马来酸曲美布汀胃漂浮片的研究

马来酸曲美布汀胃漂浮片的研究 山西医科大学 硕士学位论文马来酸曲美布汀胃漂浮片的研究 姓名:李慧芳 申请学位级别:硕士 专业:药剂学 指导教师:张淑秋 2011-04-03 山西医科大学硕士学位论文 马来酸曲美布汀胃漂浮片的研究 摘 要 胃漂浮片是根据流体动力学平衡原理hydrodynamically balanced system，HBS制成的一种特殊缓释剂型，这种缓释制剂比其他缓释制剂的优势在于该剂型可以长时间漂浮在胃液上不受胃排空的影响，在胃中滞留时间长。马来酸曲美布汀(trimebutine maleate，TMB)是一种直接作用于胃肠道平滑肌的胃功能调节剂，但是半衰期仅有 2.7 h，给药间隔短，血药浓度波动较大，易发生毒副作用。本实验在原有的工作基础上，根据马来酸曲美布汀酸性下具有良好溶解性能的特点，制备了马来酸曲美布汀胃漂浮片并且进行了制剂的药物动力学研究，评价了体外指标与体内药物动力学之间的特征。一、胃漂浮片漂浮性能的研究 本实验以羟丙基甲基纤维素(HPMC)的 K4M、K15M、K20M 三种型号作为漂浮片的凝胶骨架材料，以乳糖、淀粉、十六醇、碳酸氢钠为添加剂，采用粉末直接压片，从吸水动力学、膨胀动力学、溶蚀动力学三个方面对片剂的漂浮性和完整性进行了考察。HPMCK20M 直接压制的片剂快速崩解，不具备漂浮缓释的特征，HPMC K4M 和 HPMC K15M 直接压制的片剂可持续漂浮，添加剂乳糖、淀粉、十六醇对片剂的影响相当，加入碳酸氢钠片剂的崩解加快。通过 Higuchi 动力学方程的拟合，阐明不同辅料对漂浮的影响，考察了片剂的漂浮机理。二、马来酸曲美布汀胃漂浮片的制备 在实验室原有工作的基础上，以体外漂浮情况和释放度作为筛选指标，对处方和进行了处方单因素考察。使用 4 因素(HPMC K15M、十六醇、碳酸氢钠、硬脂酸镁)3 水平的正交来进行辅料性能的考察，并且选出最优处方。结果表明，碳酸氢钠对片剂的影响最大，其次是凝胶骨架材料(HPMC K15m)，第三个是硬脂酸镁，第四是助漂剂(十六醇)。 据中国药典(2005 版)标准，对马来酸曲美布汀胃漂浮片的初步稳定性进行了研究，包括影响因素试验、加速实验，以外观、含量、释放度为重点检查项目，考察高温、高湿、光照对马来酸曲美布汀胃漂浮片性质的影响。稳定性的考察中表明，该制剂对湿度比较敏感，因此应保存在干燥的环境中。三、马来酸曲美布汀胃漂浮片犬体内药物动力学研究 建立了反相-高效液相色谱法(RP-HPLC)测定全血浆中马来酸曲美布汀浓度的分析方法，通过对分析方法的确证，结果符合《中国药典( 2005 版)》的要求。选用健康家犬， I 山西医科大学硕士学位论文以双周期交叉对照试验方法，单剂量(300 mg/只)分别给予马来酸曲美布汀胃漂浮片(受试制剂)和普通片剂(参比制剂)用 WinNonlin 软件求算药动学参数，并对实验数据进行统计分析。采用非隔室模型，受试制剂的 Cmax(ngmL-1)、Tmax(h)、t1/2(h)、kah-1、AUC0-t(nghmL-1)、AUC0-?(nghmL-1)分别为 167.85 ? 57.82、3.67 ? 0.58、2.57 ? 0.41、0.27 ? 0.08、468.23 ? 154.6、545.69 ? 178.35;参比制剂的 Cmax(ngmL-1)、Tmax(h)、t1/2(h)、kah-1、AUC0-t(nghmL-1)、AUC0-?(nghmL-1)分别为 475.41 ? 186.80、0.75 ?0.25、2.43 ? 0.18、0.29 ? 0.03、650.64 ? 173.2、740.48 ? 185.62;相对生物利用度为 90.05 ?26.99 。结果表明其体内吸收过程胃漂浮制剂具有明显的缓释特征，体外释放百分数和体内吸收百分数之间相关性良好(r0.951)。关键词:马来酸曲美布汀，胃漂浮片，药物动力学，HPLC II 山西医科大学硕士学位论文 The study of trimebutine maleate floating tablet Abstract Floating tablets are desighed according to the principle of hydrodynamically balancedSystem. Unlike the conventional sustained release dosage forms this kind of special sustainedrelease dosage’s advantages are that the tablets will float on the surface of gastric content whentaken orally and its gastric retention is rarely influenced. The tablets have along residence time inthe stomach. Trimebutine maleate has been used as a spasmolytic drug for gastrointestinalmuscle. Its biological half-life is about 2.7 hours therefore it is normally administed in shorterintervals and that may result in bigger fluctuation in plasma concentration and bigger sideeffects. The purpose of this research is to prepare trimebutine maleate floating tablet on the basisof orginal works in laboratory. The pharmacokinetics of the tablets was investigated and thecorrelation between in vivo and in vitro and in vitro of the tablet was evaluated.1. studies on floating tablet’s floating characteristics HPMC in K4M、K15M、 K20M three models were prepared by using gel matrix materialslactose、starch、cetyl alcohol and sodium bicarbonate as additives. The floatage and integritywere evaluated in four aspects including water uptake kineties swelling kineties and erodingkineties. The tablets directly pressed with HPMC K20M disintegrated rapidly and did not havethe characteristics of sustained-release. Tablets directly pressed with HPMC K4M and K15M cancontinuous floating. Lactose、starch and cetyl alcohol had similar impacts on the tablets. Sodiumbicarbonate can accelerate the disintegration and help drug release. Based on the Higuchiequation the influence of different excipients on floating and properties was assessed.2. Preparation of trimebutine maleate floating tablet On basis of pre-experiments a four-factorHPMC K15M NaHCO3 magnesium stearate andcetyl alcohol at three-level orthogonal design was employed for formulation development andoptimization and the floating capability and release of the drug were used as the evaluationindex. The result showed that in the influences of these materials NaHCO3 has biggest influenceon floating and release and then HPMC K15m magnesium stearate cetyl alcohol. Followed Chinese Pharmacopoeia the stability of the preparation were investigated whichincluded influence factors and acceleration test. Under the strong light high temperature highhumidity condition appearance of tablets release and content determination were detected forthe stability studies. The results showed that the tablet was sensitive to moisture and should bekept in dry environment.3. Studies on trimebutine maleate floating tablet’s pharmacokinetics in dogs III 山西医科大学硕士学位论文 A RP-HPLC method was developed to determine the trimebutine maleate content in dogplasma respectively. The linearity specificity and recovery of this method met with the ChineseParmacopoeia 2005 edition. This method was used to study the pharmacokinetics oftrimebutine maleate in dogs. Test formulation and reference formulation were given orally todogs and the experimental data of drugs was analyzed by WinNonlin and non-compartmentmodel theory. The Cmax(ngmL-1)、Tmax(h)、t1/2 (h)、ka(h-1)、AUC0-t(nghmL-1)、AUC0-? (nghmL-1 ) of test preparations of trimebutine maleate were 167.85 ? 57.82、3.67 ?0.58、2.57 ? 0.41、0.27 ? 0.08、468.23 ? 154.6、545.69 ? 178.35. The Cmax(ngmL-1)、Tmax 、 (h) ka h-1) AUC0-t nghmL-1) AUC0-?(h) t1/2 、( 、 ( 、 (nghmL-1) of reference preparationsof trimebutine maleate were 475.41 ? 186.80、0.75 ? 0.25、2.43 ? 0.18、0.29 ? 0.03、650.64 ?173.2、740.48 ? 185.62 respectively. The relative bioavailability of trimebutine maleate floatingtablet was 90.05 ? 26.99 compared with trimebutine maleate tablet. Trimebutine maleatefloating tablets were characterized with sustained-releasing. The oral absorption of trimebutinemaleate floating tablet was good correlated with the release rate in vitro(r0.951).KEY WORDS: trimebutine maleate floating tablet pharmacokinetics HPLC IV 山西医科大学硕士学位论文 学位论文独创性声明 本人声明，所呈交的学位论文系在导师指导下本人独立完成的研究成果。文中任何引用他人的成果均已做出明确标注或得到许可。论文未包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 本人如违反上述声明，愿意承担以下责任和后果: 1、交回学校授予的学位证书; 2、学校可在相关媒体上对作者本人的行为进行通报; 3、本人按照学校规定的方式，对因不当取得学位给学校造成的名誉损害，进行公开道歉。 4、本人负责因论文成果不实产生的法律纠纷。 论文作者签名: 日期: 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本人完全了解山西医科大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅;本人授权山西医科大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。 本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为山西医科大学。 (保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名: 日期: 年 月 日 指导教师签名: 日期: 年 月 日(本声明的版权归山西医科大学所有，未经许可，任何单位及任何个人不得擅自使用) 山西医科大学硕士学位论文 前 言 胃肠动力障碍疾病是常见的消化系统疾病之一，主要包括胃食管反流病、功能性消化不良、胃轻瘫、假性肠梗阻、肠易激综合征等。功能性消化不良FD是一组有持续或反复发作的上腹痛或不适、胀满、早饱、嗳气、烧心等消化不良症状，占消化科门诊的 20,40，我国人群患病率为 10,30，是影响患者生活质量的常见病1-2。大量临床研究表明，其发病主要与胃肠动力学障碍有关，主要为进餐后胃底松弛障碍、胃电节律紊乱、胃窦无力和排空功能减慢、胃窦一幽门一十二指肠协调功能失常等3-4。促动力药一直是 FD治疗的基本用药，能够开发一种毒副作用小，双向调节胃肠运动节律的制剂有重要的意义。 马来酸曲美布汀(trimebutine maleate， TMB)化学名称为 3，4，5-三甲氧基苯甲酸2ˊ-苯基-2ˊ-二甲氨基-正丁酯马来酸盐，分子式:C26H33NO9，分子量为 503，熔点 130,135?，pKa:6.25，pH:3.5,5.0，结构式见 Fig.1。 Fig.1 Structure of trimebutine maleate 作为胃肠疾病的常用药物，直接作用于胃肠道平滑肌，用于治疗慢性胃炎引起的胃肠道症状，与其他消化药不同的是对胃肠道有双向调节的作用，可用于治疗胃肠运动不足，也可治疗胃肠运动兴奋，并且安全性好，副作用发生率低5-8。目前国外上市的马来酸曲美布汀的剂型主要有片剂、干糖浆、胶囊剂、颗粒剂、栓剂、软胶囊、缓释片、混悬剂、注射剂等，在国内已经有马来酸曲美布汀的普通片剂、普通胶囊、分散片和干混悬剂上市，马来酸曲美布汀缓释片已有申报专利成功的，目前为止国内还没有缓释制剂上市的报道 。9-10 马来酸曲美布汀的生物半衰期很短，仅有 2.7 小时11，普通制剂需一天给药三次，比较频繁并且血药浓度波动幅度比较大，影响药物在体内发挥作用，并且马来酸曲美布汀的溶解度有明显的 pH 依赖性，随着 pH 的增大，溶解度逐渐下降 12。若将其制成普通的缓释制剂，由于制剂在胃内停留时间短，进入小肠后药物溶解度小，从而影响生物利用度，因此本课认为将其制成胃漂浮片是比较理想的剂型。 胃漂浮片(floating tablet)又称为胃内滞留片、漂浮给药系统或水动力平衡系统，口服后能够保持自身 密度小于胃内容物密度，能够在胃液中持续保持漂浮状态，主要是根据流体动力学原理(hydrodynamically balanced System HBS)设计而成的的一种特殊的缓释制剂13。这种制剂能长时间滞留于胃中，可以增加药物在胃中的局部治疗作用，并且可以 1 山西医科大学硕士学位论文延长药?锸头诺氖奔洌 纳埔?锏奈 铡,壳按蠖嗍 诜 嚎厥椭萍猎谄湮 詹课坏闹土羰奔浣鲇?-3 h，而制成胃内漂浮制剂后可在胃内滞留时间达5-6 h，并具有骨架释药的特性，从而进一步提高了某些药物的生物利用度14。 胃漂浮片是由药物、一种或多种亲水性凝胶以及其他辅料(如助漂剂、起泡剂)制成的，实际上是一种不崩解的亲水性凝胶骨架片。与胃液接触后，亲水胶体便开始产生水化膜，在片剂周围形成一种凝胶屏障，可以防止凝胶骨架水化速度加快，从而维持骨架的密度小于胃内容物的密度，持续漂浮在胃液上，并且该制剂不能够通过幽门，不受胃排空的影响，成为长时间驻留于胃中的药物储库。药物缓慢从凝胶骨架中释放，逐渐到达吸收部位而吸收。理想的胃漂浮片具有以下三个特点:与胃液接触在片剂表面形成凝胶屏障膜，片剂膨胀但仍保持片剂的形状;片剂密度小于胃内容物的密度，能都持续漂浮在胃液上;片剂缓慢溶解扩散，在胃中停留较长的时间15。这种制剂从出现到现在已经将近40 年了，Hofmannla Roch公司首先推出了Valrelease和Valium CR 两个漂浮制剂品种;DepoMed公司的二甲双胍为滞留制剂Metformin GR在?期临床试验获得良好的结果14，国外的大公司和学者对这种制剂都比较重视，漂浮制剂是一个新的热点。 适合制成胃漂浮片的药物主要有以下几类:(1)直接作用于胃壁细胞膜上的受体，并 (2)在胃中不受pH和胃蛋白酶影响的药物;且在胃中发挥治疗作用的药物; (3)在酸性环 (4)半衰期较短，制成缓释制剂不能满足临床境中易溶解而在碱性环境中不稳定的药物;要求的药物16。 胃漂浮片首先是要选择合适的亲水性凝胶骨架，一方面要维持片剂密度小于1，保持漂浮性，延长滞留时间;另一方面还要控制药物释放，并且按照材料的理化性质尽量选择可以采用全粉末直接压片的材料。目前常用的亲水性凝胶有羟丙甲纤维素HPMC、羟丙纤维素HPC、甲基纤维素MC、乙基纤维素EC，羧甲纤维素钠CMC—Na、聚乙烯吡咯烷酮PVP、卡波姆等，其中应用最广泛的是HPMC等，也有选用琼脂和硬脂酸的17-19。本课题选择了最为常用的HPMC，并且选择了三种型号考察片剂的动力学。其次，为了提高漂浮性能，在片剂中添加了助漂剂(如十六醇、十八醇)、起泡剂(如碳酸氢钠、碳酸钙)。本课题采用微晶纤维素作为填充剂，微晶纤维素不仅可以使载药量增加而且对药物释放无太大的影响。本课题通过考察HPMC的4 种型号以及添加剂对漂浮动力学的影响，采用动力学方程拟合的方法，比较了这四种型号凝胶骨架材料的漂浮性能，进一步明确了胃漂浮片的漂浮机理 胃漂浮片的制备工艺一般采用干法制粒压片和粉末直接压片，湿法制粒不利于片剂水化滞留，并且不利于片剂漂浮，应用时的水化滞留。选择合适的压力也是一个重要的工作，因为压力的大小会影响片剂的起漂时间，压力太大，制剂的密度大，片剂起漂时间延长。本课题考察了干法制粒压片与粉末直接压片对药物释放的影响，按照制剂指导原则的指标，本试验选择了粉末直接压片。 影响胃漂浮片漂浮性能的因素主要有以下几个:凝胶层的形成;接触胃液后片剂密度; 2 山西医科大学硕士学位论文药物的性质;药物的分子量;片子的粒径。因此在进行片剂制备的时候都要考虑这些因素，维持片剂的漂浮性能。 释放度是选择处方和优化的重要指标，制剂体外释放行为可以体现制剂体内释放行为，所以在处方单因素考察、处方筛选和优化的过程中， 都要进行释放度的考察，并且把释放度作为一个特别重要的因素去考察，并且严格按照《中国药典2005版》缓控释制剂释放度的指导原则进行考察。在评价制剂的时候，采用2 h、6 h、12 h的体外累计释放率作为评价指标进行评分。 体内试验结果是制剂最终验证指标，而生物利用度(bioavailability)是评价制剂体内的依据，主要依靠药物动力学参数来评价，例如T1/2、Cmax、AUC。通过考察制剂在体内的缓释效果，验证药物剂型设计研究结果，进一步评价马来酸曲美布汀胃漂浮片的质量。 通过口服途径给药的制剂，药物的吸收受多种因素的影响，比如制剂的工艺，处方中的粘合剂、崩解剂、起泡剂、助漂剂、药物的溶解度、粒径的大小、晶型、表面积等，都会影响到制剂的生物利用度20-22。进行生物利用度实验目的在于:评价制剂的处方设计是否合理;评价制剂的内在质量;指导临床用药，以确定合理的给药方案;指导制剂的进一步开发和生产。 制剂的生物利用度直接反映了制剂中的药物进入体液中循环的速度和程度。生物利用度分为绝对生物利用度(absolute bioavailability)和相对生物利用度(relative bioavailability)。绝对生物利用度指的是吸收进入体循环的药量与给药剂量的比值，即同一药物的血管外给药与静脉注射给药的药-时曲线下面积(AUC)的比值;相对生物利用度同一药物的受试制剂和参比制剂通过血管外给药得到的药-时曲线下面积(AUC)的比值。本实验根据《中国 》《化学药物非临床药代动力学研究技术指导原则》的要求，应用药动学药典(2005版)、原理和数学方法定量描述马来酸曲美布汀胃漂浮片口服进入体内药物的浓度变化，研究药物浓度与时间之间的关系，并应用winnonlin软件计算出药动学参数(AUC、Cmax、Tmax)。 体内外相关性研究的目的在于考察之机体外累计释放度与体内吸收是否相关，确定能否用体外累计释放度反映体内吸收情况。通过考察马来酸曲美布汀胃漂浮片体内外的相关性，为马来酸曲美布汀胃漂浮片工艺的优化和后期临床实验提供基础，为今后临床应用提供实验依据。本实验采用“点对点相关”来考察胃漂浮片的体内外相关性，即体外累计释放率与体内累积吸收曲线上相对应的各个时间点分别相关统计，这种方法是将体外累计释放率与体内的吸收情况直接做相关性比较，通过药物体外释放来控制制剂的质量，能够更好的表现制剂在体内的吸收状况。 实验室前期已经考察了马来酸曲美布汀的理化性质，通过扫描得到马来酸曲美布汀的紫外图谱，马来酸曲美布汀在267 nm处有最大吸收。同时进行了马来酸曲美布汀的专属性试验(光照实验、酸破坏试验、碱破坏试验)，可以得知马来酸曲美布汀在光照作用下降解较少，而在强酸、强碱的作用下降解显著，降解产物明显。本试验不予重复考察。 3.