利多卡因微乳的制备及其质量评价.pdf

中国药物应用与监测 2024 年2月 第21卷第1期 Chin J Drug Appl&Monit，Feb 2024,Vol.21,No.1 50 利多卡因（lidocaine），酰胺类局部麻醉药，被广泛应用于表面、浸润、硬膜外等各种麻醉和神经传导阻滞1-2。临床上一般采用可溶性盐酸盐注射给药；因手术部位和药物浓度不同，利多卡因的给药剂量也不尽相同3。尽管注射给药起效迅速，但注射时疼痛患者不易耐受，而且静脉注射还会导致血药浓度升高，增加心律失常风险4-5；气雾剂型虽然起效快6，但一般需和其他麻醉药联合使用；经皮给药不但使用方便，而且能显著减弱利多卡因注射时的疼痛，提高用药依从性。常见经皮给药剂型有5%乳膏剂7、2%4%凝胶剂8，起效时间一般超过30 min；经皮给药一般不采用利多卡因的盐酸盐，直接采用利多卡利多卡因微乳的制备及其质量评价杨齐，王聪聪，李渊源，徐风华解放军总医院医疗保障中心药剂科，北京 100853通信作者：徐风华，Email：摘要目的 筛选利多卡因微乳的最优处方，制备利多卡因微乳并评价相关理化性质。方法 通过伪三元相图法确定利多卡因微乳的处方配比，考察其粒径大小和稳定性，高效液相色谱法（HPLC）测定其载药量。结果 筛选出利多卡因微乳处方为油酸乙酯/混合表面活性剂/蒸馏水（1920），混合表面活性剂由聚山梨酯80和聚乙二醇400组成。微乳外观淡黄色，澄清、流动性好，呈球形，平均粒径大小19.70 nm，为水包油型微乳。HPLC测定利多卡因检测限为0.03 gmL-1，定量限为0.1 gmL-1，在60 160 gmL-1内线性良好（r=0.999 2），不同方法制备的利多卡因微乳载药量为3.47%7.38%。结论 利多卡因微乳符合特征要求，处方制备工艺稳定可靠，最大载药量达7.38%，提高了利多卡因溶解度，为进一步临床应用奠定了良好基础。关键词利多卡因；微乳；伪三元相图；高效液相色谱法；载药量DOI 10.3969/j.issn.1672-8157.2024.01.013Preparation and quality evaluation of lidocaine microemulsionYang Qi,Wang Cong-cong,Li Yuan-yuan,Xu Feng-huaDepartment of Pharmacy,Medical Supplies Center,Chinese PLA General Hospital,Beijing 100853,ChinaCorrespongding author:Xu Feng-hua,Email:AbstractObjective To choose the optimal formulation of lidocaine microemulsion,prepare lidocaine microemulsion and examine its physical and chemical properties.Methods The composition of lidocaine microemulsion was determined by pseudo-ternary phase diagrams.The particle size and stability of lidocaine microemulsion were also investigated.The drug loading was determined by high performance liquid chromatography(HPLC).Results The formulation of lidocaine microemulsion encompassed ethyl oleate/mixed surfactant/distilled water(1920).The mixed surfactant consisted of polysorbate 80 and polyethylene glycol 400.The microemulsion appeared spherical,clarified,and pale yellow,with good liquidity.The average particle size was 19.70 nm.The lidocaine microemulsion was an oil-in-water type.By HPLC,the detection limit was 0.03 gmL-1 and the quantitation limit was 0.1 gmL-1.The linear range was from 60 to 160 gmL-1(r=0.999 2).The drug-loading range of lidocaine microemulsion prepared by different methods was between 3.47%and 7.38%.Conclusion Lidocaine microemulsion conformed to the characteristics of microemulsion and the preparation process was stable and reliable.The maximum drug loading of lidocaine microemulsion reached 7.38%,which improved the solubility of lidocaine.This research layed a good foundation for the further clinical application of lidocaine microemulsion.Key WordsLidocaine;Microemulsion;Pseudo-ternary phase diagram;High performance liquid chromatography;Drug load因，但利多卡因易溶于乙醇、乙醚、苯、氯仿和油类，难溶于水，皮肤角质层的屏障作用导致利多卡因起效较慢、作用时间较短，不能很好的满足临床需要9-10。微乳（microemulsion）是由油相、水相、表面活性剂和助表面活性剂按照适当比例均匀混合，组成的各向同性、外观透明和热力学稳定的分散体系11。能够显著提高难溶性药物的溶解度和局部浓度，促进药物透皮渗透和吸收，提高药物的生物利用度12-13；同时能够提高药物的稳定性，延长难溶性药物的释放时间，可作为难溶性药物的理想载体14。本研究通过制备利多卡因微乳并评价其性质，期望能够提高利多卡因溶解度，缩短麻醉起效时间，延长药中国药物应用与监测 2024 年2月 第21卷第1期 Chin J Drug Appl&Monit，Feb 2024,Vol.21,No.1 51 100755025002550751000255075100水相(%)MS(%)油相(%)A100755025002550751000255075100水相(%)MS(%)油相(%)B注：A 聚乙二醇400，B 丙二醇；MS 混合表面活性剂图1不同助表面活性剂的伪三元相图物作用时间，获得对临床有益的利多卡因微乳局麻制剂。1仪器和材料分析天平（SQP PRACTUM213-1CN型，赛多利斯科学仪器有限公司）；恒温强磁力搅拌器（90-5型，上海振荣科学仪器有限公司）；涡旋振荡器（Vortex Mixer V8，ESSENSCTEN）；高效液相色谱仪（Agilent 1200，美国安捷伦公司）；超声波清洗器（KQ-500GDV型，昆山市超声仪器有限公司）；pH计（PHSJ-3F，上海雷磁仪电科学仪器股份有限公司）；纳米粒度Zeta电位仪（Litesizer 500，安东帕（上海）商贸有限公司）；移液枪（1 000 L，Eppendorf Research）。利多卡因对照品（纯度：99.8%，批号：100342-201805，中国食品药品检定研究所）；利多卡因（湖北瑞森蒂克生物科技有限公司）；油酸乙酯（山东瑞生药用辅料有限公司）；油酸（国药集团化学试剂有限公司）；聚山梨酯80（湖南尔康制药股份有限公司）；聚乙二醇400（南京威尔药业股份有限公司）；丙二醇（长沙市浏阳生物医药工业园）。2方法和结果2.1利多卡因微乳处方研究室温25 下，精密称取表面活性剂（surfactant，S）与助表面活性剂（cosurfactant，C），置于洁净干燥小烧杯中，按一定质量比Km（S/C）充分混匀得到混合表面活性剂（mixed surfactant，MS）；将油相与已制备好的MS置于恒温磁力搅拌器下，按质量比9.80.2、9.50.5、91、81、71、61、51、41、31、21、11、12、13、14、15、16、17、18、19、0.59.5、0.29.8混合，转速400 rmin-1；待体系充分混匀后，边搅拌边逐滴加入蒸馏水，观察整个体系变化过程，记录澄清-浑浊-澄清临界点时加入的蒸馏水量，计算油相、水相、MS在临界点时每个组分的质量百分比，利用Origin 9.1软件绘制伪三元相图，确定微乳区域。2.1.1助表面活性剂的筛选室温下，固定Km值为2，油相为油酸乙酯（ethyl oleate，EO），水相为蒸馏水，表面活性剂为聚山梨酯80（Tween-80），考察体系中助表面活性剂分别为聚乙二醇400（PEG-400）和丙二醇时所形成的微乳区域大小。其伪三元相图见图1，PEG-400形成的微乳区域大于丙二醇形成的微乳区域，选择PEG-400作为助表面活性剂。2.1.2油相的筛选室温下，固定Km值为2，水相为蒸馏水，表面活性剂为Tween-80，助表面活性剂为PEG-400，考察整个体系中，油相分别为EO和油酸（oleic acid，OA）时所形成的微乳区域大小，其伪三元相图见图2，EO形成的微乳区域大于OA形成的微乳区域，选择EO作为油相。2.1.3表面活性剂与助表面活性剂的比值筛选室温下，体系油相为EO，水相为蒸馏水，表面活性剂为Tween-80，助表面活性剂为PEG-400。分别采用Km值为2和3绘制伪三元相图，考察不同Km值对微乳形成的影响，其伪三元相图见图3。Km值为2时形成的微乳区域略大于Km值为3时形成的微乳区域，但面积相差不大。由于助表面活性剂剂量较大时可能会刺激皮肤引发过敏反应15-16，故优先选择Km值为2，兼顾Km值为3。2.1.4油相与MS比例的筛选室温下，MS（Tween-80和PEG-400）的 Km值为2，油相为EO，水相为蒸馏水，考察不同比例的油相与MS所形成的微乳，见表1。当油相与MS的比例为1:9时，形成的微乳外观澄清透明，流动性强，且稳定性最优。2.1.5水相临界值的确定电导率对微乳类型及相行为转变敏感，电导率值最高点为微乳形成的临界点17。当油相与MS的比例为1:9时，建立Km值为2和3时的电导率-含水量曲线，见图4。水含量较低时液体呈乳白色黏稠状，随着含水量增加，液体逐渐透明，黏度降低，流动性增强，形成微乳区；当含水量增加到约70%时，微乳的电导率值增加到最大，此时水包油（O/W）达到极限；继续增加含水量，微乳发100755025002550751000255075100水相(%)MS(%)油相(%)A100755025002550751000255075100水相(%)MS(%)油相(%)B注：A 油酸乙酯，B 油酸；MS 混合表面活性剂图2不同油相的伪三元相图中国药物应用与监测 2024 年2月 第21卷第1期 Chin J Drug Appl&Monit，Feb 2024,Vol.21,No.1 52 生相分离，电导率值减小。当Km值为2，水含量为69.70%时，微乳的电导率值最大，为1 697 Scm-1；当Km值为3，水含量为72.22%时，微乳的电导率值最大，为1 891 Scm-1。结合利多卡因性质和微乳的含水量，确定利多卡因微乳处方配比为EO:MS:蒸馏水=1:9:20，MS包括Tween-80和PEG-400。2.2制备工艺研究选取不同加入顺序和混合时间的不同方法，制备利多卡因微乳，以获得最大载药量。测定各种方法下利多卡因微乳载药量，其载药量测定结果详见“2.4.10”项下表2。2.2.1外加法按比例称取Tween-80和PEG-400，混合均匀后，加入油相，搅拌同时缓慢加水，制得空白微乳；再将利多卡因药物加入空白微乳中，转速 400 rmin-1磁力搅拌，制得利多卡因微乳。2.2.2油溶解法将利多卡因先溶解在油相中，加入已配好的MS，充分溶解后，逐渐加入定量的水，室温下搅拌，转速400 rmin-1，制得利多卡因微乳。2.2.3MS溶解法将利多卡因加入表面活性剂与助表面活性剂混合好的MS中，再向其中加入油相，混匀同时搅拌，最后加入水相，制得利多卡因微乳。2.3质量评价2.3.1微乳类型鉴定分别采用染色法、电导率法和稀释法测定空白微乳和利多卡因微乳类型，三种方法均表明制备的空白和利多卡因微乳为O/W型。（1）染色法：将相同体积空白微乳和利多卡因微乳置于相同大小试管中，同时滴加2滴苏丹和亚甲基蓝溶液，静置观察其扩散情况，发现水溶性染料亚甲基蓝的扩散速度大于油溶性染料苏丹，表明制备的空白和利多卡因微乳为O/W型。（2）电导率法：采用ST1000C/F电导率仪测定相同体积空白和利多卡因微乳的电导率，发现空白和利多卡因微乳的电导率均 700 Scm-1，表明制备的空白和利多卡因微乳为O/W型。（3）稀释法：相同体积的空白和利多卡因微乳各2份（标示A、B组），置于相同大小试管中，其中一个试管加入大量水相，另一个试管加入大量油相，观察体系澄清程度。发现被大量水相稀释的微乳不分层，澄清透明，流动性好；加入大量油相的微乳分层且混浊，表明制备的空白和利多卡因微乳为O/W型。2.3.2外观及电镜观察本品为微乳制剂，外观呈淡黄色，澄清、透明、流动性好，电镜下呈大小均一的球形。2.3.3粒径大小及分布取利多卡因微乳，采用纳米粒度Zeta电位仪测定其粒径大小和分布，测定结果见图5，其粒径大小为（19.701.88）nm，分布较均匀，粒径 16 000。2.4.4定量限和检测限将“2.4.1”项下对照品储备液稀释至适量，按“2.4.2”项下色谱条件，上机测定。以信噪比（S/N）为3:1时相应量确定为检测限（LOD），以 S/N 为 10:1 时相应量确定为定量限（LOQ），LOD为0.03 gmL-1，LOQ为0.1 gmL-1。2.4.5线性关系考察取“2.4.1”项下对照品储备液，用乙腈稀释成系列对照品工作液：60、80、100、120、140、160 gmL-1，按“2.4.2”项下色谱条件，上机测定，记录利多卡因峰面积，以对照品工作液的浓度X（gmL-1）为横坐标，峰面积Y为纵坐标，进行线性回归。回归方程为 Y=43 354X+169 382，r=0.999 2，利多卡因在60 160 gmL-1范围内线性良好。2.4.6精密度试验取“2.4.1”项下对照品溶液，按“2.4.2”项下色谱条件，平行测定6次，记录其峰面积，测得其相对标准偏差（relative standard deviation，RSD）为0.2%，说明测定精密度良好。2.4.7准确度试验精密吸取“2.4.1”项下空白溶液100 L置于1.5 mL离心管中，分别加入利多卡因对照品储备液400 L、500 L、600 L，涡旋混匀，加入乙腈定容至1 000 L，即得低、中、高（80 gmL-1、100 gmL-1、120 gmL-1）3个浓度。每个浓度样品平行制备3份，按“2.4.2”项下色谱条件测定，计算相应浓度，低、中、高3个浓度的平均回收率分别为99.40%、99.26%、99.22%，RSD分别为0.8%、0.3%、1.2%，RSD均 2%，表明准确度良好。2.4.8耐用性试验取“2.4.1”项下对照品溶液，按“2.4.2”项下色谱条件，考察柱温2、pH0.2以及不同批次色谱柱对测定结果的影响。测得RSD分别为0.46%、0.07%、0.34%，均 1%，表明方法耐用性良好。2.4.9稳定性考察取新制利多卡因微乳，按照“2.4.1”项下供试品溶液的配制方法制备新制供试品溶液，室温下放置0、1、4、25 h和7 d，按“2.4.2”项下色谱条件进样测定，计算利多卡因微乳峰面积。测得RSD55000147258369 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 205510101515202025253030353540404545A55000147258369 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 205510101515202025253030353540404545BLidocaine 10.70655000147258369 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 205510101515202025253030353540404545CLidocaine 10.862注：A 空白溶液，B 对照品溶液，C 供试品溶液图6高效液相典型色谱图图5利多卡因微乳粒径分布(%)6.04.02.00粒径(nm)0.101.0010.00100.00中国药物应用与监测 2024 年2月 第21卷第1期 Chin J Drug Appl&Monit，Feb 2024,Vol.21,No.1 54 为0.93%，表明新制供试品溶液7 d 内稳定性良好。2.4.10载药量测定取“2.2”项下制备的利多卡因微乳，按“2.4.1”项下供试品溶液的配制方法重新制备供试品溶液，按“2.4.2”项下色谱条件进样测定，不同制备方法、不同制备时间和不同Km值的条件下，利多卡因微乳载药量见表2。其中，不同制备方法对利多卡因微乳的载药量影响较大，油溶解法比外加法和MS溶解法更容易获得较高载药量；同一处方，延长制备时间对载药量影响较小；Km值对载药量的影响较大，当Km值为2时制备的利多卡因微乳最大载药量为5.55%，Km值为3时最大载药量可达7.38%。表2不同制备条件对利多卡因微乳载药量的影响制备方法制备时间（h）Km值载药量（%）外加法424.21624.05435.39油溶解法425.55625.20437.29637.38MS溶解法423.473讨论微乳作为难溶性药物的理想载体，能显著提高难溶性药物的溶解度，增强药物透皮吸收效果，提高药物的局部浓度18-19。本研究通过伪三元相图形成微乳区域的面积大小，筛选出以EO为油相、Tween-80为表面活性剂、PEG-400为助表面活性剂的处方，可获得理想的利多卡因微乳。季新燕等20制备的2%利多卡因微乳，其平均粒径78 nm；罗斌华等21制备的4.7%利多卡因微乳，其平均粒径281 nm；本研究制备的利多卡因微乳粒径更小，平均粒径为19.70 nm，同时载药量较高，最高可达7.38%。采用高效液相色谱法测定制备的利多卡因微乳载药量，该方法专属性高、准确性好、灵敏度高22。本研究筛选出的微乳处方提高了利多卡因的溶解度，为进一步扩大其临床应用及相关实验研究提供了科学依据和有效参考。综上所述，利多卡因微乳符合特征要求，处方制备工艺稳定可靠，最大载药量达7.38%，提高了利多卡因溶解度，为进一步临床应用奠定了良好基础。参考文献1 Gudin J，Webster LR，Greuber E，et al.Open-label adhesion performance studies of a new lidocaine topical system 1.8%ver-sus lidocaine patches 5%and lidocaine medicated plaster 5%in healthy subjectsJ.J Pain Res，2021，14:513-526.2 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