诺氟沙星乳剂局部靶向给药的研制与优化

关键字

诺氟沙星，外用，羟丙基甲基纤维素，乳液，抗菌。

简介

局部给药是一种局部给药系统，通过眼、直肠、阴道和皮肤作为局部给药途径，在身体的任何地方给药。皮肤是人体最容易接触到的器官之一，也是外用给药系统的主要途径之一[1］．局部给药的潜在优势是直接在作用部位给药，并延长给药时间。局部给药系统增加了药物在应用部位的接触时间和平均停留时间，从而增加了局部药物雷竞技网页版浓度[2］．广泛使用的外用配方包括药膏、面霜和乳液，它们有许多缺点。它们通常非常粘稠，局部应用时对患者造成不适。它们还具有较小的扩散系数，需要摩擦应用。他们还面临配方稳定性的问题。由于所有这些因素，透明凝胶的使用已经增加。疏水药物不能通过凝胶传递。为了克服这一问题，采用了基于乳液的方法[3.］．当乳剂和凝胶以组合形式使用时，剂型称为乳剂。水相中存在胶凝剂，可将乳液转化为乳液[4］．乳液具有触变性、易涂抹、水溶性、透明、无油脂、不染色、外观美观等优点[5］．

几种抗菌和抗真菌剂可在不同的局部配方。诺氟沙星氟喹诺酮类药物是否具有广谱抗菌活性．它通过抑制细菌DNA旋回酶对活跃分裂和休眠的细菌都有活性[6］．诺氟沙星具有短生物半衰期(3-4小时)，剂量通常为400毫克片，每日2次。生物利用度30%的药物是口服给药。文献调查表明，甘油三酯在甘油三酯干糖浆、胃潴留片和缓释等方面均有研究矩阵的平板电脑已携带诺氟沙星[7-8］．目前市场上没有外用诺氟沙星制剂。诺氟沙星主要用于治疗尿路感染。它也被用于治疗淋病。对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有较好的抗菌活性。诺氟沙星的水分很差溶解度和疏水性。本研究的目的是提高药物的生物利用度，防止药物的首过代谢，并在作用部位给药。工作的目标是优化一个emulgel诺氟沙星的配方。本工作考察了胶凝剂(HPMC K4M)浓度的影响乳化剂(Tween 80: Span 80)上体外药物释放情况。

材料与方法

材料

诺氟沙星是JCPL制药有限公司赠送的样品。Jalgaon。HPMC K4M是作为礼品样品从Colorcon Asia Pvt. Ltd.收到的。孟买。油酸，Span 80, Tween 80，丙二醇，Carbopol 940，结冷胶，明胶，三乙醇胺，对羟基苯甲酸甲酯和丙酯从Analab Chemicals pgt . Ltd购买。孟买。所有其他使用的化学试剂均为分析级。

诺氟沙星的性质

物理特性:纯药肉眼观察其外观和颜色。

熔点:采用毛细管熔点法测定药物熔点。

红外光谱研究:用FTIR分光光度计(Varian 640 IR)测定药物和药物辅料相互作用的纯度。

紫外光谱研究:采用紫外分光光度计(UB瓦里安携带100扫描)对药物进行紫外光谱分析。制备诺氟沙星标准液，浓度为100 μg/ml。在pH 7.4的磷酸盐缓冲溶液中制备2 ~ 12 μg/ml不同浓度的药物，在λ紫外分光光度计下扫描_马克斯271.

分析方法验证

准确性:在pH为7.4的磷酸盐缓冲溶液中测定了诺氟沙星80%、100%和120%三种不同浓度水平的准确度

精度:精度是以日内精度和日间精度来确定的。

c。线性:研究了不同浓度(2 ~ 12 μg/ml)的诺氟沙星在pH为7.4的磷酸盐缓冲溶液中的线性关系

d.检测限(LOD)和定量限(LOQ):用ICH指南中给出的公式1和2计算检测限和定量限。

LOD = 3.3 SD /斜率 .................. 情商。1

定量限= 10 SD /斜率 ................... 情商。2

SD =标准差

e.差示扫描量热(DSC)研究:用差示扫描量热法(DSC 60，岛津株式会社，日本)研究了药物和聚合物的DSC。样品在50 - 3000C的范围内，在氮气气氛下以每分钟100℃的加热速度进行分析。

药物与辅料配伍性研究

诺氟沙星和赋形剂(HPMC K4M，油酸，Tween 80和Span 80)按1:1比例混合，并在稳定室(Thermo Lab)中保持1个月，温度为40±2ºC/75±5% RH，按照ICH指南。1个月后，取样品，用FTIR和UV分光光度计进行评价。

溶解性的研究

在选定的油中加入过量的诺氟沙星，并用磁力搅拌。搅拌2小时后，过滤稀释。在271nm处用紫外分光光度法测定诺氟沙星的浓度。

乳剂的制备[9］

初步试验批次:诺氟沙星乳液配方的组成如图所示表1。油、表面活性剂、辅表面活性剂的混合量见表1。1%诺氟沙星溶解在油相中。油相和水相分别加热至50-60°C。然后在水相中加入油相，连续搅拌1小时，得到an乳状液．然后将凝胶与乳液按1:1的比例混合得到乳液。用三乙醇胺将合成乳液的pH调至6 ~ 7。

表1:初步试验批次。

实验设计(DOE)

在对试验批次进行评价的基础上，确定了聚合物的浓度。采用32水平析因设计研究了自变量，即胶凝剂浓度(X1)和乳化剂浓度(X2)的影响。因变量为1小时累积释药百分比(Y1)和粘度emulgel。软件采用Design Expert 9.0.3.1版本。自变量列在表2而所有批次都是根据实验设计制备的，如表3。这些批次的配制程序与初步批次的配制程序相同。［10］

表2:编码级别为实际级别变量(F1-F9)。

表3:阶乘批量配方。

乳液的评价

外观和pH值

在目视检查的基础上评价凝胶的外观。通过直接将电极浸入乳液中检测配方的pH值。

粘度

用布鲁克菲尔德粘度计(7号主轴)测定各批次的粘度。

铺展性

乳剂的主要标准之一是具有良好的涂敷性。这一术语表示凝胶在应用于皮肤或受影响部位时容易扩散的面积。一种配方的治疗效果也取决于它的可推广性。根据凝胶的“滑动”和“拖动”特性来测量其铺展性。一块磨碎的玻璃滑块固定在一块上。将不同配方的过量凝胶(约1克)放置在地面载玻片上。然后凝胶被夹在这个载玻片和另一个固定地面载玻片之间。多余的凝胶从边缘被刮掉了。再对顶板施加20gm的拉力，两张载玻片分离时间越短，铺展性越好[11］．可铺展性计算公式如下:

S=M × L/T...................3.

S =铺展性,

M=平底锅的重量(绑在上面的滑块上)，

L=玻璃滑块移动的长度

T=上滑块移动10cm所花费的时间。距离。

体外扩散研究:玻璃纸膜

体外通过玻璃纸膜(玻璃纸膜约12mol . wt.)研究了诺氟沙星从乳剂中的释药情况。12000道尔顿，孔径2.4 nm)使用Franz扩散电池。先将玻璃纸膜在沸水中浸泡1小时。然后在酒精中浸泡半小时。然后在制冷温度下将玻璃纸膜浸泡在磷酸盐缓冲液7.4中过夜。将处理过的玻璃纸膜夹在Franz扩散细胞的供体和受体隔室之间。将相当于1mg诺氟沙星的配方均匀地涂抹在玻璃纸膜上。为了避免扩散层效应，在扩散介质中以50 rpm的速度连续搅拌磁棒。在适当的时间取1ml样品。用紫外分光光度计在271 nm处对样品进行分析。 Batches with good results were further evaluated for permeation study through egg membrane and rat skin [11］．

体外扩散研究:卵膜

同样的程序被用于体外在玻璃纸膜上进行药物释放研究。用鸡蛋膜代替玻璃纸膜进行研究体外药物释放。取生鸡蛋，在底部打一个小洞，取出里面所有的东西。然后将蛋壳放入0.1N HCl中浸泡3小时。将蛋壳溶解，收集膜。然后用蒸馏水清洗蛋膜，用于研究。

体外渗透研究

选取无明显疾病征象的雄性大鼠。从皮肤上去除腹部毛发，用蒸馏水彻底清洗清理的区域。取大鼠全层腹部皮肤。粘附的皮下脂肪被小心地去除。它被安装在供体隔室表皮面向供体隔室。用pH值为7.4的磷酸盐缓冲液填充受体室。受体相维持在37±0.5OC。在其上放置100 mg的乳剂，均匀铺展，并采用与玻璃纸膜类似的方法进行渗透研究。

释药动力学、释药机理及通量

将所有批次的扩散曲线拟合到PCP DISSO.v2.08软件中，以确定药物释放动力学和通量[12-13］．

药物含量测定

将已知数量的乳剂溶解在pH为7.4的磷酸盐缓冲溶液中搅拌4小时，测定乳剂中诺氟沙星的含量。用紫外/可见分光光度计在271 nm适当稀释后测定吸光度。采用三次重复法测定药物含量。然后计算稀释后样品溶液的药物浓度:

X = Y-C / M ............................ 情商。4

式中X=浓度，单位为μg/ml。

Y=溶液在271 nm处的吸光度。

C=标准曲线截距。

M=标准曲线斜率

进一步，由浓度计算药物含量百分比，使用公式…

.Eq。5

显微摄影

在光镜下研究了乳状液的形貌。在光镜下观察F1、F4批乳剂的形态。将乳剂小心地均匀地涂在玻片上，盖玻片放在玻片上。然后装上，在40倍的光学显微镜下观察。

微生物鉴定

采用微生物学方法测定所制备制剂与该菌株的活性。选择F1、F4批进行抑菌试验。采用琼脂杯板法(I.P)。该技术用于评价化合物的抑菌或抑菌活性。杯子是用无菌玻璃孔制作的，并贴上标签。在A杯和B杯中分别放入100 mg乳剂，用于平板中的F1批次和F4批次。将1000 μg/ml诺氟沙星溶液倒入C杯中。37℃±0.5孵育24小时后，测定抑菌区，计算抑菌率如下:

%抑制=L2/L1 × 100................Eq。6

L1-条带培养的总长度

L2-抑制的长度。

皮肤刺激试验

各种制剂，当应用于真皮时，可能引起皮肤刺激。因此，为了解配方的皮肤增敏潜力，将配制好的乳状液应用于Wistar白化病大鼠背部皮肤。皮肤刺激研究根据动物伦理委员会的批准进行。这些动物被关在丙烯笼子里，免费获得标准的实验室饮食和水。动物在实验前至少驯化了7天。

这些动物被分为五组，每组由六只动物组成。

A组:生理盐水治疗组-对照组

B组:用HPMC K4M基凝胶优化后的无药凝胶处理。

C组:F1批处理。

D组:F4批处理。

E组:用1% aq。福尔马林溶液作为标准刺激物。

每只大鼠大约1“× 1”平方，取0.1克试验乳剂样本。皮肤是用电动剃刀刮的。动物们被送回笼子里。暴露24小时后，用蒸馏水擦拭测试部位以去除任何剩余的测试乳液残留物。观察皮肤是否有发红、水肿或皮疹。

稳定性研究

乳剂(F4批)在300±2℃/65%±5 RH条件下进行3个月的短期加速稳定。对乳剂的外观、pH值、药物含量和累积药物释放百分比进行评估。

结果与讨论

诺氟沙星的性质

物理表征表明，这是一种淡黄色的结晶粉末，几乎没有气味。该药物的熔点为224°C，与报道的228°C的熔点接近。

兼容性研究

从图1，可以观察到在3550 ~ 3500/cm之间有一个显著的特征峰，该特征峰属于OH基团的拉伸振动和单桥作用下的分子间氢键。在3500 ~ 3300/cm的波段，表明哌嗪基亚氨基部分的NH拉伸振动。在2750 ~ 2700/cm处的峰值表明乙基的存在。FTIR研究表明，药物与辅料之间没有任何化学相互作用。从图2，在紫外光谱中λ没有变化_马克斯所有的药物组合表明药物中没有发生化学变化。因此，发现药物和辅料是稳定的。红外光谱和紫外光谱研究结果表明，该药物辅料的配伍性如图1和图2。

紫外光谱研究

在pH为7.4的磷酸盐缓冲溶液中，诺氟沙星的紫外吸收λ_马克斯在271纳米处。吸光度与浓度的关系曲线是线性的。该药在2 ~ 12 μg/ml范围内符合Beer - Lamberts定律。标定曲线的直线方程为y=0.1163 × (Eq. 7)， R2=0.9975。

分析方法验证

准确性:在pH为7.4的磷酸盐缓冲液中，80%诺氟沙星、100%诺氟沙星和120%诺氟沙星的平均回收率分别为99.35%、99.15%和98.19%。

精度:结果表明，该方法在日内和日间精度方面都是精确的。

线性:在pH为7.4的磷酸盐缓冲液中，诺氟沙星的浓度在2 ~ 20 μg/ml范围内呈线性关系

检测限(LOD)和定量限(LOQ):诺氟沙星的LOD和LOQ值分别为0.150 μg/ml和0.456 μg/ml。

差示扫描量热(DSC)研究:纯药物的DSC光谱如图所示图3诺氟沙星的熔点为222.52℃。HPMC K4M熔点为79.54°C。乳化在112℃时呈平点，这是由于Tween 80在114℃时具有闪点。

溶解度

诺氟沙星在油酸中的溶解度最高，在表面活性剂中的溶解度为Tween 80和Span 80，在助表面活性剂中的溶解度为丙二醇。最终确定了这些组分用于乳液体系的制备。

初步试验批次

对所有初步批次进行粘度、铺展性、药物释放率、pH、药物含量百分比的评价。以卡波波为凝胶剂的A4、A5和A6批次的累积药物释放量(70-82%)较以HPMC K4M为凝胶剂的乳液少。乳剂被发现保持完整的玻璃纸膜体外药物释放研究。加结冷胶的A7和A8批次药物累积释放率为85% ~ 95%，但不稳定。室温保存72小时后，油相与凝胶相分离。在240分钟结束时，含有明胶的乳剂显示累积药物释放百分比在50-70%范围内。明胶乳液的粘度比HPMC K4M、卡波和结冷胶乳液的粘度高。含有HPMC K4M的乳液在膜上液化体外而且体外扩散研究。含有HPMC K4M的乳剂在240分钟后的累积药物释放率为85-98%体外而且体外研究。由此选择2% HPMC K4M作为胶凝剂，Tween 80:Span 80作为乳化剂(3.2:2.2)。这些浓度用于析因批次的配方。

乳剂和乳剂的评价

外观:所有乳剂配方批次均为均匀乳剂，乳剂为黄白色粘稠乳剂制剂。

粘度:F1至F9批次粘度如图所示图4。乳液的粘度与胶凝剂的浓度成正比，即HPMC K4M。因此，F1、F2、F3批次的粘度高于其他批次。结果表明，乳化粘度随剪切应力的增加而降低，表明存在剪切减薄系统。

铺展性:乳液的可铺展性是一个重要的参数。结果表明，随着粘度的降低，涂敷性增加图5。F7批可铺展性最高。

体外药物扩散研究

体外扩散研究:玻璃纸膜:的结果体外药物释放研究见图6。由于HPMC K4M浓度较低，乳化剂浓度较高，故F4批制剂释药速度较快。随着胶凝剂浓度的增加，胶凝剂粘度大，导致药物缓释。

F4批释药量最高，为98.81±2.74。F3批含药量为47.57±2.51%。这种低药物释放主要是由于胶凝剂浓度较高，乳化剂浓度较低(3% HPMC K4M和Tween 80:Span 80 2.2:1.2%)。高浓度的胶凝剂会阻碍药物的释放。按释药百分比可将批次排列为F4>F1>F7>F5>F2>F6>F3。F4批药物释放率较高，可能是乳化剂浓度高于F1，胶凝剂浓度低于F1所致。从外观、释药百分比、黏度和铺展性等方面，选择F1和F4批次进行进一步的卵膜和大鼠皮肤渗透研究。

药物释放动力学研究及机理研究

Korsmeyer Peppas模型的零阶、一阶、矩阵、Hixon - Crowell各公式的相关系数值(R2)和释放指数值如所示表4。释药动力学数据表明，乳剂的释药遵循Korsmeyer Peppas动力学。根据Korsmeyer-Peppas方程，“n”指数的值等于或小于0.5是Fickian扩散或准Fickian扩散的特征，而在0.5至1范围内的值表明药物释放的异常机制。另一方面，对于零阶释放，n=1的单位值是预期的。其中，F1、F2和F4批显示了药物释放的Fickian扩散机制。当药物的扩散速率低于聚合物链的弛豫速率时，药物的扩散呈菲克态。批次F3、F5、F6和F7释放成分值小于1但大于0.5。当0.514］．

表4:F1-F7的释放动力学及机理。

实验设计

采用响应面法作为实验设计来确定自变量对因变量的影响。等高线图和响应面图结果如图所示图7和8。

配方变量对60 min释药的影响

60 min释药的回归方程为:

药物释放(60分钟)=+13.52000+3.23167A+12.01333B.........7

式中，A: HPMC K4M conc。B: Tween 80:Span 80 conc

60 min释药的模型项显著，R2为0.8421，表明模型拟合良好。F的值小于0.05，证实模型项显著。pred R-squared值为0.6592，与adj R-squared值0.8421基本一致。HPMC K4M和Tween80: Span 80浓度对药物释放均有显著影响表5所示。由式可知，乳化剂浓度对药物释放的影响大于HPMC K4M浓度。总的来说，这两个变量对药物释放的百分比有积极的影响，如所示图7。

表5:优化批次的方差分析研究。

配方变量对凝胶粘度的影响

得到凝胶粘度回归方程为:

凝胶粘度= +82111.11111+57500.00000A+16666.66667B.....8

式中，A: HPMC K4M浓度;B:乳化剂浓度

凝胶粘度的模型项显著，R2为0.9284，表明模型拟合良好。F值< 0.05表明模型项显著。pred r -平方0.8273与adj r -平方0.9045合理一致;即差值小于0.2，如表5所示。足够的精度测量信噪比。比值大于4是可取的。由式8可知，这两种聚合物分别对乳液的粘度有积极的影响。粘度随单体聚合物浓度的增加而增加。HPMC K4M比Tween 80:Span 80对粘度的影响更大，如图所示图8。

统计模型验证

经设计专家软件统计分析，60分钟累积释药百分比和粘度的实验值与应用预测值非常接近表6，因此该模型在F4批验证成功。

表6:预测值与实际值的比较。

体外扩散研究:卵膜

如图9F1和F4在一定时间点的释药量明显低于玻璃纸膜释药量。这可能是由于卵膜的复杂性。

体外药物渗透研究

它是在图10那体外F1、F4释放均小于体外通过玻璃纸膜和蛋膜释放。观察到这种药物释放的减少可能是由于脂肪含量和大鼠皮肤厚度。F4的释放效果好于F1，这可能是由于F1的粘度较高所致[14-15］．

药物释放与大鼠皮肤及通量的动力学研究

从表7可见药物的释放遵循Korsmeyer-Peppas模型。Korsmeyer-Peppas模型释放成分n值在0.1 ~ 0.5之间，说明药物经卵膜和大鼠皮肤释放为Fickian机制。

表7:F1、F4的释放动力学及机理。

以面积为3.12cm计算药物通过不同膜的通量²．F1和F4通过玻璃纸膜的平均通量分别为2.38和2.63 μg/cm²在卵膜上分别为2.15和2.52 μg/cm²/分钟。大鼠皮肤膜平均通量分别为1.95 μg/cm和2.19 μg/cm²/分钟。通过对玻璃纸膜、蛋膜和大鼠皮肤的渗透实验，证实了乳剂中药物的释放和渗透，从而可能通过人体皮肤进行渗透。

显微摄影

在40倍光镜下观察各优化批次(F1、F4)适当稀释后的乳剂。从显微照片中所见图11和12，乳状液呈球形。乳状液中乳状球的大小在0.2 ~ 0.5 μ范围内。虽然这项研究没有给出这些小球的大小的任何精确估计，但它给出了乳状液的形成和用于乳状液配方的方法的成功的一般想法。

微生物鉴定

使用对照板可以使普通乳剂基对金黄色葡萄球菌菌株具有微生物惰性。诺氟沙星在其乳剂配方中的抗菌活性如下所示图13。以抑菌率作为药物抑菌活性的指标。F1和F4抑制率分别为34.3±1.52%和28.6±1.5%。纯诺氟沙星溶液的抑菌率为45.36±1.74%。说明了乳液配方的有效性。

药物内容:所有配方的药物含量均在80-92%之间。

pH值:所有配方的pH值均在6 ~ 7之间。皮肤的pH值在5.5到7之间。结果表明，各剂型均与皮肤pH值相适应，适于外用给药。

稳定性研究:乳剂为淡黄色的粘稠乳状制剂，外观光滑均匀，与第一天使用的乳剂相似。乳剂外观呈黄白色粘稠乳状，pH值6.28±0.58，累积释药率89.48±0.61%。经过3个月的稳定性研究，发现其pH值为6.92±0.39，累积药物释放量为87.26±0.25%。

皮肤刺激试验(贴片试验)

从图14和表8E组动物以福尔马林作为标准刺激物，出现红肿和瘢痕。A组、B组、C组、D组用药部位未见水肿或红斑。E组在福尔马林施用部位见明显红斑和水肿。观察到，24小时后，大鼠对乳剂的耐受性非常好，没有红斑或水肿的迹象。因此，F1和F4这两种配方都是非敏化的，使用是安全的[16］．

表8:皮肤刺激试验结果。

结论

制备诺氟沙星乳状液的目的是为了提高乳液的质量生物利用度通过避免药物的首道代谢而获得局部特异性抗菌活性。采用析因设计进行优化。诺氟沙星的释放符合Korsmeyer Peppas模型的Fickian流。在优化配方时，由多项式方程和等高线图生成，两个独立因素即conc。HPMC K4M和Tween 80: Span 80对药物释放率和黏度等因变量有显著影响。综上所述，诺氟沙星乳液配方稳定、有效、美观，表现良好体外以HPMC K4M为胶凝剂，tween 80:span 80为乳化剂配制。

鸣谢

作者对JCPL私人有限公司表示感谢。卡乐康亚洲有限公司，为您提供药品赠品样品。孟买提供HPMC K4M。作者感谢MAEER的马哈拉施特拉邦药房研究所的管理，浦那提供了进行研究工作的所有设施。

参考文献

1. Ajazuddin KN。一种新兴的新型给药技术:乳化。J Control Rel 2013;171: 122-132
2. McGrath JA，等。人体皮肤解剖与组织，牛津布莱克威尔出版社，1993年;英国，第3.1-3.15页。
3. Rieger M等。工业药学理论与实践(3)PA Lea和Febiger，费城，1986;502 - 33所示。
4. Khullar R，等。乳剂:局部使用疏水药物的替代方法。国际医药生物科学2011;1:117-28。
5. Joel LZ和Gregory PK. In: Liberman HA, Rieger MM, Banker GS:药物剂型:分散系统，Marcel Dekker, 1989;纽约，2:502。
6. 可口诺氟沙星干糖浆的配方及稳定性研究:不同制备方法的比较。亚洲药学杂志2010;6: 57 - 66
7. Thahera PD等。天然聚合物诺氟沙星胃潴留给药系统的配方与评价。中国药物学杂志2012;1:155-164
8. Oliveira PR，等。诺氟沙星缓释片的配方开发及稳定性研究。生物医学研究2013;9页
9. piroxicamemulsion的配方设计与开发。中国医药科学，2012;4(3):1332-1344。
10. Jagdale SC，等。HPMC对加压包覆浮动脉动给药比索洛尔影响的研究。中国药物学杂志2014;9:93-103。
11. Jagdale SC，等。纯卵磷脂有机凝胶外用给药tapentadol的研制与评价。中国医药科学(英文版)2015;2:1-21
12. Dash S，等。药物释放动力学模型的控制药物输送系统。2010年apoloniae制药药品决议;67: 217 - 23所示
13. Jagdale SC，等。治疗消化性溃疡的曲西匹特漂浮给药的研制与优化。Curr Drug Ther 2014;9:83 - 92。
14. Costa P和Lobo M.溶解剖面的建模和比较。欧洲医药科学2001;13:123-33。
15. 马来KD。外用罗非昔布凝胶的配方和体外评价。药物学杂志2007;63:461-467。
16. Jain S，等。含盐酸曲唑酮壳聚糖皮内贴剂对大鼠皮肤刺激作用的研究。国际医药生物科学2011;2:1082-1084。