往復桶溶出方法篩選瓜爾膠基結腸給藥制劑

本期，小編選擇了D. Wong等人的研究文獻：USP Dissolution Apparatus III (reciprocating cylinder) for screening of guar-based colonic delivery formulations，向大家介紹往復筒法溶出儀在評價結腸給藥系統的應用。

1. 介紹

瓜爾膠是一種天然的半乳甘露聚糖，由于其易受大腸微生物降解的影響，可用于向結腸輸送藥物。瓜爾膠會在冷水發生水合并膨脹，形成粘性膠體分散體或溶膠。因此它也被用作凝膠劑來延緩藥物從片劑中釋放。

本研究將人糞便懸浮液用于模擬結腸液，并評估候選藥物在模擬胃液（USP，SGF）、模擬腸液（USP，SIF）和模擬結腸液（SCF）中的釋放行為。另外研究使用了往復筒法溶出儀，有效地解決了因模擬結腸液（SCF）的粘度過大而導致無法檢測到樣品*溶解的問題。最終測試結果顯示，往復筒法溶出儀對瓜爾膠結腸劑型的體內結腸給藥具有預測價值。

2 溶出方法

溶出介質：體積：250 mL；溫度：37℃。

運行時間：模擬胃液（SGF）中2小時，模擬腸液（SIF）中4小時，模擬結腸液（SCF）或對照組（僅磷酸鹽緩沖液，pH6.5）中18小時。

由于布地奈德的水溶性較低，溶出介質在12和18小時被替換以保持漏槽條件。

取樣：在每個時間點取樣6ml。

往復速率：在SGF/SIF中為20 DPM，在SCF中為3 DPM。

3 色譜條件

色譜柱：30cm×3.9mm，10um ODS。

流動相：地塞米松樣品：20 mM乙酸鈉/乙腈（57:43）；布地奈德樣品：乙醇/水（48:52）。流動相流速：1.0ml/min。

注射體積：地塞米松樣品：50ul；布地奈德樣品：100ul。

檢測波長：地塞米松樣品：239nm；布地奈德樣品：240nm。

4. 結果

4.1 SGF和SIF中的往復速率的影響

兩種地塞米松樣品（CD 1和CD 2）在SGF中溶出2小時后，然后在SIF中以不同往復速率（10、20和30DPM）進行4小時的溶出測試（圖1）。

樣品CD 2（含高粘度HPMC，Methocel E50-LV）的藥物釋放與往復速率無關。但往復速率對樣品CD 1的溶出度和崩解度有顯著影響。在往復速率為30 DPM的情況下，樣品CD 1會在SGF中*分解（在最初的2小時內）。因此在SGF和SIF中，往復速率選擇為20 DPM。

4.2 SCF中往復速率和半乳甘露聚糖酶濃度的影響

與小腸相比，結腸的轉運和其他運動相對緩慢，因此樣品在SCF中時，大于5 DPM的往復速率可能不符合實際。另外研究發現，SCF中樣品的釋放對往復速率比敏感，即使往復速率的差異僅為2DPM（圖2）。

改變SCF中半乳甘露聚糖酶的濃度對樣品CD 2中地塞米松溶出的影響如圖3所示。當半乳甘露聚糖酶濃度大于0.01 mg/ml時，樣品CD2中地塞米松溶出會加快。溶出的增加程度取決于半乳甘露聚糖酶的濃度。

圖3所示的數據還表明，樣品溶出速率增加的起始點與所研究的半乳甘露聚糖酶濃度范圍無關。與SGF/SIF相比，SCF中不含半乳甘露聚糖酶時溶出較慢，是由于SCF中的往復速率（5 DPM）比SGF/SIF中的往復速率（20 DPM）低。

4.3地塞米松制劑的溶出度

使用從上述實驗中選擇的所有參數，在SGF、SIF和SCF中評估三種地塞米松制劑樣品（CD 1、CD 2和CD 3）的溶出曲線（圖4）。總體來看，樣品CD 1的溶出相對較快，而CD3的溶出相對較慢。而在SCF中，盡管往復速率從20DPM（前6h；SGF/SIF）降低到3DPM（后18h；SCF），但藥物溶出率沒有降低。這些數據表明，地塞米松從這三種制劑中的釋放可以在SCF中被酶激活。

4.4布地奈德制劑的溶出度

圖5顯示布地奈德在SGF、SIF和SCF中的溶出結果。約10%的布地奈德在SGF/SIF中釋放，其余90%在SCF中釋放。與地塞米松相比，SGF/SIF中布地奈德的釋放量較低可能是由于其相對較低的水溶性。像地塞米松一樣，布地奈德的釋放依賴于SCF中的半乳甘露聚糖酶。

由于布地奈德的水溶性較低，因此在12和18小時用新鮮的SCF代替先前的SCF，以確定樣品的表觀溶解是否受到瓜爾膠基質崩解以外因素的限制。結果發現，藥物釋放沒有改變（見圖6）。

5. 討論

結腸中的細菌產生大量的半乳甘露聚糖酶，可以水解瓜爾豆膠。本研究證明半乳甘露聚糖酶加速了地塞米松和布地奈德從瓜爾膠基質片中的溶出。

地塞米松樣品CD 1表現出更快溶出，可能是由于親水性低粘度級HPMC（metocel E3）的使用。片劑表面形成的凝膠在較高的剪切力下（即在較高的往復速率下）侵蝕得更快。

高粘度級HPMC（metocell E50 LV；CD 2）較CD 1有一定程度的減緩地塞米松的溶出。而地塞米松樣品CD 3表現出更加緩慢的溶出結果，可能是由于其使用了相對不溶于水的添加劑（即Emcompress）和較小粒徑的瓜爾膠。

這些制劑體外溶出結果，加上它們的臨床測試數據，表明瓜爾膠為基礎的結腸給藥系統在治療克羅恩病或潰瘍性結腸炎方面可能是有用的。

例如：與CD 2和CD 3相比，CD1制劑在SCF中的釋放速度更快。收集到的體內數據表明，CD1在回腸和盲腸遠端釋放了相對大量的地塞米松。因此，CD1制劑可用于克羅恩病或近端潰瘍性結腸炎的局部治療。另一方面，與CD 1相比，CD 2和CD 3制劑釋放藥物的時間延遲和延長。因此，這些制劑可能有助于治療遠端疾病（即克羅恩結腸炎和潰瘍性結腸炎）。

本研究中評估的三種地塞米松制劑在人類臨床研究中進行了試驗。樣品在SGF和SIF中6h內釋放約20%的地塞米松。該釋放百分比與口服給藥后6h地塞米松吸收的總百分比幾乎相同。在給藥后14-18小時內，地塞米松在體內基本完成吸收。這一結果也與使用往復筒法溶出儀在特定條件下收集的溶出度數據一致，說明往復筒法溶出儀能夠有效預測樣品在體內的吸收情況。

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