【Hanson】使用垂直扩散池进行透皮贴剂释放测试

一、概述

标准的Apparatus V法和浸入池法已针对Phoenix™ RDS干热扩散系统进行了实验评估。评估结果显示，Phoenix RDS系统与Apparatus V的测试数据相近，尽管其释放率略高，但由于其所需的空间极小，因此成为质量控制实验室的一个理想选择。在Phoenix系统中使用的小号扩散池有效减少了所需缓冲液的量。相较之下，浸入池法的释药率高于其他两种方法。

二、简介

皮肤是管理药物产品吸收和局部给药行为的重要途径。全身药物通过贴片传递，贴片释放活性成分，然后通过皮肤进入血液，输送到全身。与其他用药方法相比，经皮贴剂越来越受欢迎。透皮贴片可以传递止痛药、血管舒张剂和其他许多药物。禾刂多卡因是典型的测试样品。

外用和透皮产品的扩散池测试被认为是繁琐、耗时的，并且由于操作程序的变化而存在结果的不一致性。USP Apparatus V是一种广泛接受的方法，用于测量透皮贴剂的释放率。Phoenix RDS和溶出系统浸入池通常用于其他外用药物（如凝胶和乳膏）的释放研究。贴剂在概念上与经皮给药系统相似，主要区别在于药物被封装在贴片中。

三、材料和方法 - APP 5

研究中使用了含4%盐酸禾刂多卡因（lidocaine hydrochloride）的盐酸禾刂多卡因透皮贴剂。使用47mm 0.45μm滤纸将pH为6.8的磷酸钾缓冲液真空过滤，溶媒是通过溶解8克磷酸钾到1升水中然后用磷酸调节pH值至6.8。

App 5使用的是Teledyne Hanson Vision Elite 8溶出度测试仪。每组使用6个1升的容器，使用Hanson USP Apparatus V，即桨上盘式装置。

图1：Phoenix RDS干热扩散系统

贴片的大小通过切割到2"x 2"来满足仪器样品的要求，结果归一化为使用的贴片面积。在每个溶出杯中放置圆盘组件，在每个容器中添加250ml介质，并在溶出仪中安装转桨，在测试过程中，桨叶的转速为25rpm，介质保持在32℃的温度下。

两次测试，每次测试中并行6个贴剂样本，每15分钟采集一次溶出液，持续2小时，并按照下段讨论的HPLC方法进行分析，将每组6个贴剂在每个时间点的结果取平均值，得到表中的数据结果。

使用Shimadzu LC20A高效液相色谱系统进行色谱分析，配备SPDM20A PDA检测器，设置在240nm, LC-20AD泵，SIL-20AC HT自动进样器，CTO-20AC柱温箱和CBM-20A通信总线模块均由岛津实验室解决方案软件控制。采用Kromasil (Sigma Aldrich) 1.6 x 250 mm C18反相色谱柱，在室温(25˚C)下进行分离。流动相采用的是乙腈与醋酸钠缓冲溶液（pH值为3.4，配制方法：在900毫升水中加入50毫升冰醋酸，用0.1摩尔的氢氧化钠调节pH至3.4）按25:75的比例混合，流速设定为1mL/min，进样量为50μL。

结果 - APP 5

表1显示了两次运行的结果。数据显示的是每组6个贴剂在每个时间点的累计释放量的平均值。每个结果也显示了RSD（相对标准偏差百分比），计算每次运行释放率（斜率m）。

表1：APP V - 桨上盘法累计释放的盐酸禾刂多卡因量（单位：µg/cm²）

四、材料和方法 - 垂直扩散池

本研究采用含4%盐酸禾刂多卡因的盐酸禾刂多卡因透皮贴剂，每1L水溶解6.8g磷酸钾，然后用磷酸调节pH至6.8，采用47mm 0.45μm滤纸真空过滤pH为6.8的磷酸钾缓冲液。

对于这种方法，使用Teledyne Hanson Phoenix RDS垂直扩散系统。该系统是由6池组成的自动干热系统 (注:实验未采取自动采样，采用人工采样方式)。扩散池的标称体积为21mL，使用13mm的搅拌子，15mm孔径的顶部给药槽帽。扩散池受体腔充满溶媒，在给药槽帽上放置25mm 0.45μm Tuffryn合成膜，并使用了防蒸发盖(玻璃盖)。膜下的气泡都被清除。加热块温度设置为32.5°C，以保持扩散池温度为32°C±0.1°C，搅拌转速设置为400rpm，测试开始前系统至少平衡30分钟。禾刂多卡因盐酸盐贴片使用直径9/16"的空心冲头和锤切割，以适应剂量片。贴片贴在膜上，粘着的一面对着膜。在给药片上放置一个蒸发盖。每隔15分钟，通过采样臂人工提取样品，用保持在32°C±0.1°C的受体溶液回补体积(注:自动采样可以通过扩散主软件由用户生成的协议来执行)。用比例为50:50乙醇和去离子水的混合物作为洗涤剂解决方案。采集400μL的样品，采用高效液相色谱法测定禾刂多卡因从贴片中释放的量。通过切割来减小贴片尺寸以适应仪器样本需求，结果归一化到所使用的贴剂面积。

两次测试，每次测试中并行6个贴剂样本，每15分钟采集一次溶出液，持续2小时，并按照下段讨论的HPLC方法进行分析，将每组6个贴剂在每个时间点的结果取平均值，得到表中的数据结果。

使用Shimadzu LC20A高效液相色谱系统进行色谱分析，配备SPDM20A PDA检测器，设置在240nm, LC-20AD泵，SIL-20AC HT自动进样器，CTO-20AC柱温箱和CBM-20A通信总线模块均由岛津实验室解决方案软件控制。采用Kromasil (Sigma Aldrich) 1.6 x 250 mm C18反相色谱柱，在室温（25˚C）下进行分离。乙腈的混合物25:75:醋酸钠缓冲溶液（pH 3.4, 50毫升冰醋酸900mL水，0.1N氢氧化钠调节pH至3.4），流速为1mL/min，进样量为50μL。

结果 — 垂直扩散池法

三个测试是由不同的化学家用新配制的溶液在不同天内完成的，结果与可接受的%RSD值一致，见表2。

表2：Phoenix垂直扩散池累计释放的盐酸禾刂多卡因量

（单位：µg/cm2）

五、材料和方法 — 浸入池

研究中使用了含4%盐酸禾刂多卡因的盐酸禾刂多卡因透皮贴片。

采用每1L水溶解6.8g磷酸钾，然后用磷酸调节pH至6.8，采用47mm 0.45μm滤纸真空过滤pH为6.8的磷酸钾缓冲液。浸入池法（USP<1724>）使用Teledyne Hanson Vision Elite 8，带有小体积（150ml）平底容器和mini转桨的溶出度测试仪，浸入池装置每个容器中使用75毫升溶媒。

贴片的大小通过切割到9/16"来满足仪器样品的要求，结果归一化为使用的贴片面积。将准备好的浸没池置于每只容器中，每只容器中加入75 mL溶媒，溶解仪中安装mini桨。

测试时，桨的转速为50rpm，介质保持在32℃的温度下。 进行了两次测试，每次测试中并行6个贴剂的样本， 每15分钟采集一次溶出液，持续2小时，并按照下段讨论的HPLC方法进行分析。每组6个贴剂的结果在每个时间点上取平均值，生成结果表中的数据。

使用Shimadzu LC20A高效液相色谱系统进行色谱分析，配备SPDM20A PDA检测器，设置在240 nm, LC-20AD泵，SIL-20AC HT自动进样器，CTO-20AC柱温箱和CBM-20A通信总线模块均由岛津实验室解决方案软件控制。 采用Kromasil (Sigma Aldrich) 1.6 x 250 mm C18反相色谱柱，在室温（25˚C）下进行分离。乙腈的混合物25:75:醋酸钠缓冲溶液（pH 3.4, 50毫升冰醋酸900mL水，0.1 N氢氧化钠调节pH至3.4），流速为1mL/min，进样量为50μL。

结果 — 浸入池法

表3显示了两次测试的结果。数据显示的是每组6个贴剂在每个时间点的累计释放量的平均值。每个结果也显示了RSD（相对标准偏差百分比）。计算每次测试释放率（斜率m）。

表3：浸入式扩散池累计释放的盐酸禾刂多卡因量

（单位：µg/cm²）

六、结果对比和讨论

Phoenix干热系统通常用于半固体制剂的体外释放测试，通过与浸入池的Elite 8和Apparatus V的Elite 8进行比较，对透皮贴剂测试进行了评估。

浸入池是一种桨上盘法和垂直扩散池法的结合体。像桨上盘法一样，贴剂被浸没在池中，搅拌器位于其上方。它需要更小体积的缓冲液。然而，其释放速率明显快于Apparatus V法和扩散池法。曲线也明显非线性，在实验初期释放速度较快。

浸入池和垂直扩散池表明，随着时间的推移，释放率比浆碟法（Apparatus V）的测试更高。释放率是由一个曲线的斜率来测量的，每平方厘米的药物释放量和时间的平方根，斜率为:

其中m为斜率，C₀为贴剂内释放出的药物浓度，D为扩散系数，π为常数3.1415。 由于所有实验都使用相同的贴剂样本，所以禾刂多卡因的浓度在所有实验中都是相同的，所以释放的变化是由扩散的变化引起的。

垂直扩散池实验中斜率的增加表明，垂直扩散池贴剂的扩散程度更高，这可能是由于从切边开始扩散的面积增加的“穿孔效应"，创建一个更小面积的贴剂来适应扩散的产生。然而，来自Phoenix系统的结果与Apparatus V法很好地吻合。如前所述，在所有情况下，药物释放量作为时间的函数都用高效液相色谱（HPLC）测量。

图2：盐酸禾刂多卡因贴片方法验证

七、结论

Phoenix干热系统提供的体外释放数据类似于USP Apparatus V，它显示出稍高的释放率，可能是因为将贴片切割成适合扩散池的大小而暴露出的边缘导致的。但是，可重复的结果表明可以在QC环境中使用。 Phoenix系统更小，非常容易设置，只需要很少的缓冲液。垂直扩散池与浸入池的结果有明显不同。

上述测试是在Teledyne Hanson分析研究中心依照所有相关的内部标准操作流程（SOP）进行的。这些流程均按照良好生产规范（GMP）的要求制定，旨在协助客户完成方法学的验证工作。