王佳輝,陳 麟,孫 平,陳子豪,李海艷,蘇 青
黃芩苷脂質(zhì)體凝膠制備、質(zhì)量評(píng)價(jià)及其對(duì)痤瘡的藥效學(xué)評(píng)價(jià)
王佳輝,陳 麟,孫 平,陳子豪,李海艷,蘇 青*
成都醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,四川 成都 610500
制備黃芩苷脂質(zhì)體凝膠(baicalin liposomes gels,Bai-Lip-Gels),進(jìn)行體外質(zhì)量評(píng)價(jià),并考察其治療輕、中度痤瘡的療效。首先采用單因素試驗(yàn),以包封率、粒徑為評(píng)價(jià)指標(biāo)來考察處方工藝對(duì)脂質(zhì)體制備的影響。其次,利用各因素與包封率之間的相關(guān)性選出影響脂質(zhì)體制備的顯著因素,并運(yùn)用Box-Behnken設(shè)計(jì)-響應(yīng)面法進(jìn)一步優(yōu)化處方工藝。然后制備Bai-Lip-Gels,采用流變學(xué)進(jìn)行表征,對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行初步考察,并通過透析袋釋藥試驗(yàn)和離體皮膚透皮試驗(yàn)考察Bai-Lip-Gels的釋藥性能。最后,對(duì)Bai-Lip-Gels進(jìn)行兔耳痤瘡的藥效學(xué)評(píng)價(jià)。成功制備黃芩苷脂質(zhì)體(baicalin liposomes,Bai-Lip),其包封率為63.9%;在透射電子顯微鏡(TEM)下觀察可見脂質(zhì)體呈規(guī)則球形,結(jié)構(gòu)完整,分散均勻;其粒徑為(212.300±0.424)nm,多分散性指數(shù)(polydispersity index,PDI)為0.217±0.012,Zeta電位為(?32.4±0.9)mV,制備的Bai-Lip穩(wěn)定。制備的Bai-Lip-Gels流變學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,在4 ℃冷藏貯存穩(wěn)定性良好。離體皮膚透皮試驗(yàn)結(jié)果表明,Bai-Lip-Gels在18 h內(nèi)單位面積累積滲透量(18)為(81.38±2.81)μg/cm2,高于黃芩苷混懸劑凝膠(baicalin suspension gels,Bai-Sus-Gels)[18為(43.03±2.14)μg/cm2],并對(duì)Bai-Lip-Gels和Bai-Sus-Gels的釋放曲線進(jìn)行了方程擬合,Bai-Lip-Gels體外經(jīng)皮滲透符合一級(jí)方程,Bai-Sus-Gels經(jīng)皮滲透符合零級(jí)方程。初步藥效學(xué)試驗(yàn)表明,在給藥治療后,組織病理染色結(jié)果可知,Bai-Lip-Gels組的療效顯著,主要體現(xiàn)在減輕角質(zhì)化程度、局部組織充血、炎性程度等方面。從兔耳痤瘡模型血清中腫瘤壞死因子α、白細(xì)胞介素1β、白細(xì)胞介素6、白細(xì)胞介素8分泌的影響發(fā)現(xiàn),Bai-Lip-Gels能顯著降低兔耳痤瘡的炎癥因子水平,且療效優(yōu)于陽(yáng)性對(duì)照組阿達(dá)帕林凝膠。制備的Bai-Lip-Gels用于兔耳痤瘡治療,能有效減輕角質(zhì)化程度,減輕局部組織充血,降低炎癥因子水平,為治療輕、中度炎癥性痤瘡提供制劑開發(fā)的依據(jù)。
黃芩苷;脂質(zhì)體凝膠;Box-Behnken設(shè)計(jì)-響應(yīng)面法;經(jīng)皮滲透;痤瘡;炎癥;藥效學(xué)
黃芩苷(baicalin,Bai)是唇形科黃芩屬植物黃芩Georgi干燥根莖中提取的黃酮類活性成分[1],不僅有很強(qiáng)的抗炎活性[2],還具有抑制革蘭氏陽(yáng)性菌痤瘡丙酸桿菌的作用[3],將其開發(fā)成外用抗痤瘡制劑局部起效、避免全身影響、無肝臟首過效應(yīng)[4],具有很大的市場(chǎng)潛力。但是黃芩苷存在難溶于水,皮膚透過率低等問題,限制了其在皮膚外用制劑上的應(yīng)用[5]。陳遙等[6]采用促透劑促進(jìn)黃芩苷凝膠中黃芩苷對(duì)皮膚的經(jīng)皮透過量,在一定程度上能夠增加累積透過量,但難以解決藥物透過量達(dá)到一定限度時(shí),大量的黃芩苷滯留在皮膚表面而不能持續(xù)透過皮膚表層發(fā)揮藥效的問題。熊欣等[7]制備黃芩苷脂質(zhì)體凝膠(baicalin liposomal gels,Bai-Lip-Gels)并對(duì)體外透皮性能進(jìn)行評(píng)析,發(fā)現(xiàn)黃芩苷混懸劑凝膠(baicalin suspension gels,Bai-Sus-Gels)與普通脂質(zhì)體凝膠具有相似的體外透皮性能,在透皮性能上無顯著性優(yōu)勢(shì)。儲(chǔ)曉琴等[8]對(duì)Bai-Lip-Gels體外釋藥與穩(wěn)定性進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)Bai-Lip-Gels具有一定的緩釋性,并在低溫下貯存穩(wěn)定性更佳。
近年來,脂質(zhì)體(liposomes,Lip)作為藥用中間載體成為了一大熱點(diǎn),其類脂雙分子層結(jié)構(gòu)具有良好的生物相容性以及藥物包載能力[9],但是脂質(zhì)體溶液的流動(dòng)性,不宜長(zhǎng)時(shí)間滯留在皮膚表面。而將脂質(zhì)體均勻混合在凝膠基質(zhì)中制備的脂質(zhì)體凝膠劑,能解決流動(dòng)性問題[10],同時(shí)也具備提高藥物滯留時(shí)間、穩(wěn)定性、緩釋性以及減少藥物本身的刺激性等優(yōu)點(diǎn)[11]。因此,本研究將黃芩苷制備成脂質(zhì)體凝膠,對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià),考察流變學(xué)性質(zhì)、初步穩(wěn)定性以及體外經(jīng)皮滲透,在此基礎(chǔ)上,以兔耳痤瘡模型來評(píng)價(jià)Bai-Lip-Gels的初步藥效學(xué),為將黃芩苷開發(fā)成治療輕、中度痤瘡的外用制劑提供參考。
千分之一電子天平、十萬分之一電子天平,德國(guó)Mettler Toledo公司;pHS-4C+智能型酸度計(jì),成都世紀(jì)方舟科技有限公司;MCR302流變儀,安東帕;DV3T粘度計(jì),德國(guó)Brookfield公司;Agilent1260高效液相色譜儀,美國(guó)安捷倫公司;NanoZS90激光粒度儀,英國(guó)馬爾文儀器有限公司;JY90-IIN超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)、ST16R高速冷凍離心機(jī),寧波新芝生物科技股份有限公司;RV10旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、RW20頂置式攪拌器,德國(guó)IKA集團(tuán);優(yōu)普純水機(jī),四川優(yōu)普超純科技有限公司;JEM-1200EX透射電子顯微鏡(TEM),日本JEOL公司;Epoch酶標(biāo)檢測(cè)儀,美國(guó)BioTek Instruments公司。
健康SPF級(jí)SD雄性大鼠,200~250 g,成都達(dá)碩實(shí)驗(yàn)動(dòng)物有限公司,許可證號(hào):SCXK(川)2019-031。
清潔級(jí)雄性新西蘭兔,質(zhì)量2.0~2.5 kg,購(gòu)于成都達(dá)碩動(dòng)物養(yǎng)殖中心。飼養(yǎng)于成都醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心動(dòng)物室,使用許可證:SYXK(川)2020-196,清潔級(jí),溫度18~20 ℃,相對(duì)濕度40%。
本實(shí)驗(yàn)過程中所有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均符合成都醫(yī)學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理審查委員會(huì)相應(yīng)的審查要求。
黃芩苷對(duì)照品,成都曼思特生物科技有限公司,批號(hào)15112909,質(zhì)量分?jǐn)?shù)99%;黃芩苷原料藥(批號(hào)G07S11L123706,質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%)、大豆卵磷脂(批號(hào)T12O10F99737)、維生素E(批號(hào)D20D9S77848),上海源葉生物科技有限公司;膽固醇,批號(hào)2020010101,成都市科隆化學(xué)品有限公司;聚山梨酯80,天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;卡波姆974P,批號(hào)22318012,美國(guó)Lubrizo公司;氯仿,天津市大茂化學(xué)試劑廠;甲醇,色譜純,賽默飛世爾科技有限公司;氫氧化鈉,批號(hào)190501,四川金山制藥有限公司;中性樹膠,批號(hào)10004160,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;痤瘡丙酸桿菌,批號(hào)336443,河南省微生物菌種保藏中心;油酸,嘉興科隆化工有限公司;兔腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor α,TNF-α)、兔白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1β、IL-6、IL-8酶聯(lián)免疫分析(批號(hào)ml0016961、ml027836、ml051629、ml027347),上海酶聯(lián)生物科技有限公司;所用純化水為實(shí)驗(yàn)自制超純水。
2.1.1 色譜條件 色譜柱為Welchrom-C18柱(250 mm×4.6 mm,5mm);流動(dòng)相為甲醇-0.1%磷酸水溶液(47∶53,磷酸調(diào)pH值至2.20±0.05);體積流量1.0 mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng)280 nm;柱溫35 ℃;進(jìn)樣量20mL。
2.1.2 供試品溶液的配制 取Bai-Lip-Gels 1.0 g,置于10 mL量瓶中,加流動(dòng)相溶解定容至刻度線,同法制備3份,微孔濾膜濾后,吸取濾液1 mL至10 mL量瓶中,加流動(dòng)相稀釋至刻度,搖勻,即得供試品溶液,待測(cè)定。
2.1.3 專屬性考察 稱取黃芩苷對(duì)照品10.00 mg,置于100 mL量瓶中,用流動(dòng)相溶解并定容至刻度,制成100 μg/mL對(duì)照品儲(chǔ)備液。精密量取儲(chǔ)備液5 mL,置于10 mL量瓶中,使用流動(dòng)相稀釋并定容至刻度,制成50 μg/mL的對(duì)照品溶液;稱取空白脂質(zhì)體凝膠1.00 g,置于10 mL量瓶中,加流動(dòng)相溶解并定容至刻度;稱取Bai-Lip-Gels 1.00 g,置于10 mL量瓶中,加流動(dòng)相溶解并定容至刻度;分別取上述溶液,按“2.1.1”項(xiàng)下色譜條件測(cè)定,記錄色譜峰,考察系統(tǒng)適應(yīng)性。結(jié)果見圖1,結(jié)果表明,空白的脂質(zhì)體凝膠基質(zhì)不會(huì)干擾黃芩苷的測(cè)定,方法專屬性較高。
2.1.4 線性關(guān)系考察 稱取黃芩苷對(duì)照品10.00 mg于10 mL量瓶中,加甲醇溶解稀釋并定容至刻度,得到1 mg/mL的對(duì)照品母液。吸取母液各50、100、200、300、400、600、800mL于10 mL量瓶中,加甲醇稀釋定容至刻度,制得質(zhì)量濃度分別為5、10、20、30、40、60、80 μg/mL的系列對(duì)照品溶液。采用高效液相色譜儀進(jìn)行測(cè)定。以黃芩苷質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(),峰面積為縱坐標(biāo)()進(jìn)行線性回歸,得到標(biāo)準(zhǔn)曲線為=62.171-29.414,2=0.999 8,表明黃芩苷在5~80mg/mL線性關(guān)系良好。
A-黃芩苷對(duì)照品 B-Bai-Lip-Gels C-空白凝膠基質(zhì)
2.1.5 精密度試驗(yàn) 取黃芩苷對(duì)照品溶液,按“2.1.1”項(xiàng)下色譜條件,連續(xù)進(jìn)樣測(cè)定6次,記錄峰面積,計(jì)算得黃芩苷峰面積RSD為1.38%,表明實(shí)驗(yàn)儀器精密度良好。
2.1.6 穩(wěn)定性試驗(yàn) 按“2.1.2”項(xiàng)下方法配制10、30mg/mL黃芩苷的供試品溶液,分別在室溫下于0、2、4、6、8、10、12、24 h進(jìn)樣測(cè)定,記錄峰面積。結(jié)果顯示,10、30mg/mL黃芩苷的供試品溶液在24 h內(nèi)峰面積的RSD分別為0.33%、0.38%,表明在24 h內(nèi)供試品溶液穩(wěn)定性良好。
2.1.7 重復(fù)性試驗(yàn) 取Bai-Lip-Gels 6份,按“2.1.2”項(xiàng)下方法制備供試品溶液,按“2.2.1”項(xiàng)下色譜條件測(cè)定,記錄峰面積,計(jì)算黃芩苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)的RSD為2.78%,表明本實(shí)驗(yàn)重復(fù)性良好。
2.1.8 加樣回收率試驗(yàn) 按“2.1.2”項(xiàng)下方法配制低、中、高質(zhì)量濃度(10、30、60mg/mL)黃芩苷的供試品溶液各3份,分別加入處方比例量的輔料,進(jìn)液相測(cè)定。結(jié)果顯示,高、中、低質(zhì)量濃度回收率均在95%~105%,平均回收率為100.03%,RSD為0.25%。
2.2.1 Bai-Lip的制備 在前期脂質(zhì)體制備方法篩選的基礎(chǔ)上,采用薄膜分散法[12]制備Bai-Lip。稱取處方量的大豆卵磷脂、膽固醇、維生素E和聚山梨酯80在氯仿和甲醇混合液中溶解混合均勻,置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上,在28 ℃、55 r/min轉(zhuǎn)速下制得類脂薄膜,加入由磷酸鹽緩沖液(PBS)溶解的處方量黃芩苷,在45 ℃、低壓、旋蒸震蕩制得Bai-Lip,將制得的Bai-Lip放置常溫后冰箱冷藏一定時(shí)間,隨即將冷藏后的樣品通過探針式超聲,濾膜濾過,整粒得到Bai-Lip。
2.2.2 Bai-Lip包封率測(cè)定 取Bai-Lip 1 mL于4 ℃條件下高速冷凍離心15 min(14 000 r/min),精密吸取上清液適量,定容到1 mL,在上述“2.1”項(xiàng)HPLC條件測(cè)定其中黃芩苷的含量作為游。另取1 mL脂質(zhì)體,以10倍量的甲醇進(jìn)行破乳,測(cè)定其中黃芩苷的含量作為總,計(jì)算包封率。
包封率=(總-游)/總
2.2.3 處方工藝的單因素考察 制備Bai-Lip,固定處方中其他比例不變(基于平衡溶解度實(shí)驗(yàn)確定黃芩苷用量15 mg、水化轉(zhuǎn)速55 r/min),分別對(duì)有機(jī)溶劑(氯仿、甲醇及氯仿-甲醇2∶1、1∶1、1∶2)、類脂比(膽固醇-磷脂4∶9、3∶10、2∶11、1∶12)、水化溫度(30、35、40、45 ℃)、探超振幅(20、40、60、80、100 W)、水化體積(1、2、3、4、5 mL)、水化時(shí)間(25、35、45、55、65 min)進(jìn)行單因素考察,結(jié)果見表1~6。采用NanoZS90激光粒度儀和HPLC法測(cè)定Bai-Lip的粒徑及包封率,以考察各因素對(duì)脂質(zhì)體納米粒的粒徑及包封率的影響。
表1 溶劑種類對(duì)Bai-Lip的粒徑及包封率的影響(, n = 3)
表2 類脂比對(duì)Bai-Lip的粒徑及包封率的影響(, n = 3)
表3 水化溫度對(duì)Bai-Lip的粒徑及包封率的影響(, n = 3)
表4 探超振幅對(duì)Bai-Lip的粒徑及包封率的影響(, n = 3)
表5 水化體積對(duì)Bai-Lip的粒徑及包封率的影響(, n = 3)
2.2.4 各因素與包封率的相關(guān)性分析 對(duì)各因素與包封率之間進(jìn)行相關(guān)性分析,結(jié)果見表7。類脂比和水化體積與包封率之間的相關(guān)性顯著(<0.01),其他因素對(duì)Bai-Lip包封率影響不明顯,其影響依次為類脂比>水化體積>水化時(shí)間>水化溫度>溶劑比例>探超功率。后續(xù)的處方工藝的優(yōu)化將從類脂比、水化體積等因素入手。
表6 水化時(shí)間對(duì)Bai-Lip的粒徑及包封率的影響(, n = 3)
2.2.5 響應(yīng)面法優(yōu)化處方 根據(jù)各因素與包封率之間進(jìn)行相關(guān)性分析,選取影響較大的因素水化體積(1)、類脂比(2)、水化時(shí)間(3),進(jìn)行工藝優(yōu)化,采用3因素3水平進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),Box-behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表8,共進(jìn)行17次實(shí)驗(yàn)。采用Design-Expert 12軟件進(jìn)行處理。并對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的驗(yàn)證和對(duì)比,以此來判斷制備工藝的優(yōu)勢(shì)和可靠性。
表7 各因素與包封率的相關(guān)性分析結(jié)果
**相關(guān)系數(shù)在0.01水平上顯著(雙側(cè))
**the correlation coefficient is significant at the 0.01 level (two-sided)
表8 Bai-Lip處方工藝Box-behnken試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果
模型擬合及方差分析以包封率()為響應(yīng)值,應(yīng)用Design Expert 12軟件分別對(duì)1(類脂比)、2(水化體積)、3(水化時(shí)間)進(jìn)行多元線性回歸和二項(xiàng)式擬合,得到回歸方程=64.90+1.911+1.912+2.533-1.1312-0.2013-0.1523-7.5112-6.6122-5.0932,2=0. 984 4。
由表9可知,表明實(shí)驗(yàn)?zāi)P陀泻芨叩娘@著性 (值=48.99,<0.000 1),該方程與實(shí)際情況擬合較好。失擬項(xiàng)值=1.38,=0.369 1,說明失擬項(xiàng)不顯著,未知因素對(duì)試驗(yàn)結(jié)果干擾小。3種因素都有比較明顯的影響(<0.01),影響B(tài)ai-Lip制 備的顯著性排列順序?yàn)樗瘯r(shí)間>水化體積=類脂比。模型的相關(guān)系數(shù)2=0.984 4,因此,可以用此模型方程對(duì)制備的脂質(zhì)體的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理分析。
采用響應(yīng)面對(duì)其優(yōu)化和預(yù)測(cè),應(yīng)用Design- Expert 12軟件,基于二項(xiàng)式擬合模型,固定3個(gè)變量中的1個(gè)變量,繪制另外2個(gè)變量對(duì)包封率影響的三維響應(yīng)面,結(jié)果見圖2。
表9 Bai-Lip包封率回歸模型方差分析
圖2 各因素相互關(guān)系及包封率的三維響應(yīng)面和等高線圖
經(jīng)軟件分析篩選,得到Bai-Lip的最優(yōu)制備工藝參數(shù)為水化時(shí)間47 min,類脂比3∶10,水化體積3 mL,預(yù)測(cè)包封率分別為65.7%。
2.3.1 形態(tài)觀察 取適量脂質(zhì)體,移取PBS液進(jìn)行10倍體積稀釋。稀釋后再移取20 μL溶液,置于銅網(wǎng)上吸收后,加1%磷鎢酸適量染色1 min,自然風(fēng)干后,TEM下觀察其形狀并進(jìn)行拍照,結(jié)果見圖3。可見脂質(zhì)體呈規(guī)則球形,結(jié)構(gòu)完整,分散均勻。
2.3.2 平均粒徑及Zeta電位 取適量Bai-Lip,用PBS緩沖液10倍體積稀釋,采用馬爾文激光粒度儀對(duì)脂質(zhì)體的粒徑分布及Zeta電位進(jìn)行測(cè)定。其平均粒徑為(212.300±0.424)nm,分布均勻,多分散指數(shù)(polymer dispersity index,PDI)為0.217±0.012,Zeta電位為(?32.4±0.9)mV。
圖3 Bai-Lip的外觀及TEM圖
2.3.3 驗(yàn)證試驗(yàn) 通過相應(yīng)的優(yōu)選處方進(jìn)行溶液的配制,選擇3批樣品,并將包封率作為一個(gè)驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果見表10。其中優(yōu)選配方的平均包封率為63.9%,與預(yù)測(cè)包封率(65.7%)較為接近。進(jìn)一步表明處方的可行性。
表10 脂質(zhì)體制劑處方驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果
脂質(zhì)體為液體劑型,在皮膚上的保留時(shí)間較短,為了使藥物長(zhǎng)時(shí)間與皮膚接觸,需采用凝膠基質(zhì)對(duì)其進(jìn)行賦形。稱取卡波姆974P 0.5 g置于燒杯中并加入15.0 g純化水使其在攪拌器中先低轉(zhuǎn)速再高轉(zhuǎn)速攪拌溶脹,待溶脹充分,形成透明、細(xì)膩、無顆粒感的凝膠后加入適量的5% NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值,使pH值在6.5~7.5,即得空白凝膠基質(zhì)。
取新制備的脂質(zhì)體溶液、黃芩苷混懸液各30 mL加入至空白凝膠中抽真空緩慢攪拌形成Bai-Lip-Gels和黃芩苷混懸凝膠,形成的凝膠中黃芩苷的含藥量為3 mg/g。
2.4.1 黏度測(cè)試 采用DV3T旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)[13],計(jì)算2~5 min的單點(diǎn)平均值即為Bai-Lip-Gels的黏度。由表11可知,黏度計(jì)在25 ℃、轉(zhuǎn)速20 r/min條件下測(cè)得3批的黏度差異不大,扭矩在40%~60%,測(cè)得的黏度值可信,黏度在33~35 Pa?s,表明制備的凝膠具有良好的重現(xiàn)性。
2.4.2 流變學(xué)表征 流變學(xué)作為常見研究黏彈性流體力學(xué)性質(zhì)的重要試驗(yàn)[14],是作為表征流變性質(zhì)的特征量[15]。本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用流變學(xué)方法,通過測(cè)量凝膠的流變參數(shù),考察該凝膠在不同剪切應(yīng)力或者剪切應(yīng)變條件下測(cè)試黏度掃描、屈服應(yīng)力掃描以及振幅掃描,評(píng)價(jià)所形成凝膠的力學(xué)性能,為Bai-Lip-Gels體外評(píng)價(jià)及全面質(zhì)量控制提供參考和借鑒。
表11 Bai-Lip-Gels黏度測(cè)試
安東帕流變儀程序中選擇測(cè)量的項(xiàng)目模板,儀器預(yù)熱30 min后,先將Bai-Lip-Gels置于下板中央,再用平面刮刀將多余的樣品刮掉,待準(zhǔn)備就緒后,運(yùn)行儀器。
黏度曲線確定凝膠的流變類型以及樣品的觸變回復(fù)能力。程序參數(shù)為剪切速率0.01~100 s?1/100~0.01 s?1對(duì)數(shù)變化;取樣時(shí)間:20~1 s/1~20 s,對(duì)數(shù)變化,41個(gè)取樣點(diǎn);溫度設(shè)定為25 ℃。Bai-Lip- Gels黏度曲線見圖4。由圖4可知,隨著剪切速率的增大,Bai-Lip-Gels的黏度逐漸變稀,表明該凝膠屬于剪切變稀流體,即假塑性流體。
針對(duì)非牛頓流體,在施加的剪應(yīng)力較小時(shí)流體只發(fā)生變形,不產(chǎn)生流動(dòng)[16],當(dāng)剪切應(yīng)力增大到某一定值時(shí)該凝膠才開始流動(dòng),此時(shí)的剪切應(yīng)力達(dá)到最大值也稱為該凝膠的屈服應(yīng)力。程序參數(shù):剪切速率恒定值0.2 s?1,測(cè)試點(diǎn)取點(diǎn)時(shí)間1 s,數(shù)據(jù)點(diǎn)60個(gè)點(diǎn),結(jié)果見圖5。
振幅掃描對(duì)凝膠施加剪切應(yīng)力或者剪切應(yīng)變?cè)谝欢ǚ秶鷥?nèi)時(shí),凝膠的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彈性形變,并且產(chǎn)生的形變能夠回復(fù),結(jié)構(gòu)沒有被破壞,此時(shí)相應(yīng)的應(yīng)力或應(yīng)變?yōu)槟z的線性黏彈區(qū)。當(dāng)施加的應(yīng)力或應(yīng)變產(chǎn)生的形變不能回復(fù)時(shí),此區(qū)域?yàn)槟z的非線性黏彈區(qū)。通過對(duì)Bai-Lip-Gels進(jìn)行振幅掃描來確定樣品的線性粘彈區(qū),在此區(qū)域樣品為凝膠狀態(tài),當(dāng)儲(chǔ)能模量(′)與損耗模量(′′)相等時(shí),此時(shí)為樣品的流動(dòng)點(diǎn),見圖6。程序參數(shù):剪切應(yīng)變0.02%~100%,角頻率5 rad/s,取點(diǎn)時(shí)間30~1 s/1~30 s,共41個(gè)取樣點(diǎn),溫度25 ℃。
圖4 黏度掃描測(cè)試
圖5 屈服應(yīng)力測(cè)試
制備3批Bai-Lip-Gels,進(jìn)行流變學(xué)測(cè)試:黏度曲線掃描、屈服應(yīng)力掃描以及振幅掃描測(cè)試,得到該凝膠的相關(guān)流變學(xué)特性,結(jié)果見表12。由表12可知,黏度曲線掃描可知,剪切速率為0.1、1、10 s?1時(shí),3批樣品對(duì)應(yīng)的黏度變化范圍不大。振幅掃描可知,當(dāng)儲(chǔ)能模量′大于400 Pa時(shí),樣品處于線性黏彈區(qū),此時(shí)樣品呈凝膠狀態(tài)。由屈服應(yīng)力掃描結(jié)果可知,剪切應(yīng)力在70~90 Pa為該凝膠的屈服應(yīng)力值,3批脂質(zhì)體的流變數(shù)據(jù)較為穩(wěn)定,無明顯差異,表明該凝膠劑的流變性質(zhì)穩(wěn)定。
圖6 振幅掃描測(cè)試
表12 Bai-Lip-Gels流變學(xué)測(cè)試
-剪切速率-剪切應(yīng)力rel-觸變面積
-share rate-shear stressrel-thixotropic area
2.4.3 Bai-Lip-Gels的初步穩(wěn)定性考察 本品進(jìn)行肉眼外觀的考察,為淡黃色、細(xì)膩、均勻性良好、粘度適中的半固體凝膠,見圖7,取1.0 g加純化水稀釋至10 g,分散均勻后,用pH計(jì)測(cè)得其pH值為6.42±0.13。
圖7 Bai-Lip-Gels外觀圖
取Bai-Lip-Gels 3批,分別裝入西林瓶中,于4 ℃冷藏條件下放置30 d,分別在第7、14、21、30天取樣[17],與第0天樣品比較,Bai-Lip-Gels的外觀性狀、黏度及含量的變化,含量測(cè)定按“2.1”項(xiàng)下的HPLC方法進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果見表13。由表13可知,存放于4 ℃冷藏條件下30 d,其外觀性狀、黏度和含量均無明顯變化,表明Bai-Lip-Gels在此條件下狀態(tài)穩(wěn)定。
2.4.4 透析袋釋放實(shí)驗(yàn) 分析比較Bai-Lip-Gels與黃芩苷混懸劑凝膠體(Bai-Sus-Gels)外釋放度[18]。500 mL PBS等滲緩沖液作為釋放介質(zhì),溫度32 ℃,攪拌速度控制在300 r/min,確保釋放介質(zhì)的流動(dòng)性良好。在1、2、4、6、8、10、12、18、24、36 h,按時(shí)取樣,每次取樣3 mL,并補(bǔ)充3 mL等溫釋放介質(zhì),采用“2.1”項(xiàng)下的HPLC法測(cè)量黃芩苷含量。
表13 Bai-Lip-Gels4 ℃冷藏試驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)表明,Bai-Sus-Gels有著較快的釋放速度,在12 h前釋放較快,且在12 h時(shí),其釋放率已經(jīng)超過了90%,在18 h之后,釋放趨于穩(wěn)定。Bai-Lip-Gels中藥物釋放在前2 h釋放較快,由未包封的黃芩苷釋放所引起,2 h后釋放速率開始變緩慢,表現(xiàn)出緩釋的效果,36 h內(nèi)釋放68.53%,見圖8。
2.4.5 離體皮膚透皮實(shí)驗(yàn) 將SD大鼠采用隨機(jī)數(shù)字表將其分為2組,腹部備皮,剝離腹皮,刮去角質(zhì)層以及淺表層脂肪,用生理鹽水洗凈后剪成若干份相同大小的腹部組織,置于無菌生理鹽水中,放入?20 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>
圖8 Bai-Lip-Gels與Bai-Sus-Gels 36 h累積釋放率曲線(, n = 5)
將處理好的大鼠腹皮從?20 ℃冰箱中取出,用生理鹽水浸泡半小時(shí)。等滲PBS(pH 7.4)作為透皮吸收試驗(yàn)的接收液。皮膚角質(zhì)層面向供給池,且鼠皮面積略大于擴(kuò)散池表面積,置于Franz擴(kuò)散池的供給池與接收池結(jié)合處,用夾子固定[19]。先用接受液平衡30 min后給藥[20]。將Bai-LiP-Gels與Bai- Sus-Gels分別涂于2組大鼠腹部皮膚表面,接觸面積為3.14 cm2,水浴恒溫至(32.0±0.5)℃,300 r/min恒速攪拌。于1、2、4、6、8、10、12、18 h從接收池中取3 mL并補(bǔ)加相同量的釋放介質(zhì)。樣品置于13 500 r/min下冷凍離心15 min后,采用“2.1”項(xiàng)下的HPLC法測(cè)定藥物含量,計(jì)算單位面積累積滲透量(Q,圖9)。
Ci表示為第i個(gè)時(shí)間點(diǎn)測(cè)定的藥物質(zhì)量濃度(mg/mL),Vi表示為第i個(gè)時(shí)間點(diǎn)的取樣體積(mL),CnVn表示為第i-1個(gè)時(shí)間點(diǎn)的總藥物滲透量,A則為接收池面積(cm2),本實(shí)驗(yàn)中,V=3 mL,A=3.14 cm2
對(duì)2種凝膠在18 h內(nèi)的經(jīng)皮滲透的單位面積累積滲透量(18)進(jìn)行計(jì)算,結(jié)果詳見表14,Bai-LiP- Gels在18 h的單位面積累積滲透量(81.38±2.81)μg/cm2遠(yuǎn)高于Bai-Sus-Gels的(43.03±2.14)μg/cm2,Bai-LiP-Gels在累積透皮率上更加優(yōu)異。對(duì)Bai-Lip- Gels和Bai-Sus-Gels的單位面積累積滲透曲線進(jìn)行方程擬合,結(jié)果見表15,Bai-Lip-Gels的經(jīng)皮滲透符合一級(jí)方程要求,而Bai-Sus-Gels經(jīng)皮滲透符合零級(jí)方程。
表14 Bai-Lip-Gels與Bai-Sus-Gels各時(shí)間點(diǎn)的Qn (, n = 5)
2.5.1 兔耳痤瘡造模 選用清潔級(jí)雄性新西蘭兔18只,采用Kligman法造模[21],每天用棉簽將油酸外涂抹于雙側(cè)兔耳管開口2 cm×2 cm處,每日1次,連續(xù)15 d。于涂抹油酸第3天時(shí)同時(shí)涂抹.菌液,100 μL/耳,選用處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的.菌液。
造模第1天,兔耳柔軟,其上毛細(xì)血管清晰可見,未出現(xiàn)角化和粉刺狀顆粒生成;造模第7天,毛囊口隆起,有較多黑色角栓物質(zhì)生成,角化現(xiàn)象加重,粉刺狀顆粒物增多;造模第14天,兔耳紅腫明顯,有隆起的丘疹和膿皰,表明痤瘡造模成功。見圖10。
造模結(jié)束后,分別隨機(jī)選取空白兔耳朵和模型兔耳進(jìn)行染色切片,染色結(jié)果見圖11。其中造模兔耳染色切片,毛囊周圍大量細(xì)胞浸潤(rùn),真皮毛囊數(shù)量增多,周圍有炎癥細(xì)胞浸潤(rùn),表皮層增厚,角化不全等現(xiàn)象,表明兔耳痤瘡造模成功。
表15 Bai-Lip-Gels與Bai-Sus-Gels釋放曲線方程擬合
a-造模后第1天兔耳 b-造模后第7天兔耳 c-造模后第14天兔耳
2.5.2 分組及給藥 查閱痤瘡臨床指南,選用治療輕、中度痤瘡的一線藥物阿達(dá)帕林凝膠作為陽(yáng)性對(duì)照;以空白脂質(zhì)體凝膠作為陰性組。
A-空白組病理學(xué)觀察 B-痤瘡造模組病理學(xué)觀察,圖B中為毛囊口,為表皮層,為角質(zhì)層
18只清潔級(jí)雄性新西蘭兔,質(zhì)量2.0~2.5 kg,適應(yīng)性飼養(yǎng)1周后,隨機(jī)分為6組,分別為正常對(duì)照組:不采用痤瘡造模及用藥治療;模型實(shí)驗(yàn)組:造模成功后,不采用任何藥物治療;Bai-Lip-Gels組、Bai-Sus-Gels組、陽(yáng)性對(duì)照組和陰性對(duì)照組分別在痤瘡病損處涂抹約1 g,2次/d,治療用藥21 d。給藥結(jié)束后,每組新西蘭兔隨機(jī)選取一只進(jìn)行兔耳H&E染色切片,對(duì)其給藥后的療效進(jìn)行病理組織分析[22],結(jié)果見圖12。正常組兔耳皮膚結(jié)構(gòu)完整,無慢性炎癥改變;模型組細(xì)胞結(jié)構(gòu)不完整,皮脂腺增大,角質(zhì)化堵塞嚴(yán)重[23],呈急慢性炎癥改變;陰性組存在大量單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞浸潤(rùn),呈急慢性炎癥改變;Bai-Sus-Gels組的細(xì)胞層結(jié)構(gòu)紊亂,組織炎性程度較重;Bai-Lip-Gels組在組織病理形態(tài)學(xué)上與正常組較接近,角質(zhì)化程度、局部組織充血、炎性程度等方面得到改善;陽(yáng)性藥物組毛囊角質(zhì)化依然明顯,在炎性細(xì)胞的聚集、角質(zhì)化等方面有所改善。
a-正常對(duì)照組 b-模型組 c-陰性對(duì)照組 d-Bai-Sus-Gels組 e-Bai-Lip-Gels組 f-陽(yáng)性對(duì)照組
2.5.3 ELISA法測(cè)定兔耳痤瘡模型血清中的炎癥因子水平 在兔耳痤瘡造模15 d時(shí),在醫(yī)用酒精消毒條件下,取造模兔耳的耳緣靜脈血2 mL/只,隨即用低溫離心機(jī)離心5 min(4 ℃、3500 r/min),然后靜置30 min取上清液分裝于離心管中,保存在?80 ℃冰箱中待檢測(cè)。在分組給藥21 d時(shí),分別取6組兔耳耳緣靜脈血2 mL/只,同上方法操作,低溫離心,取靜置后上清液于離心管中,在?80 ℃冰箱中保存待檢。采用酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法檢測(cè)家兔兔耳痤瘡模型血清中TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-8的含量。
(2)血清中TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8濃度變化:由表16可知,與模型組對(duì)比,正常組和Bai-Lip- Gels組血清中TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8的質(zhì)量濃度水平均非常顯著性的低于模型組(<0.001)。表明Bai-Lip-Gels能顯著性降低兔耳痤瘡的炎癥因子水平,其中陽(yáng)性藥物組中血清中TNF-α的質(zhì)量濃度水平非常顯著的低于模型組(<0.001);而陽(yáng)性藥物組中IL-1β和IL-8的質(zhì)量濃度水平極為顯著低于模型組(<0.01);陽(yáng)性藥物組中IL-6的質(zhì)量濃度水平則顯著低于模型組(<0.05)。由以上統(tǒng)計(jì)學(xué)結(jié)果可以大致了解脂質(zhì)體凝膠組與陽(yáng)性藥物組對(duì)兔耳痤瘡的炎癥因子水平均有顯著性降低,但是脂質(zhì)體凝膠組在降低炎癥因子質(zhì)量濃度的療效更好。
表16 各組家兔血清中TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8水平(, n = 6)
與模型組比較:*<0.05**<0.01***<0.001;與正常對(duì)照組比較:#<0.05##<0.01###<0.001
*< 0.05**< 0.01***< 0.001model group;#< 0.05##< 0.01###< 0.001normal control group
中醫(yī)認(rèn)為,痤瘡的發(fā)生發(fā)展和外受風(fēng)邪、毒熱互結(jié)、肝腎陰虛、沖任失調(diào)、肺經(jīng)藴熱、濕熱蘊(yùn)結(jié)、痰濕互結(jié)等有關(guān)。從中醫(yī)視角來研究痤瘡,形成了以“濕”“熱”為辯證核心,重點(diǎn)從肺、肝、脾、腎來論治的思路[25]。現(xiàn)階段,臨床上治療重度痤瘡以口服抗生素為主,包括異維A酸軟膠囊、多西環(huán)素片、紅霉素片等,這些藥物普遍存在著療效周期長(zhǎng)、容易產(chǎn)生耐藥性、副作用多等問題。輕、中度痤瘡以局部外用藥物為主,包括阿達(dá)帕林凝膠、紅霉素軟膏等,但受阻于角質(zhì)層的屏障功能,此類藥物不能持續(xù)有效透過皮膚,難以達(dá)到讓人滿意的療效。在中醫(yī)古籍中記載痤瘡治療的外用方或是內(nèi)服方[26],黃芩高頻率的作為君藥使用。與痤瘡以“濕”“熱”為辯證核心的論治思路相統(tǒng)一的是,中藥黃芩具有清熱燥濕、瀉火解毒的功效[27],其提取物黃芩苷是其所有提取物中最具抗炎活性的物質(zhì)[2],相關(guān)研究表明[3],在同樣濃度下,黃芩苷對(duì)于痤瘡丙酸桿菌的抑制作用是甲硝唑的2倍左右,而與同濃度的紅霉素相比,藥效也在1.5倍以上。因此,將中藥單體黃芩苷制備成外用制劑具有較大的潛力。
通過單因素試驗(yàn)考察了6個(gè)因素對(duì)Bai-Lip粒徑和包封率的影響,研究發(fā)現(xiàn)粒徑可以通過適宜的探超功率來控制粒徑大小,而包封率需要通過多個(gè)因素來綜合評(píng)價(jià)。在形成Bai-Lip的前提下,水化溫度越高越不利于后續(xù)的穩(wěn)定性儲(chǔ)存,隨著儲(chǔ)存時(shí)間的延長(zhǎng),容易導(dǎo)致脂質(zhì)體破相,藥物泄露出來。前期的預(yù)實(shí)驗(yàn)以及單因素考察結(jié)果表明,40 ℃左右作為水化溫度制備樣品,在脂質(zhì)體后期的穩(wěn)定性試驗(yàn)考察中發(fā)現(xiàn)是最為穩(wěn)定的。
單因素考察篩選出對(duì)Bai-Lip的包封率影響較大的3個(gè)因素,可以減少Box-Behnken設(shè)計(jì)-響應(yīng)面試驗(yàn)的因素,減少試驗(yàn)次數(shù),得到較優(yōu)的處方工藝參數(shù)。根據(jù)最優(yōu)工藝參數(shù)制備的脂質(zhì)體包封率較大,且實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)值偏差較小,表明Box-Behnken設(shè)計(jì)-響應(yīng)面具有較好的預(yù)測(cè)性,可用于Bai-Lip的處方和制備工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
根據(jù)透析袋釋藥結(jié)果,選取0~18 h做離體皮膚透皮試驗(yàn),Bai-Lip-Gels在18 h內(nèi)的單位面積累積滲透量能達(dá)到(81.38±2.81)μg/cm2,是Bai-Sus- Gels累積滲透量的1.88倍,并對(duì)Bai-Lip-Gels和Bai-Sus-Gels的釋放曲線進(jìn)行了方程擬合,Bai-Lip凝膠體外經(jīng)皮滲透規(guī)律符合一級(jí)方程,且方程擬合系數(shù)大于0.99,Bai-Sus-Gels經(jīng)皮滲透規(guī)律更符合零級(jí)方程,方程擬合系數(shù)大于0.98,提示了2種制劑的釋放機(jī)制不同。
油酸堵塞兔耳毛囊,涂抹痤瘡丙酸桿菌15 d后,痤瘡模型造模成功。給藥21 d后,從組織病理染色結(jié)果來觀察脂質(zhì)體凝膠組的療效比較顯著,主要體現(xiàn)在減輕角質(zhì)化程度、局部組織充血、炎性程度等方面。通過給藥治療后,兔耳痤瘡模型血清中TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8分泌的影響發(fā)現(xiàn),Bai-Lip- Gels能顯著降低兔耳痤瘡的炎癥因子水平。說明Bai-Lip-Gels在短期治療輕、中度痤瘡具有良好的療效。
綜上所述,本實(shí)驗(yàn)成功制備的Bai-Lip-Gels為治療因痤瘡丙酸桿菌引發(fā)炎癥引起的痤瘡提供了制劑的依據(jù)。
利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突
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Preparation, quality evaluation of baicalin liposomes gels and its pharmacodynamic evaluation for acne
WANG Jia-hui, CHEN Lin, SUN Ping, CHEN Zi-hao, LI Hai-yan, SU Qing
College of Pharmacy,Chengdu Medical College, Chengdu 610500, China
To prepare baicalin liposomes gels (Bai-Lip-Gels), evaluate its quality, and investigate its efficacy in treating mild and moderate acne.Firstly, a single factor test was used to investigate the influence of the formulation process on the preparation of liposomes with the encapsulation efficiency and particle size as evaluation indicators. Secondly, the correlation between each factor and the encapsulation efficiency was used to select the significant factors affecting the preparation of liposomes, and then, the Box-Behnken effect surface method was used to further optimize the prescription process. Moreover, Bai-Lip-Gels was prepared, and characterized by rheology, and its stability was preliminarily investigated, and the drug release of Bai-Lip-Gels was investigated through the dialysis bag release test and theskin transdermal test performance. Finally, the pharmacodynamics of Bai-Lip-Gels was evaluated for rabbit ear acne.The baicalin liposomes (Bai-Lip) were successfully prepared, with an encapsulation efficiency of 63.9%; Under the transmission electron microscope, the liposomes were in a regular spherical shape, with complete structure and uniform dispersion. The particle size was (212.300 ± 0.424) nm, polydispersity index (PDI) was 0.217 ± 0.012, Zeta potential was (?32.4 ± 0.9) mV, and the prepared Bai-Lip was stable. The prepared Bai-Lip-gels had stable rheological properties and good storage stability at 4 ℃. The results ofskin permeation test showed that the cumulative permeation per unit area in 18 h (18) of Bai-Lip-Gels was (81.38 ± 2.81) μg/cm2, which was higher than18of baicalin suspension gels (Bai-Sus-Gels) which was (43.03 ± 2.14) μg/cm2, and the release curve of Bai-Lip-Gels and Bai-Sus-Gels was fitted with equations. The permeation of Bai-Lip-Gelsconformed to the first-order equation, and the transdermal permeation of Bai-Sus-Gels penetration conformed to the zero-order equation. Preliminary pharmacodynamic tests showed that the therapeutic effect of the Bai-Lip-Gels group was significant after administration treatment by histopathological staining, which was mainly reflected in the reduction of keratinization, local tissue congestion, and inflammation. From the effects of TNF-α, IL-1β, IL-6, and IL-8 secretion in the serum of rabbit ear acne model, it is found that Bai-Lip-Gels significantly reduced the level of inflammatory factors in rabbit ear acne, and the curative effect was better than Adapalene gel group.The preparation of Bai-Lip-Gels for the treatment of rabbit ear acne can effectively reduce the degree of keratinization, relieve local tissue congestion, and reduce the level of inflammatory factors, which provides a basis for the development of preparation for the treatment of mild and moderate inflammatory acne.
baicalin; liposomes gels; Box-Behnken design-response surface methodology; percutaneous permeation; acne; inflammation; pharmacodynamics
R283.6
A
0253 - 2670(2021)16 - 4860 - 13
10.7501/j.issn.0253-2670.2021.16.011
2021-04-30
2020年四川省科技創(chuàng)新苗子工程培育及小發(fā)明小創(chuàng)造項(xiàng)目;2020年江安縣級(jí)科技計(jì)劃項(xiàng)目
王佳輝(1995—),碩士研究生,從事中藥提取物及新制劑研究。Tel: 15756327309 E-mail: 1647906146@qq.com
蘇 青,博士,副教授,研究生導(dǎo)師,從事中藥提取物及新制劑研究。Tel: (028)62739516 E-mail: 74359178@qq.com
[責(zé)任編輯 鄭禮勝]