CN104739751A - 一种四氢姜黄素固体分散体及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种固体分散体及药物组合物，它是由如下重量配比的原辅料制备而成：四氢姜黄素1份、水溶性载体材料1～12份；其中，水溶性载体材料选自聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、泊洛沙姆中的一种或两种以上的组合。本发明还提供了该固体分散体的制备方法。本发明将难溶性药物四氢姜黄素制成固体分散体，其体外溶解度、溶出速率明显改善，生物利用度显著提高。

Description

一种四氢姜黄素固体分散体及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种四氢姜黄素固体分散体及其制备方法。

背景技术

姜黄（Rhizoma Curcumae Longae）为姜科植物姜黄（Curcumae Longae L.）的干燥根茎，主产于日本、美国、非洲、中国等地，在印度用于调味、食品防腐、美容并入药。姜黄的化学成分主要为姜黄素类及挥发油两大类，此外尚有糖类、甾醇等。姜黄素类主要有姜黄素（Curcumin）、去甲氧基姜黄素（demethoxycurcumin）及双去甲氧基姜黄素（bisdemethoxycurcumin）。姜黄素作为姜黄根茎中的一种主要有效成分，具有抗炎、抗氧化、消除氧自由基、保护肝脏、抗纤维化等多种药理作用，受到国内外广泛的关注。姜黄素在体内迅速代谢为葡萄糖醛酸结合物、硫酸结合物、二氢姜黄素、四氢姜黄素及六氢姜黄素，而二氢与六氢又转化为四氢姜黄素。

四氢姜黄素(Tetrahydrocurcumin，THC)作为姜黄素在体内代谢过程中产生的最为活跃和主要的代谢产物，亦受到国内外广泛关注。研究表明四氢姜黄素具有保肝、抗肿瘤、抗氧化、降血糖、降血脂等药理活性。虽然四氢姜黄素具有广泛的药理学作用，但极难溶于水，同时生物利用度低，大大局限了其应用于实验研究及临床开发。

现代制剂研究表明，固体分散技术可以将难溶性药物高度分散在固体载体材料中，形成固体分散体，从而提高难溶药物的溶出速率和溶解度，以提高药物的吸收和生物利用度。固体分散体的溶出速率在很大程度上取决于所用载体材料的特征。目前常用的载体材料包括聚乙二醇类、聚维酮类、泊洛沙姆类、聚氧乙烯类、有机酸类、壳聚糖类、甘露醇类、木糖醇类、羟丙纤维素类、乙基纤维素类、聚丙烯酸树脂类、羧甲基纤维素类等。其中，泊洛沙姆、聚氧乙烯等含有聚氧乙烯基的载体材料，载药量大，可阻滞药物产生结晶，因此，目前均认为泊洛沙姆等含有聚氧乙烯基的材料是较为理想的速效载体。

若能够采用固体分散技术改善四氢姜黄素的溶解性能，将会大幅提高四氢姜黄素的生物利用度。

发明内容

为了克服现有技术中四氢姜黄素水溶性差、其普通制剂体外溶出速率较慢、生物利用度差等缺陷，本发明的目的在于提供一种四氢姜黄素固体分散体。本发明的另一目的在于提供四氢姜黄素固体分散体的制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明一种四氢姜黄素固体分散体，它是由如下重量配比的原辅料制备而成：

四氢姜黄素1份、水溶性载体材料1～12份；

其中，水溶性载体材料选自聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、泊洛沙姆中的一种或两种以上的组合。

进一步地，它是由如下重量配比的原辅料制备而成：

四氢姜黄素1份、水溶性载体材料2～10份。

进一步地，所述水溶性载体材料选自聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮。

本发明固体分散体制备过程还意外地发现，以PVP为固体分散载体时，所得分散体中四氢姜黄素的溶解度和溶出速率显著优于其他载体（包括被认为是理想载体材料的泊洛沙姆），因此，本发明中水溶性载体材料优选为聚乙烯吡咯烷酮。

进一步地，它是由如下重量配比的原辅料制备而成：

四氢姜黄素1份、聚乙烯吡咯烷酮2～8份；所述聚乙烯吡咯烷酮为PVPK30。

为了有效节约辅料成本，降低服药量，更亦可优选四氢姜黄素1份、聚乙烯吡咯烷酮2份。

本发明还提供了上述四氢姜黄素固体分散体的制备方法，它包括如下操作步骤：

（1）按配比称取原辅料；

（2）取四氢姜黄素和水溶性载体材料，采用溶剂法或融熔法，制备固体分散体即可。

其中，所述水溶性载体材料为聚乙烯吡咯烷酮时，采用溶剂法制备固体分散体；所述水溶性载体材料为聚乙二醇或泊洛沙姆时，采用融熔法制备固体分散体。

进一步地，所述溶剂法具体操作如下：取水溶性载体材料溶液，加入四氢姜黄素，加热使四氢姜黄素完全溶解，在减压条件下除去溶剂，干燥，粉碎，即得四氢姜黄素固体分散体；

融熔法的具体操作如下：取水溶性载体材料，加热熔融，加入四氢姜黄素，保持熔融状态下搅匀，冷却固化，粉碎，得到四氢姜黄素固体分散体。

优选地，溶剂法中，所述水溶性载体材料溶液的溶剂为无水乙醇。

本发明还提供了一种药物组合物，它是含有上述固体分散体的制剂。

其中，所述制剂为经胃肠道给药制剂。

四氢姜黄素与亲水性载体形成的固体分散体可制成滴丸、栓剂，或与其他赋形剂混合制成片剂、胶囊剂、微丸、颗粒剂、散剂等高效口服制剂，为临床用药提供了新的选择。

红外光谱测定结果表明：四氢姜黄素在PVP物理混合物中仍以晶体形式存在，而在固体分散体中则形成了共沉淀物，以无定形状态存在；在PEG物理混合物和固体分散体中，均以微晶形式存在，形成了简单的低共熔混合物；在Poloxamer188物理混合物和固体分散体中，均以微晶形式存在，形成了简单的低共熔混合物。

溶解度测定实验结果表明：与四氢姜黄素原粉相比，采用直接混合法制备的物理混合物对药物的溶解度没有明显改善作用，而融熔法或溶剂法制备的三种载体的固体分散体均能显著提高药物的溶解度，并且随着载体比例的增加，溶解度有逐渐增大的趋势。

四氢姜黄素固体分散体和四氢姜黄素原料的体内药代动力学比较结果表明，与四氢姜黄素原粉相比，四氢姜黄素/PEG（1∶4）固体分散体小鼠、比格犬体内吸收程度显著提高，而消除规律无明显变化。药物制成固体分散体后，Cmax约为四氢姜黄素原粉的2.5倍，AUC约为2倍，相对生物利用度为200％。

本发明将难溶性药物四氢姜黄素制成固体分散体，其体外溶解度、溶出速率明显改善，生物利用度显著提高。

显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其他多种形式的修改、替换或变更。

以下通过具体实施例的形式，对本发明的上述内容再做进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

附图说明

图1A 空白血浆加THC标准品

图1B 空白血浆加地西泮

图1C 给药后血浆

图2  药物浓度-时间曲线

图3A THC原料红外图谱

图3B PEG红外图谱

图3C THC-PEG混合物红外图谱

图3D THC-PEG固体分散体红外图谱

图4A THC-PEG固体分散体溶出曲线

图4B THC-PEG物理混合物溶出曲线

图5A THC-PVP固体分散体溶出曲线

图5B THC-PVP物理混合物溶出曲线

图6A THC-Poloxemer固体分散体溶出曲线

图6B THC-Poloxemer物理混合物溶出曲线

具体实施方式

实施例1四氢姜黄素/PEG固体分散体制备

药物与载体投料比：按下表执行。

表1药物（四氢姜黄素）/PEG固体分散体投料比

制备方法：采用融熔法制备。按表1投料量，称取PEG4000，于70～80℃加热至完全熔融，加入四氢姜黄素，搅匀，继续加热至完全熔融，迅速放入冰水浴中冷却固化，粉碎过60目筛，即得四组四氢姜黄素/PEG固体分散体。实施例2四氢姜黄素/PEG物理混合物制备

药物与载体投料比：按下表执行。

表2药物（四氢姜黄素）/PEG物理混合物投料比

制备方法：按混合法制备。取PEG4000和四氢姜黄素，分别过80目筛，按表2配比投料，过筛混合，即得四组四氢姜黄素/PEG物理混合物。

实施例3四氢姜黄素/PVP固体分散体制备

药物与载体投料比：按下表执行。

表3药物（四氢姜黄素）/PVP固体分散体投料比

制备方法：采用溶剂法制备。按表3投料量，称取PVP K30溶于一定体积的无水乙醇中，加入四氢姜黄素，50℃加热使完全溶解。然后在50℃减压条件下旋转蒸发除去溶剂，置于真空干燥箱中，40℃干燥过夜。次日取出，粉碎过60目筛，得四组四氢姜黄素/PVP固体分散体。

实施例4四氢姜黄素/PVP物理混合物制备

药物与载体投料比：按下表执行。

表4药物（四氢姜黄素）/PVP物理混合物投料比

制备方法：按混合法制备。将PVP K30和四氢姜黄素分别过80目筛，按表4配比投料，过筛混合，即得四组四氢姜黄素/PVP物理混合物。

实施例5四氢姜黄素/Poloxemer188固体分散体制备

药物（四氢姜黄素）与载体投料比：按下表执行。

表5药物/Poloxemer188固体分散体投料比

制备方法：采用融熔法制备。按表5投料量，称取Poloxemer188，于70～80℃加热至完全熔融，加入四氢姜黄素，搅匀，继续加热至完全熔融，迅速放入冰水浴中冷却固化，粉碎过60目筛，即得四组四氢姜黄素/Poloxemer188固体分散体。

实施例6四氢姜黄素/Po1oxemer188物理混合物制备。

药物与载体投料比：按下表执行。

表6药物（四氢姜黄素）/Poloxemer188物理混合物投料比

制备方法：按混合法制备。取Poloxemer188和四氢姜黄素，分别过80目筛，按表6配比投料，过筛混合，即得四组四氢姜黄素/Poloxemer188物理混合物。

实施例7对实施例1～6产品的检测

一、红外光谱测定结果

实验样品：(3A)四氢姜黄素原料药，(3B)PVP，(3C)实施例2中四氢姜黄素/PEG(1∶4)物理混合物，(3D)实施例1中四氢姜黄素/PEG(1∶4)固体分散体

实验结果：如图3A、3B、3C、3D所示，四氢姜黄素、四氢姜黄素/PEG物理混合物在1600.8cm^-1、1515.9cm^-1、1431.1cm^-1等波数处均相同的吸收峰，而四氢姜黄素/PEG(1∶4)固体分散体吸收峰分别位移至1602.7cm^-1、1517.9cm^-1、1433.0cm^-1。表明四氢姜黄素与PEG已形成复合物或具有强氢键作用。

二、溶解度测定结果

分别取适量的固体分散体及物理混合物样品于试管中，加入10ml蒸馏水制成饱和溶液，于25℃的水浴中放置24小时并不时振摇。用0.45μm的滤膜过滤，取续滤液用高效液相色谱法测定各饱和溶液的浓度。测定结果见表7：

表7溶解度测定结果

实验结果表明：与四氢姜黄素原粉相比，采用直接混合法制备的物理混合物对药物的溶解度没有改善作用，而融熔法或溶剂法制备的三种载体的固体分散体均能显著提高药物的溶解度，并且随着载体比例的增加，溶解度有逐渐增大的趋势。三种载体相比，以PVP固体分散体增加药物溶解度效果最佳，且溶解度明显优于其他载体制备的固体分散体（约为PEG固体分散体的2.5倍，Poloxemer固体分散体的6.5倍）。

三、溶出速率测定结果

分别取适量的固体分散体及物理混合物适量(约相当于四氢姜黄素25mg)，包入纱布中，投入溶出杯内，按桨法操作，以蒸馏水900ml为溶剂，转速为每分钟100转，依法操作，于不同时间分别取样，滤过，取续滤液，照分光光度法，在280nm波长处测定吸收度；另精密称取四氢姜黄素对照品适量，加乙醇溶解制成浓度为1mg/ml的溶液，精密量取适量，加蒸馏水稀释制成浓度约为20μg/ml的对照液，同法测定，计算溶出度，以时间为横坐标，累积溶出度为纵坐标绘制溶时曲线图，三种载体溶时曲线图结果见附图4、5和6所示。

结果表明，各种载体制备的物理混合物对药物的溶出性能没有明显的改善作用，而固体分散体均能显著加快药物的溶出速率，并且随着载体比例的增加，药物的溶出速率加快。各载体相比，以PVP固体分散体溶出速率最快。以下通过试验例具体说明本发明的有益效果。

试验例1四氢姜黄素及固体分散体药代动力学研究

1方法学考查

1.1溶液的配置

四氢姜黄素（THC）对照液：精密称取THC对照品适量，乙腈溶解并定容，配成浓度为48.6ug/ml的对照品乙腈储备液，用乙腈:水=70:30稀释得相应浓度的工作液。所有对照品溶液均于4℃冰箱避光保存待用。

内标对照品溶液：精密称取适量地西泮，乙腈溶解并定容，配成浓度为23.4ng/ml的乙腈储备液，用乙腈:水=70:30稀释得402.48ng/ml的内标工作液。

磷酸盐缓冲液（PH6.8，0.1M）：准确称取6.8g KH₂PO₄,，用蒸馏水溶解定容至250ml,称取2g NaOH，蒸馏水溶解定容至250ml,量取118ml NaOH液和250ml KH₂PO₄液加蒸馏水定容至1000ml即得。

醋酸盐缓冲液（pH4.5，0.1M）：称取醋酸钠18.25g，加冰醋酸9.80ml，再加蒸馏水稀释至1000ml即得。

β-葡萄糖醛酸苷酶工作液：准确称取一定量的β-葡萄糖醛酸苷酶，用磷酸盐缓冲液（pH6.8，0.1M）配成5000U/ml的β-葡萄糖醛酸苷酶工作液，-20℃冰箱保存待用。

1.2血浆样品中THC标准曲线的制备

精密吸取空白血浆100μL，加入不同浓度THC系列标准溶液40μL配置成THC血浆标准系列，浓度分别为9.06、45.35、75.58、125.97、349.92、583.2、972ng/mL，每一浓度平行配置3份，按2.2血浆样品处理项操作后检测。以血浆样品中THC浓度为横坐标，待测物与内标的峰面积比值为纵坐标，绘制THC标准曲线。

1.3精密度考察

制备THC低、中、高3个浓度（9.06，349.92，972.00ng/mL）为质量控制（QC）样品。每个浓度平行5份，按照2.2血浆样品处理项操作，每个样品测定一次（于一个工作日内完成）计算日内精密度。同样的QC样品连续重复测3天，计算日间精密度。

1.4方法回收率考察

制备THC低、中、高3个浓度（9.06，349.92，972.00ng/mL）的质量控制（QC）样品，每个浓度平行5份，按2.2血浆样品处理项操作，以提取后的色谱峰面积与内标溶液的峰面积比值带入回归方程，所得浓度与实际浓度的比值即为方法回收率。

1.5稳定性考察

用空白血浆配制低、中、高3个浓度（9.06，349.92，972.00ng/mL）的THC样品各5份，进行室温放置（25℃，24h），冷藏放置（4℃，12h）稳定性试验，以实测浓度的RSD计算THC的稳定性。

1.6基质效应考查

准确移取空白血浆200μL，加入100μL含500U的β-葡萄糖醛酸苷酶的磷酸二氢钾溶液，37℃水浴孵育1h，加入100μL醋酸缓冲盐酸化5min,涡旋30s混合均匀，加4ml乙酸乙酯:环己烷=2:1的混合萃取液，涡旋10min，5000rmp低温离心15min，分离上清液，35℃真空减压浓缩挥干，依次加入40μL高、中、低3种质控浓度的THC标准液和20μL402.48ng/ml的地西泮，以及140μL含0.1%甲酸的乙腈:水=70：30的溶液复溶，涡旋10min，5000rpm低温离心15min，吸取上清液进样分析。计算血浆萃取物基质效应的影响。

1.7方法学考察结果

色谱-质谱行为ESI⁺条件下：质谱扫描图见1。

1.7.1标准曲线和最低检测限

以THC浓度为横坐标，THC和内标物的峰面积比值为纵坐标进行回归运算，求得回归方程为Y=0.002X-0.002（R²=0.999）。根据标准曲线，THC在9.06ng/ml-972.00ng/ml浓度范围内线性关系良好，定量下限为2.00ng/ml。采用标准溶液进行LC-MS/MS检测，检测限（S/N=3）为0.7ng/ml。

1.7.2精密度

由表8可见日内日间精密度RSD均小于13%，符合生物分析方法指导原则的要求。

表8日内日间精密度（n=5,ng/ml）

1.7.3回收率

由表9可见THC的萃取回收率在75.1%-101.5%之间，方法回收率在79.8%--108.0%之间，RSD均小于10.9%，符合生物分析方法指导原则的要求。

表9萃取回收率和方法回收率（n=5,ng/ml）

1.7.4稳定性

经室温放置和冷藏放置试验，THC血浆样品稳定性良好，表明在分析测试过程中样本较为稳定。实测浓度的RSD均小于15%。

表10稳定性考查（n=5,ng/ml）

1.7.5基质效应

由表11可见THC提取回收率较高且稳定，血样中基质对THC的影响较小（＜10.2%），符合生物分析方法指导原则的要求。

表11基质效应（n=5,ng/ml）

2单剂量给药小鼠体内药代动力学研究

2.1实验设计

选择200只健康SPF级KM种小鼠，雌雄各半，体重18-22g。按体重性别随机分为2组，每组100只。实验当日先取空白血样后，Ⅰ组灌胃给予四氢姜黄素，Ⅱ组灌胃给予四氢姜黄素固体分散体（实施例1制备，原辅料比为1:4），分别于给药前和给药后15min、30min、45min、1.0h、1.5h、2.0h、3.0h、4.0h、6.0h、24.0h摘除眼球取血于抗凝管中，30min内3000rpm离心10分钟，分离上层血浆（-40℃冰箱冻存备测），血浆样品处理后进样检测，代入回归方程，计算不同时间点的血药浓度，进行THC和THC固体分散体小鼠体内药代动力学研究。

2.2血浆样品处理

准确移取血浆100μL，加入100μL含500U的β-葡萄糖醛酸苷酶的磷酸二氢钾溶液，37℃水浴孵育1h，依次加入20μL402.48ng/ml地西泮及100μL醋酸盐缓冲液酸化5min,涡旋30s，加4ml萃取液（乙酸乙酯:环己烷=2:1），涡旋10min后5000rmp低温离心15min，分离上清液，35℃真空减压浓缩挥干。加入100μL含0.1%甲酸的乙腈:水=70:30的溶液复溶，5000rpm低温离心15min，吸取上清液进样。

2.3数据处理

采用Phoenix WinNonlin计算药代动力学参数。

2.4结果

KM种小鼠单次口服四氢姜黄素和四氢姜黄素固体分散体主要药代动力学参数见表12。

表12单剂量灌胃小鼠四氢姜黄素和四氢姜黄素固体分散体药动学参数

3单剂量给药比格犬体内药代动力学研究

3.1实验设计

选择16只健康比格犬，雌雄各半，体重11-14kg。按体重性别随机分为2组，每组8只。实验当日先取空白血样后，Ⅰ组灌胃给予四氢姜黄素，Ⅱ组灌胃给予四氢姜黄素固体分散体，分别于给药前和给药后5min、10min、15min、30min、45min、1.0h、1.5h、2.0h、3.0h、4.0h、6.0h、8.0h、12.0h、24.0h前肢静脉取血于抗凝管中，30min内3000rpm离心10分钟，分离上层血浆（-40℃冰箱冻存备测），血浆样品处理后进样检测，代入回归方程，计算不同时间点的血药浓度，进行THC和THC固体分散体比格犬体内药代动力学研究。

2.2血浆样品处理同前

2.3数据处理同前

2.4结果

比格犬单次口服四氢姜黄素和四氢姜黄素固体分散体药物浓度-时间曲线见图2，主要药代动力学参数见表13。

表13单剂量灌胃比格犬四氢姜黄素和四氢姜黄素固体分散体药动学参数

试验结果表明，较四氢姜黄素组相比，其固体分散体组体内的药峰浓度高、达峰时间和消除半衰期均延长、清除率低，可见四氢姜黄素固体分散体能提高其生物利用度。

综上，本发明制备的四氢姜黄素固体分散体，能够有效地提高四氢姜黄素的水溶性和生物利用度，为临床用药提供了新的选择。

Claims (10)

1.一种四氢姜黄素固体分散体，其特征在于：它是由如下重量配比的原辅料制备而成：

四氢姜黄素1份、水溶性载体材料1～12份；

其中，水溶性载体材料选自聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、泊洛沙姆中的一种或两种以上的组合。

2.根据权利要求1所述的固体分散体，其特征在于：它是由如下重量配比的原辅料制备而成：

四氢姜黄素1份、水溶性载体材料2～10份。

3.根据权利要求1或2所述的固体分散体，其特征在于：所述水溶性载体材料选自聚乙二醇或聚乙烯吡咯烷酮。

4.根据权利要求3所述的固体分散体，其特征在于：所述水溶性载体材料选自聚乙烯吡咯烷酮。

5.根据权利要求4所述的固体分散体，其特征在于：它是由如下重量配比的原辅料制备而成：

四氢姜黄素1份、聚乙烯吡咯烷酮2～8份；所述聚乙烯吡咯烷酮为PVPK30。

6.权利要求1～5任意一项所述四氢姜黄素固体分散体的制备方法，其特征在于：它包括如下操作步骤：

（1）按配比称取原辅料；

（2）取四氢姜黄素和水溶性载体材料，采用溶剂法或融熔法，制备固体分散体即可。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述水溶性载体材料为聚乙烯吡咯烷酮时，采用溶剂法制备固体分散体；所述水溶性载体材料为聚乙二醇或泊洛沙姆时，采用融熔法制备固体分散体。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂法具体操作如下：取水溶性载体材料溶液，加入四氢姜黄素，加热使四氢姜黄素完全溶解，在减压条件下除去溶剂，干燥，粉碎，即得四氢姜黄素固体分散体；

融熔法的具体操作如下：取水溶性载体材料，加热熔融，加入四氢姜黄素，保持熔融状态下搅匀，冷却固化，粉碎，得到四氢姜黄素固体分散体。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：溶剂法中，所述水溶性载体材料溶液的溶剂为无水乙醇。

10.一种药物组合物，其特征在于：它是含有权利要求1～5任意一项所述固体分散体的制剂。