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Studies on in vivo release of berberine hydrochloride from carboxymethyl konjac glucomannan pellets in rats

盐酸小檗碱羧甲基魔芋胶小丸在大鼠体内释药研究



全 文 :盐酸小檗碱羧甲基魔芋胶小丸在大鼠体内释药研究
张 瑜1,侯世祥2
(1.河南大学 中药研究所,河南 开封 475004;
2.四川大学 华西药学院,四川 成都 610041)
[摘要] 目的:研究盐酸小檗碱羧甲基魔芋胶小丸在大鼠体内的药物吸收及胃,小肠和结肠组织中药物浓度
经时变化,评价其结肠定位释药特性。方法:将盐酸小檗碱羧甲基魔芋胶小丸(小丸组)和盐酸小檗碱羧甲基纤维
素混悬液(对照组)大鼠灌胃给药(以盐酸小檗碱计,给药剂量50mg·kg-1),采用HPLC测定大鼠体内盐酸小檗碱
在血浆,胃,小肠和结肠组织中的浓度,计算药物相对靶向释药指数。结果:盐酸小檗碱在血浆和组织匀浆中线性
范围分别为00252~252mg·L-1(r=09992)和0126~2522mg·L-1(r>099),血浆和组织匀浆中检测限分
别为10,8mg·L-1,小丸组血浆中药时曲线下面积(AUC0→∞)是对照组的0477倍;小丸组胃,小肠,结肠组织
AUC0→∞分别是对照组的0187,0228,200倍;小丸组在大鼠胃,小肠,结肠组织的药物相对靶向释药指数分别为
03924,04786,4193。结论:盐酸小檗碱羧甲基魔芋胶小丸具有较好的结肠定位释药特性。
[关键词] 盐酸小檗碱;羧甲基魔芋胶;体内药物释放;结肠定位给药系统
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(2008)13159105
[收稿日期] 20070910
[通讯作者] 侯世祥,Tel:(028)85502809,Email:housix@263.
net
  近年来,炎症性肠道疾病(包括溃疡性结肠炎、
克罗恩氏病等)在我国的发病率呈上升趋势,其治
疗主要采用5氨基水杨酸或糖皮质激素等药物的
口服给药,但普通制剂用药存在药效差、副作用大等
问题,因此,口服结肠定位给药系统(oralcolonspe
cificdrugdeliverysystem,OCDDS)成为炎症性肠道
疾病新型治疗系统的研究热点[1]。
羧甲基魔芋胶(carboxymethylkonjacglucoman
nan,CMKGM)作为我国优势植物资源魔芋提取
物———魔芋胶的氯乙酸醚化改性产物,可用于新型
给药系统的制备[2,3]。前期研究发现,CMKGM具有
凝胶成丸、被结肠微生物酶特异性降解等性质,可作
为载体材料用于小丸剂的制备,体外药物释放研究
发现,CMKGM小丸具有结肠定位释药的特性[3,4],
为进一步评价其作为 OCDDS的可行性,作者选择
炎症性肠道疾病治疗用中药成分———盐酸小檗碱
(berberinehydrochloride,BH)为模型药物[5],采用滴
制离子胶凝法制备 BH羧甲基魔芋胶小丸,通过比
较小丸和BH羧甲基纤维素混悬液(对照组)大鼠灌
胃给药后,体内血浆和胃,小肠及结肠组织中药物浓
度的经时变化规律,并计算药物相对靶向释药指数,
探讨小丸在大鼠体内胃、肠道的释药特性,目前国内
外未见相关报道。
1 材料
1.1 动物
SD大鼠48只,雌雄各半,体重(200±20)g。
四川大学实验动物中心提供,合格证号川实动管第
70号。
1.2 药物与试剂
盐酸小檗碱(四川亚宝光泰制药有限公司,纯
度 993%);羧甲基魔芋胶(自制,醚化度 0479),
甲醇(色谱纯),其他试剂和试药均为分析纯。
1.3 仪器
Agilent1100Series高效液相色谱仪(美国);St
artorious1721型电子天平(西德);YKH-Ⅱ型液体
快速混合器(江西医疗器械厂);SK-5200H超声清
洗仪(上海科导超声仪器有限公司);TGL-16G台
式高速离心机(上海安亭科学仪器厂)。
2 方法
2.1 制剂的制备
2.1.1 BH羧甲基魔芋胶小丸 配制 20g·L-1
CMKGM水溶液,加入BH(BH与CMKGM质量比2∶
1),搅拌得均匀混悬液,将上述混悬液滴加至10倍
体积量的凝胶液(pH30,含5g·L-1三氯化铁和
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25g·L-1壳聚糖)中,凝胶化8h后,过滤收集小
丸,用水冲洗丸粒后,37℃干燥,再置于50℃烘箱
中热处理10h;将以上制得小丸在30g·L-1氯化钙
溶液中搅拌10min,取出吸干丸粒表面溶液后,置于
6g·L-1海藻酸钠溶液中,包衣10min,过滤收集小
丸,用水冲洗除去丸粒表面未凝胶化的海藻酸钠,37
℃干燥,即得(BH含量4984%,粒径0998mm)。
2.1.2 BH羧甲基纤维素混悬液 称取羧甲基纤
维素05g,加于90mL蒸馏水中,搅拌使其溶解,然
后称取BH10g,加至上述溶液中,搅拌,并补加蒸
馏水至100mL,即得(10g·L-1)。
2.2 BH测定用高效液相色谱法的建立
2.2.1 色谱条件 迪马 C18色谱柱(46mm×150
mm,5μm);流动相磷酸盐缓冲液(005mol·L-1磷
酸二氢钾,含05%三乙胺,用磷酸调 pH35)甲
醇(60∶40);流速1mL·min-1;检测波长345nm;柱
温30℃;进样量15μL。
2.2.2 生物样品的处理及测定方法 分别称取大鼠
胃,小肠和结肠组织,按5mL·g-1的比例加入005
mol·L-1磷酸盐缓冲液(pH68),匀浆处理得匀浆
液。分别精密吸取大鼠血浆、组织匀浆液各04mL,
置离心管中,加入甲醇 12mL,旋涡振荡 5min,
12000r·min-1离心10min,精密吸取09mL上清
液至离心管中,50℃真空挥干溶剂,加入015mL甲
醇溶解残渣,旋涡混合5min,超声15min,12000r·
min-1离心10min后取上清液15μL进样,测定。
在上述色谱条件下,得空白血浆,空白各组织及
各生物样品和BH的色谱图,见图1。
图1 盐酸小檗碱的高效液相图谱
A.空白血浆;B.血浆样品;C.空白结肠组织;D.结肠组织样品;E.盐酸小檗碱对照品;F.空白胃组织;G.胃组织样品;H.空白小肠组织;
I.小肠组织样品;1盐酸小檗碱
  由图1中各色谱图比较发现,在选定的色谱条
件下,血浆及各组织中内源性物质与 BH分离良好,
不干扰 BH的测定,各生物样品中 BH的保留时间
11min左右。
2.2.3 标准曲线的制备 精密吸取空白生物样品
04mL,分别加入不同量 BH,配得含不同 BH浓度
的生物样品(血浆分别为 00252,0126,0252,
0504,126,252mg·L-1;胃,小肠和结肠组织匀
浆均分别为0126,0252,0504,252,1261,2522
mg·L-1),按2.2.2项下操作,将峰面积(A)对 BH
浓度(C)进行线性回归,得标准曲线:
血浆A=5687C+03667,r=09992;胃组织
A=7095C+3452,r=09993;小肠A=6736C+
2649,r=09992;结肠 A=7007C-3398,r=
09989。各生物样品中,BH的峰面积(A)与其浓
度(C)线性关系良好。
2.2.4 检测限测定 当信噪比(S/N)=3时,BH在
血浆和组织匀浆中的检测限分别为10,8μg·L-1。
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2.2.5 回收率和精密度测定 在空白生物样品中分
别加入不同量BH,得高、中、低3种质量浓度的含
药生物样品,按2.2.2项下操作,计算 BH浓度,
以测得量与加入量之比计算方法回收率;分别于日
内测定5次及连续测定5d,计算日内和日间精密
度,结果见表1。
表1 各生物样品中BH测定的回收率和日内、
日间精密度(n=5)
样品
BH加量
/μg
RSD/%
日内 日间
回收率/%
血浆 00242 413 657 1049±795
  01816 406 302 1021±549
  08576 098 211 9644±213
胃  00706 703 487 1033±445
  08072 330 282 9694±199
  90810 149 155 9753±381
小肠 00706 579 498 1040±855
  08072 219 561 1010±195
  90810 302 292 9879±454
结肠 00706 539 632 1051±720
  08072 118 278 1026±582
  90810 232 209 9995±278
  由上表数据可知,该方法准确,重复性好,可用于
BH在生物样品中的质量浓度测定。
2.3 实验设计和数据处理
SD大鼠随机分成6组,每组8只,实验前禁食12
h,其中3组大鼠经口插聚乙烯管,灌胃BH羧甲基魔
芋胶小丸适量(以BH计,给药剂量为50mg·kg-1大
鼠体重),同时灌服5g·L-1羧甲纤维素钠溶液1
mL,作为小丸组;另3组大鼠灌胃BH羧甲基纤维素
混悬液适量(给药剂量同小丸组),作为对照组。大鼠
给药后,分别于05,1,2,4,6,8,12,24h时间点,经股
动脉取血4mL置于含肝素钠的离心管中,6000r·
min-1离心10min得血浆,冷藏备用;然后将大鼠处
死,取除去内容物的胃,小肠和结肠组织用pH68的
PBS漂洗3次,每次30mL,吸干水分后,冷藏备用;按
2.2.2项下操作,测定样品中BH浓度。
采用相对靶向释药指数(drugdeliveryindex,
DDI)对BH羧甲基魔芋胶小丸的结肠定位释药特
性进行评价[6]。
药物的相对靶向释药指数(DDI)=
(AUC1/AUC2)
(AUC3/AUC4)
其中AUC1,AUC3,AUC2,AUC4分别表示小丸组
的各组织和血浆中药物浓度时间曲线下面积和对
照组的各组织和血浆中药物浓度时间曲线下面积。
AUC0→∞采用梯形法计算,其中消除速度常数k通过
残数法求取;Tmax和 Cmax采用实测值。采用 SPSS
100软件对小丸组和对照组的体内药动学参数进
行两两t检验。
3 结果
3.1 血浆药物浓度变化
大鼠灌胃给药后,血浆药物浓度的经时变化曲
线见图2。
图2 不同BH制剂大鼠灌胃给药的血浆药时曲线
(珋x±s,n=3)
  对照组药时曲线无时滞,Tmax为 2h,Cmax为
(0345±0084)mg·L-1,AUC0→∞为 3950mg·
h-1·L-1;小丸组药时曲线存在1h时滞,Tmax延后
至8h,Cmax为(0136±0085)mg·L
-1低于对照
组,AUC0→∞(1884mg·h
-1·L-1)为对照组的
0477倍。另外血浆中药物浓度较低,这与 BH胃、
肠道吸收差有关;对照组的药时曲线出现双峰现
象,这与BH存在肝肠循环有关[7]。
3.2 胃组织药物浓度变化
大鼠灌胃给药后,胃组织药物浓度的经时变化
曲线见图3。
图3 不同BH制剂大鼠灌胃给药的胃组织药时曲线
(珋x±s,n=3)
  与对照组相比,小丸组Tmax由05h延后至4h,
Cmax明显降低(P<001),AUC0→∞(9208μg·h
-1
·g-1)为对照组(4916μg·h-1·g-1)的 0187
倍。
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3.3 小肠组织药物浓度变化
大鼠灌胃给药后,小肠组织药物浓度的经时变
化曲线见图4。
图4 不同BH制剂大鼠灌胃给药的小肠组织药时曲线
(珋x±s,n=3)
  与对照组相比,小丸组 Tmax由2h延后至4h,
Cmax明显降低(P<001),AUC0→∞(1806μg·h
-1
·g-1)为对照组(7905μg·h-1·g-1)的 0228
倍。
3.4 结肠组织药物浓度变化
大鼠灌胃给药后,结肠组织药物浓度的经时变
化曲线见图5。
图5 不同BH制剂大鼠灌胃给药的结肠组织药时曲线
(珋x±s,n=3)
  对照组药时曲线的Tmax为6h,Cmax为(6066±
954)μg·g-1,AUC0→∞为8052μg·h
-1·g-1;小
丸组药时曲线前6h药物浓度低于对照组,Tmax延
后至8h,而Cmax为(9596±2362)μg·g
-1明显高
于对照组(P<005),AUC0→∞(16103μg·h
-1·
g-1)为对照组的2倍。
3.5 相对靶向释药指数的计算
与对照组相比,小丸组的胃,小肠和结肠组织的
DDI值分别为03924,04786,4193。
4 讨论
目前,OCDDS的体内释药特性评价方法主要有
3种:①血药浓度经时变化规律[8];②胃、肠道不同
部位药物浓度及分布规律[9];③制剂进行放射性标
记,采用 γ闪烁成像法监测其在胃、肠道内的转运
及存在状态,了解制剂所处位置及其崩散情况,特别
适用于剂量单元制剂(如片剂、胶囊剂等)[10]。本研
究中,考虑到 γ闪烁成像法要进行放射性标记,存
在一定的安全性问题,并且 BH羧甲基魔芋胶小丸
属于剂量多单元制剂,给药后在整个胃、肠道中广泛
分布,不便于对制剂在胃肠道的崩散释药情况进行
评价,确定采取测定小丸给药后血药浓度和胃,小肠
及结肠组织中药物浓度的经时变化,并计算药物对
胃,小肠和结肠组织的 DDI值,来评价小丸剂的大
鼠体内释药特性。
考虑到试验中生物样品处理操作方法简便,确
定采用HPLC外标法进行体内生物样品的测定,经
标准曲线制备,方法回收率和日内、日间精密度试验
结果证实,此方法简便、快速、可靠;BH作为季铵型
生物碱,在C18反相 HPLC系统中拖尾严重,采用在
流动相中添加三乙胺,并用磷酸调节流动相 pH的
方法,可有效抑制BH拖尾。
考虑到BH胃、肠道吸收差,为提高血浆药物浓
度,确定大鼠灌胃给药剂量为50mg·kg-1(以 BH
计)。由于BH在水中溶解度低,作者采用羧甲基纤
维素配制BH混悬液作为对照组制剂,溶液中羧甲
基纤维素浓度为5g·L-1,过高不利于灌胃操作,过
低则BH在混悬液中不易均匀分散,影响给药剂量
的准确性。
BH羧甲基魔芋胶小丸和 BH混悬液灌胃给药
后,两种制剂在大鼠胃、肠道的药物释放及吸收情况
有所不同,表现为:①与对照组相比,小丸组血浆药
时曲线存在时滞,Tmax延后,Cmax和AUC0→∞均有所降
低;②小丸组胃,小肠组织中药物浓度始终低于对照
组;③小丸组结肠组织中药物浓度开始低于对照组,
6h后则高于对照组,Tmax延后,Cmax和 AUC0→∞均高
于对照组;④与对照组相比,小丸组对胃,小肠组织
的DDI值均小于1,而对结肠组织的 DDI值大于1。
以上结果提示,BH羧甲基魔芋胶小丸在胃、肠道上
段的药物释放量较少,造成胃,小肠组织药物浓度
低,同时药物吸收存在时滞并且吸收量减少,表现为
血浆药时曲线中 Tmax延后,Cmax和 AUC0→∞降低;小
丸转运至结肠部位后,在结肠特有微生物酶的降解
作用下,丸粒骨架溶蚀而大量释放药物,造成小丸组
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的结肠组织中药物浓度高于对照组。由此可见,BH
羧甲基魔芋胶小丸在大鼠体内具有结肠定位释药特
性,其价值还需进一步通过对炎症模型动物的治疗
效果评价来证实。
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(1.InstituteofChineseMaterialMedica,HenanUniversity,Kaifeng475004,China;
2.WestChinaSchoolofPharmacy,SichuanUniversity,Chengdu610041,China)
[Abstract] Objective:Toobservetheabsorptionandconcentrationofberberinehydrochloride(BH)ingastric,entric,colon
ictissueafterintragastricadministrationofBHcontainingcarboxymethylkonjacglucomannanpeletsforevaluatingcolonspecificdrug
deliverycharacteristicsofthepelets.Method:BHcontainingcarboxymethylkonjacglucomannanpelets(peletsgroup)andBHcon
tainingcarboxymethylcelulosesuspension(controlgroup)wereintragastricadministratedtoratsatthedoseof50mg·kg-1,respec
tively.AhighperformanceliquidchromatographymethoddeterminatedBHconcentrationinratplasmaandtissue.Drugdeliveryindex
(DDI)wascalculated.Result:TherangeofBHinplasmaandtissueinratswere00252252mg·L-1(r=09992)and0126
2522mg·L-1(R>099),respectively.ThedetectionofBHinplasmaandtissuewere10μg·L-1and8μg·L-1,respectively.
Theareaunderthecurve(AUC0→∞)intheplasmasamplesofpeletsgroupwas0477timesthatofthecontrolgroup;inthegastric,
entric,colonictissue,theAUC0→∞ ofpeletsgroupwasasmuchas0187,0228,200timesthatofthecontrolgroup,respectively.
TheDDIofthepeletswas03924,04786,4193inthegastric,entric,colonictissueoftherat,respectively.Conclusion:Car
boxymethylkonjacglucomannanpeletsmaybeausefulcarierofBHforcolonspecificdelivery.
[Keywords] berberinehydrochloride;carboxymethylkonjacglucomannan;invivodrugrelease;colonspecificdrugdelivery
system
[责任编辑 古云侠]
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