黄连总生物碱树脂复合物及其缓释制剂与它们的制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种黄连总生物碱树脂复合物及其缓释制剂与它们的制备方法。背景技术 黄 连 为 毛 茛 科 植 物 黄 连 (Coptis chinensis Franch)、 三 角 叶 黄 连 (Coptis deltoidea C.Y.Chenget Hsiao)、 云南黄连 (Coptis teeta Wall) 的干燥根茎。 生物碱是黄 连的主要成分， 包括小檗碱 (Berberine)、 黄连碱 (Coptisine)、 药根碱 (Jatrorrhizine)、 巴马汀 (Palmatine) 和表小檗碱 (Epiberberine hydrochloride) 等， 其中小檗碱含量最 高。
盐 酸 小 檗 碱 (Berberine hydrochloride)，又 称 黄 连 素，其 分 子 式 为 [C20H18NO4]+Cl-， 结构式如下 ：
分子量 371.8， 黄色针状结晶， 熔点为 145℃， 盐酸小檗碱在水中的溶解度比较小， 为 1 ∶ 500， 可溶于热水、 乙醇， 难溶于乙醚、 苯。
盐 酸 黄 连 碱 (Coptisine hydrochloride)， 分 子 式 为 [C19H14NO4]+Cl-， 分子量为 355.77， 结构式如下 ：
盐酸药根碱 (Jatrorrhizine hydrochloride)， 分子式为 [C20H20NO4]+Cl-， 分子量为 373.8301。结构式如下 ：
盐 酸 巴 马 汀 (Palmatine hydrochloride)， 分 子 式 为 [C21H22NO4]+Cl-， 分子量为 387.86， 熔点为 206 ～ 207℃。结构式如下 ：黄连为中国传统中药， 药理作用广泛， 应用历史悠久。 现代药理学研究发现其具有 抗菌、 降糖和调脂作用， 可用于治疗消化道感染 ( 如肠炎、 幽门螺旋杆菌型胃炎等 )， 糖尿病 及其并发症。目前临床常用的磺脲类及双胍类降糖类药物均对肝脏有不同程度的损害， 而 其他类胰岛素增敏剂如曲格列酮， 可引起严重肝损害， 先后在美国和欧洲停用。 小檗碱临床 应用至今尚未见有肝毒性的报道， 且具有保护肝功能作用 ( 张华珊， 张爱鹏， 周道启 . 小檗 碱的降糖作用及安全性评价 [J]. 中国实用医药， 2008， 3(6) ： 92)。然而， 黄连味极苦， 小檗 碱生物利用度很低， 在糖尿病的治疗过程中用药次数频繁， 患者依从性差。
离子交换树脂 (Ion exchange resin， IER) 是具有网状结构， 含有与离子结合的活 性基团且能与溶液中其他离子物质进行交换或吸附的高分子聚合物， 是制备载药树脂类缓 释制剂的关键辅料。它由三部分构成 ： (1) 具有三维空间立体结构的网状骨架 ； (2) 与网状 骨架载体以共价键连接不能移动的活性基团， 亦称功能基团 ； (3) 与活性基团以离子键结 合， 电荷与活性基团相反的活性离子， 亦称平衡离子。
根据可交换离子的不同， 离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂两 大类， 由于酸碱性强弱不同又可分强酸性和弱酸性阳离子交换树脂及强碱性和弱碱性阴离 子交换树脂。目前所使用的离子交换树脂几乎都是具有一定交联度的球形共聚物， 国际上 已有百余种不同品牌的树脂， 美国 FDA 已批准 Rohm&Hass 公司的药用级离子交换树脂上市， 并已经收录于美国药典 23 版， 如强酸 Na+ 型 IRP69 树脂、 弱酸 H+ 型 IRP64 树脂和弱酸 K+ 型 IRP88 树脂等。其中 AmberliteTMIRP88 树脂是由二乙烯苯聚合而成， 活性基团为甲基丙烯 + 酸， 可与之进行交换的离子为 K ， 结构见下图。
离子交换反应进行的速度与程度受到其结构参数， 如酸 ( 碱 ) 性、 交换容量、 交联 度、 粒径等的影响。交换容量越高， 树脂载药量就越大 ； 交换速度随交联度的增加而显著地 减慢且吸附能力低， 交联度高则树脂结构紧密、 孔度小、 密度大、 溶涨系数小、 机械强度大、 对大小不同离子的选择性也高 ； 树脂的粒径影响交换速度， 粒径越小， 交换速度越大。
在水介质中， 离子与树脂间发生液固两相间的传质与化学反应过程， 它们的结 合是可逆的， 即在一定条件下能够结合， 条件改变后也可以被释放出来。离子交换树脂 可将带正 ( 负 ) 电荷的离子性药物与阳 ( 阴 ) 离子发生交换反应， 生成药物树脂复合物 (drug-resin complexes， DRC)， 其动力学过程一般认为是一级动力学过程。IRP88 树脂的
交换反应可表示为 ：
R-C(CH3)COO-K++Drugs+ ＝ R-C(CH3)COO-Drugs++K+
DRC 进入人体后， 依靠胃肠道中的钠或钾离子、 氢或氯离子等将药物交换下来发 挥疗效。药物树脂复合物的药物释放很少受胃内容物、 温度、 胃肠道酶和 pH 值的影响， 另 外， 由于胃肠液中的离子种类及其强度维持恒定， 因此药物在体内可以以恒定速率释放， 并 可延缓药物在胃肠道内的水解， 从而提高药物的稳定性 ( 贺芬， 奚连， 侯惠民 . 含药树脂微 囊法制备口服缓释混悬液右美沙芬口服缓释混悬液 [J]. 中国医药工业杂志， 2003， 34(6) ： 276 ～ 280)。
离子交换树脂在缓控释给药系统中的应用， 是当前研究最成熟最活跃的领域， 目 前已有很多产品上市。单树脂复合物用于缓控释给药系统最简单的应用方式可以将树脂 复合物直接装入胶囊， 混悬于液体中或者在骨架材料中压成片剂， 这一给药形式比普通的 药物粒子的释放和吸收更加缓慢。将离子交换技术用于制备口服药物树脂液体控释系统 (ORLCRS)， 意义重大， 在液体缓控释制剂中应用最成熟的就是以 IER 为载体的 系统技术， 其原理是将药物与树脂反应， 生成药物树脂复合物， 然后用浸渍剂处理该复合 物， 最后用水不溶性但水可渗透的包衣膜对其进行微囊化包衣， 形成微囊后分散于一定的 介质中。右美沙芬缓释混悬液是国内第一个上市的该类型产品 ( 商品名 ： 小眉， 规格为 600mg/100mL)， 由上海现代制药股份有限公司投产上市。 发明内容
本发明的目的是提供黄连总生物碱树脂复合物及其制备方法。
本发明所提供的黄连总生物碱树脂复合物， 由黄连总生物碱和酸型阳离子交换树 脂组成 ； 所述黄连总生物碱主要由药根碱、 黄连碱、 巴马汀和小檗碱组成 ； 每 100g 所述复合 物中药根碱、 黄连碱、 巴马汀和小檗碱的总含量为 (67.75±1.26)g， 其中， 小檗碱的含量为 (54.87±1.64)g。
其中， 所述酸型阳离子交换树脂包括 K+、 Na+ 或 H+ 型阳离子交换树脂， 具体可为 TM TM TM Amberlite IRP88、 Amberlite IRP64 以及 Amberlite IRP69。
本发明中所用的黄连总生物碱可参照下述文献方法制备得到 ： 许沛虎， 高媛， 张雪 琼 . 黄连总生物碱纯化工艺研究 [J]. 时珍国医国药， 2007， 18(12) ： 3079 ～ 3080。
具体方法如下 ： 将黄连药材经 0.5％硫酸的水溶液提取后浓缩， 加石灰水调 pH 值 到 9， 除去沉淀加盐酸调 pH 到 1， 并盐析使沉淀析出， 水洗沉淀， 烘干后即得黄连总生物碱。
采用下述色谱条件对得到的黄连总生物碱进行测定 ： 色谱柱 ： Venusil XBP-C18 分析柱 (250mm×4.6mm， 5μm) 和 Brava C18-BDS 预柱 ； 流动相 ： 乙腈 ： 0.05mol·L-1 磷酸二 氢钾溶液 (pH4.54) ＝ 28 ∶ 72(v/v) ； 检测波长 ： 346nm ； 柱温 ： 20℃； 流速 ： 1.0mL· min-1 ； 进 样量 ： 5μL。
该方法得到的黄连总生物碱中盐酸药根碱、 盐酸黄连碱、 盐酸巴马汀和盐酸小檗 碱的总质量含量在 90％以上， 其中， 盐酸小檗碱的质量含量在 70％以上。可作为制备药物 树脂的原料药。
本发明所提供的黄连总生物碱树脂复合物的制备方法， 包括下述步骤 ： 将酸型阳 离子交换树脂加入到黄连总生物碱盐酸盐水溶液中， 进行离子交换反应， 反应结束后过滤收集固体产物并干燥， 即得到所述黄连总生物碱树脂复合物。
在上述制备方法中， 所述黄连总生物碱水溶液中黄连总生物碱盐酸盐的浓度可为 1.5±0.5mg/mL ； 所述黄连总生物碱水溶液的 pH 值可为 5.0±0.5 ； 所述酸性阳离子交换树 脂与所述黄连总生物碱水溶液中黄连总生物碱盐酸盐的质量比可为 1 ∶ 1.0 ～ 1 ∶ 2.0 ； 所述离子交换反应的反应温度可为 25℃～ 50℃， 反应时间应不小于 6h。
对本发明制备的黄连生物碱的药物树脂复合物采用 IR、 DSC、 X 光衍射等进行分析 测定， 证明黄连生物碱与阳离子交换树脂是通过离子键结合形成了药物树脂复合物， 而不 是简单的物理吸附。与二者的物理混合物区别明显。
本发明的再一个目的是提供一种黄连总生物碱树脂复合物口服缓释制剂及其制 备方法。
本发明所提供的口服缓释制剂， 其组成包括所述黄连总生物碱树脂复合物和卡波 普 974P， 其中， 所述黄连总生物碱树脂复合物和卡波普 974P 的质量比可为 (5-6) ∶ (1-2)。 所述口服缓释制剂可制成骨架型缓释片、 丸或胶囊等剂型。
本发明还提供了一种黄连总生物碱树脂复合物骨架型缓释片及其制备方法。
本发明所提供的骨架型缓释片， 其组成包括下述质量百分含量的物质 ： 黄连总生 物碱树脂复合物 50％ -60％、 卡波普 974P NF 10％ -20％、 微晶纤维素 20％ -30％和硬脂酸 镁 0.1％ -0.5％。 为了有效调节缓释片的施药速度， 还可在所述骨架型缓释片的组成中加入 0-10％ 的氯化钠或氯化钾。
当然， 本发明所提供的骨架型缓释片可只由下述质量百分含量的物质组成 ： 黄连 总生物碱树脂复合物 50％ -60％、 卡波普 974P NF 10％ -20％、 微晶纤维素 20％ -30％和硬 脂酸镁 0.1％ -0.5％。
也可只由如下质量百分含量的物质组成 ： 黄连总生物碱树脂复合物 50％ -60％、 卡波普 974P NF 10％ -20％、 微晶纤维素 20％ -30％、 氯化钠或氯化钾 0-10％ ( 但不为 0)、 硬脂酸镁 0.1％ -0.5％。
将组成所述骨架型缓释片的各原料混合均匀后， 采用全粉末直接压片法进行压 片， 即可得到所述黄连总生物碱树脂复合物骨架型缓释片。
模拟体内胃肠道环境对该骨架型缓释片进行体外溶出试验， 试验证明该缓释片具 有很好的缓控释作用， 其释药曲线近似于零级释放， 控速过程为骨架溶蚀和药物树脂粒扩散 + 的协同作用。 根据卡波普 974P 和相关阳离子 ( 如 Na 和 K+) 含量的不同， 可持续释放 8 ～ 24h。
本发明的优点在于 ： 含药树脂中药物的释放是通过反离子扩散交换而达到， 可通 过调节反离子浓度来控制释药速度 ； 同时含药树脂与其他缓控释材料组合使用， 可制成骨 架型缓释片、 丸或胶囊等剂型， 药物的释放遵从离子交换机理， 并结合凝胶扩散和 / 或溶蚀 释药机理， 可有效调控药物释放速度 ； 药物树脂在水中不解离， 能有效延缓药物的水解， 提 高药物的稳定性 ； 另外， 因该含药树脂通过反离子交换作用而释放药物， 所以在含离子较少 的口腔唾液中基本不释放， 可有效掩盖药物苦味。
附图说明
图 1 为黄连总生物碱 HPLC 色谱图， 其中， A： 对照品混合溶液， B： 样品溶液， 图中峰1： 盐酸药根碱 ； 峰2： 盐酸黄连碱 ； 峰3： 盐酸巴马汀 ； 峰4： 盐酸小檗碱。
图 2 为盐酸小檗碱在不同温度的 Q-t 曲线。
图 3 为不同药液浓度对 IER 载药量 ( 以盐酸小檗碱为研究对象 ) 的 Q-t 曲线。
图 4 为 IER 载药量同药物利用率的关系图。
图 5 为不同 pH 值条件下 IER 对盐酸小檗碱的载药量曲线。
图 6 为 DSC 测试图谱， A 树脂 ； B 黄连总碱 ； C 药物树脂复合物 ； D 药物树脂物理混 合物。
图 7 为红外图谱， A. 树脂 ； B. 黄连总碱 ； C. 药物树脂复合物 ； D. 药物树脂物理混 合物。
图 8 为 X 光衍射图谱， A 树脂 ； B 黄连总碱 ； C 药物树脂复合物 ； D 药物树脂物理混 合物。
图 9 为 DRC 中盐酸小檗碱在去离子水中的累计释放百分比曲线。
图 10 为 DRC 中盐酸小檗碱在人工胃液中的累计释放百分比曲线。
图 11 为 DRC 中盐酸小檗碱在人工胃液中的累计释放百分比曲线。
图 12 为盐酸小檗碱 Viswanathan 释药曲线 (10 ～ 60min)。
图 13 为黄连总碱组中盐酸小檗碱在 20、 30、 40％ Carbopol 树脂中的释放曲线。 图 14 为药物树脂组中盐酸小檗碱在 20、 30、 40％ Carbopol 树脂中的释放曲线。 图 15 为黄连总碱组中盐酸小檗碱在 25％、 30％、 35％ HPMC 中的释放曲线。 图 16 为药物树脂组中盐酸小檗碱在 25％、 30％、 35％ HPMC 中的释放曲线。 图 17 为黄连总碱组中盐酸小檗碱在 15％、 20％、 25％ Eudragit RL PO 中的释放曲 图 18 为药物树脂组中盐酸小檗碱在 15％、 20％、 25％ Eudragit RL PO 中的释放曲线。
线。 图 19 为 黄 连 总 碱 组 中 盐 酸 小 檗 碱 在 8 ％ +12 ％、 10 ％ +15 ％、 12 ％ +15 ％ 的 Carbopol 和 HPMC 混合辅料中的释放曲线。
图 20 为 药 物 树 脂 组 中 盐 酸 小 檗 碱 在 8 ％ +12 ％、 10 ％ +15 ％、 12 ％ +15 ％ 的 Carbopol 和 HPMC 混合辅料中的释放曲线。
图 21 为黄连总碱组中盐酸小檗碱在 10 ％ +10 ％ +5 ％、 10 ％ +10 ％ +10 ％、 15 ％ +10％ +5％的 Carbopol+HPMC+Eudragit 混合辅料中的释放曲线。
图 22 为药物树脂组中盐酸小檗碱在在 10％ +10％ +5％、 10％ +10％ +10％、 15％ +10％ +5％的 Carbopol+HPMC+Eudragit 混合辅料中的释放曲线。
图 23 为药物树脂组中盐酸小檗碱在 5％、 10％、 15％、 20％ Carbopol 树脂中的释放 曲线。
图 24 为药物树脂组中盐酸小檗碱在 15％ +0％、 20％ +0％、 15％ +5％、 20％ +5％、 15％ +10％、 20％ +10％的 Carbopol+NaCl 混合辅料中释放曲线。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行说明， 但本发明并不局限于此。下述实施例中 所述实验方法， 如无特殊说明， 均为常规方法 ； 所述试剂和生物材料， 如无特殊说明， 均可从商业途径获得。
下述实施例中所用的黄连总生物碱是参照下述文献方法制备得到的 ： 许沛虎， 高 媛， 张雪琼 . 黄连总生物碱纯化工艺研究 [J]. 时珍国医国药， 2007， 18(12) ： 3079 ～ 3080。
具体方法如下 ： 将黄连药材经 0.5％硫酸水提取后浓缩， 加石灰水调 pH 值到 9， 除 去沉淀加盐酸调 pH 到 1， 并盐析使沉淀析出， 水洗沉淀， 烘干后即得黄连总生物碱。按照上 述方法制备 3 批黄连总生物碱， 并测定其中四种主要生物碱 ( 盐酸小檗碱、 盐酸黄连碱、 盐 酸药根碱和盐酸巴马汀 ) 的含量。
1、 对照品溶液的制备 ： 精密称取盐酸药根碱、 盐酸黄连碱、 盐酸巴马汀、 盐酸小檗 碱标品各 5mg， 分别置 10mL 容量瓶中， 加入盐酸 - 甲醇 (1 ∶ 100， v/v) 至刻度， 超声溶解， 混匀， 即得储备液。
2、 供试品溶液的制备 ： 取黄连总生物碱 0.1g， 精密称定， 置于具塞锥形瓶中， 加入 盐酸 - 甲醇 (1 ∶ 100， v/v)100mL， 称重， 超声 40min， 取出放置至室温， 补足减失的重量， 过 滤， 取续滤液即得。
3 色谱条件 ：
色谱柱 ： Venusil XBP-C18 分析柱 (250mm×4.6mm， 5μm) 和 Brava C18-BDS 预柱 ； -1 流动相 ： 乙腈 ： 0.05mol· L 磷酸二氢钾溶液 (pH4.54) ＝ 28 ∶ 72(v/v) ； 检测波长 ： 346nm ； 柱温 ： 20℃ ； 流速 ： 1.0mL·min-1 ； 进样量 ： 5μL。
4、 标准曲线的绘制
将上述四种生物碱按照 3 中色谱条件进样， 对峰面积和浓度进行线性回归， 得到 四种生物碱的回归方程、 相关系数及线性范围， 见表 1。色谱图见图 1A。
表 1 黄连四种主要生物碱线性方程及线性范围
5、 黄连总生物碱含量测定
将供试品溶液按照 3 中色谱条件进样， 代入表 1 中的标准曲线计算各生物碱含量。 结果见表 2。色谱图见图 1B。
表 2 黄连总生物碱含量测定 (％ )
由表 2 可以看出， 所制备的黄连总碱中含盐酸药根碱、 盐酸黄连碱、 盐酸巴马汀、 盐酸小檗碱的总量在 90％以上， 其中盐酸小檗碱含量在 70％以上， 质量稳定， 可作为制备 药物树脂的原料药。
实施例 1、 静态交换法制备黄连总生物碱树脂复合物
精密称取 AmberliteTM 药用级离子交换树脂 ( 强酸 Na+ 型的 IRP69 树脂、 弱酸 H+ 型 的 IRP64 树脂和弱酸 K+ 型的 IRP88 树脂 ； Rohm&Hass 公司 ) 适量加入到一定浓度的药物溶 液中， 置恒温水浴中， 控制于不同温度下充分搅拌， 并于设定的时间取样， 用上述黄连生物 碱含量测定方法， 分别按式 (1) 和式 (2) 计算树脂的交换药量 (Q) 及药物利用率 (E)， 至药 物浓度基本不变时， 反应即达平衡。
其中， Q 为 t 时刻单位质量树脂的交换药量 (g·g-1)， C0 为初始药物质量浓度 -1 -1 (g·L )， Ct 为 t 时刻药物质量浓度 (g·L )， V 为药物溶液体积 (L)， WR 为干态树脂质量 (g)。
通过考察反应温度、 药物浓度、 不同 pH 值对交换过程的影响确定最佳制备工艺。
1、 考察不同类型离子交换树脂对静态交换反应的影响
称取 IRP64、 IRP69、 IRP88 离子交换树脂各 100mg， 加入浓度为 1.5mg·mL-1 的黄连 总生物碱溶液 200mL 中， 置于 298K 恒温水浴振荡器中振荡 (105r· min-1)， 24h 后取样， 计算 树脂的交换容量 Q 和药物利用率 E， 结果见表 3。
表 3 不同离子交换树脂的交换容量 Q 和药物利用率 E
由表 3 可以看出， 在相同的条件下 IRP88 树脂对四种生物碱都具有较高的载药能 力和利用率， 因此选用 IRP88 树脂作为药物的载体。可能原因是 IRP88 树脂与强酸弱碱型 的盐酸小檗碱形成了弱酸弱碱盐， 降低了复合物的解离能力导致 ； 而 IRP64 与树脂结合后 + 产生 H ， 会极大的降低药液的 pH， 因此载药量最低。2、 不同温度对静态交换反应的影响
选取交换容量最高的 IRP88 离子交换树脂 100mg， 精密称定， 分别加入浓度为 -1 1.5mg·mL 的黄连总生物碱溶液 200mL， 在 298K、 310K、 318K、 328K、 338K 恒温水浴中振荡 -1 32h(105r·min )， 不同时间段取样， 计算 Q， 并绘制 Q-t 曲线。不同温度树脂载药量和达平 衡时间结果见表 4。
表 4 不同温度对离子交换树脂载药量及平衡时间的影响
由表 4 可知， 温度的变化对树脂载药能力影响较小， 对树脂的载药平衡速度影响 较大， 温度越高则载药速度越快。其中盐酸小檗碱在不同温度的 Q-t 曲线见图 2。
3、 不同浓度药液对静态交换反应的影响
精密称取 IRP88 离子交换树脂各 100mg， 分别加入浓度为 1.0mg· mL-1、 1.5mg· mL-1、 2.0mg·mL-1 的黄连总生物碱溶液 200mL， 置于 308K 恒温水浴振荡器中 (105r·min-1)， 不同 时间段取样， 计算 Q， 绘制 Q-t 曲线。不同的药液浓度对 IER 载药量 ( 以盐酸小檗碱为研究 对象 ) 的影响结果见图 3。由图 3 可知， 浓度变化对树脂的载药平衡速度影响较小， 对树脂 载药量影响较大， 浓度越高载药量越大。
树脂的载药量不是随着药物浓度的增加无限增加， 当载药量趋于饱和时， 随着药 物浓度的增加载药量增加幅度减小， 最终达到饱和， 载药量不再增加， 同时药物利用率快速 下降。所以载药量同药物利用率是一对矛盾体。实验中发现在药物浓度在 1.5mg·mL-1 左 右时载药量和药物利用率最高。见图 4。但从图 4 中曲线的趋势可以看出， 随着浓度的增 -1 加， 载药量增加， 而利用率下降， 在药物浓度约 1.5mg·mL 时， 载药量和利用率基本达到平 衡。
4、 不同 pH 值对静态交换反应的影响
精密称取 IRP88 离子交换树脂各 100mg， 分别加入不同 pH 值 (10.45、 8.77、 6.4、 -1 4.46、 2.49) 的浓度为 1.5mg·mL 的黄连总生物碱溶液 200mL， 置于 308K 恒温水浴振荡器 -1 中 (105r·min )， 24h 后取样， 计算 Q， 绘制 Q-pH 曲线。不同 pH 值条件下 IER88 对盐酸小 檗碱载药能力的影响见图 5。
由图 5 可知， pH 值对 IER 与药物结合有明显影响， 在试验设计范围内可推出 pH5.0±0.5 时树脂载药量较大。 此 pH 值时药物与离子交换树脂都达到最大解离状态， 结合 能力最强。
5、 静态交换反应动力学及热力学研究 离子交换的基本理论主要包括两个方面 ： 一是离子交换反应的历程和达到平衡的 时间， 即离子交换速率问题 ( 离子交换动力学 ) ； 二是离子交换反应在一定条件下的反应方 向和反应限度， 即离子交换平衡问题 ( 离子交换热力学 )。
5.1 静态交换反应动力学
根据多相化学反应理论， 离子交换反应理论上应为一级可逆反应。选取 308K 时的 静态交换动力学曲线按零级、 一级和二级反应进行拟合， 由表 5 中相关系数结果显示 IRP88 离子交换树脂与黄连总生物碱的交换反应符合一级反应。
表 5308K 温度下离子交换树脂交换动力学曲线拟合
一级交换反应的动力学过程可用方程 (3) 表示 ：
ln(Q ∞ -Qt) ＝ -kt+lnQ ∞ (3)
式中 k 为反应速率常数， Q ∞为反应平衡时的交换量， Qt 为反应 t 时刻的交换量。 以 ln(Q ∞ -Qt) 对 t 进行线性回归， 可得交换反应速率常数 k。从表 6 中可知， k 随温度的升高 而增加， 这与图 2 和表 4 的结果一致， 升高温度可以加快交换反应进行， 缩短达平衡的时间。
表 6 不同温度条件下盐酸小檗碱的一级反应拟合方程、 反应速率及相关系数
根据 Arrhenius 方程 lnk ＝ -Ea/RT+lnA， 以不同温度条件下 lnk 对 1/T 进行回归， 得到方程 ： lnk ＝ -2116.8/T+6.1923(R2 ＝ 0.9974)， 由此可求出交换反应的反应活化能 Ea ＝ 17.599KJ·mol。
5.2 静态交换反应热力学
药物树脂的形成过程是固相树脂上的反离子与液相药物溶液中的药物离子在两 相体系间进行可逆性离子交换反应， 重新分配建立平衡的过程。 交换反应达平衡时， 离子交 换反应的平衡常数 Ke， 可按公式 (4) 计算 ：
式 中 [D]r 为 树 脂 对 药 物 的 吸 附 量 (mmol) ； [M]s 为 溶 液 中 反 离 子 的 浓 度 -1 -1 [D]s 为溶液中药物的浓度 (mmol·L ) ； [M]r 为树脂中反离子的含量 (mmol)。 (mmol·L ) ；
Ke 表示离子交换树脂对不同离子的亲和能力， 而溶液中某一离子能否与树脂上的 反离子进行交换主要取决于这两种离子与树脂的相对亲和力。Ke 越大， 药物离子与树脂的 亲和力越大， 表明药物越易被树脂吸附交换 ； Ke 越小， 药物离子与树脂的亲和力越小， 表明 药物难以被树脂吸附交换。
根据树脂的交换容量、 药物的初始浓度以及平衡浓度， 计算出 Ke。由表 7 可知， 随 温度的升高 Ke 增大， 表明 IRP88 离子交换树脂对黄连总碱的亲和力增大， 越易形成药物树 脂复合物。因此， 升高温度有助于加快反应进程， 增加载药量， 这与前述实验结果及离子交 换反应动力学结论一致。
离子交换反应一般伴随着一定的热效应， 研究离子交换反应热力学， 通过求算吉 布斯自由能变、 焙变和嫡变等热力学参数， 可进一步提供交换反应的趋势、 程度和驱动力的 信息， 有助于了解交换反应原理。
当反应达平衡时， 吉布斯自由能变化 ΔG0、 焓变即反应热 ΔH0 和熵变 ΔS0 可用以 下方程计算 ：
ΔG0 ＝ -RTlnKe (5) 0
lnKe ＝ -ΔH /RT+C (6) 0 0 0
ΔS ＝ (ΔH -ΔG )/T (7)
以不同温度下的 lnKe 对 1/T 进行回归， 由斜率求得反应热 ΔH0， 再根据式 (5)、 (7) 0 可计算出吉布斯自由能 ΔG 和熵变 ΔS 。热力学各参数见表 7。
表 7 不同温度条件下盐酸小檗碱的选择性系数及热力学常数
由表中结果可以看出， 此反应的 ΔG0 ＜ 0， ΔS0 ＞ 0， 表明离子交换树脂与药物的交 0 换反应为自由能减少、 熵增加的过程， 可自发正向进行 ； ΔH ＞ 0 意味该反应为吸热反应， 0 且随温度的升高 -ΔG 值增大， 表明温度升高有利于反应进行， 进一步证明了前述结论。
实验发现， 随着温度的升高， 反应速率常数 k 与化学反应平衡常数 Ke 均增大 ； 热力 0 0 0 学参数满足 ΔG ＜ 0， ΔS ＞ 0 和 ΔH ＞ 0， 表明黄连总生物碱与 IRP88 树脂间的交换反应 属于自发进行的吸热反应。因此升高温度有助于制备黄连总生物碱药物树脂复合物， 提高 载药量。
黄连中主要生物碱 ( 小檗碱、 黄连碱、 药根碱、 巴马汀 ) 具有相似结构， 都属于异喹 啉原小檗碱型生物碱， pKa 在 11.5 左右， 其中盐酸小檗碱、 盐酸黄连碱、 盐酸药根碱和盐酸 巴马汀在总碱中的含量分别为 71.12％、 14.33％、 4.62％和 8.77％。从交换结果分析， 小檗 碱、 黄连碱、 药根碱和巴马汀分别占总交换量的 74.17％、 14.57％、 2.65％和 8.61％， 因此 发明人认为各生物碱浓度差异是药物树脂竞争结合的主要影响因素。试验中发现， 随着温 度、 药液浓度的升高， 四种生物碱离子交换量均增加 ； 在 pH4.46 测试点， 四种生物碱均比其 他 pH 条件下载药量大， 经拟合其交换反应动力学均为一级可逆过程， 四种生物碱的热力学 参数数值也近似， 均为吸热反应， 是自由能减小、 熵增加的自发过程。
综上， 根据对反应温度、 药液浓度和不同温度 Q-t 曲线的考察， 确定最终制备工艺 -1 为： 药物浓度 C 药＝ 1.5±0.5mg·mL ， 反应温度在 25 ～ 50℃， 平衡时间不少于 6h， 药液 pH 为 5.0±0.5， 树脂同药物质量比 W 树脂∶ W 药物为 1 ∶ 1.0 ～ 1 ∶ 2.0。
然后按照下述方法制备药物树脂复合物 ：
精密称取 AmberliteTM 药用级离子交换树脂 IRP88 适量加入到浓度为 1.5mg· mL-1、 pH ＝ 5.0 的黄连总生物碱水溶液中， 置于 45℃恒温水浴中， 控制温度于充分搅拌 6h 后取 样， 测定黄连生物碱的浓度， 以盐酸小檗碱为考察对象， 计算树脂的载药量 (Q) 及药物利用 率 (E)， 反应结束后， 过滤收集固体， 烘干即得树脂复合物。结果见表 8， 表中 Q 值为药物树 脂复合物中盐酸小檗碱的载药量。
表 8 制备药物树脂验证试验
从表 8 可以看出， 药物树脂的制备工艺切实可行， 树脂交换量和药物利用率均较 高。其中每 100g 药物树脂复合物中含黄连总生物碱 ( 以盐酸小檗碱、 盐酸黄连碱、 盐酸药 根碱和盐酸巴马汀总量计 )66.3-69.1g， 平均为 68.02g。
实施例 2、 黄连总生物碱树脂复合物的结构验证
采 用 差 示 热 分 析 (DSC)、 红 外 光 谱 (Infrared spectra)、 X 光 衍 射 (X-ray diffraction) 验证实施例 1 制备的药物树脂复合物中黄连总生物碱与 IRP88 树脂的结合方 式。
1、 差示扫描热分析 (DSC)
采用差示扫描热分析法分别记录黄连总生物碱， 离子交换树脂 IRP88， 药物树脂复 合物， 黄连总生物碱碱 - 离子交换树脂 IRP88 物理混合物 (1 ∶ 1， w/w) 的差热分析图谱。
测定条件 ： 扫描范围 25-350℃ ； 升温速度 10.00℃ /min ； 参比物 ： 空白铝干锅 ； 气 氛： 静态空气 ； 样品约重 4.0mg。测试图谱见图 6。
离子交换树脂具有一定特征熔融吸热峰， 并依种类、 交联度等因素的不同而各异， 当与药物发生离子交换形成药物树脂复合物后， 其吸热峰会发生变化。热分析结果如图 6 所示原料药在 93.761℃和 172.378 ℃左右出现吸热峰， 为药物熔融峰 ； 离子交换树脂在 112.239℃和 274.393℃左右出现吸热峰 ； 物理混合物是两种单独物质峰的简单叠加而药 物树脂复合物则在 90.985℃左右出现一个新的吸热峰， 且原料药和离子交换树脂单独的吸 热峰均未出现， 表明药物与离子交换树脂结合形成了一种与简单物理混合物不同的新结合 物。由此可见二者的结合并非简单的物理吸附， 而是靠离子键作用的结合。
2 红外分析
采用 KBr 压片法， 分别记录黄连总生物碱， 空白离子交换树脂 IRP88， 药物树脂复 合物， 黄连总生物碱 - 离子交换树脂物理混合物 (1 ∶ 1， w/w) 的红外图谱。
测定条件 ： 离子交换树脂研磨成粉末 ； 波长范围 ： 400 ～ 4000cm-1。测试图谱见图 7。
从 图 7(B) 图 可 以 看 出 ： 黄 连 总 生 物 碱 在 3549cm-1 为 不 缔 合 / 缔 合 υ(N-H)， 3345cm-1 为芳环 υ( ＝ C-H)， 2910cm-1 为饱和碳氢键 υ(C-H)， 1634cm-1 为芳环与杂环 υ(C ＝ C)， 1601cm-1 为 υ(C ＝ N)， δ(N-H)， 1505cm-1 为 芳 环 υ(C ＝ C)， 1389cm-1、 1365cm-1、 1333cm-1 为 δ(NC-H)， 127cm-1、 122cm-1、 110cm-1、 103cm-1 为 芳 香 脂 肪 醚 υ(C-O-C) ； 其 -1 中 1505cm 的芳环骨架振动峰在整体谱图中表现的峰越强， 峰形越细长， 则该混合物 中的盐酸小檗碱的含量越高。从图 7(C) 和 (D) 对比来看， 最明显的区别在于 (C) 图中
3549cm-1υ(N-H) 震动峰消失， 这足以说明盐酸小檗碱 N 原子与离子交换树脂形成了离子 键， 而不是简单的物理混合 ； 在 400 ～ 1650cm-1 谱段， (C) 图峰较 (D) 图中强度减弱。 以上变 化均源于离子交换树脂中羧酸基团与药物离子以化学结合， 从而导致了红外谱图的变化。
3、 X 光衍射分析
采用 X 光衍射分析方法分别记录黄连总生物碱， 空白离子交换树脂 IRP88， 药物树 脂复合物， 黄连总生物碱 - 离子交换树脂物理混合物 (1 ∶ 1， W/W) 的 X 光衍射图谱。
测试条件 ： 室温 ； Cu-Ka 靶 ； 石墨单色器衍射束单色化 ； 高压 40kV ； 管流 200mA ； 放 大倍数 6 倍 ； 扫描速度 1° /min。测试图谱见图 8。
图 8(B) 为黄连总生物碱图谱， 呈现出多个结晶峰 ； (A) 图为离子交换树脂图谱， 呈 现出明显的非晶结构态物质。 (D) 为药物与树脂物理混合后的 X-ray 图谱， 药物的特征峰的 位置没有改变， 只是吸收峰的强度有所减弱， 说明二者物理混合后， 药物的结构并没有发生 变化 ； (C) 为药树脂的 X-ray 图谱， 黄连总生物碱的多个结晶峰消失， 主要表现为树脂的非 晶结构， 说明二者之间发生了化学变化， 形成了药物树脂复合物。
综上， 通过对药物树脂 DSC、 IR、 X-ray 的比对分析得出， 黄连总生物碱同 IRP88 离 子交换树脂是通过离子键结合形成了药物树脂复合物， 不是简单的物理吸附。 实施例 3、 黄连总生物碱树脂复合物的体外释放试验
通过模拟人体胃肠道环境， 研究黄连总生物碱树脂复合物的特殊释药机制。
1、 药物树脂含量测定
1.1 溶剂的选择
根据离子交换原理， 增大交换离子浓度有利于离子交换进行得更彻底， 为了测定 药物树脂的药物含量考虑用较高浓度的反离子溶液将药物离子从树脂上交换出来。在 H+、 Na+、 K+ 中， H+ 离子半径比 Na+、 K+ 小， 有利于离子交换， 预选用 0.2mol·L-1 的 HCl 甲醇溶液 作为溶出介质。
精密称取药物树脂 5.0mg 置锥形瓶中， 加 0.2mol·L-1 的 HCl 甲醇溶液 50mL， 超声 30min， 过滤， 取续虑液 5mL， 加甲醇定溶于 10mL 容量瓶 ( 样 1) ； 滤渣继续加 0.2mol·L-1 的 HCl 甲醇溶液 20mL， 超声 30min， 取续滤液 ( 样 2)。按实施例 1 中黄连总生物碱分析方法进 样 5μL， 结果显示样 2 无色谱峰， 样 1 色谱峰明显 ( 小檗碱峰面积 543.8106)。故溶剂选择 -1 用 10 倍量 0.2mol·L 的盐酸甲醇溶液即可。
1.2 含量测定
精密称取不同批次药物树脂复合物 (DRC)5.0mg， 加 0.2mol·L-1 的盐酸甲醇溶液 50mL， 超声 30min， 过滤， 取续虑液 5mL， 加甲醇定溶于 10mL 容量瓶 ； 实施例 1 中黄连总生物 碱分析方法进样 5μL， 结果见表 9。表 9 中的药物百分含量是指 100mg 树脂复合物中所含 药物的百分数。
表 9 不同批次 DRC 药物含量
2 释放介质对 DRC 释放的影响
按中国药典 2005 版附录 XC 桨法操作， 于设定时间取样 5mL， 经 0.45μm 微孔滤膜 滤过， 取续滤液备用， 及时补加同温度、 同体积的相应介质。续滤液直接按实施例 1 中黄连 总生物碱分析方法进样， 计算累积释药百分比。
2.1DRC 在去离子水中的释放
称取黄连总碱药物树脂 100mg( 含黄连总生物碱 67.8mg)， 加已脱气的去离子水 -1 900ml， 在 37.0 ℃、 75r·min 条件下， 按释放度考察方法进行试验， 分别于 10min、 20min 30min、 40min、 50min、 60min、 90min、 120min、 180min、 240min 不同时间点采样， HPLC 测定， 考 察 DRC 在去离子水中的释放度。DRC 中盐酸小檗碱在去离子水中的累计释放百分比曲线见 图 9。
由图 9 可以看出， 药物树脂在去离子水中几乎不释药。仅有的一点药物释放可能 主要是树脂表面少量的物理吸附， 因为 IRP88 树脂粒径较小， 比表面积相当大， 树脂的多孔 结构导致一部分药物被吸附在树脂表面。 这进一步说明黄连总生物碱完全是靠离子键作用 结合到离子交换树脂上， 而不是靠简单的吸附作用。
2.2DRC 在人工胃液中的释放
称取黄连总碱药物树脂 100mg( 相当于黄连总生物碱 67.8mg)， 加已脱气的人工胃 -1 液 900mL， 在 37.0℃、 75r· min 条件下， 按释放度考察方法进行试验， 分别于 10min、 20min、 30min、 40min、 50min、 60min、 90min、 120min、 180min、 240min 不同时间点采样， HPLC 测定， 考 察 DRC 在人工胃液中的释放度。 DRC 中盐酸小檗碱在人工胃液中的累计释放百分比见图 10。 -1 人工胃液的配制 ： 0.1mol·L 的盐酸溶液 (9mL → 1000mL)， pH ＝ 1.2， 无酶。
由图 10 可以看出， DRC 在人工胃液中释放迅速， 有突释作用， 5min 已达累计释放量 80％， 随着时间推移， 释放量基本不再增加， 达到交换平衡。
2.3DRC 在人工肠液中的释放
称取黄连总碱药物树脂 100mg( 相当于黄连总生物碱 67.8mg)， 加已脱气的人工肠 -1 液 900mL， 在 37.0℃、 75r· min 条件下， 按释放度考察方法进行试验， 分别于 10min、 20min、 30min、 40min、 50min、 60min、 90min、 120min、 180min、 240min 不同时间点采样， HPLC 测定， 考 察 DRC 在人工肠液中的释放度。 DRC 中盐酸小檗碱在人工肠液中的累计释放百分比见图 11。 人工肠液的配置 ： 称取磷酸二氢钾 6.8g， 加 500mL 纯水使溶解， 用 0.1mol·L-1 的氢氧化钠 调 pH 至 6.8， 加水稀释到 1000mL。
由图 11 可以看出， DRC 在人工肠液中释放较慢， 2h 左右累计释放达 75％， 但远达 不到所希望的释放效果。
目前， 有关药物树脂复合物的释药动力学的研究主要采用粒扩散方程 (Boyd 方 程 )， 指数方程及对数方程 (Viswanathan 方程 )， 其中对数方程 (Viswanathan 方程 ) 适合
所有药物树脂复合物的体外释药过程， 因而被普遍采用 ：
-ln(1-F) ＝ -ln(Qt/Q0) ＝ 1.59(6/dp)1.3Dr0.65t0.65
式中 F 为 t 时间药物从药物树脂复合物中释放的分数 ； Q0 为零时间药物树脂复合 -1 物中的药物含量 (g·g ) ； Qt 为 t 时间药物树脂复合物中的药物含量 (g·g-1) ； Dr 为药物在 2 -1 树脂中的扩散系数 (m ·h ) ； dp 为树脂平均粒径 (m) ； t 为释药时间 (min) ； 其中常数 1.59 和 0.65 适合所有的药物树脂复合物， 并不需要重新测定。根据 Viswanathan 方程， 在 10 ～ 0.65 60min 时间内， 以 -ln(1-F) 对 t 进行回归， 求得释药动力学方程， 并通过方程的斜率求得 药物树脂在释放介质中的扩散系数 Dr。在 10 ～ 60min 时间内， 盐酸小檗碱 Viswanathan 释 药曲线见图 12。
从图 12 可知， 在 10 ～ 60min 内， -ln(1-F) ～ t0.65 曲线线性关系良好， 因而确定粒 扩散是盐酸小檗碱释放的限速过程。拟合方程为 ：
-ln(1-F) ＝ 0.0505t0.65+0.6462(R2 ＝ 0.9595)
由此求得 Dr ＝ 24.1553m2·h-1。(IRP88 树脂平均粒径为 0.05mm)。
通过考察药物树脂在人工胃肠液中的释放， 结果表明， 药物树脂在人工胃液中崩 解， 释药迅速， 在人工肠液有一定的缓释作用。 单纯依靠药物树脂的粒扩散无法达到满意的 缓释作用， 必须与其它缓释技术相结合， 以求理想的缓释效果。
实施例 4、 黄连总生物碱树脂复合物骨架缓释制剂的处方筛选
1 处方设计
1、 辅料的选择
羟丙甲基纤维素 (HPMC) ： HPMC 是常用的纤维素类亲水凝胶骨架材料， 为水溶性 高分子聚合物， 可通过吸水膨胀逐步形成厚厚的凝胶层， 再通过凝胶层的扩散溶蚀将药物 释放出来。常见 HPMC 类型有 K 型和 E 型两大类， K 型多用于骨架材料， E 型常用于薄膜 包衣材料。亲水凝胶骨架制剂中所用的 HPMC 规格应在 4000cPa·s 以上， 常用的 HPMC 为 K4M(4000cPa·s) 和 K15M(15000cPa·s)。选用 HPMCK4M( 美国陶氏化学公司 ) 作为缓释材 料。
优特奇 (Eudragit) ： Eudragit 是一种丙烯酸树脂类凝胶骨架材料， 有多种型号 -E 系列溶于 pH ＜ 5 的酸水溶液， 常用作胃中崩解剂 ( 如 E100， E PO) ； L/S 系列在 pH ＞ 5.5 的 溶液中溶解， 常作为肠溶包衣薄膜材料 ( 如 L100， S100) ； RL/RS 系列不溶于水， 常作为缓释 材料， RL 为高渗透性， RS 为低渗透性。因此选用 RL PO( 德国 Rohm 公司 ) 作为非亲水性凝 胶骨架材料。
卡波普 (Carbopol) ： Carbopol 树脂是一种聚丙烯酸交联聚合物， 在水中不溶， 可 溶胀。常用型号 934P NF 在肠胃区接近于零级释放 ； 974P NF 在胃内释放缓慢， 在肠内释放 迅速 (pH ＞ 6) ； 974P NF 与 934 接近， 在肠内较 934 慢， 线性更好 ； 就交联度而言， 974 交联 度最高， 这样在干粉末直接压片制得的片剂中释药通道最多。 如果选择低交联度型号， 很可 能导致药物不释放。故选择 974P NF( 美国 noveon 公司 ) 作为候选缓释辅料。
1.2 处方配比
为了全面考察黄连总生物碱和药物树脂复合物两者缓释片的区别， 设计两组实 验： 黄连总生物碱组和总碱树脂复合物组。分别选取 HPMC K4M， Eudragit RL PO， Carbopol 974PNF 作为缓释材料， 用微晶纤维素 (MCC) 作为填充剂， 硬脂酸镁 (Magnesium) 作为润滑剂， 选择各缓释材料常用量 ( 表 10) 配比成不同比例的骨架片。
表 10 处方中缓释材料比例
表 11 黄连总碱组骨架型缓释制剂处方
表 12 药物树脂组骨架型缓释制剂处方表 11 与 12 是按表 10 设计的制剂处方。按盐酸小檗碱含量计算， 200mg 黄连总生 物碱约相当于树脂复合物 270mg， 通过粉末直接压片， 将黄连总碱组压制成 400mg/ 片， 药物 树脂组压制成 500mg/ 片。
2 处方制剂释放度考察
按中国药典 2005 版附录 XC 桨法操作， 于设定时间点取样 5ml， 经 0.45μm 微孔滤 膜滤过， 取续滤液备用， 及时补加同温度、 同体积的相应介质。续滤液直接按实施例 1 中黄 连总生物碱分析方法进样， 计算累积释放百分比。
为模拟胃肠道环境， 在 0 ～ 2h， 溶出介质选用 0.1mol· L-1 的盐酸溶液 800ml， 2h 后 加磷酸盐缓冲溶液， 调 pH 到 6.8， 纯水稀释至 900mL。
磷酸盐缓冲溶液的配制 ： 10g K2HPO4·3H2O、 4gNaOH 溶于 100mL， 即得。
2.1Carbopol 974P NF 组体外释放
精密称取黄连总碱组处方 1-1， 1-2、 1-3， 药物树脂组处方 2-1、 2-2、 2-3。加已脱气 -1 的人工胃液 800mL， 在 37.0 ℃、 75r·min 条件下， 分别于 1h、 2h、 3h、 4h、 6h、 8h、 10h、 12h 不 同时间点采样， 按释放度考察方法进行试验， 在 2h 取样后加磷酸盐缓冲溶液 71mL， 加纯水 补至 900mL。
从图 13 和图 14 可以看出， 以 Carbopol 树脂为骨架的缓释制剂释药缓慢， 黄连总 碱组三种处方释药速度相差不大， 12h 后的释放量在 20％左右 ； 药物树脂组随着 Carbopol 树脂的增加释药速度明显变慢， 12h 后， 低比例的处方 2-1 释放达到 60％， 中等比例的处方 2-2 累计释放达到 30％， 高比例的处方 2-3 释放为 15％。
2.2HPMC 组体外释放
方法同 2.1。 选取制剂为黄连总碱组处方 1-4， 1-5、 1-6， 药物树脂组处方 2-4、 2-5、 2-6。
从图 15 和图 16 可以看出， 以 HPMC 为骨架的片剂具有缓释作用， 黄连总碱组三种
处方在人工胃液中释药速度随着 HPMC 含量的增加而减慢， 在人工肠液中 2 ～ 6h 内， 释药曲 线陡峭， 释药速度较快， 8h 后释药曲线接近水平， 释放量在 80％左右 ； 药物树脂组三种处方 释药曲线很接近， 释药速度大致一样且接近零级释放， 在人工胃液中第 1h 就已释放 20％， 在 12h 后， 累计释放达到 50％。
2.3Eudragit RL PO 组体外释放
方法同 2.1。 选取制剂为黄连总碱组处方 1-7， 1-8、 1-9， 药物树脂组处方 2-7、 2-8、 2-9。
从图 17 和图 18 可以看出， 以 Eudragit RL PO 为骨架的缓释片具有一定的缓释作 用， 黄连总碱组与药物树脂组在进入人工胃液中时立刻崩解， 不同比例的释放曲线接近， 黄 连总碱组在 1h 时释放量已接近 50％， 7h 后释放量达 80％， 药物树脂组在 1h 时释放量接近 70％， 7h 后释放也在 70％左右， 且有所下降， 表明药物树脂组在人工胃液下已释放完全。
2.4Carbopol+HPMC 混合组体外释放
方法同 2.1。选取制剂为 1-10， 1-11、 1-12， 药物树脂组处方 2-10、 2-11、 2-12。
从图 19 和图 20 可以看出， 以 Carbopol+HPMC 为骨架的缓释片缓释作用较好， 黄连 总碱组与药物树脂组在 Carbopol 和 HPMC 不同比例配比下， 释放曲线接近。12h 后， 释放量 达到 30％。
2.5Carbopol+HPMC+Eudragit 混合组体外释放
方法同 2.1。 选取制剂为黄连总碱组处方 1-13， 1-14、 1-15， 药物树脂组处方 2-13、 2-14、 2-15。
从图 21 和图 22 可以看出， 以 Carbopol+HPMC+Eudragit 为骨架的缓释片缓释作用 较好， 黄连总碱组不同比例配比下释放曲线接近， 12h 后， 释放量达到 20％； 药物树脂组不同 比例配比释药行为差异较小， 12h 后， 释放量达到 25％。
3 缓释骨架片释药机制
对上述不同缓释制剂进行零级动力学、 一级动力学、 Higuchi 方程、 Ritger-Peppas 模型 ( 幕指数方程 ) 拟合， 并比较树脂载药前后释药机制的差异。拟合方式如下 ：
零级反应 Mt/M ∞ kt ； 一级反应 -ln(1-Mt/M ∞ ) ＝ kt
Higuchi 模型 Mt/M ∞＝ kt1/2 ； Ritger-Peppas 模型 Mt/M ∞＝ ktn
其中 Mt 为 t 时刻的药物释放量， M ∞为最大药物释放量， k 是药物释放速率常数， t 为释药时间。在幂指数方程中， n 为释放参数， 当 0.45 ＜ n ＜ 0.89 时， 药物释放机制为非 Fick 扩散 ( 即药物扩散和骨架溶蚀协同作用 ) ； 当 n ＜ 0.45 时， 为 Fick 扩散 ； 当 n ＞ 0.89 时， 为骨架溶蚀机制。
3.1Carbopol 974 组释药机制
从 Carbopol 974 组释药曲线图 13、 14 可以看出， 黄连总碱组和药物树脂组释药曲 线很接近， 只是释药速度 ( 斜率 ) 有所不同， 故任选一曲线进行拟合。
表 13Carbopol 974 组释药曲线拟合
由表 5-4 可见， 以 Carbopol 974 为缓释材料的零级释药方程拟合相关性较高， 残 差平方和 (SSR) 较小， 且由 R-P 方程拟合结果 n ＞ 0.89， 显示释药机制为骨架溶蚀型。综合 图 5-2， 随着 974 含量的增加， 释药速度明显减慢， 判断释药过程为骨架溶蚀和药物树脂的 粒扩散协同作用的近似零级释药过程。
3.2HPMC 组释药机制
从 HPMC 组释药曲线图 15、 16 可以看出， 黄连总碱组和药物树脂组释药曲线差别很 大， 分别选处方 1-6、 2-4 曲线进行拟合。
表 14HPMC 组释药曲线拟合
由表 14 可见， 黄连总碱组一级释放拟合度较高， 残差平方和 (SSR) 较小， 且由 R-P 方程拟合结果 n ＞ 0.89， 显示释药机制为骨架溶蚀型， 故释药过程为骨架溶蚀和药物树脂 粒扩散协同作用的一级释放过程。药物树脂组零级释放拟合度较高， 残差平方和 (SSR) 较 小， 且由 R-P 方程拟合结果 n ＜ 0.45， 显示释药机制为 Fick 扩散， 故释药过程为 Fick 扩散 和药物树脂的粒扩散协同作用的近似零级释药过程。
3.3Eudragit 组释药机制
从 Eudragit 组释药曲线图 17、 18 可以看出， 黄连总碱组和药物树脂组释药曲线很 接近， 只是释药速度 ( 斜率 ) 有所不同， 故任选一曲线进行拟合。
表 15Eudragit 组释药曲线拟合
由表 15 可见， 以 Eudragit 为缓释材料的一级释药方程拟合相关性较高， 但残差平 方和 (SSR) 较大， 由 R-P 方程拟合结果 n ＜ 0.45， 显示释药机制为 Fick 扩散。故发明人认 为以 Eudragit 为缓释材料的药物制剂无缓释作用。
3.4Carbopol+HPMC 混合组
从图 19、 20 可以看出， 黄连总碱组和药物树脂组释药曲线接近， 故任选一曲线进 行拟合。
表 16Carbopol+HPMC 混合组释药曲线拟合
由表 16 可见， 以 Carbopol+HPMC 为缓释材料的拟合方程更接近于零级释放， R-P 方 程拟合结果 n ＞ 0.89， 显示释药机制为骨架溶蚀型。
3.5Carbopol+HPMC+Eudragit 混合组
从图 21、 22 可以看出， 黄连总碱组和药物树脂组释药曲线接近， 故任选一曲线进 行拟合。
表 17Carbopol+HPMC+Eudragit 混合组释药曲线拟合
由表 17 可见， 以 Carbopol+HPMC+Eudragit 为缓释材料的拟合方程更接近于零级 释放， R-P 方程拟合结果 n ＞ 0.89， 显示释药机制为骨架溶蚀型。
通过对各处方释放度的考察可以得出下述结论 ： 含有以 Carbopol 为缓释材料的 处方制剂， 释药过程显示出了良好的特性， 释药过程接近零级释放 ； 20％的 Carbopol 在 12h 后释放量达到 60％。而 HPMC 组在人工胃液中释放较快， 人工肠液中释放较慢， 效果次之 ； Eudragit 释放快， 效果不好。
通过对各处方释药曲线的拟合发现， 以 Carbopol 为主的各个缓释处方， 释药曲线 均接近于零级释放， 释药过程为骨架溶蚀和药物树脂粒扩散的协同作用 ； 以 HPMC 为材料的
药物树脂组处方， 释药曲线接近于零级释放， 控速过程为 Fick 扩散和药物树脂粒扩散的协 同作用 ； 以 Eudragit 为缓释材料的处方， 无明显缓释作用。通过对整个释放曲线的分析发 现， 相同含量缓释材料的药物树脂组较黄连总碱组释药缓慢。
4、 考察减小 Carbopol 的用量， 增加反离子浓度 ( 如加入氯化钠或氯化钾 )， 对药物 释放量的影响。处方各成分比例见表 18 和 19。
表 18 处方中各材料比例
表 19 药物树脂组骨架型缓释制剂处方按表 19 制剂处方配料， 搅拌混合均匀， 采用粉末直接压片的方法， 通过考察其在 人工胃肠液中释放情况， 研究 Carbopol 974P NF 和反离子用量对释放的影响， 并优选最佳 处方和工艺。 按盐酸小檗碱含量计算， 270mg 黄连总生物碱树脂复合物约相当于 200mg 黄连 总生物碱， 通过粉末直接压片， 将药物树脂组压制成 500mg/ 片。
4、 1 不同浓度 Carbopol 974P NF 对释放的影响
处方 1-4 的释放曲线见图 23。从图 23 可以看出， 随着 Carbopol 树脂用量的增加 释药速度明显变慢， Carbopol 含量 5％的制剂 ( 处方 4)， 在 2 小时后基本崩解， 4h 后完全崩 解， 基本释放完全 ； Carbopol 含量 10％的制剂 ( 处方 3)， 在 8h 后基本保持完整， 累积释放量 达到 82.4％， 基本释放完全 ； Carbopol 含量 15％的制剂 ( 处方 2)， 在 12h 后基本保持完整， 累积释放量达到 82.2％， 基本释放完全 ； Carbopol 含量 20％的制剂 ( 处方 1)， 在 12h 后片剂 保持完整， 累积释放量达到 62.4％。以 15％的 Carbopol 树脂为骨架的缓释制剂在 12 小时 内释药情况良好， 释药速度接近零级 ； 含 10％ Carbopol 树脂为骨架的缓释制剂在 8 小时内 释药情况良好， 释药速度接近零级 ； 总累积释放量均大于 80％。说明可通过调节 Carbopol 含量 (10％ -20％ )， 使药物在 8-24h 内均匀持续释放。
4.2 氯化钠不同用量对释放的影响
处方 5-8 的释放曲线见图 24。从图 24 可以看出， 随着氯化钠用量的增加 ( 增加反
离子 Na+) 小檗碱释药速度加快， 对 15％ Carbopol 含量的制剂影响大于 20％； 加入氯化钠后 制剂的初次释药量 (1h) 明显加大 ( 处方 5-8) ； 但氯化钠用量 (0、 5、 10％ ) 对 20％ Carbopol 含量的制剂释药曲线的斜率影响不大 ( 处方 1、 处方 5 和处方 7)， 释药曲线近似 1 级 ； 氯化 钠用量对 Carbopol 含量 15％的制剂 ( 处方 2、 处方 6 和处方 8) 药物释放影响明显较大。 Carbopol 含量 15％、 氯化钠含量 5％和 10％的制剂 ( 处方 6 和处方 8)， 在 8h 后基本释放 完全， 累积释放量达到 80％以上 ； Carbopol 含量 20％、 氯化钠含量 0％和 5％的制剂 ( 处方 1 和处方 5)， 在 24h 后基本释放完全， 累积释放量达到 82.8％以上 ； 说明可通过调节处方中 + + 氯化钠用量， 调节反离子 (Na 或 K 浓度 ) 使药物在 8-24h 内均匀持续释放。
综上， 确定选用 Carbopol 974P NF 作为黄连总生物碱药物树脂骨架缓释片的缓释 材料， 其释药曲线近似于零级释放， 控速过程为骨架溶蚀和药物树脂粒扩散的协同作用。 故 采用全粉末直接压片法制备黄连总碱树脂复合物骨架型缓释制剂的处方为 ： 药物树脂复合 物为 (50 ～ 60)％、 Carbopol 974P NF 为 (10 ～ 20)％、 微晶纤维素 (20 ～ 30)％、 氯化钠或 氯化钾 (0-10)％、 硬脂酸镁 (0.1-0.5)％。