瞬间脉冲电场预处理对苦参碱水凝胶贴剂透皮效果的影响

1、    瞬间脉冲电场预处理对苦参碱水凝胶贴剂透皮效果的影响曲广洪1， 许强2， 周永强2(1.威海市立医院药剂科， 2.迪沙药业集团新药研发中心， 山东 威海 264200)摘 要 目的： 考察水凝胶贴剂在瞬间脉冲电场作用下的体外透皮给药规律。方法： 制备苦参碱的水凝胶贴剂，采用体外直立扩散池法考察瞬间脉冲电场作用对水凝胶贴剂中苦参碱透皮给药的影响。结果： 瞬间脉冲电场作用24 h时，水凝胶贴剂中苦参碱的累积渗透量是单独水凝胶贴剂的5.23倍(t=6.595，P<0.05)。在瞬间脉冲电场作用下，水凝胶贴剂中苦参碱在5 h前的渗透速率高于5 h以后

2、苦参碱的渗透速率;而单独的水凝胶贴剂中苦参碱的渗透速率随时间延长略有升高，但变化幅度不大(t=0.982，P>0.05)。结论： 瞬间脉冲电场能够显著提高水凝胶贴剂的透皮给药效果，两者结合将成为一种新型透皮给药技术。关键词 苦参碱; 水凝胶贴剂; 瞬间脉冲电场; 透皮给药Abstract Objective: To study the transdermal delivery of matrine from cataplasma under electroporation.Methods: Cataplasma of matrine were prepared firstly, then

3、 the effects of electroporation on the transdermal delivery of matrine were studied by vertical diffusion cell and matrine was determined by HPLC.Results: Under the electroporation, the accumulated permeation amount of matrine from cataplasma at 24 h was 5.23 folds that of cataplasma passive diffusi

4、on(t=6.595，P<0.05);the transdermal permeability for 1-5 h higher than that after 5 h. The transdermal permeability for cataplasma passive diffusion kept advancing, however, the difference was not significant(t=0.982，P>0.05).Conclusion: The efficiency transdermal delivery of matrine from catapl

5、asma could enhance by electroporation. These results suggest that cataplasma to combine with electroporation may be an efficient alternative for transdermal drug delivery of hydrophilic moleculesKey words matrine;cataplasma;electroporation;transdermal drug delivery苦参碱(matrine)是从豆科槐属植物苦参或豆科植物广豆根中分离出来

6、的生物碱，具有抗心律失常、正性肌力、抗缺氧、扩血管、降血脂、抗柯萨奇病毒和免疫调节作用1，临床上应用较为广泛。苦参碱的生物半衰期较短，因此，开发其新型透皮给药制剂具有深远的临床意义。水凝胶贴剂即巴布剂(cataplasma)，是指药物与适宜的亲水性基质混匀后涂布于背衬材料上制成的贴膏剂，具有载药量大、含水量高、与皮肤生物相容性好、无致敏、无刺激等优点而成为现代透皮给药制剂研究的热点。瞬间脉冲电场能够改变皮肤角质层脂质双分子层的定向排列，使脂质双分子层的无序结构增加，形成暂时性的、可逆的、亲水性孔道2-3，从而增加药物透皮给药的速率与累积渗透量4。本文以苦参碱为模型药物，探索在瞬间脉冲电场作用下

7、水凝胶贴剂的透皮给药规律与特点。1 材料与方法1.1 仪器与材料HIC10ASP高效液相色谱仪(日本岛津;SPD10A检测器);YP5001电子精密天平(上海良平仪器仪表有限公司);电致孔药物导入仪(西北大学电子科学系制);791型调温恒控磁力搅拌器(江苏金坛医疗仪器厂);直立扩散池(有效扩散面积Ae=3.5 cm2，容积V= 25.0 ml)。苦参碱对照品(中国药品生物制品检定所，批号1080200004);苦参碱提取物(西安鸿生生物科技有限公司，纯度95%);乙腈、无水乙醇、磷酸(色谱纯);聚丙烯酸钠NP700、聚乙烯吡咯烷酮PVPK90、EDTA、甘羟铝、酒石酸(美国国际特品有限公司上海

8、分公司);甘油(天津博迪化工股份有限公司);生理盐水(山东康宁药业);其他试剂均为分析纯。昆明种小鼠(青岛大学医学院实验动物中心提供，实验动物合格证号20090011)。1.2 苦参碱的测定方法1.2.1 苦参碱测定的色谱条件 色谱柱: NUCLEOSIL C18柱 (5.0 m， 4.6 mm×125 mm);流动相: 乙腈无水乙醇重蒸水磷酸(801460.2)，检测波长210 nm，流速1.0 ml/min;进样量: 10 l。1.2.2 标准曲线的制备 精密称取对照品苦参碱1.06 mg，用色谱甲醇定容于10 ml量瓶中，摇匀，得含苦参碱0.106 mg/ml的对照品溶液。将对

9、照品溶液以上述HPLC色谱条件检测，进样量分别为2，4，8，12，16，20 l，记录峰面积A，以峰面积A对浓度C进行线性回归，得回归方程：A =1.84×106C -8.28×104，线性范围为0.2122.120 g，r=0.9993。1.2.3 样品中苦参碱的测定 将样品液经微孔滤膜过滤后，取10 l注入高效液相色谱仪测定峰面积A，将A值代入标准曲线，计算出浓度。1.3 苦参碱水凝胶贴剂的制备将NP700、PVPK90、EDTA、甘羟铝分散于甘油中，搅拌均匀;再加入苦参碱与酒石酸的生理盐水溶液，搅拌混合均匀，涂布于医用无纺布上，静置5 d，即得苦参碱水凝胶贴剂。1.4

10、 体外透皮给药1.4.1 实验动物的处理 取体质量合格(1820 g)的健康雄性昆明种小鼠80只，脱颈处死，剪净腹毛并剥离此处皮肤，仔细剔除皮下脂肪组织，用生理盐水冲洗干净后即用。将皮肤夹于扩散池上，角质层面向供给池，真皮层面向接收池。将扩散池固定在调温恒控磁力搅拌器上，并以恒定的速度搅拌接收液，保持恒温在(32±0.5) 。1.4.2 水凝胶贴剂的透皮给药 取面积为1.9 cm×1.9 cm苦参碱水凝胶圆形贴剂，贴敷于固定在扩散池上的小鼠皮肤上，在扩散池内加入25.5 ml蒸馏水作为接受液(使取样管内的液面始终保持一致且高于皮肤)。然后于1，2，4，8，12，15，20，

11、24 h分别取样0.5 ml，并补加等量的新鲜蒸馏水，共取8个样，采用HPLC法测定接受液中苦参碱的含量，按照如下公式计算累积渗透量与渗透速率。累积渗透量M=CV/Ae，渗透速率J=M/t;C为样品液中苦参碱的质量浓度，V为扩散池的容积，Ae为有效扩散面积，t为取样点的时间间隔。1.4.3 瞬间脉冲电场作用下水凝胶贴剂的透皮给药 将处理好的小鼠皮肤进行电脉冲预处理，电脉冲的条件是脉冲电压150 V、每次脉冲时间0.8 ms、波形为正玄波、脉冲频率100次/min、总脉冲数为200次。电脉冲完毕后，将小鼠皮肤固定于扩散池上，其余操作同“1.4.2”。计算各时间点样品的累积渗透量与渗透速率。2 结

12、 果2.1 苦参碱透皮给药的累积渗透量水凝胶贴剂中苦参碱的累积渗透量见图1。24 h时，在瞬间脉冲电场作用下苦参碱的累积渗透量(413.32±35)g /cm2是水凝胶贴剂中苦参碱累积渗透量(79.02±21)g/cm2的5.23倍;结果表明，瞬间脉冲电场能够显著促进水凝胶贴剂中苦参碱的透皮吸收，与单独水凝胶贴剂比较，差异有统计学意义(t=6.595，P<0.05)。2.2 苦参碱透皮给药的渗透速率苦参碱贴剂和瞬间脉冲电场作用下苦参碱贴剂透皮给药的渗透速率。由结果可知，在瞬间脉冲电场作用下，水凝胶贴剂中苦参碱的渗透速率始终高于单独水凝胶贴剂;且在瞬间脉冲电场作用下，苦

13、参碱5 h前的渗透速率高于5 h以后苦参碱的渗透速率。而单独的水凝胶贴剂中苦参碱的渗透速率虽然略有升高，但变化幅度不大(t=0.982，P>0.05)。20 h以后，两者之间比较，差异无统计学意义(t=1.059，P>0.05)。3 讨 论本文研究了在瞬间脉冲电场作用下，水凝胶贴剂中苦参碱的透皮给药规律。制备的苦参碱水凝胶贴剂黏性良好，易于黏附于皮肤上，且不易脱落;其电阻值为3×103，而人体皮肤的电阻为2×103×103，因此，制得的水凝胶贴剂具有良好的导电性。水凝胶贴剂含有大量的水分和甘油，可以在一定程度上促进角质细胞发生水合作用，水合后角质细胞膨

14、胀，间隙增大，结构疏松;随着时间延长角质细胞水合程度增大，对药物分子的透皮障碍作用降低，使药物的渗透性增强。由实验结果可知, 在瞬间脉冲电场作用下，水凝胶贴剂中苦参碱的透皮给药效果显著提高，在24 h时，苦参碱的累积透过量是水凝胶贴剂累积渗透量的5.23倍，两者之间差异有统计学意义。其原因是瞬间脉冲电场使皮肤角质层的脂质双分子层产生暂时性的、可逆性的、亲水性孔道以增加皮肤的通透性，从而将药物通过皮肤导入体内。有研究认为，与传统的被动扩散透皮给药相比较，瞬间脉冲电场可极大增加药物透皮给药的速率与累积渗透量5。瞬间脉冲电场作用下5 h前的渗透速率高于5 h以后苦参碱的渗透速率，提示瞬间脉冲可使皮肤

15、上形成的亲水性孔道维持5 h左右，以后逐渐消失而使皮肤的渗透性降低。也有研究报道脉冲电场作用下皮肤上形成的孔道可能在4 h左右恢复6，表明瞬间脉冲电场对于皮肤是安全的。瞬间脉冲电场与水凝胶贴剂结合将成为一种新型透皮给药技术，如能够在中医的经络穴位理论指导下使用7，会因经络穴位对疗效的放大作用而发挥显著的治疗效果，因此，该技术将具有广泛的应用前景。参考文献1 沈映君.中药药理学M. 北京：人民卫生出版社，2000:226-229.2 Medi BM, Singh J. Electronically facilitated transdermal delivery of human parathy

16、roid hormoneJ. Int J Pharm, 2003, 263(1-2):25-33.3 Dujardin N, Staes E, Kalia Y, et al. In vivo assessment of skin electroporation using square wave pulsesJ.J Control Release, 2002, 79(1-3):219-227.4 GharteyTagoe EB, Morgan JS, Neish AS, et al. Increased permeability of intestinal epithelial monolayersmediated by electroporationJ.J Control Release, 2005, 103(1)：177-190.5 Denet AR, Vanbever R, Préat V. Skin electrop