往复桶溶出方法筛选瓜尔胶基结肠给药制剂

本期，小编选择了D. Wong等人的研究文献：USP Dissolution Apparatus III (reciprocating cylinder) for screening of guar-based colonic delivery formulations，向大家介绍往复筒法溶出仪在评价结肠给药系统的应用。

1. 介绍

瓜尔胶是一种天然的半乳甘露聚糖，由于其易受大肠微生物降解的影响，可用于向结肠输送药物。瓜尔胶会在冷水发生水合并膨胀，形成粘性胶体分散体或溶胶。因此它也被用作凝胶剂来延缓药物从片剂中释放。

本研究将人粪便悬浮液用于模拟结肠液，并评估候选药物在模拟胃液（USP，SGF）、模拟肠液（USP，SIF）和模拟结肠液（SCF）中的释放行为。另外研究使用了往复筒法溶出仪，有效地解决了因模拟结肠液（SCF）的粘度过大而导致无法检测到样品*溶解的问题。最终测试结果显示，往复筒法溶出仪对瓜尔胶结肠剂型的体内结肠给药具有预测价值。

2 溶出方法

溶出介质：体积：250 mL；温度：37℃。

运行时间：模拟胃液（SGF）中2小时，模拟肠液（SIF）中4小时，模拟结肠液（SCF）或对照组（仅磷酸盐缓冲液，pH6.5）中18小时。

由于布地奈德的水溶性较低，溶出介质在12和18小时被替换以保持漏槽条件。

取样：在每个时间点取样6ml。

往复速率：在SGF/SIF中为20 DPM，在SCF中为3 DPM。

3 色谱条件

色谱柱：30cm×3.9mm，10um ODS。

流动相：地塞米松样品：20 mM乙酸钠/乙腈（57:43）；布地奈德样品：乙醇/水（48:52）。流动相流速：1.0ml/min。

注射体积：地塞米松样品：50ul；布地奈德样品：100ul。

检测波长：地塞米松样品：239nm；布地奈德样品：240nm。

4. 结果

4.1 SGF和SIF中的往复速率的影响

两种地塞米松样品（CD 1和CD 2）在SGF中溶出2小时后，然后在SIF中以不同往复速率（10、20和30DPM）进行4小时的溶出测试（图1）。

样品CD 2（含高粘度HPMC，Methocel E50-LV）的药物释放与往复速率无关。但往复速率对样品CD 1的溶出度和崩解度有显著影响。在往复速率为30 DPM的情况下，样品CD 1会在SGF中*分解（在最初的2小时内）。因此在SGF和SIF中，往复速率选择为20 DPM。

4.2 SCF中往复速率和半乳甘露聚糖酶浓度的影响

与小肠相比，结肠的转运和其他运动相对缓慢，因此样品在SCF中时，大于5 DPM的往复速率可能不符合实际。另外研究发现，SCF中样品的释放对往复速率比敏感，即使往复速率的差异仅为2DPM（图2）。

改变SCF中半乳甘露聚糖酶的浓度对样品CD 2中地塞米松溶出的影响如图3所示。当半乳甘露聚糖酶浓度大于0.01 mg/ml时，样品CD2中地塞米松溶出会加快。溶出的增加程度取决于半乳甘露聚糖酶的浓度。

图3所示的数据还表明，样品溶出速率增加的起始点与所研究的半乳甘露聚糖酶浓度范围无关。与SGF/SIF相比，SCF中不含半乳甘露聚糖酶时溶出较慢，是由于SCF中的往复速率（5 DPM）比SGF/SIF中的往复速率（20 DPM）低。

4.3地塞米松制剂的溶出度

使用从上述实验中选择的所有参数，在SGF、SIF和SCF中评估三种地塞米松制剂样品（CD 1、CD 2和CD 3）的溶出曲线（图4）。总体来看，样品CD 1的溶出相对较快，而CD3的溶出相对较慢。而在SCF中，尽管往复速率从20DPM（前6h；SGF/SIF）降低到3DPM（后18h；SCF），但药物溶出率没有降低。这些数据表明，地塞米松从这三种制剂中的释放可以在SCF中被酶激活。

4.4布地奈德制剂的溶出度

图5显示布地奈德在SGF、SIF和SCF中的溶出结果。约10%的布地奈德在SGF/SIF中释放，其余90%在SCF中释放。与地塞米松相比，SGF/SIF中布地奈德的释放量较低可能是由于其相对较低的水溶性。像地塞米松一样，布地奈德的释放依赖于SCF中的半乳甘露聚糖酶。

由于布地奈德的水溶性较低，因此在12和18小时用新鲜的SCF代替先前的SCF，以确定样品的表观溶解是否受到瓜尔胶基质崩解以外因素的限制。结果发现，药物释放没有改变（见图6）。

5. 讨论

结肠中的细菌产生大量的半乳甘露聚糖酶，可以水解瓜尔豆胶。本研究证明半乳甘露聚糖酶加速了地塞米松和布地奈德从瓜尔胶基质片中的溶出。

地塞米松样品CD 1表现出更快溶出，可能是由于亲水性低粘度级HPMC（metocel E3）的使用。片剂表面形成的凝胶在较高的剪切力下（即在较高的往复速率下）侵蚀得更快。

高粘度级HPMC（metocell E50 LV；CD 2）较CD 1有一定程度的减缓地塞米松的溶出。而地塞米松样品CD 3表现出更加缓慢的溶出结果，可能是由于其使用了相对不溶于水的添加剂（即Emcompress）和较小粒径的瓜尔胶。

这些制剂体外溶出结果，加上它们的临床测试数据，表明瓜尔胶为基础的结肠给药系统在治疗克罗恩病或溃疡性结肠炎方面可能是有用的。

例如：与CD 2和CD 3相比，CD1制剂在SCF中的释放速度更快。收集到的体内数据表明，CD1在回肠和盲肠远端释放了相对大量的地塞米松。因此，CD1制剂可用于克罗恩病或近端溃疡性结肠炎的局部治疗。另一方面，与CD 1相比，CD 2和CD 3制剂释放药物的时间延迟和延长。因此，这些制剂可能有助于治疗远端疾病（即克罗恩结肠炎和溃疡性结肠炎）。

本研究中评估的三种地塞米松制剂在人类临床研究中进行了试验。样品在SGF和SIF中6h内释放约20%的地塞米松。该释放百分比与口服给药后6h地塞米松吸收的总百分比几乎相同。在给药后14-18小时内，地塞米松在体内基本完成吸收。这一结果也与使用往复筒法溶出仪在特定条件下收集的溶出度数据一致，说明往复筒法溶出仪能够有效预测样品在体内的吸收情况。

原文：D. Wong等， USP Dissolution Apparatus III (reciprocating cylinder) for screening

of guar-based colonic delivery formulations，Journal of Controlled Release 47 (1997) 173–179