目的 对不同溶剂重结晶获得的阿苯达唑原料进行晶型分析,并探讨不同晶型阿苯达唑原料及其片剂的溶出性能。
方法 采用甲醇和三氯甲烷对市售阿苯达唑进行重结晶,分别获得两种晶体,运用差示扫描量热法、场发射扫描电子显微镜及X射线粉末衍射法对晶型进行表征。采用流通池溶出仪,以0.1 mol/L盐酸溶液为溶出介质,对不同晶型的原料及其相应片剂的溶出速率进行性能研究。
结果 两种不同溶剂重结晶得到的阿苯达唑原料分别对应不同晶型,而这两种晶型原料及其混合晶型在溶出度上存在明显差异;在此基础上,由不同晶型原料制备的片剂在溶出行为方面也表现出显著区别。
结论 阿苯达唑的晶型可能是其制剂体外溶出的关键影响因素。该研究为阿苯达唑制剂的质量一致性评价提供了试验依据,同时也为保障其临床用药的有效性奠定了科学基础。
口服固体制剂的溶出过程受到原料药粒径、晶型、辅料、制剂处方及生产工艺等多种因素影响。针对同一原料药,若采用不同生产工艺或通过不同溶剂重结晶,可能得到不同晶型的产物。研究表明,不同晶型药物的物理性质存在差异,主要体现在熔点、稳定性及溶解性能等方面[1-3]。其中,溶解性能的差异会直接影响制剂行为,尤其对难溶性口服固体制剂,其溶出特性的变化可能进一步影响药物体内吸收。
在阿苯达唑片国家抽验工作中,通过对比参比制剂与国内多家企业的产品溶出度,发现国内企业生产的阿苯达唑片体外溶出行为与参比制剂不一致[4-10]。试验过程中还观察到,美国药典(U.S. Pharmacopeia,USP)阿苯达唑对照品较之中国食品药品检定研究院对照品表现出更好的溶解性。文献[11]报道显示,阿苯达唑通常以邻硝基苯胺为起始原料,经硫氰化、硫醚化、还原和环合反应制得粗品,再通过酸溶碱沉法结晶获得原料药。由此推测阿苯达唑可能存在不同晶型。
药物晶型是影响药品溶出与吸收的关键因素之一,也是药物一致性评价中的重要研究内容。为此,本研究通过不同溶剂对阿苯达唑进行重结晶,并对所得原料进行了晶型分析。在此基础上,采用流通池法测定不同晶型阿苯达唑原料的溶出速率,并将不同晶型原料按同一处方制备成片剂,系统测定片剂的体外溶出曲线,以期为阿苯达唑制剂的一致性评价提供科学依据和研究数据。
1 材料
1.1 主要仪器
XP205型电子天平(瑞士梅特勒-托利多公司);Xpert pro型X射线衍射仪(荷兰马尔文帕纳科仪器有限公司);Zeiss SIGMA型场发射扫描电子显微镜 (德国卡尔蔡司公司);DSC/TGA Q200型热重分析仪 (美国TA公司);CE7 smart型自动溶出仪(美国Sotax公司);Waters e2695型高效液相色谱仪(美国沃特世公司)。
1.2 主要药品与试剂
阿苯达唑对照品(USP,批号:R110M0,纯度99.6%);阿苯达唑原料(华中药业股份有限公司,批号:Y3202012001,纯度99.9%);参比制剂阿苯达唑片(葛兰素史克日本分公司,商品名:Eskazole Tab. 200 mg,规格:0.2 g,批号:J36M);甲醇(分析纯,批号:80080418)、氯仿(分析纯,批号:10006818)和盐酸(分析纯,批号:30005818)均购自国药集团化学试剂有限公司;玉米淀粉(河南正弘药用辅料有限公司,批号:210106);羧甲基淀粉钠(湖州展望药业有限公司,批号:20200921);硬脂酸镁(武汉一枝花油脂化工有限公司,批号:200802);HPLC分析用甲醇为色谱纯,其余试剂均为分析纯,水为纯化水。
2 方法与结果
2.1 晶体的制备
根据文献[11-13]报道,分别将阿苯达唑原料溶于甲醇与氯仿溶液中,经加热搅拌回流2 h后冷却,静置过夜析出晶体,经过滤与干燥处理后,得到两种重结晶产物。本文将甲醇重结晶产物命名为晶体Ⅰ,氯仿重结晶产物命名为晶体Ⅱ,并将国内企业常用的原料样品命名为晶体Ⅲ。
2.2 晶型分析
2.2.1 差示扫描量热法分析
采用差示扫描量热法(differential scanning calorimetry,DSC)对3种结晶原料进行分析。试验条件为:起始温度40 ℃,以5 ℃/min的升温速率升至300 ℃。结果见图1。晶体Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的熔点分别约为205、210、202 ℃。3种晶体的DSC曲线形态各异,其起始放热温度及热量变化过程均不相同,表明其是3种不同的晶型。进一步分析其DSC曲线发现,晶体Ⅰ与晶体Ⅱ均呈现单一尖峰,而晶体Ⅲ的曲线则非单一峰形,提示其可能并非单一晶型物质。作为对照,对USP阿苯达唑对照品进行了相同分析,结果表明其DSC曲线与晶体Ⅱ最为相似。
2.2.2 X-射线衍射法分析
试验方法:X射线源为Cu靶Ka射线(λ=0.154 056 nm),电压40 kV,电流40 mA,扫描范围为0~60°(2θ),扫描速度为5°/min。结果见图2。晶体Ⅰ的主要衍射峰为8°(2θ)左右,晶体Ⅱ在为25°(2θ)处具有强衍射信号,而晶体Ⅲ在10~20°(2θ)范围内呈现一系列衍射峰,说明3种晶体具有不同的晶型结构。对USP对照品进行X射线衍射(X-ray diffraction analysis,XRD)分析,结果显示其在10~20°(2θ)之间亦存在一系列衍射峰,且在8°(2θ)处出现分裂的双峰,提示USP对照品可能为混合晶型,且以晶型Ⅱ为主。
为进一步验证USP对照品是否为混晶,将晶型Ⅰ与晶型Ⅱ按不同比例混合后进行XRD分析。结果显示,以晶型Ⅱ为主的混合样品在8°(2θ)处表现为分裂的双峰;而以晶型Ⅰ为主的混合样品在10~20°(2θ)范围内也出现明显的分裂峰。该结果进一步支持了晶体Ⅲ及USP对照品为混合晶体的推断,并表明USP对照品中可能以晶型Ⅱ为主,而晶体Ⅲ中可能以晶型Ⅰ为主。
2.2.3 场发射扫描电子显微镜观察
样品经喷金处理后,在15 kV加速电压和40 mA探测电流条件下进行观察。图3结果显示,3种晶体的微观形貌存在显著差异:晶体Ⅰ呈大而薄的片状结构,晶体Ⅱ为薄而小的块状结构,而晶体Ⅲ则为团聚较为紧密的碎片状结构。该形貌差异进一步证实晶体Ⅰ与晶体Ⅱ属于不同晶型。同时,晶体Ⅲ与USP对照品在形貌上高度相似,均表现出明显的团聚特征,这也支持了晶体Ⅲ及USP对照品均为混合晶体的推论。基于形貌特征可推测,3种晶体的溶解性能可能有所不同。其中,晶体Ⅲ和USP对照品因其结构团聚紧密,预计会对其溶解速率产生影响。
2.3 不同晶型原料溶出速率分析
2.3.1 溶出度测定方法
流通池法是一种新型的溶出度检测方法,不仅适用于片剂、胶囊剂、颗粒剂等常见剂型,还可用于粉末、软胶囊、栓剂等特殊剂型的溶出测定。该方法分为开环和闭环两种模式,其中闭环模式更适用于pH依赖型药物的溶出行为研究。由于常规的篮法与桨法不适用于原料药溶出速率的直接测定,本研究采用流通池-闭环法[14- 16]对3种晶型的溶出性能进行考察。具体试验条件如下:溶出介质为pH 1.2盐酸溶液(配制方法:将氯化钠2.0 g溶于7.0 mL盐酸中,加水定容至1 000 mL),溶出介质体积1 000 mL,流速8 mL/min,温度37 ℃。取样时间点为0.5、1、2、4、8、16、22 h,每次取样体积为2 mL。
采用HPLC法测定溶出度。色谱条件为:Zorbax Eclipse XDB-C18色谱柱(250×4.6 mm,5 μm);流动相为0.015 mol/L磷酸二氢铵水溶液-甲醇(30 ∶ 70);检测波长296 nm;流速1.0 mL/min;柱温40 ℃;进样量10 μL。根据溶出速率绘制3种晶型的溶出曲线(图4)。每种晶型设置6个平行流通池,其RSD为3.6%。结果显示,晶型Ⅲ在22 h内溶出总量仅为20%,而晶型Ⅱ在4 h累计溶出量已达80%,晶型Ⅰ则在8 h累计溶出80%。结果直观地表明晶型对阿苯达唑原料溶解速率具有显著影响。
2.3.2 原料药粒径对溶出速率的影响
为了深入考察阿苯达唑晶型本身对溶出速率的影响,需要排除原料粒径这一潜在因素的干扰。为此,将晶型Ⅲ的阿苯达唑原料进行机械粉碎并过筛,分别得到120、100、80、60目4种粒径的样品。采用流通池法测定各粒径样品的溶出度,取样时间点为0.5、1、2、4、8、16、22、24 h,每个粒径平行设置6个流通池,RSD为3.8%。结果见图5。不同粒径的样品在24 h内的溶出速率基本一致,说明在本试验条件下,粒径变化对阿苯达唑(晶型Ⅲ)的溶出行为未产生显著影响。
2.4 阿苯达唑片剂的制备
为考察阿苯达唑原料晶型对片剂溶出行为的影响,本研究采用简化处方,不添加国内企业常用的助溶剂十二烷基硫酸钠。具体处方如下:主药阿苯达唑用量为10 g;填充剂玉米淀粉(以10%淀粉浆形式)用量为10 g;崩解剂羧甲基淀粉钠总量为2.0 g,其中1.7 g用于制粒,0.3 g为外加;润滑剂硬脂酸镁用量为0.5 g。
2.5 阿苯达唑片剂的溶出度测定
由于参比制剂选用《中国药典(2025年版)》溶出度测定第二法(桨法)[17]装置,该方法操作较流池法更为简便,因此本研究对3种不同晶型的阿苯达唑自制片剂及市售参比制剂均采用相同装置进行溶出度测定。溶出介质为pH 1.2盐酸溶液(配制方法:将氯化钠2.0 g溶于盐酸7.0 mL,加水定容至1 000 mL),溶出介质体积1 000 mL,转速为75 r/min。取样时间点为5、10、15、30、45、60 min。溶出液按“2.3.1”项下HPLC条件进行含量测定,每种片剂平行测定12片,其RSD为3.5%。图6结果显示,单一晶型(晶型Ⅰ和晶型Ⅱ)制备的片剂及参比制剂均在30 min内达到溶出平台,60 min累计溶出量均超过90%。而采用市售原料(晶型Ⅲ)制备的片剂,在60 min时累计溶出量仅为80%,既与参比制剂存在差异,也与单一晶型原料制备的片剂明显不同,表明原料晶型可能是影响阿苯达唑片剂体外溶出的关键因素。
3 讨论
药物多晶型是影响药品质量和疗效的关键因素之一,尤其对水中难溶的口服固体制剂具有重要意义。原料药的晶格能差异会直接影响其溶解性及稳定性,进而影响药物在体内的吸收。因此,在一致性评价研究中,应首先考察原料药的性质,包括其晶型与粒径等关键属性。虽然目前的一致性评价并未强制要求仿制药与参比制剂具有一致的晶型,但二者在晶型上的一致有助于提高体外溶出行为的相似性,并为生物等效性试验的成功提供更有力的支持。
本研究采用甲醇与三氯甲烷对市售阿苯达唑(酸溶碱沉法所得)进行重结晶,获得两种重结晶产物,包括市售原料在内,共得到3种晶体。通过DSC、XRD和场发射扫描电子显微镜对其进行表征,结果表明:甲醇重结晶产物为晶型Ⅰ,三氯甲烷重结晶产物为晶型Ⅱ,国内市售阿苯达唑原料为混合晶型,而USP阿苯达唑对照品亦为以晶型Ⅱ为主的混合晶型。这可能是USP对照品较中国食品药品检定研究院对照品更易溶解的原因。目前国内尚未见对阿苯达唑原料进行系统晶型研究的报道,本研究首次通过重结晶获得了不同晶型的阿苯达唑原料,并对其进行了初步表征。
阿苯达唑属于生物药剂学分类系统IV类药物,其溶出度与渗透性均是影响药物利用度的关键制约因素。结合阿苯达唑的溶解特性可知,该药物仅在酸性条件下溶解,当pH大于4.0时几乎不溶,表现出明显的pH依赖性。在橙皮书中,阿苯达唑在4种溶出介质中的溶出曲线显示,除pH 1.2介质外,在pH 4.0、pH 6.8及pH 7.0介质中溶出量均为0。因此,本研究选用橙皮书中阿苯达唑溶出度测定项下的pH 1.2介质(配制方法:将氯化钠2.0 g溶于盐酸7.0 mL中,加水稀释至1 000 mL)作为溶出介质。本研究采用流通池法对不同晶型阿苯达唑的溶出性能进行了考察。流通池溶出法与传统溶出方法相比,其更适用于粉末、软胶囊及栓剂等多种剂型的溶出测定。通过该方法直接测定原料药的溶出行为,可排除辅料及制剂工艺对溶出结果的干扰,从而直观地反映晶型及粒径对溶出的影响。因此,流通池法是一种适用于考察不同晶型原料药溶出性能的有效研究方法。
本研究进一步对3种不同晶型的阿苯达唑进行了溶出速率分析。结果表明,晶型Ⅰ和晶型Ⅱ的溶出速率均显著快于市售原料(晶型Ⅲ),二者在8 h内溶出量均可达到80%。相比之下,市售原料(晶型Ⅲ)在22 h内溶出量仅为10%。其中,晶型Ⅱ表现出最快的溶出性能,在4 h内溶出量已达80%,说明晶型Ⅱ是3种晶型中最易溶的晶体。这一结果也解释了同为混合晶型,USP对照品溶解度优于中国食品药品检定研究院对照品的原因:USP对照品中可能以晶型Ⅱ为主要晶型。溶出试验表明,晶型差异直接影响阿苯达唑的溶出速率,提示该药物制剂的溶解性能与原料晶型密切相关。此外,本研究还对同一晶型(晶型Ⅲ)不同粒径的原料进行了溶出测定,结果显示通过机械粉碎、过筛减小粒径的方法并未显著提高其体外溶出速率,进一步说明阿苯达唑的晶型研究可能是改善其溶解性能的关键。结合场发射扫描电子显微镜观察结果,3种晶体的微观形貌具有明显差异:晶体Ⅰ呈大而薄的片状,晶体Ⅱ为厚而小的块状,晶体Ⅲ则为团聚紧密的碎片状。晶体Ⅰ和晶体Ⅱ具有更大的比表面积,与溶出介质接触更充分,这可能是其表观溶解度较高的结构原因。
本研究考察了不同晶型采用同一处方制备的阿苯达唑片剂的溶出行为。结果显示,单一晶型(Ⅰ、Ⅱ)制备的片剂及参比制剂均在30 min内达到溶出平台,90 min累计溶出量均超过90%。而采用市售原料(晶型Ⅲ)制备的片剂,在90 min时累计溶出量仅为63.3%,既与参比制剂存在差异,也与单一晶型原料制备的片剂明显不同,表明原料晶型可能是影响阿苯达唑片剂体外溶出的关键因素。
目前,国内除地产化企业外,多数阿苯达唑制剂尚未通过一致性评价。相关药企的研究多集中于添加十二烷基硫酸钠等增溶剂对体外溶出的影响,却很少关注原料晶型的作用。本研究围绕阿苯达唑晶型及其溶出性能展开的系统分析,可能为解决国内制剂与参比制剂体外溶出不一致的问题提供关键线索,同时也为阿苯达唑制剂的一致性评价提供了实验依据和数据支持。
1.薛晶, 许鸣镝, 南楠, 等. 原辅料及制剂处方工艺对口服固体制剂溶出行为的影响[J]. 中国新药杂志, 2017, 26(12): 1370-1375. [Xue J, Xu MD, Nan N, et al. Effects of APIs, excipients, formulations and technologies on the dissolution profiles of solid oral preparations[J]. Chinese Journal of New Drugs, 2017, 26(12): 1370-1375.] DOI: CNKI:SUN:ZXYZ.0.2017-12-004.
2.陆成晖, 陈智林, 孙兴华, 等. 浅谈新药研发中的晶型研究 [J]. 中国药师, 2022, 25(7): 1245-1248. [Lu CH, Chen ZL, Sun XH, et al. Brief discussion on crystal form in new drug research and development[J]. China Pharmacist, 2022, 25(7): 1245-1248.] DOI: 10.19962/j.cnki.issn1008-049X.2022.07.026.
3.吴蔚, 朱荣. 重视对药物晶型的研究[J]. 中国药业, 2004, 13(11): 18-20. [Wu W, Zhu R. Importance of studying the crystal forms of drugs[J]. China Pharmaceuticals, 2004, 13(11): 18-20.] DOI: 10.3969/j.issn.1006-4931.2004.11.022.
4.王蕾, 刘德胜, 潘宁, 等. 药物多晶型与固体制剂的关系研究进展[J]. 实用药物与临床, 2001, 4(1): 35-37. [Wang L, Liu DS, Pan N, et al. Research progress on the relationship between drug polymorphs and solid formulations[J]. Practical Pharmacy and Clinical Remedies, 2001, 4(1): 35-37.] DOI: 10.3969/j.issn.1673-0070.2001.01.023.
5.吕宝茹, 于鑫, 李宁, 等. 不同厂家生产罗红霉素原料药的表征及其片剂制剂溶出的比较研究[J]. 药物分析杂, 2019, 39(4): 735-743. [Lyu BR, Yu X, Li N, et al. Characterizations of roxithromycin APIS from different manufacturers and studies of the dissolution profiles of their tablets[J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis, 2019, 39(4): 735-743.] DOI: 10.16155/j.0254-1793.2019.04.21.
6.曾凡彬. 影响难溶性药物口服固体制剂溶出特性的理化因素--晶型和粒度[J]. 中国新药杂志, 2002, 11(7): 507-509. [Zeng FB. Physical and chemical factors affecting the dissolution characteristics of poorly soluble drugs in oral solid formulations-crystal form and particle size[J]. Chinese Journal of New Drugs, 2002, 11(7): 507-509.] DOI: 10.3321/j.issn:1003-3734.2002.07.002.
7.王健, 曾红霞, 陈悦. 罗红霉素晶型分析及与溶解速率、溶出度的关系[J]. 中国现代应用药学, 2013, 30(10): 1094-1097. [Wang J, Zeng HX, Chen Y, et al. Relationship of roxithromycin crystal types, dissolution rates and dissolution[J]. Chinese Journal of Modern Applied Pharmacy, 2013, 30(10): 1094-1097.] DOI: 10.13748/j.cnki.issn1007-7693.2013.10.021.
8.陈华, 赵文, 毛睿, 等. 2种晶型利福平制剂之间溶出曲线的差异[J]. 药物分析杂志, 2013, 33(5): 881-884, 893. [Chen H, Zhao W, Mao R, et al. Differences of dissolution profiles between two crystallines types of fixed dose combinations of rifampin[J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis, 2013, 33(5): 881-884, 893.] DOI: CNKI:SUN:YWFX.0.2013-05-033.
9.夏颖帆, 蒋成君. 新晶型替格瑞洛的制备、表征及溶解性能研究[J].药物分析杂志2023, 40(8): 1086-1090. [Xia YF, Jiang CJ. Preparation, characterization and improved solubility of new crystal form of ticagrelor[J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Analysis, 2023, 40(8): 1086-1090.] DOI: 10.13748/j.cnki.issn1007-7693.20220776.
10.陈格, 余琼娥. 不同晶型阿莫西林原料对制剂溶出行为的影响[J]. 中外医学研究, 2013, 11(13): 136-137. [Chen G, Yu QE. Effect of different crystal type of amoxicillin raw material on the stripping behavior of preparation[J]. Chinese and Foreign Medical Research, 2013, 11(13): 136-137.] DOI: CNKI:SUN:YJZY.0.2013-13-099.
11.郑爱华, 黄金占, 陈祖国. 合成阿苯达唑的研究进展[J]. 浙江化工, 2018, 49(12): 1-5, 9. [Zheng AH, Huang JZ, Chen ZG, et al. Research progress in synthesis of albendazole[J]. Zhejiang Chemical Industry, 2018, 49(12): 1-5, 9.] DOI: 10.3969/j.issn. 1006-4184.2018.12.001.
12.Palomares-Alonso F, Toledo A, Hernández GP, et al. Effect of dexamethasone on albendazole cysticidal activity in experimental cysticercosis by Taenia crassiceps in BALA/c mice: in vitro and in vivo[J]. Exp Parasitol, 2020, 208: 107801. DOI: 10.1016/j.exppara.2019.107801.
13.Guo C, Fritz MP, Struppe J, et al. NMR crystallography at fast magic-angle spinning frequencies[J]. Anal Chem, 2021, 93(23): 8210-8218. DOI: 10.1021/acs.analchem.1c00784.
14.Pettarin M, Bolger MB, Chronowska M, et al. A combined in vitro in-silico approach to predict the oral bioavailability of borderline BCS Class II/IV weak base albendazole and its main metabolite albendazole sulfoxide[J]. Eur J Pharm Sci, 2020, 155: 105552. DOI: 10.1016/j.ejps.2020.105552.
15.马玲, 王曼泽, 朱捷, 等. 阿苯达唑片多条溶出曲线的研究和测定[J]. 中国药学杂志, 2018, 3(24): 2123-2126. [Ma L, Wang MZ, Zhu J, et al. Determination of the dissolution curves of albendazole tablets[J]. Chinese Pharmaceutical Journal, 2018, 3(24): 2123-2126.] DOI: 10.11669/cpj.2018.24.011.
16.谢莉, 陈红, 张亿.流通池法测定甲硝唑口腔粘贴片的释放度 [J]. 中国药师, 2020, 23(4): 761-764. [Xie L, Chen H, Zhang Y, et al. Dissolution determination of metronidazole oral sticking tablets by flow-through cell method[J]. China Pharmacist, 2020, 23(4): 761-764.] DOI: 10.3969/j.issn.1008-049X.2020.04.041.
17.中国药典2025年版. 二部[S]. 2025: 722.