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Evaluation of nasal absorption for geniposide solution

栀子苷溶液鼻黏膜吸收规律的研究


目的:研究栀子苷溶液的鼻黏膜吸收规律。方法:以大鼠在体鼻循环法为实验模型,考察在不同循环液的体积、流速、药物浓度等条件下栀子苷溶液的鼻黏膜吸收规律。结果:栀子苷在鼻黏膜洗出液中稳定性良好,当循环液体积为5 mL,流速2.5 mL·min-1时栀子苷溶液鼻黏膜吸收速率常数不随药物浓度发生变化。结论:栀子苷溶液鼻黏膜吸收机制为被动扩散,吸收符合一级动力学特点,吸收速率常数K为4.20×10-3。

Objective: To investigate the regulation of geniposide nasal absorption.  Method: We used rat in situ nasal recirculation method as experimental model. The effects of perfusion volume, flow rate, perfusion concentration on nasal absorption of geniposide were studied.  Result: Geniposide was stable in rats‘ nasal lavage solution. At the perfusion volume 5 mL and flow rate 2.5 mL·min-1, the absorption rate of geniposide remains constant in a dose independent manner.  Conclusion: The mechanism of geniposide nasal absorption is passive diffusion following first order kinetics and the absorption rate constant is 4.20×10-3.


全 文 :栀子苷溶液鼻黏膜吸收规律的研究
万 娜1,张海燕1,许润春2,郑 琴1,杨 明1,2
(1.江西中医学院 现代中药制剂教育部重点实验室,江西 南昌 330004;
2.成都中医药大学,四川 成都 610075)
[摘要] 目的:研究栀子苷溶液的鼻黏膜吸收规律。方法:以大鼠在体鼻循环法为实验模型,考察在不同循环液的体积、
流速、药物浓度等条件下栀子苷溶液的鼻黏膜吸收规律。结果:栀子苷在鼻黏膜洗出液中稳定性良好,当循环液体积为5mL,
流速25mL·min-1时栀子苷溶液鼻黏膜吸收速率常数不随药物浓度发生变化。结论:栀子苷溶液鼻黏膜吸收机制为被动扩
散,吸收符合一级动力学特点,吸收速率常数K为420×10-3。
[关键词] 栀子苷;鼻黏膜;吸收;鼠在体循环法
[收稿日期] 20080825
[基金项目] 江西省教育厅科学技术研究项目(GJJ08335);江西省
卫生厅中医科研计划赣卫中字[2007]20号
[通信作者] 杨明,教授,Tel:(0791)7118658,Email:yangming16@
126.com
  近年来,相关研究表明,鼻腔与颅腔在解剖生理
上有着独特的联系,由于嗅神经通路和嗅黏膜上皮
通路的存在,使得药物可直接吸收入脑,鼻腔也已成
为向脑内输送药物的有效途径[13]。栀子苷(geni
poside)为传统中药栀子的主要指标成分[4],国家
(973)项目对于栀子苷的药理作用方面做了比较全
面深入的研究,表明其在脑缺血损伤中具有较好的
防治作用。本研究采用大鼠在体鼻循环法研究了栀
子苷溶液的鼻黏膜吸收规律,该法只需测量循环液
中药物浓度的变化,避免了血样处理的麻烦,且相关
文献报道[5],采用该法求得的吸收速率常数与体内
实验数据具有一定的相关性。
1 材料
Agilent1200高效液相色谱仪(Agilent科技有限
公司);TSKGEL,ODS100S(46mm×150mm,5
μm日本株式会社);HF6A型多头磁力加热搅拌器
(常州国华电器有限公司);HL2S恒流泵(上海青
浦泸西仪器厂)。
栀子苷对照品(中国药品生物制品检定所,批
号110749200512);栀子苷样品(纯度981%,上海
景森生物科技有限公司);乌拉坦(中国医药上海化
学试剂公司);乙腈(色谱纯,德国默克集团公司);
其余试剂(分析纯,市售);双蒸水(自制)。
SD大鼠,雄性,体重(300±20)g,江西中医学
院实验动物中心,合格证号SCXK(赣)20060001。
2 方法与结果
2.1 动物模型及试验装置
选择体重(300±20)g的雄性大鼠,乌拉坦
(12g·kg-1)麻醉,然后将其固定在鼠板上进行手
术:在颈部做一切口,气管内插入聚乙烯套管与大气
相通。另一根管子通过食道插至鼻腔后部,将鼻颚
的通道封闭,以防止药液从鼻腔流入嘴里;再取一根
聚乙烯管同插入大鼠鼻腔后部的管子相连接,管子
的另一端与药液接触。将盛有药液的容器置于37
℃恒温水浴中,恒流泵使药液通过鼻腔循环,定时
(0,10,20,30,40,60,90,120min)取样测定循环液
中药物浓度,以确定药物吸收量和计算吸收速率常
数[6]。试验装置见图1。
图1 大鼠在体鼻腔循环实验装置图
2.2 含量测定方法
2.2.1 色谱条件 采用 HPLC法测定鼻腔循环液
中 栀 子 苷 含 量 变 化。 TSKGEL,ODS100S
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(46mm×150mm,5μm),流动相 乙腈水(15∶
85),流速10mL·min-1,检测波长 238nm,柱温
25℃,进样量20μL。
2.2.2 方法专属性 精密量取空白的 PBS溶液
[pH74的等渗磷酸盐缓冲液(001mol·L-1,pH
74,PBS,PgS)]5mL,以25mL·min-1的流速在大
鼠鼻腔循环120min后进样测定;另配制栀子苷样
品的PBS(pH74)溶液(40mg·L-1)5mL,加药后
均为等渗。试验方法同上,结果见图2。结果表明,
空白鼻循环液中的物质对样品的测定无干扰。
A.大鼠鼻循环液空白;B.大鼠鼻循环液样品;
1.栀子苷。
图2 大鼠鼻腔洗出液的HPLC图
2.2.3 标准曲线的绘制 精密称取栀子苷样品适
量,加PBS(pH74)溶液稀释成含栀子苷质量浓度
分别为16,32,40,80,160,200,250mg·L-1的溶液。
分别吸取20μL进样,每样3针,记录色谱峰面积。
以栀子苷质量浓度(C)为横坐标,峰面积(A)为纵
坐标绘制标准曲线,得回归方程 A=3194C+
9562,r=09999。结果表明,栀子苷在 16~250
mg·L-1线性关系良好。
2.2.4 精密度的测定 分别配制高(200mg·
L-1)、中(80mg·L-1)、低(32mg·L-1)3种不同
浓度栀子苷样品的 PBS(pH74)溶液,于1d内连
  
续测定,根据标准曲线方程,计算栀子苷浓度,得日
内差;连续5d,每日取高、中、低3种浓度的栀子苷
标准溶液测定,根据标准曲线方程,计算栀子苷浓
度,得日间差,见表1。方法精密度良好,符合含量
测定的要求。
表1 栀子苷精密度(n=6)
质量浓度
/mg·L-1
日内精密度
珋x±s RSD/%
日间精密度
珋x±s RSD/%
32 105414±113 011 104882±343 033
80 256938±378 015 256653±313 012
200 598041±672 011 598221±957 016
2.2.5 回收率试验 精密称取栀子苷样品适量,加
入经大鼠在体循环120min后的空白PBS(pH74)
溶液,分别配制成低(32mg·L-1)、中(40mg·
L-1)、高(48mg·L-1)3个浓度溶液,按含量测定
方法测定栀子苷含量,计算回收率及 RSD,结果见
表2。回收率符合要求。
表2 加样栀子苷回收率(n=3)
加样量/μg 测得量/μg 回收率/% RSD/%
32 3154 9856 015
40 4106 10265 009
48 4923 10256 016
2.3 大鼠鼻腔洗出液中的稳定性[7]精密量取5mL
空白的PBS(pH74)溶液,按大鼠在体鼻循环法操
作,流速25mL·min-1,持续循环30min,即得到
大鼠鼻腔洗出液。分别用此洗出液配制质量浓度为
40,80,160,250mg·L-1的栀子苷样品溶液,并置于
37℃恒温水浴中孵育,分别于0,1,2,4h取样,按色
谱条件测定。计算各时间点鼻腔洗出液中药物的浓
度,并与0时刻对比,考察药物在大鼠鼻腔洗出液中
的稳定性,见表3。
表3 栀子苷在大鼠鼻腔洗出液中的稳定性(n=3) mg·L-1
药物浓度 0h 1h 2h 4h
40 4012 3987±004 4002±002 4034±007
80 8003 8082±006 8011±003 7928±011
160 16017 16011±012 16042±008 15986±007
250 25019 25002±014 24982±011 24878±009
  由表3可知,栀子苷在大鼠鼻腔洗出液中孵育
4h浓度没有明显变化,表明在此时间内栀子苷在
大鼠鼻腔洗出液中能够稳定存在。说明灌流液中药
物浓度的变化并非鼻腔内容物降解所导致。
2.4 大鼠在体鼻黏膜吸收规律
2.4.1 循环液体积对鼻黏膜吸收的影响 栀子苷
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样品的PBS(pH74)溶液(40mg·L-1)为循环液,
流速为25mL·min-1,体积分别为3,5,10mL,于
0,10,20,30,40,60,90,120min各取样100μL,同
时补加空白介质溶液100μL,直接进样,按色谱条
件测定药物含量。将各时间循环液中药物浓度的对
数对时间回归,求得不同体积时的吸收速率常数K,
结果体积在3,5,10mL时,吸收速率常数 K分别为
(440±012)×10-3,(420±021)×10-3,
(270±026)×10-3。对不同体积的 K进行 t检
验,结果表明,循环液体积为3mL和5mL时无显著
差异,当循环液体积为10mL时 K明显降低。选择
循环液的体积为5mL。不同体积时药物吸收速率
常数K的计算公式:ln[(V×Cn+∑CiVi)/V]=kt,
其中i=(n-1)。结果见图3。
图3 体积与吸收速率常数的关系(n=6)
2.4.2 循环液流速对鼻黏膜吸收的影响 配制含
栀子苷样品的 PBS(pH74)溶液(40mg·L-1)为
循环液,体积为 5mL保持不变,流速分别为 05,
15,25,35mL·min-1对栀子苷鼻黏膜吸收的影
响。试验方法同前,将各时间循环液中药物浓度的
对数对时间作图,求得不同流速时的吸收速率常数
K分别为(290±015)×10-3,(350±023)×
10-3,(420±009)×10-3,(380±018)×10-3
min-1,作K流速图。结果如图4所示。
  由图4可见,随着流速的增加,K增大,超过25
mL·min-1后,K显著减小,故以25mL·min-1作
为最佳试验流速。
2.4.3 循环液浓度对鼻黏膜吸收的影响 保持循
环液体积为5mL,流速为25mL·min-1。考察循
环液[含栀子苷样品的 PBS(pH74)溶液]在质量
浓度为40,80,160,250mg·L-1时的鼻黏膜吸收情
况。试验方法同前,测定循环液中栀子苷含量经时
变化。结果如图5所示。
图4 流速与吸收速率常数的关系(n=6)
图5 不同浓度栀子苷溶液的经时变化曲线(n=6)
  由图5可知,各浓度条件下的栀子苷溶液在大
鼠鼻腔循环液中随时间药物浓度逐渐降低,前1h
药物含量经时变化较快,而1h后药物含量经时变
化较慢,由此可知栀子苷溶液经鼻黏膜吸收存在饱
和现象。故不同浓度条件下药物的K均以前1h的
试验数据计算。将各时间循环液中药物的浓度与时
间的关系用一级动力学方程(C=C0·e
-kt)模拟处
理,线性关系较好,结果见表4。
表4 不同浓度栀子苷溶液的鼻黏膜吸收(n=6)
质量浓度
/mg·L-1
一级动力学方程 K r
40 lnC=-00041t+36897 00041 09957
80 lnC=-00040t+43798 00040 09965
160 lnC=-00043t+50731 00043 09940
250 lnC=-00045t+55160 00045 09964
  由表4数据显示,当循环液浓度不同时,其吸收
速率常数 K分别为(410±005)×10-3,(400±
014)×10-3,(430±008)×10-3,(450±
023)×10-3。t检验表明,K无显著性差异,说明 K
不随药物浓度的变化而变化,且吸收符合一级动力
学。因此,可以认为栀子苷鼻黏膜吸收机制为被动
扩散,其平均吸收速率常数为(420×10-3)min-1。
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3 讨论
3.1 影响药物鼻黏膜吸收的因素
循环液的流速和体积对药物的鼻黏膜吸收规律
的研究也有重要影响。循环液的流速过小不能使药
液充分循环,而流速过大会改变鼻腔内部的生理结
构,冲洗掉部分鼻黏膜表面的药物代谢酶,这些均会
降低鼻黏膜对药物的吸收。鼻黏膜对药物的吸收是
有限的,所测得的吸收速率常数也越小,循环液体积
要远大于循环管路及鼻腔容积否则循环液不能被充
分搅拌均匀,影响测量的准确性。因此必须选择适
当的循环液流速和体积。
3.2 药物的鼻黏膜吸收机制
Fisher[8]等曾对水溶性药物的鼻黏膜吸收情况
进行了研究。结果表明,大多数水溶性药物的鼻内
吸收随分子量的增加而降低。因此,水溶性化合物
的鼻黏膜吸收可能是由于鼻腔黏膜膜孔的滤过作
用,膜孔大小约04~1nm。本实验主要研究了不
同浓度条件下栀子苷溶液的鼻黏膜吸收规律,结果
表明,吸收速率常数与被测药物浓度无明显的相关
性。说明栀子苷溶液的鼻黏膜吸收机制为被动扩
散,其吸收符合一级动力学方程,膜孔扩散可能是主
要途径。
3.3 饱和现象的形成机制
由图5可知,栀子苷溶液鼻黏膜吸收存在饱和
现象。1h后药物含量的经时变化量很小,试验中
的K是利用前 1h的试验数据计算而来。究其原
因,可能是由于鼻黏膜长时间与药液接触,水合作用
使膜孔大大减少,且随着灌流液的冲洗,鼻黏膜表面
的部分药物代谢酶离开黏膜进入循环液中,从而阻
碍了栀子苷的进一步吸收。但其相关机制仍有待进
一步研究。
3.4 药物的鼻黏膜毒性
本实验将不同浓度条件下的栀子苷溶液经大鼠
鼻腔循环2h后,立即断头处死,去掉下颌骨及头部
软组织,脱钙处理,作病理切片,HE染色后光镜观
察鼻黏膜形态变化。结果表明,与对照组鼻腔黏膜
及黏膜下组织比较无异常现象,说明栀子苷溶液对
大鼠鼻黏膜不产生明显的刺激性反应。
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Evaluationofnasalabsorptionforgeniposidesolution
WANNa1,ZHANGHaiyan1,XURunchun2,ZHENGQin1,YANGMing1,2
(1.KeyLaboratoryofModernPreparationofTraditionalChineseMedicine,Nanchang330004,China;
2.ChengduUniversityofTraditionalChineseMedicine,Chengdu610075,China)
[Abstract] Objective:Toinvestigatetheregulationofgeniposidenasalabsorption.Method:Weusedratinsitunasalrecir
culationmethodasexperimentalmodel.Theefectsofperfusionvolume,flowrate,perfusionconcentrationonnasalabsorptionofgeni
posidewerestudied.Result:Geniposidewasstableinrats'nasallavagesolution.Attheperfusionvolume5mLandflowrate25mL
·min-1,theabsorptionrateofgeniposideremainsconstantinadoseindependentmanner.Conclusion:Themechanismofgeniposide
nasalabsorptionispassivedifusionfolowingfirstorderkineticsandtheabsorptionrateconstantis420×10-3.
[Keywords] geniposide;nasalmucosa;absorption;insituratnasalrecirculationmethod [责任编辑 周 驰]
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