全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 1 期 2012 年 1 月 ·74·
鬼臼毒素醇质体的体外经皮渗透特性研究
于燕燕,赵继会,冯年平*,张永太,施晓琴
上海中医药大学中药学院,上海 201203
摘 要:目的 研究鬼臼毒素醇质体经皮渗透特性。方法 通过体外经皮渗透试验,比较鬼臼毒素在大鼠皮肤中的稳态透皮
速率和皮肤滞留量,分别考察以醇质体、酊剂、脂质体、30%乙醇混悬液以及鬼臼毒素与空白醇质体物理混合物作为载体,
鬼臼毒素经皮渗透特性。结果 鬼臼毒素醇质体的 12 h 皮肤滞留量为 8.17 μg/cm2,高于其他各组;稳态透皮速率小于鬼臼
毒素载药量为 0.5%的脂质体组及乙醇混悬液组(P<0.05),与其他对照组无显著差异。结论 醇质体具有较大的皮肤滞留
量及较小的透皮速率。
关键词:鬼臼毒素;醇质体;稳态透皮速率;累积透过量;皮肤滞留量
中图分类号:R286.02 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2012)01 - 0074 - 04
Percutaneous permeation characteristic of podophyllotoxin ethosomes in vitro
YU Yan-yan, ZHAO Ji-hui, FENG Nian-ping, ZHANG Yong-tai, SHI Xiao-qin
College of Chinese Materia Medica, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, Shanghai 201203, China
Abstract: Objective To study the percutaneous permeability characteristic of podophyllotoxin (POD) ethosomes in vitro. Methods
Excised SD-rat abdomen skin was used as penetration barrier. The steady penetration rate and the skin residual amount were calculated
to evaluate the percutaneous permeability of POD from ethosomes, tinctures, liposome, 30% hydro-ethanolic suspension, mixture of
drug and blank ethosomes, respectively. Results The skin residual amount of POD in the ethosomes group was 8.17 μg/cm2 in 12 h,
higher than those in the other groups. In addition, the steady penetration rate of POD in the ethosomes group decreased significantly
compared with those in the liposome group with POD loading being 0.5%, and the hydro-ethanolic suspension group (P < 0.05), while
no obvious difference was seen among the ethosomes group and the other groups. Conclusion Higher skin residual amount and lower
steady penetration rate are observed in the ethosomes group.
Key words: podophyllotoxin (POD); ethosomes; steady penetration rate; cumulative transdermal amount; skin deposit amount
鬼臼毒素(podophyllotoxin,POD)是从小檗
科植物桃耳七 Sinopodophyllum emodi (Wall. ex
Royle) Ying、八角莲 Dysosma versipellis (Hance) M.
Cheng ex Ying或六角莲D. pleiantha (Hance) Woodson
的根及根茎中提取分离得到的木脂素类化合物[1],
是 WHO 推荐使用治疗尖锐湿疣的一线药物,其主
要作用机制是抑制活性表皮棘层中乳头瘤病毒感染
所导致疣状增殖的上皮细胞的分裂和增生,临床常
用 0.5%的鬼臼毒素酊剂[2-4]。鬼臼毒素酊剂虽然能
去除肉眼可见的病变,但易损伤真皮,导致疼痛、
糜烂、水肿等,具有明显的皮肤刺激性,大面积使
用还可产生全身性不良反应,且极易导致复发[5-6]。
Touitou 等[7]报道了一种新型经皮给药载体-醇质体
(ethosomes),即在常规脂质体中添加高浓度的醇制
备的含醇脂质体。醇质体可以包封各种类型的药物
(包括水溶性、脂溶性及两亲性药物以及蛋白多肽类
分子),并能达到较高的包封率。本课题组曾采用微
柱离心-HPLC 法测定了鬼臼毒素醇质体的包封率[8],
本实验对鬼臼毒素醇质体离体大鼠皮肤体外经皮渗
透特性进行了研究,并与其他传统的剂型进行比较,
考察 POD 醇质体治疗皮肤疾病的可行性。
1 仪器与材料
TP—5 型智能透皮扩散仪(天津富兰斯电子科
贸有限公司);LC 2010 高效液相色谱仪(日本岛津
公司);CP225D 微量电子分析天平(德国 Sartotius
公司);JB50—D 型增力搅拌机(上海标本模型厂);
收稿日期:2011-05-31
基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计划(NECT08-0898);上海市教委重点学科项目(J50302);上海市优秀学科带头人项目(10XD1403900)
作者简介:于燕燕(1982—),女,江苏滨海人,博士研究生。Tel: (021)51322198 E-mail: sshnhyyy@yeah.net
*通讯作者 冯年平 Tel/Fax: (021)51322198 E-mail: npfeng@hotmail.com
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 1 期 2012 年 1 月 ·75·
XW—80A 涡旋混合器(上海精科实业有限公司);
Sigma2—16k型超速冷冻离心机(德国Sigma公司)。
POD 对照品(批号 111645-200301,中国药品
生物制品检定所);POD 原料药(批号 081201,质
量分数>98%,福建华海药业公司);鬼臼毒素酊剂
(POD-T,批号 081209,含 POD 5.0 mg/mL,福建
华海药业公司)。实验室自制:鬼臼毒素醇质体
(POD-E,含POD为 3.5 mg/mL,磷脂为 50.0 mg/mL,
乙醇体积分数为 30%);0.5%鬼臼毒素脂质体(0.5%
POD-L,含POD为 5.0 mg/mL,磷脂为 50.0 mg/mL);
0.35%鬼臼毒素脂质体(0.35% POD-L,含 POD 为
3.5 mg/mL,磷脂为 50.0 mg/mL);鬼臼毒素 30%乙
醇混悬液(0.35% POD-HES,含 POD 为 3.5 mg/mL,
乙醇体积分数为 30%);鬼臼毒素与空白醇质体的
物理混合物(POD-M,将 POD 与空白醇质体物理
混合制成含 POD 3.5 mg/mL 的混合物)。所用化学
试剂均购自中国医药集团上海化学试剂公司,高效
液相色谱仪用试剂均为色谱纯,其余均为分析纯。
SD 大鼠,雌雄不限,体质量(180±10)g,
上海中医药大学实验动物中心,动物许可证号:
SYXK(沪)2009-0069。
2 方法与结果
2.1 离体皮肤制备
取 SD 大鼠,腹部用自制脱毛膏脱毛,饲养 24
h,实验前断颈处死,剪下腹部皮肤,小心剔除皮下
组织和脂肪,以生理盐水洗净,备用。
2.2 体外经皮渗透试验
将皮肤固定于扩散池接口处,使角质层面向供
给室,真皮层面向接收室。分别精密移取 POD-E、
POD-T、0.5% POD-L、0.35% POD-L、0.35% POD-
HES 以及 POD-M 各 0.5 mL 涂于皮肤表面,以 30%
乙醇生理盐水溶液为接收液,体积为 17 mL。开动
恒温水浴循环(37±1)℃和磁力加热搅拌器(300
r/min)开始计时,在设定时间点 1、2、3、4、6、8、
12 h 分别从接收室内取样 1 mL,并补充等体积 37
℃新鲜接收液。样品液用 0.2 μm 微孔滤膜滤过后,
采用 HPLC 法检测,计算累积渗透量(Q),以 Q
对时间 t 进行线性回归,所得方程的斜率即为透皮
速率常数[Js,μg/(cm2·h)]。
Q=(17Cn+
1
1
n
i
−
=
∑ Ci) / A
Cn为第 n 个取样点测得的药物质量浓度(μg/mL),Ci 为第 i
个取样点测得的药物质量浓度(μg/mL),A 为渗透面积(cm2)
2.3 皮肤样品的处理
分别取体外经皮渗透试验给药后的皮肤 1 cm2,
洗去表面残留物,剪碎,加入生理盐水 0.5 mL 匀浆,
5 000 r/min 离心 10 min,精密移取上清液 200 μL,
转移入 2 mL 离心管中,加入 1 mL 醋酸乙酯,涡旋
3 min,5 000 r/min 离心 10 min,取上层有机相,氮
气吹干,200 μL 甲醇复溶,涡旋 3 min 后,在 4 ℃
下,12 000 r/min 离心 10 min,取上清液采用 HPLC
法检测,计算不同时间单位面积皮肤滞留量(Qs)。
Qs=Cs×0.5/A
Cs 为第 n 个时间点测得的皮肤样品液中药物质量浓度
(μg/mL),A 为渗透面积(cm2)
2.4 接收液中 POD 的测定
2.4.1 色谱条件 色谱柱为 Diamonsil C18 ODS 柱
(250 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为甲醇-1%醋酸
溶液(65∶35),检测波长 292 nm,体积流量
1 mL/min,柱温 25 ℃。
2.4.2 线性关系考察 精密称取 POD 对照品 25.28
mg,置 25 mL 棕色量瓶中,甲醇稀释至刻度,摇匀,
得 1 011.20 μg/mL 对照品贮备液。用空白接收液分
别将对照品溶液稀释成 101.12、50.56、25.28、10.11、
5.06、2.53 μg/mL 对照品溶液。HPLC 法测定,以
峰面积(A)对质量浓度(C)进行线性回归,得回
归方程 A=11 936.943 C-3 146.723(r=0.999 9),
表明POD在2.53~101.12 μg/mL与色谱峰面积呈良
好的线性关系,空白皮肤透过液对 POD 测定无干
扰。色谱图见图 1。
*鬼臼毒素
*POD
图 1 空白皮肤透过液 (A) 和皮肤透过液 (B) 的
HPLC 色谱图
Fig. 1 HPLC chromatograms of blank skin penetration
solution (A) and skin penetration solution
of POD in vitro (B)
*
A
B
0 2 4 6 8
t / min
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 1 期 2012 年 1 月 ·76·
2.4.3 精密度试验 分别配制 2.53、50.56、101.12
μg/mL 3 个质量浓度的皮肤接收液样品,分别于 1 d
内测定 5 次,连续进样 5 d,记录峰面积,计算日内
和日间精密度。结果日内RSD分别为0.94%、0.80%、
0.25%;日间 RSD 分别为 0.79%、1.99%、0.92%。
供试品溶液的日内差、日间差均在 2%以内,符合
测定要求。
2.5 皮肤中 POD 的测定
2.5.1 色谱条件 色谱柱为 Diamonsil C18 ODS 柱
(250 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为甲醇-1%醋酸
溶液(60 40∶ ),检测波长 292 nm,体积流量 1
mL/min,柱温 25 ℃。
2.5.2 线性关系考察 取 POD 对照品贮备液与空
白皮肤,照“2.3”项下进行操作,分别配制成 0.51、
1.01、2.02、5.06、10.11、25.28、50.56 μg/mL 对照
品溶液,HPLC 法测定,以峰面积(A)对质量浓度
(C)进行线性回归,得回归方程 A=12 541.338 C-
8 203.161(r=0.999 8),表明 POD 在 0.51~50.56
μg/mL 与峰面积呈良好的线性关系。空白皮肤样品
液无干扰。色谱图见图 2。
*鬼臼毒素
*POD
图 2 空白皮肤样品液 (A) 及皮肤样品液 (B) 的
HPLC 色谱图
Fig. 2 HPLC chromatograms of blank skin homogenate
(A) and POD skin residual samples (B)
2.5.3 回收率试验 根据预试验检测结果,分别以
对照品贮备液与空白皮肤,配制 0.51、5.06、50.56
μg/mL 3 个质量浓度的供试品溶液,平行操作 5 份,
HPLC 法分析,计算回收率。3 个质量浓度供试品
溶液的回收率分别为(87.16±2.75)%、(95.20±
0.33)%、(102.19±0.25)%(n=5)。
2.5.4 精密度考察 取回收率试验配制的 3 个质量
浓度的供试品溶液,分别于 1 d 内测定 5 次,连续
进样 5 d,记录峰面积,计算日内和日间精密度。结
果日内 RSD 分别为 1.89%、0.34%、0.27%;日间
RSD 分别为 0.73%、0.47%、0.72%。供试品溶液的
日内差、日间差均在 2%以内,符合测定要求。
2.6 体外经皮渗透试验
2.6.1 药物 Js 与单位面积 Q 分别测定醇质体与各
对照组的药物 Js 和 12 h 单位面积 Q,结果见表 1 和
图 3。
表 1 POD 醇质体与各对照组的 Js 和 12 h 单位面积 Q
( x ±s,n=5)
Table 1 Js and Q per cm2 in 12 h between POD-E and
each control group ( x ±s,n = 5)
组 别 Js / (μg·cm−2·h−1) Q / (μg·cm−2)
POD-E 10.246±1.169 127.121±13.968
0.35% POD-L 13.378±2.778 155.899±27.014
0.5% POD-L 26.749±9.097 283.600±74.697
POD-T 12.930±2.978 141.835±34.279
POD-HES 4.780±0.960 60.057±16.849
POD-M 11.707±1.375 134.747±14.758
0 2 4 6 8 10 12
0
50
100
150
200
250
300
图 3 POD 醇质体与各对照组的单位面积平均累积体外
透皮量-时间曲线 (n=5)
Fig. 3 Mean cumulative penetration amounts of POD
per cm2 in vitro vs time profiles between
POD-E and each control group (n = 5)
由图 3 可知,单位面积 Q 比较结果为:0.5%
POD-L>0.35% POD-L>POD-T>POD-M>POD-E>
POD-HES。对各组的透皮数据进行方程拟合,零级
释放方程效果最好。稳态 Js 比较结果为:0.5%
POD-L>0.35% POD-L>POD-T>POD-M>POD-E>
POD-HES。POD-E 在 12 h 的稳态 Js小于脂质体与
酊剂,并与 0.5% POD-L 及 POD-HES 有显著差异
(P<0.05);POD-M 与 POD-E 的 Js 相近且明显高于
*
A
B
0 4 8 12
t / min
POD-E
0.35% POD-L
0.5% POD-L
POD-T
POD-HES
POD-M
Q
/
(μ
g·
cm
−
2 )
t / h
中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 1 期 2012 年 1 月 ·77·
POD-HES(P<0.05),表明该醇质体对药物具有一
定的促渗作用,这种作用可能是由于乙醇、囊泡和
皮肤间脂质三者协同作用的结果。
2.6.2 药物皮肤滞留量 分别测定醇质体与各对照
组单位面积内皮肤滞留量,结果见图 4。随着时间
的延长,POD-E、0.35% POD-L、0.5% POD-L 组皮
肤滞留量呈明显上升趋势,而对照组皮肤滞留量增
长缓慢,POD-E 组在各时间段的皮肤滞留量均高于
对照组。
0 2 4 6 8 10 12
0
2
4
6
8
图 4 POD 醇质体与各对照组单位面积内
皮肤滞留量-时间曲线 (n=5)
Fig. 4 Skin residual amount per cm2 of POD-time
profiles between POD-E group and each
control group (n = 5)
3 讨论
与脂质体及酊剂相比,鬼臼毒素醇质体具有较
小的 Js 及较大的皮肤滞留量。其中 POD-E 12 h 的
皮肤滞留量为 8.17 μg/cm2、物理混合物为 4.69
μg/cm2,两者的 Js 没有显著差异,表明醇质体的囊
泡可以完整地穿过角质层,从而提高药物在皮肤内
的滞留量,差示扫描量热法(DSC)检测结果显示
醇质体囊泡的相变温度较低(Tm为−11.4 ℃,鬼臼
毒素脂质体的 Tm为 20.1 ℃),提示醇质体囊泡的流
动性较大,柔性较强。结合乙醇水溶液的数据,推
测醇质体系统中药物的透皮吸收可能是乙醇、囊泡
和皮肤间脂质协同作用的结果:乙醇为优良的促渗
剂,能够改变角质层脂质分子的紧密排列,增强脂
质的流动性;醇质体囊泡的柔性使得醇质体在传递
过程中较易携带包封的药物渗入皮肤深部[9-12];另
有报道称乙醇能促进角质层脂质分子与脂质材料融
合,引起醇质体内药物的释放[7]。
经处方优化得到 0.35%的醇质体,由于临床上
常用的是 0.5%的酊剂,故设计了 0.5%的脂质体。
0.35%的醇质体与 0.5%的酊剂的皮肤滞留量相当,
但减少了药物用量及乙醇体积分数,皮肤透过量也
明显减少,可提高用药安全性。
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POD-E
0.35% POD-L
0.5% POD-L
POD-T
POD-M
POD-HES
Q
s /
(μ
g·
cm
−
2 )
t / h