯示AAP從熔體釋放的較大變化。由于總試驗時間較長,我們發現FTC方法適用于AAP的質量控制。
雖然AAP從直腸吸收良好,但其吸收速率比口服給藥的吸收速率慢??诜椭蹦c吸收后生物利用度相同。AAP栓劑的吸收比灌腸劑慢:粒徑越小,栓劑體積越大,藥物的吸收越快。因此,栓劑系統的組成和配制藥物的溶解度顯著影響四種體外溶出方法的溶出行為。在FTC、槳葉(50 rpm)和DT方法中沒有指出一種明顯優選的方法。在研究AAP熔融栓劑的體外釋放特性時,由于數據的重現性和一致性,FTC儀器可能是更好的方法。此外,FTC裝置比漿法更少依賴強烈的流體動力學。FTC溶出試驗有可能成為栓劑生物藥劑學特性的有用預測因子,并確保產品(批次)質量在規定的一組規范標準內。作為一個額外的優勢,先前的研究證明使用FTC溶出度的體外/體內相關性良好。為了顯示體外和體內數據的等級順序,試圖繪制DE參數(%)與體內數據的關系圖。Lauroba等人提出,一種半合成甘油酯栓劑,在20ml/min的流速下,DE=89%,提高了AAP的生物利用度。我們研究中使用的栓劑在16 ml/min的流速下的DE為80%。根據劑量歸一化AUC的比值計算,其相對于先前報告的溶液的相對生物利用度估計為充足的(Frel ≤ 1)。此外,使用統計矩參數的相關性研究如MDT可能適用于栓劑。Anderson等使用非線性混合效應模型(NONMEM)估算直腸給藥后單室模型的藥代動力學參數。新生兒和嬰兒直腸AAP溶液的吸收半衰期參數為0.33h。甘油三酸酯堿栓的吸收半衰期為0.80 h。假設單室開放模型充分描述了AAP的血漿濃度數據,我們嘗試使用它們的參數估計體內MDT。MDTin體內用于甘油三酯基礎栓劑估計約為40 min。本研究中使用的硬脂肪栓劑的MDT約為70 min。雖然沒有達到1:1的關系,但我們的實驗體外參數似乎接近體內參數。然而,需要在體內人體研究中得出關于本產品生物利用度的明確結論。雖然不可能為藥物釋放特性研究設計單一的測試系統,但FTC方法可用作產品開發早期階段的第一種方法。
六、結論
本文試圖用四種溶出方法比較栓劑的藥物釋放,使用獨立于模型的參數評估釋放過程。四種儀器中含有AAP的親脂性熔化栓的釋放行為表明了FTC方法的優點。本研究結果支持先前的研究結果,即FTC法是用于溶出試驗的燒杯法的合適替代方法。我們的研究程序是一種評估栓劑藥物釋放特性的儀器適用性的有效方法。此外,本研究中使用的所有設備均可在商業上獲得;不限于專業實驗室。因此,我們打算進行額外的研究,以比較本研究中使用的參比產品的釋行特性。目前正在對栓劑中各種溶解度的基質和藥物的影響進行比較研究。
七、參考文獻