《Journal of Drug Delivery Science and Technology》：Twin-Screw Melt Granulation of
Punica granatum Leaves Enhances
in vitro Ellagitannin Stability and Enables Solid Dosage Form Development
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来自石榴叶（*Punica granatum*）的鞣花单宁（Ellagitannins，ETs）在较低酸性pH条件下易发生降解，这可能影响其作为口服固体剂型活性成分的应用。本研究考察了脂质基双螺杆熔融制粒（Twin-Screw Melt Granulatio
来自石榴叶（*Punica granatum*）的鞣花单宁（Ellagitannins，ETs）在较低酸性pH条件下易发生降解，这可能影响其作为口服固体剂型活性成分的应用。本研究考察了脂质基双螺杆熔融制粒（Twin-Screw Melt Granulation，TSMG）作为下游策略，在pH 6.8的体外pH胁迫试验中提高ET稳定性并促进固体剂型开发。研究人员初步筛选了两种基于山嵛酸甘油酯的粘合剂，随后系统评价了螺杆构型、进料速率、螺杆转速和填充剂等级。通过高效液相色谱-二极管阵列检测器（HPLC-DAD）监测Granatin B在6小时内的稳定性，并对所得颗粒的粒径、形貌、流动性和下游可加工性进行了表征。与Compritol? HD5 ATO颗粒（0.281 ± 0.004 h?1）和未制粒喷雾干燥提取物（0.374 ± 0.010 h?1）相比，Compritol? 888 ATO提供了最低的表观Granatin B降解常数（0.194 ± 0.009 h?1）。随后的工艺优化将粒径分布移至更大的颗粒等级，并改善了流动性能。优化后的颗粒以50%（w/w）的比例掺入具有机械耐受性的片剂中，片剂在20–30分钟内崩解，尽管脂质基质含量较高，仍可实现ET释放，表明基质未表现出明显的缓释特征。掺入羟丙甲纤维素醋酸琥珀酸酯（Hydroxypropyl Methylcellulose Acetate Succinate，HPMC-AS）胶囊也具有可行性，但ET回收率取决于颗粒外亲水辅料的比例。总体而言，脂质基TSMG为在pH胁迫条件下将改善的ET稳定性与颗粒可制造性及固体剂型开发相结合提供了体外概念验证。需要采用顺序生物相关介质和适当的体内模型进行进一步研究，以确定胃肠道保留和位点特异性肠道递送。
## 论文解读
### 一、研究背景与目的
鞣花单宁（Ellagitannins，ETs）是一类属于水解单宁类的生物活性化合物，广泛存在于石榴叶（*Punica granatum*）等天然植物中，具有抗炎、抗癌、抗病毒、抗菌等多种生物学活性。临床前研究已表明，石榴多酚中的ETs可通过增强肠上皮屏障、减轻氧化应激、调节炎症介质及信号通路等方式改善实验性结肠炎；初步临床证据亦提示含ETs的石榴皮提取物作为辅助治疗可能提高溃疡性结肠炎患者的临床应答率，但未达统计学显著性。然而，ETs的口服生物利用度较低，原因在于其分子量大、极性高，且易受胃肠道pH、酶和肠道菌群的影响而发生降解。更重要的是，在pH接近中性（如pH 6.8）的条件下，ETs中的六羟基联苯二甲酰基（HHDP）或脱氢六羟基联苯二甲酰基（DHHDP）单元易发生氧化，导致鞣花酸释放受阻，进而影响其肠道微生物代谢产物尿石素（urolithins）的生成，削弱其潜在治疗价值。因此，亟需开发一种制剂策略，能够在胃肠道转运过程中保护ETs免受过早降解，同时保证其在远端肠道可供释放，以便微生物转化。传统的喷雾干燥虽可提高提取物稳定性，但不足以解决pH依赖性降解问题，且所得粉末仍需进一步加工以满足片剂制备的流动性、可压性和释放性能要求。
双螺杆熔融制粒（Twin-Screw Melt Granulation，TSMG）是一种无需溶剂的连续化制粒技术，利用热量和机械剪切在熔融粘合剂存在下使粉末团聚，与传统湿法制粒相比省去了溶剂添加和干燥步骤，缩短了加工时间并可更精确地控制关键工艺变量。脂质类粘合剂（如山嵛酸甘油酯）因其适中且明确的熔融温度范围以及可形成限制介质渗透的疏水基质而被认为适用于热敏性、化学组成复杂的草本提取物。然而，此前将TSMG应用于草本提取物的报道极为有限；研究人员前期仅对*Spondias mombin*叶提取物进行了探索性研究，初步提示脂质粘合剂可能对鞣花单宁具有保护作用，但降解机制和稳定性保护效果未获系统验证。
基于上述背景，本研究提出假说：通过合理的脂质粘合剂筛选结合对TSMG工艺参数的系统优化，可降低ETs在pH 6.8胁迫条件下的降解速率，同时使喷雾干燥的石榴叶提取物具备适合片剂和胶囊开发的颗粒技术性能。该研究旨在探索脂质基TSMG作为一种整合pH稳定性改善、可制造性和固体剂型开发可行性的下游加工策略，为草本提取物的剂型设计提供体外概念验证。
### 二、研究方法概述
研究人员采集巴西伯南布哥州贝泽罗斯的石榴叶（标本认证号：93861），经乙醇提取和喷雾干燥制备干提取物（Spray-Dried Extract，SDE）。采用共旋双螺杆挤出机进行TSMG，初步筛选两种基于山嵛酸甘油酯的粘合剂——Compritol? 888 ATO（CPT-888）和Compritol? HD5 ATO（CPT-HD5），并通过pH 6.8 McIlvaine缓冲液中的稳定性试验评估Granatin B的表观降解常数。随后以粒径分布为主要指标，依次优化螺杆构型（仅输送元件、一个捏合块、两个捏合块）、进料速率（1.0→0.5 g/min）、螺杆转速（100→50 rpm）和填充剂等级（微晶纤维素MCC 101→MCC 200）。采用动态图像分析（Camsizer X2）、扫描电子显微镜（SEM）、密度及流动性测定对颗粒进行表征。优化后的颗粒以50%（w/w）掺入片剂（含不同填充剂和崩解剂组合）及填充入羟丙甲纤维素醋酸琥珀酸酯（HPMC-AS）肠溶胶囊，考察其崩解和溶出行为。
### 三、研究结果
#### 1. 粘合剂筛选
研究发现，CPT-888颗粒的D(v,0.5)为64.49 μm，而CPT-HD5颗粒为217.38 μm，后者表现出更优异的流动性。SEM图像显示，CPT-HD5形成更连续、更光滑的脂质包衣层，表明其制粒效率更高；而CPT-888颗粒表面较为粗糙，呈现部分包衣和粘合剂桥接形态。在pH 6.8稳定性试验中，SDE、G-CPT-HD5和G-CPT-888的表观Granatin B一级降解常数分别为0.374 ± 0.010 h
?1、0.281 ± 0.004 h
?1和0.194 ± 0.009 h
?1，对应表观半衰期分别为1.85、2.47和3.58 h。与未制粒SDE相比，CPT-888将Granatin B降解速率降低约48%，较CPT-HD5降低约31%。这一差异被归因于两种粘合剂的亲水-亲油平衡值（HLB）不同：CPT-HD5含聚乙二醇（PEG）链段，HLB约为5，可增强与极性提取物组分的界面相容性，促进水相渗透，加速酯键水解；而CPT-888更为亲脂（HLB=2），可减少ET结构与水相介质的有效接触，从而延缓水解和内酯化反应。该阶段选择CPT-888作为后续工艺优化的粘合剂。
#### 2. 工艺条件优化
以颗粒粒径分布和流动性为优化目标，研究人员系统考察了螺杆构型的影响。仅含输送元件的构型A产生D(v,0.5)为35.41 μm的双峰分布，细粉比例高，流动性极差；构型B（含一个捏合块）将D(v,0.5)显著提高至115.87 μm，且粒径分布变窄（span=2.205），流动性改善为"很差"；构型C（含两个捏合块，含90°元件）虽产生最大粒径（D(v,0.5)=250.88 μm），但出现片状碎片和挂壁现象，操作稳健性不足，因此选择构型B作为工作构型。随后将进料速率从1.0降至0.5 g/min，D(v,0.5)增至130.40 μm（+12.5%），但流动性无明显改善；进一步将螺杆转速从100降至50 rpm，D(v,0.5)增至158.18 μm（+21.3%），流动性分级提升为"可接受"；将填充剂由MCC 101更换为MCC 200后，D(v,0.5)增至191.41 μm（+21.0%），但粒径分布变宽（span=2.746），流动性仍维持在"可接受"等级。工艺产率亦由初始的63.92%–66.39%逐步提升至最终条件下的85.18%。最终确定的最优TSMG条件为：螺杆构型B、进料速率0.5 g/min、螺杆转速50 rpm、填充剂MCC 200。
#### 3. 固体剂型开发
优化后颗粒的批内含量均匀性良好，平均鞣花单宁含量为37.47 ± 2.43 μg/mg（RSD=6.47%）。研究制备了四种含50%（w/w）优化颗粒的片剂配方（TBF1–TBF4），分别采用微晶纤维素（MCC）或柠檬酸三钙（TCC）作为填充剂，羧甲淀粉钠（SSG）或交联羧甲纤维素钠（CCS）作为崩解剂。所有片剂的抗张强度相近（2.84–2.94 N/mm2），表明颗粒具备良好的可压性。TCC基片剂具有更高的孔隙率（7.41%–7.65%），崩解时间（20.21–22.36 min）短于MCC基片剂（20.27–30.27 min），且Granatin B释放更快；其中TBF3（TCC+SSG）在60分钟时释放接近100%。然而，所有片剂的崩解时间均超过15分钟的药典限度，提示脂质基质的疏水性对崩解仍存在一定限制。
在HPMC-AS肠溶胶囊的研究中，CPF2配方（含50% w/w颗粒、45% w/w TCC和5% w/w SSG）在胶囊壳开启后实现快速释放，90分钟释放约94%，120分钟接近完全释放。而高颗粒负载的CPF1配方（95% w/w颗粒+5% w/w SSG）释放缓慢且不完全，6小时后仅约77%释放，表明过高的脂质颗粒比例会导致颗粒间脂质表面相互黏附形成难以分散的团块，限制介质渗透。因此，加入足量的颗粒外亲水辅料对于实现完全释放至关重要。
### 四、讨论与结论
讨论部分指出，TSMG中脂质粘合剂对ETs的保护机制主要体现为物理保留和减少水相接触，而非化学结合。CPT-888凭借其更强的亲脂性，有效限制了ETs在pH 6.8介质中的暴露，从而延缓了水解和内酯化进程。在片剂和胶囊的开发中，TCC因其能形成较高孔隙率的压缩体，促进介质渗透，改善了脂质基质带来的润湿障碍，而崩解剂类型在孔隙率较低时影响更显著。研究同时强调，这些解释属于基于现有数据的机制推断，未直接测定水摄取动力学和渗透压。论文结论认为，脂质基TSMG为改善石榴叶ETs的体外pH稳定性并满足固体剂型开发的技术要求提供了概念验证，但当前制剂原型尚不能确立位点特异性肠道或结肠递送，仍需采用顺序生物相关介质和适当的肠道炎症体内模型进一步验证其胃肠道保留、结肠可利用性、生物学功效和安全性。
该研究发表于《Journal of Drug Delivery Science and Technology》，由Janaina Carla Barbosa Machado等研究人员完成，创新性地将TSMG应用于草本提取物的稳定性调控，为富含鞣花单宁的天然产物的固体制剂开发提供了新思路。
