中药注射剂现代化生产原理与应用
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第三节 注射剂制备与增加水溶性原理

药材中药效成分提取与中药注射剂药效直接相关,在中药注射剂制备过程中很多药效成分因分子存在状态、成分难溶或不溶造成注射剂产品不达标。本节主要从增加药效成分水溶性方面出发,分别通过改变分子状态、分子成盐、溶剂潜溶来提高药效成分转移率。

一、改变分子状态

化合物分子在水中的存在状态直接影响着化合物的溶解性,分子存在状态改变,溶解度随之改变。

1.胶束缔合物

表面活性剂分子的亲脂尾端聚于胶束内部,避免与极性的水分子接触;分子的极性亲水头端则露于外部,与极性的水分子发生作用,并对胶束内部的憎水基团产生保护作用。胶束的形状可呈球状、层状、棒状,其尺寸大小在1~1000nm之间,这样的系统是均相的,热力学稳定系统,称为缔合胶束溶液。

成胶束的化合物一般为两亲分子,因此一般胶束除可溶于水等极性溶剂以外,还能以反胶束的形式溶于非极性溶剂中。表面活性剂在水中形成胶束后,能使不溶或微溶于水的有机溶剂的溶解度显著增大,这种作用称为胶束的增溶作用。

目前,胶束已经广泛应用于中药难溶性有效成分的增溶,如黄酮类、挥发油类等难溶性中药经表面活性剂增溶后,其浓度已经达到了临床治疗有效浓度。吐温80是中药注射剂的常用增溶性辅料。《中国药典》2005版一部、《中药部颁标准》和《中药注射剂标准2002试行版》共计收载102个中药注射剂品种,其中注明含有增溶性辅料的有35个,且全部为吐温80。

2.分子包合物

包合物结构中含有两种结构单位:一种是能将其他化合物“限定”在它的结构空穴里的物质,称为包合剂或主体分子;另一种是被“限定”在包合剂的结构空穴中的化合物,称为客体分子。对于中药中水溶性差的化合物,为了改善其在水溶液中的溶解性,通过选择不同辅料包合,将难溶性分子包入水溶性包合剂的内腔结构中,从而增加其水溶性。

环糊精分子具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构,表现出外端亲水,内部疏水的特征。环糊精能有效增加一些水溶性不良的药物在水中的溶解度,提高药物(如挥发油)的稳定性和生物利用度;减少药物(如穿心莲)的不良气味或苦味;降低药物的刺激和毒副作用;以及使药物(如盐酸小檗碱)缓释和改善剂型。

采用羟丙基β-环糊精包合可以显著增加薄荷脑在水中的溶解度,随着羟丙基β-环糊精浓度从5%增加到30%,薄荷脑在水中溶解度增加172~2631倍。从而有利于其制成水溶液制剂;而且动物药效实验证明:薄荷脑羟丙基β-环糊精包合物水剂注射液镇痛效果好,刺激性较小,是一种无色的长效局部镇痛剂[20]

二、分子成盐

成盐增加水溶性原理是离子与水的作用力大于分子与水间的分子作用力。

中药复方为性质各异、多种成分共存的复杂体系,在制药过程中,酸碱成分通过调节pH值使化合物形成离子态而增加水溶性是处理酸碱性成分溶解度常用的方法。植物间的有机酸(碱)如果成盐后水溶性增加,则会相互助溶。分子与分子成盐后可以显著地提高成分的水溶性。

复方当归注射液由当归、川芎、红花三味药组成,具有活血通经,祛瘀止痛等功效,其主要药效成分阿魏酸水溶性较差,在制剂生产中使其成盐,从而制成真溶液性质的注射液。由于离子态成分溶于水,制剂稳定,配液长时间放置也不会析出。

三、溶剂潜溶

潜溶剂是混合溶剂的一种特殊的情况。药物在混合溶剂中的溶解度一般是各单一溶剂溶解度的相加平均值。在混合溶剂中各溶剂在某一比例时,药物的溶解度比在各单纯溶剂中溶解度出现极大值,这种现象称为潜溶,这种溶剂称为潜溶剂。

在甘草素注射液中,可以加入适量的丙二醇以提高甘草素的水溶性[21],以原药材投料的中药注射液,当提取物中含有较难溶于水的有效成分时,常采用复合溶剂。如银杏内酯难溶于水,含银杏叶提取物的银杏叶注射液、银杏达莫注射液均用水-乙醇-甘油(80∶8∶12)复合溶剂以改善其溶解性。