酮洛芬羟丙基?β?环糊精凝胶剂的制备及其经皮渗透性
【摘要】 目的筛选酮洛芬羟丙基?β?环糊精(KP?HP?β?CD)凝胶剂的最佳处方,比较该凝胶剂与酮洛芬(KP)游离药物凝胶的离体皮肤渗透性,探讨包合物作为载体对KP经皮渗透的影响。方法以高温下KP含量变化作为稳定性指标,采用正交实验设计确立最佳处方。采用改良双室渗透池作为离体皮肤的渗透试验装置,测定KP在接受液内的累积透过药量和皮肤内的滞留药量。结果pH为7.0、每100 g凝胶剂中助溶剂丙二醇用量20 mL、抗氧化剂NaHSO3为0.3 g时,包合物凝胶剂黏度适中,稳定性最好。包合物凝胶剂经皮渗透过程符合零级释放动力学,与游离KP凝胶剂相比,前者药物透过皮肤速率明显减慢,透皮24 h后,药物在皮肤内滞留量约为后者的2.5倍。结论KP?HP?β?CD包合物凝胶剂处方设计合理,性质稳定。以包合物为KP载体、卡波姆为基质的凝胶剂具有促进药物进入皮肤的作用。
【关键词】 酮基布洛芬 包合物 凝胶剂 正交法 经皮渗透
酮基布洛芬(酮洛芬,ketoprofen,KP)为非甾体镇痛消炎药,具有明显的消炎和解热作用,但其溶解度较小,稳定性较差,口服给药有胃肠道不良反应。笔者以羟丙基?β?环状糊精(hydroxypropyl?β?cyclodextrin,HP?β?CD)为主分子,制成酮洛芬?羟丙基?β?环状糊精包合物(KP?HP?β?CD),使KP溶出度和稳定性能显著改善[1],并进一步将KP?HP?β?CD包合物制成以卡波姆为基质的凝胶剂,通过包合物凝胶与游离药物凝胶的离体皮肤体外渗透性的对比实验,探讨包合物作为载体对KP皮肤渗透的影响,为KP皮肤局部给药制剂提供实验依据。
1材料与方法
1.1材料分光光度计(UV?2001,上海光谱仪器厂);超声波清洗仪(CQ?80型,昆山超声仪器厂);冷冻真空干燥机(FD?1,北京博医康技术公司);酸度计(pHB型,杭州东星仪器设备厂);渗透扩散装置(自制);恒温磁力搅拌器(DF?101B,浙江乐戌电器厂)。酮基布洛芬(西南合成制药厂);HP?β?CD(西安德立生物化工有限公司);卡波姆940(上海精诚化工有限公司);其他试剂均为分析纯。
1.2方法
1.2.1测定凝胶剂中KP含量
1.2.1.1确定检测波长和标准曲线称取适量KP,用磷酸盐缓冲液(pH 7.4)溶解制备KP溶液,以磷酸盐缓冲液为空白,在200~400 nm作紫外扫描。精密称取KP 8.0 mg,用磷酸盐缓冲液(pH 7.4)溶解并制成系列浓度溶液,摇匀后于最大吸收波长处测定吸光度值(A),以KP浓度(C)为横坐标,其A为纵坐标进行线性回归,求得KP在磷酸盐缓冲液中的回归方程,并进行稳定性和回收率考察。
1.2.1.2测定凝胶样品中KP含量精密称取凝胶5 g(含KP 50 mg),加入无水乙醇20 mL超声30 min,用PBS缓冲液稀释适当倍数后,于最大吸收波长处测定A,代入回归方程求得KP含量。
1.2.2制备KP?HP?β?CD包合物[2]按摩尔比1∶1称取HP?β?CD 45.275 g和KP 7.507 g,HP?β?CD置锥形瓶中,加水90 mL溶解,包合温度45 ℃,固定转速500 r/min,KP用无水乙醇溶解后逐滴加入HP?β?CD溶液中,恒温搅拌4 h后撤去水浴,继续搅拌冷却至室温得包合物溶液,溶液真空冷冻干燥后研细,过80目筛即得。
1.2.3KP?HP?β?CD包合物凝胶剂处方优化试验
1.2.3.1处方根据[3?4]及预试结果,凝胶剂处方为卡波姆1.2%,KP 1%,甘油5%,羟苯乙酯1%,丙二醇、亚硫酸氢钠和三乙醇胺按各因素水平添加,纯化水加至100 g。
1.2.3.2制备KP?HP?β?CD包合物凝胶剂KP?HP?β?CD包合物用丙二醇溶解,亚硫酸氢钠用蒸馏水10 mL溶解备用。称取卡波姆1.2 g撒于纯化水50 mL中,充分溶胀,加入甘油5 g、亚硫酸氢钠溶液、KP?HP?β?CD丙二醇溶液,搅拌混匀;加三乙醇胺调pH值,加蒸馏水至100 g,分装即得[5]。
1.2.3.3凝胶剂处方的考察因素根据KP的理化性质和预试验情况,选择凝胶剂处方中的pH值(A) 、丙二醇用量(B) 、亚硫酸氢钠用量(C)三因素作为可变因素进行KP含量稳定性考察,其中每个因素各取3水平,按照L9(34)表进行试验。
1.2.3.4正交试验[6] 按照L9(34)表制备9份包合物凝胶剂样品,装入瓶中,密封,80 ℃下放置2 d。2 d后观察样品外观,测定样品中KP含量,并对结果进行方差分析[6]。
1.2.3.5优化处方验证实验按照最佳处方重复制备3批次的KP?HP?β?CD包合物凝胶剂,80 ℃下放置2 d后分别检测各批次凝胶剂的KP含量。同时,按照最佳处方,基质和其余辅料不变,游离KP代替KP?HP?β?CD包合物,制备游离KP凝胶剂作为对照品,进行经皮渗透性研究。
1.2.4体外经皮渗透性试验[7]
1.2.4.1制备鼠皮取健康雄性大鼠(200 g左右)1只,乙醚麻醉,脱颈处死。用脱毛剂除去腹部皮肤的毛,剥离腹部皮肤。将皮肤角质层向下平铺于玻璃板,剔除皮下脂肪和粘连物,生理盐水反复冲洗,剪成半径3 cm的圆片,滤纸吸水后称质量,选用质量接近的鼠皮做对照实验。
1.2.4.2体外经皮扩散试验采用改良双室渗透扩散装置,包括扩散池、接受池和恒温磁力搅拌器。以鼠皮为渗透膜,有效扩散面积3.80 cm2,接受池内置磁力搅拌子,池口固定有取样针,扩散装置置于恒温磁力搅拌器中,控制温度(37±1)℃。将鼠皮的角质层朝上固定于扩散池和接受池之间,接受池中加入pH 7.4磷酸盐缓冲液75 mL,扩散池中加入凝胶剂2 g。开动搅拌装置并开始计时,于0.5,1,2,4,6,8,10,12,24 h从接受池取样4 mL,同时补充同温度接受液4 mL。样品溶液经微孔滤膜过滤,以缓冲液为空白,于260 nm处测定吸光度(A),将A值代入标准曲线KP浓度和累积释药量(QT)。
1.2.5离体皮肤药物滞留量24 h后停止透皮渗透试验,将鼠皮取下,刮去表面凝胶,用生理盐水冲洗干净后剪碎,置于锥形瓶中。加入无水乙醇10 mL,超声30 min提取皮肤中的KP,重复3次。过滤并合并提取液,用磷酸盐缓冲液稀释适当倍数后于260 nm处测定吸光度,分别计算包合物凝胶剂和游离KP凝胶剂的KP在皮肤的滞留量(QR)。
1.3统计学处理对正交试验结果进行显著性F检验(即方差分析);对累积释药量QT进行配对设计t检验。
2结果
2.1确定检测波长和标准曲线在200~400 nm波长对KP溶液进行紫外扫描,KP的最大吸收波长为260 nm,而按处方比例配制的各辅料溶液在此波长处无吸收,因此选定260 nm为测定波长。KP浓度在1.5~15.0 mg/L与吸光度呈良好的线性关系,线性方程为A=0.063 1C+0.007 2,r=0.999 8。该含量测定方法稳定,回收率符合要求。
2.2正交试验正交因素水平见表1,正交试验结果见表2。表1包合物凝胶剂处方优化因素水平表表2包合物凝胶剂正交试验结果极差R确定主次因素顺序,即影响凝胶KP含量的因素依次为A>B>C,最佳处方为A2B3C2,即pH值为7、丙二醇用量为20 mL及亚硫酸氢钠用量为0.3 g(每100 g凝胶剂)。方差分析显示,A因素(pH)的各水平间存在差异性。
2.3优化处方验证按照A2B3C2处方条件,高温放置2 d后的凝胶剂KP含量为(97.84±0.32)%,含量稳定性均高于实验设计的9种处方工艺。
2.4体外经皮渗透性试验以KP经皮渗透的累积释药量(QT)对时间(t)作图,得相应的渗透动力学曲线(图1),t检验显示,包合物凝胶剂与游离KP凝胶剂渗透动力学曲线差别有统计学意义(P<0.01)。两样品的经皮渗透均符合零级过程,经线性回归得渗透动力学直线方程,直线的斜率即透皮速率常数。
QT包合物=0.417 6t+0.618 1,r=0.999 8
QT游离=0.558t+1.830 7,r=0.988 3
包合物凝胶剂透皮速率为109.89 μg·cm-2·h-1,游离KP凝胶剂为146.84 μg·cm-2·h-1,前者透过皮肤的速率明显减慢。
2.5离体皮肤药物滞留量包合物凝胶剂的KP在皮肤中的QR为(7.16±1.22)mg,游离KP凝胶剂KP的QR为(2.83±0.69)mg,24 h后前者QR明显大于后者;将药物皮肤滞留量换算成药物百分率,前者为35.9%,后者为14.2%;同时二者分别有10.3%和13.6%的KP滞留在皮肤外。
3讨论
丙二醇作为溶解剂制备水性凝胶剂,同时丙二醇和甘油一样还具有保湿功能；KP在高温下易氧化分解,处方中亚硫酸氢钠为抗氧化剂;三乙醇胺调节卡波姆基质的pH值。按照本实验处方制备的凝胶剂外观光滑,透明细腻,易于涂布,性质稳定,对局部皮肤无刺激性。
经皮渗透实验时,为确保试验结果的重现性,要
注意大鼠皮肤的处理手法、面积、重量等因素的影响,选用面积和质量接近的鼠皮作包合物凝胶剂与游离KP凝胶剂的对照实验。取样后应及时添加同体积空白液,保证离体皮肤不脱离接受液。
包合物凝胶剂具有恒定的体外透皮渗透速率,24 h的累积药物透过量>50%;同时由于凝胶剂中KP在皮肤中的滞留量增加,说明包合物凝胶在持久释放药物的同时,并不增加血中药物浓度,因此可降低药物的毒副作用,具有增加药物局部聚集、限制药物全身吸收的优点,适于长期给药[7]。
酮洛芬为弱酸性药物(pKa 5.3),提高给药体系的pH值可使KP解离,溶解度提高,皮肤渗透系数(渗透速率/该pH值的药物溶解度)减小。本实验中,包合物凝胶剂中的KP因被包合而较为稳定,在相同pH条件下不易解离,可维持较大比例的分子型药物,增加了药物在皮肤角质层的分配系数,因此渗透系数增大,相对于游离KP,被包合的KP更容易通过角质层并滞留在皮肤内形成贮库;其次,环糊精能改变皮肤角质层结构,可使皮肤角质层叠状细胞结构发生重排,便于环糊精包合物通过[8],从而导致药物缓慢恒定释放,直接而持久地对局部作用,达到缓控释的目的。
在正交优化实验中确定凝胶剂的pH值因素具有差异性,故在生产过程中应严格控制凝胶的pH值。
【】
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