全 文 :黄芩温度敏感凝胶剂的研究
宋成君1,王 莹2,王春艳1,田 蕾3,刘艳君1,张瑞斌1
(1.哈尔滨瑞程阳光医药科技有限公司,黑龙江 哈尔滨 150025;
2.哈尔滨市第一医院,黑龙江 哈尔滨 150010;3.沈阳药科大学,辽宁 沈阳 110016)
[摘要] 目的:研制黄芩温度敏感原位凝胶。方法:采用搅拌子法测定相转变温度并测定黏度,从而确定处
方。测定了凝胶的眼刺激性。采用荧光示踪法观察了眼部滞留时间。结果:确定质量分数20%的泊洛沙姆407和
10%的泊洛沙姆188作为黄芩温度敏感原位凝胶的基质。黄芩温度敏感原位凝胶对兔眼无刺激。凝胶的眼部滞
留时间是(150±8)min。结论:黄芩温度敏感原位凝胶达到了滴入眼内形成凝胶并且延长滞留时间的目的。
[关键词] 黄芩;温度敏感;原位凝胶;泊洛沙姆;眼刺激性;眼部滞留时间
[中图分类号]R284.1 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)06062805
[收稿日期] 20070530
[通讯作者] 宋成君,Tel:13159847107,Email:dragonsongchj
@163.com
黄芩滴眼液是由中药黄芩的提取物配制而成,
具有解热消炎之功,用于治疗天行赤眼、暴风客热、
火疳、聚星障等证。但滴眼液有很多缺点,如药物滴
眼后立即被结膜囊中的泪液稀释,并很快从泪道排
出,因此生物利用度低,作用时间短暂,需反复频繁
滴眼,患者依从性也较差。为了延长滴眼液的药物
作用时间,减少用药次数,降低毒性,提高疗效,国内
外正在研究的新剂型有脂质体、眼植入剂、包合物、
凝胶剂、纳米粒及微球等[1]。采用高分子亲水性聚
合物为基质的凝胶剂近年来受到医药界重视。凝胶
剂分为2种:预先已形成的亲水凝胶和滴入眼内形
成凝胶的原位凝胶。本研究制备的黄芩温度敏感凝
胶剂属于原位凝胶,室温下为液体,滴入眼内转变为
凝胶。因此重现性好,剂量准确,同时延长了黄芩在
眼部的滞留时间,提高了疗效。
1 材料
HEINE手持式裂隙灯(北京欣明仁医疗器械技
术有限公司),荧光素 (天津市标准科技有限公
司),78-2双向磁力搅拌器(常州华普达教学仪器
有限公司),NDJ-8S型数字显示黏度计(上海精密
科学仪器有限公司),Poloxamer188(PluronicF68,
巴斯夫公司),Poloxamer407(PluronicF127,巴斯夫
公司),黄芩药材(购于哈尔滨市药材公司),其他试
剂均为分析纯。
2 方法
2.1 凝胶剂制备
取黄芩药材粗粉,加12倍量水,煎煮3次,每次
15h,合并提取液,在2~10℃的冰室中静沉24h,
取上清液过滤,滤液浓缩至投料量的5倍,用盐酸调
pH1~2,80℃保温1h,至黄芩苷完全析出,放冷静
置2h,过滤,沉淀水洗至 pH50,继用体积分数
70% 乙醇洗至pH70,抽滤,沉淀50℃烘干即得黄
芩苷粉末。精密称取1g的黄芩苷粉末,用热蒸馏
水溶解,加硼酸缓冲溶液调节 pH至70,得黄芩溶
液备用。取凝胶基质在不断搅拌下用适量水制成一
定比例溶液,将黄芩溶液加入防腐剂溶解后,与上述
凝胶溶液混合,室温搅拌过夜,即得。
2.2 胶凝温度的测定[2]
将供试品溶液置于4℃低温水浴的10mL西林
瓶中,插入温度计,使水银球完全浸没在凝胶溶液
里。搅拌子大小05cm×10cm,搅拌速率200r·
min-1,使水浴以约 1℃·min-1的速度缓慢升温。
观察搅拌子停止转动时的温度,将此温度定义为胶
凝温度。每个样品平行测定3次,结果取平均值。
2.3 黏度的考察
对于温度敏感型凝胶来说,各种温度条件下的
黏度直接关系到其使用过程中的患者顺应性和在体
内的治疗效果,因而是重要的流变学参数。若室温
时黏度过高将导致滴入困难,而若生理条件下黏度
太低,即无法达到胶凝状态,此外黏度考察也可对测
定的胶凝温度进行验证。
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2.4 黄芩温度敏感原位凝胶刺激性实验[3]
2.4.1 剂量选择 采用同体自身对照法。家兔给
药眼(左眼),黄芩温度敏感原位凝胶以临床用量直
接滴入,每日2次,连续14d;对照眼(右眼),以生
理盐水直接滴入,每日2次,连续14d。
2.4.2 方法 取 15~24kg家兔 6只,雌雄各
半。给药前先观察并记录每只家兔角膜、虹膜及结
膜情况,已有病变或炎症者,剔除不用。试验时,将
黄芩温度敏感原位凝胶25μL分别滴入6只家兔6
只左眼结膜囊内,同时在这 6只家兔右眼滴入 25
μL生理盐水作为对照。给药后使家兔眼睛被动闭
合8~10s,每天给药2次,连续14d,观察每次给药
前眼部情况及最后1次给药后1,2,4,24,48,72h
时角膜、虹膜、结膜的反应情况,按表1的评分标准
(见单次给药眼刺激性试验)。给药期间,每天给药
前观察1次,共2次,取2次最高分即为当日分值,
停药后继续观察3天的眼部反应情况。将每一动物
的眼角膜、虹膜和结膜的刺激反应分值相加得总积
分,将一组的积分总和除以动物数即得最后平均分
值。然后按表2的评价标准,判断黄芩温度敏感凝
胶的眼刺激性。当角膜、虹膜及结膜的刺激强度不
一致时,应分别作出评价。
2.5 眼部滞留时间实验[4]
供试品的制备 分别称取适量荧光素加入到黄
芩温度敏感凝胶和滴眼液中,制备成含质量分数
2%荧光素的黄芩温度敏感凝胶和滴眼液。
2.5.1 方法 选用健康家兔6只,将家兔固定头
部,提起下眼睑,把结膜囊拉成环状,分别在6只家
兔左眼的结膜囊内滴入含荧光素的黄芩温度敏感眼
用凝胶25μL。同时在这6只家兔右眼的结膜囊内
滴入25μL含荧光素的黄芩滴眼液作为对照。给药
后,使家兔眼睛被动闭合10s,放在兔夹中用裂隙灯
观察,记录给药后角膜和结膜荧光素的荧光消褪时
间。
2.5.2 判断标准及实验结果 荧光素在可见光下
有明显的黄色荧光。给药后用裂隙灯观察兔眼角膜
和结膜囊内荧光消褪时间。以2个部位荧光的最长
消褪时间定义为眼部滞留时间。
3 结果与讨论
3.1 胶凝温度的考察
温度敏感型原位凝胶的特点是室温下为自由流
动液体,体温条件下转变为半固态凝胶,因而胶凝温
表1 眼刺激反应评分标准
观察项目 眼刺激反应 分值
角膜混浊 无浑浊 0
散在或弥散性浑浊,虹膜清晰可见 1
半透明区易分辨,虹膜模糊不清 2
出现灰白色半透明区,虹膜细节不清, 3
瞳孔大小勉强看清
角膜不透明,虹膜无法辨认 4
虹膜 正常 0
皱褶明显加深,充血、肿胀、角膜周围 1
有轻度充血,瞳孔对光仍有反应
出血、肉眼可见坏死、对光无反应(或 2
出现其中一种反应)
结膜A.充血 血管正常 0
血管充血呈鲜红色 1
血管充血呈深红色,血管不易分辨 2
弥散性充血呈紫红色 3
B.水肿 无水肿 0
轻微水肿(包括眼睑) 1
明显水肿,伴有部分眼睑外翻 2
水肿至眼睑近半闭合 3
水肿至眼睑超过半闭合 4
C.分泌物 无分泌物 0
少量分泌物 1
分泌物使眼睑和睫毛潮湿或黏着 2
分泌物使整个眼区潮湿或黏着 3
最高综合评分 16
表2 眼刺激性评价标准
眼刺激性综合平均分值 眼刺激性评价
0~3 无刺
4~8 轻度
9~12 中度
13~16 强度
度的考察是处方研究的主要内容。眼表温度在35
℃左右,炎症状态下温度稍高,作者设计的凝胶制剂
的胶凝温度在此范围内。
研究表明,含有泊洛沙姆(Poloxamer)407的黄
芩溶液,其胶凝温度呈现浓度依赖性,即高浓度的泊
洛沙姆黄芩溶液,在较低温度下即可发生胶凝;反
之,胶凝温度较高,当质量分数低于15%时则丧失
胶凝能力。作者考察了一系列质量分数(16%,
18%,20%,22%,25%)的泊洛沙姆407含药溶液的
胶凝温度,以及人工泪液[5](每升人工泪液含218
g碳酸氢钠、678g氯化钠、0084g二水氯化钙和
138g氯化钾)稀释对胶凝温度的影响。
本研究采用搅拌子法测定胶凝温度。测定时保
证测定容器、搅拌子尺寸的一致性,试验结果以使
05cm×10cm,200r·min-1搅拌子停止时的内部
温度定义为胶凝温度。搅拌子的切稀作用可理解为
模拟体内条件下的眨眼反射造成的剪切作用。
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3.1.1 泪液稀释的影响 已经上市的眼用液体制
剂每一滴的体积平均约为30μL左右,而结膜囊内
泪液的体积为7μL。泊洛沙姆溶液滴入结膜囊内
后与泪液的混合存在着2种极端可能:一是未经泪
液稀释即已经形成凝胶,此时体温敏感凝胶制剂可
获得较为理想的眼部滞留时间;二是溶液首先完全
与泪液混合,然后再形成凝胶;在体给药后的情况介
于二者之间。依据滴眼液平均用量和结膜囊内泪液
的体积,将泊洛沙姆含药溶液与人工泪液按30∶7的
比例混合,分别考察其混合前后的胶凝能力。图1
为不同浓度的泊洛沙姆407含药溶液经人工泪液稀
释前后的胶凝温度变化情况。
图1 泪液稀释前后不同质量分数泊洛沙姆407含药
溶液的胶凝温度(n=3)
(-◆-)含药溶液,(-▲-)人工泪液稀释
由图1可见,经人工泪液稀释后,16%,18%的
泊洛沙姆407含药溶液约相当于13%,15%的泊洛
沙姆407含药溶液,只能形成稠厚的溶胶,均已失去
完全胶凝的能力,其他各浓度的胶凝温度与稀释前
相比,均显著升高;而理想中的温度敏感型原位凝胶
在室温下为自由流动的液体而生理条件下(包括体
温环境和泪液稀释作用)转变为半固态凝胶,这要
求其既要有较高的胶凝温度,又要具备抗泪液稀释
的能力。为获得理想的胶凝温度,本研究固定泊洛
沙姆407的质量浓度为20%,考查了不同浓度的泊
洛沙姆188对胶凝温度的影响。
3.1.2 泊洛沙姆188对胶凝温度的影响 分别加
入不同量的泊洛沙姆 188至 20%的泊洛沙姆 407
的含药溶液中制备成含泊洛沙姆407∶泊洛沙姆188
分别为20∶5,20∶10,20∶15的黄芩温度敏感原位凝
胶。结果见图2。
泊洛沙姆在溶液中生成以疏水性 PPO嵌段为
内核,包裹着亲水性PEO外壳的球状胶束,随温度
升高胶束间相互缠结堆砌。浓度越高,聚合物所占
溶液的体积分数就越大,胶束数量及相互间接触和
图2 泊洛沙姆188对胶凝温度的影响
(-◆-)含药溶液,(-■-)人工泪液稀释
缠结的几率均增大,因而相转变温度呈现浓度依赖
性。由图2可知,泊洛沙姆 188用量为质量分数
10%最理想。
3.2 黏度的考察
对于温度敏感型凝胶来说,各种温度条件下的
黏度直接关系到其使用过程中的患者顺应性和在体
内的治疗效果,因而是重要的流变学参数。若室温
时黏度过高将导致滴入困难,而若生理条件下黏度
太低,即无法达到胶凝状态,此外黏度考察也可对测
定的胶凝温度进行验证。
3.2.1 黏度随温度变化情况的考察 由胶凝温度实
验可知,不同浓度的泊洛沙姆407含药溶液随着温度
升高,黏度增大,其黏度随温度变化结果如图3所示。
图3 不同温度下不同浓度泊洛沙姆407含药
溶液的黏度变化(n=3)
×20%/10%泊洛沙姆407/188;◆15%泊洛沙姆407;
■18%泊洛沙姆407;▲20%泊洛沙姆407
由图3可知,黏度突跃阶段为溶液凝胶转变过
程,随泊洛沙姆浓度增大,黏度突跃越明显,完成胶
凝后,黏度继续增大,可以解释为温度升高使胶束缠
结加剧的结果,质量分数15%的poloxamer407黏度
随温度上升极微,在图中体现不明显,表明其不具备
胶凝能力。其他浓度的泊洛沙姆溶液其黏度发生显
著改变的温度和胶凝温度有很好的对应关系。事实
上,对于温度敏感凝胶在由溶液向凝胶转变的过程
中,其流变学性质以黏弹性的变化描述更为准确,但
由于试验条件所限,只以黏度的变化来对各个处方
的溶液凝胶转变进行说明。
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3.3 对兔眼刺激性试验结果
黄芩温度敏感原位凝胶6只家兔多次给药后给
药组和对照组均出现5例结膜充血,各计为1分,其
中对照组有1例出现少量分泌物计为1分,两组的眼
刺激反应积分不超过1分,给药组反应积分与对照组
比较没有显著性差异。依据表2的评价标准,可以得
出结论,黄芩温度敏感眼用凝胶对兔眼无刺激性。
3.4 眼部滞留时间实验结果
见表3。
表3 家兔眼部滞留时间结果(n=6)
凝胶基质
滞留时间/min
角膜 结膜囊 眼部
对照1) 8±3 20±7 20±7
黄芩温度敏感凝胶 90±52) 150±82) 150±82)
注:1)以黄芩滴眼液为对照组;2)与对照组比P<001
观察中发现黄芩滴眼液在兔眼角膜上难以停留,
大部分从眼角流出,黄芩温度敏感原位凝胶滴入结膜
囊内后形成块状透明的凝胶,分布在结膜和角膜上。
作者采用搅拌子法测定胶凝温度,由于搅拌子
大小、升温速度、转速大小对胶凝温度的测定均有影
响。因此,试验时对这些参数都做到一致,以减少其
对结果造成的误差。温度敏感凝胶在发生凝胶时,
其黏度有一个突然增大的过程,黏度测定时,要注意
黏度计的称量范围,选择合适的转子和转速。黄芩
温度敏感凝胶剂使用泊洛沙姆作为凝胶基质,这种
辅料是聚氧乙烯/聚氧丙烯共聚物具有很高的安全
性,毒性低,无刺激过敏性,生物相容性好,它还是目
前使用在静脉乳剂中唯一的合成乳化剂。
由表3的眼部滞留时间结果可知黄芩温度敏感
凝胶明显延长了药物在眼部的滞留时间(P<
001)。究其原因是黄芩温度敏感凝胶剂滴入眼
内,眼表温度比室温高,凝胶溶液中的泊洛沙姆在疏
水作用下迅速发生胶凝,凝胶具有生物黏附性通过
静电、吸附润湿、互穿和断裂等机理与角膜前覆盖的
黏糖蛋白结合将制剂黏附于药物吸收的眼角膜和结
膜上而达到此结果。但本处方的合理性还需进一步
进行人体药效学实验来验证。
[参考文献]
[1] 陆 彬.药物新剂型与新技术[M].北京:人民卫生出版社,
1998:422.
[2] ChoiHG,JungJH,RyuJM,etal.Developmentofinsitugel
lingandmucoadhesiveacetaminophenliquidsuppository[J].IntJ
Pharm,1998,165(1):33.
[3] 国家食品药品监督管理局.化学药物刺激性、过敏性和溶血性
研究技术指导原则[S].20050314.
[4] ThFVandamme,LBrobeck.Poly(amidoamine)dendrimersas
ophthalmicvehiclesforoculardeliveryofpilocarpinenitrateand
tropicamide[J].JControledRelease,2005:102,23.
[5] HeleneHgerstr?m,MatiasPaulsson,KatarinaEdsman.Evalua
tionofmucoadhesionfortwopolyelectrolytegelsinsimulatedphys
iologicalconditionsusingarheologicalmethod[J].EurJPharma
Sci,2000,9:301.
Preparationandevaluationinvivoofscutelariathermosensitivegel
SONGChengjun1,WANGYing2,WANGChunyan1,TIANLei3,LIUYanjun1,ZHANGRuibin1
(1.BrightWayPharmaceuticalTechnologylimitedcompany,Harbin150025,China;
2.ThefirsthospitalinHarbin,Harbin150010,China;
3.SchoolofPharmacy,ShenyangPharmaceuticalUniversity,Shenyang110016,China)
[Abstract] Objective:Tostudyscutelariathermosensitivegelinsitu.Method:Thephasetransitiontemperatureofgelwith
variousconcentrationpolymersolutionswasstudiedbyusingstiringmethodandtheviscosityofgelwasmonitoredunderdiferenttem
peratures.Eyeiritationexperimentswereperformedwithrabbit.Thedurationofresidencetimeinrabbiteyesofscutelariathermosen
sitivegelwasobservedwith2% fluorescein.Result:20% poloxmar407and10% poloxmar188weresuitabletoscutelariathermosen
sitivegelinsitu.Theresultssuggestedthatthescutelariathermosensitivegelinsitubasedonpoloxmarwerenoniritantandretention
timeonthesurfaceofeyewas(150±8)min.Conclusion:Thescutelariathermosensitivegelinsituformsgelineyeandhaslonger
releasetimethanthatofeyedrops.
[Keywords] scutelaria;thermosensitivegelinsitu;poloxamer;eyeiritation;residencetimeonocular
[责任编辑 鲍 雷]
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