盛平，肖海容，葉秋瑩，陳蘭，王暉

(1.廣東三九腦科醫(yī)院 藥劑科，廣東 廣州 510510； 2.廣東藥科大學(xué) 中藥學(xué)院，廣東 廣州 510006)

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應(yīng)用拋物線擬合法初探薄荷醇的最佳促透皮吸收濃度

盛平1，肖海容2，葉秋瑩2，陳蘭1，王暉2

(1.廣東三九腦科醫(yī)院 藥劑科，廣東 廣州 510510； 2.廣東藥科大學(xué) 中藥學(xué)院，廣東 廣州 510006)

目的 運用拋物線擬合法探討薄荷醇的最佳促透皮吸收濃度。方法 以雙氯芬酸鈉為模型藥物，采用不同濃度的薄荷醇通過離體大鼠皮膚滲透釋藥試驗，在不同時間點取樣，測定接受液中雙氯芬酸鈉的濃度，計算累積滲透量、滲透速率和增滲倍數(shù)等指標，運用拋物線擬合法評價不同濃度的薄荷醇的促滲效果。結(jié)果 不同濃度薄荷醇對雙氯芬酸鈉的透皮吸收均有促進作用，1.00%、2.00%、4.00%薄荷醇組與對照組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，而0.25%、0.50%薄荷醇組與對照組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論 經(jīng)拋物線擬合法計算得出薄荷醇的最佳質(zhì)量濃度為3.22%。

拋物線擬合法； 薄荷醇； 雙氯芬酸鈉； 經(jīng)皮吸收

評價促滲劑的促滲效果的指標有累計滲透量、透皮速率、增滲倍數(shù)和時滯等，但目前的研究主要是采用單一指標或是多個相關(guān)指標簡單的比較，并不能合理、全面地反映促滲劑的促滲效果。一般來說，透皮速率和穩(wěn)態(tài)流量越大，滯后時間越短，促滲劑的促滲效果越好[1]，但并不是所有的促滲劑都能達到理想的促滲效果，如何綜合評價促滲劑的促滲效果，是目前研究的一個重點和難點?，F(xiàn)代藥物化學(xué)結(jié)構(gòu)與通透性定量關(guān)系研究表明，藥物皮膚通透性可與其親脂性、分子量、酸堿性等理化參數(shù)建立一定相關(guān)關(guān)系[2]。大量研究表明，薄荷醇通過干預(yù)皮膚脂質(zhì)層來影響其屏障功能，從而發(fā)揮促透作用[3-4]。為了更科學(xué)地評價薄荷醇的促透作用，本文以雙氯芬酸鈉為模型藥物，采用數(shù)學(xué)建模方法—拋物線擬合法優(yōu)選出其最佳促透濃度。

1 材料與儀器

1.1 動物

SD大鼠，雌雄各半,體質(zhì)量180～200 g，廣東省醫(yī)學(xué)實驗動物中心提供，合格證號: SCXK(粵)2003-0002。

1.2 儀器

THZ-82型數(shù)顯水浴恒溫振蕩器(江蘇金壇市宏華儀器廠)；UV-3100PC型紫外可見分光光度計(惠普公司)；AE240電子分析天平(梅特勒-托利多儀器有限公司)；透皮擴散裝置(自制)[5]。

1.3 試藥與試劑

氮酮(福建壽寧美菲思生物化學(xué)品廠，批號:20020627)；薄荷醇(上海品純試劑有限公司，批號：200808268)；雙氯芬酸鈉(中國藥品生物制品檢定所，批號：H00328-200502)；其他試劑均為分析純。

2 方法

2.1 離體皮膚的準備

小心剃去大鼠背部的毛，處死后剝下背部皮膚，去除皮下脂肪組織，用生理鹽水反復(fù)沖洗，直至無混濁為止。放入4 ℃冰箱中保存，1周內(nèi)用完。

2.2 雙氯芬酸鈉的測定方法[6]

2.2.1 測定波長的選擇 取雙氯芬酸鈉適量，用生理鹽水配成質(zhì)量濃度為25 μg/mL的溶液，以生理鹽水為空白，在200～400 nm范圍內(nèi)掃描得紫外吸收光譜。結(jié)果顯示，雙氯芬酸鈉在275 nm處有最大吸收。

2.2.2 標準曲線的制備 準確稱取雙氯芬酸鈉50.00 mg，置于50 mL容量瓶中，用生理鹽水溶解定容，制成質(zhì)量濃度為1 mg/mL的儲備液。精密量取儲備液適量，用生理鹽水稀釋成質(zhì)量濃度為50.00、40.00、35.00、30.00、25.00、20.00、15.00、12.50、10.00、6.25 μg/mL的系列溶液，分別在275 nm波長處測定吸光度。以吸光度為縱坐標，質(zhì)量濃度為橫坐標進行線性回歸，得標準曲線方程為Y=0.023 3X+0.068 6(r=0.997 3)，表明雙氯芬酸鈉質(zhì)量濃度在6.25～50.00 μg/mL范圍內(nèi)與吸光度線性關(guān)系良好。

2.2.3 穩(wěn)定性試驗 取雙氯芬酸鈉適量，加生理鹽水配成質(zhì)量濃度為5.00、15.00、25.00、30.00 μg/mL的溶液，分別在0、2、4、8、24 h于275 nm處測定吸光度。結(jié)果表明，雙氯芬酸鈉在生理鹽水中24 h內(nèi)基本穩(wěn)定。

2.3 釋放液和接收液的制備

釋放液分為6組：不含促透劑的空白對照組及含質(zhì)量濃度分別為0.25%、0.50%、1.00%、2.00%、3.00%、4.00%薄荷醇的試驗組，分別用體積分數(shù)70%的乙醇作為溶媒[7]，接收液為生理鹽水，雙氯芬酸鈉的質(zhì)量濃度為1%，

2.4 透皮吸收試驗

將處理好的皮膚固定于本實驗室建立的雙室透皮擴散裝置上，以離體SD大鼠皮為滲透屏障進行體外透皮吸收試驗，釋放液用量為0.1 mL，接收液為5 mL，溫度為(37.0±0.5) ℃，振速為150 r/min，擴散面積為0.502 cm2。在2、4、8、12、24 h分別取4.0 mL，同時補加等量的接收液。按“2.2”項下方法測定吸光度，代入回歸方程，計算質(zhì)量濃度。

2.5 數(shù)據(jù)處理

2.5.1 透皮試驗結(jié)果的數(shù)據(jù)處理 將每次測定的質(zhì)量濃度代入下式，計算累積透過量(Q):

式中，Cn為第n個取樣點的藥物質(zhì)量濃度(μg/mL)，Ci為第i個取樣點的藥物質(zhì)量濃度(μg/mL)，A為擴散面積。

以累積透過量(Q)對時間(t)進行線性回歸，所得方程的斜率即為透皮速率(P)。增滲倍數(shù)為用藥組透皮速率與對照組透皮速率之比。

2.5.2 拋物線擬合法評價促透效率 為求算薄荷醇促進雙氯芬酸鈉透皮吸收的最佳濃度，采用了三次拋物線擬合[8]建立了各時間項下雙氯芬酸鈉透皮吸收量與薄荷醇質(zhì)量分數(shù)關(guān)系的數(shù)學(xué)模型:

y=a+bx+cx2+dx3，

式中，x為薄荷醇的質(zhì)量分數(shù)，a為常數(shù)項，b、c、d分別為一次項、二次項、三次項的系數(shù)，y為透皮吸收量。

用BASIC語言在計算機上運行拋物線擬合程序，得不同時間項下擬合的曲線方程，求極值得最佳質(zhì)量濃度。

3 結(jié)果

3.1 不同濃度薄荷醇對雙氯芬酸鈉經(jīng)皮滲透的影響

根據(jù)標準曲線求出藥物的質(zhì)量濃度，計算含不同質(zhì)量濃度薄荷醇的雙氯芬酸鈉在12h內(nèi)的累積透過量(見表1)，求算出透皮速率和增滲倍數(shù)(見表2)，以累積透過量為縱坐標，時間為橫坐標作圖，得雙氯芬酸鈉累積透過量-時間曲線(見圖1)。可見，不同濃度薄荷醇(0.25%、0.5%、1.00%、2.00%、4.00%)對雙氯芬酸鈉的透皮吸收均有促進作用，尤以2.00%薄荷醇透皮作用最顯著。將0.25%、0.50%、1.00%、2.00%、4.00%薄荷醇組的透皮速率分別與對照組(不含薄荷醇)比較，1.00%、2.00%、4.00%薄荷醇組差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)，0.25%、0.50%薄荷醇組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

表1 不同釋放液中的雙氯芬酸鈉累積透過量

表2 不同質(zhì)量濃度薄荷醇對雙氯芬酸鈉透皮速率的影響

ρ(薄荷醇)/%透皮速率/(μg·cm-2·h-1)增滲倍數(shù)044.99±9.34-0.2556.06±15.731.250.5057.28±23.421.271.0074.72±9.44**1.662.0080.12±10.64**1.784.0070.36±18.83**1.56

與不含薄荷醇組比較：**P<0.01。

圖1 不同釋放液中雙氯芬酸鈉累積透過量-時間曲線

3.2 拋物線擬合法的應(yīng)用

不同時間項下擬合的三次曲線方程分別為：

Y2 h=640.296 235 6-434.753 882 7x+ 312.297 289 2x2-49.668 440 7x3，

Y4 h=886.704 494 7-603.279 018x+ 411.561 162 9x2-64.411 288x3，

Y8 h=1 053.810 287 6-453.256 127 3x+ 360.776 814 7x2-59.232 643 9x3，

Y12 h=1 395.100 684 6-685.507 636 9x+541.601 032 3x2-91.988 985 9x3，

Y24 h=2 444.210 086 5-1 986.907 646 9x+1 460.217 826 8x2-247.287 040 4x3，

拋物線回歸方程建立后，求最佳薄荷醇濃度的問題即為求極值，對以上5組方程求導(dǎo)，yc=dy/dx，且yc=dy/dx=0時y有極大值，則

Y2h′=149.005 322 1x2-624.594 578 4x+434.753 882 7=0，

Y4h′=193.233 864x2-823.122 325 8x+603.279 018=0，

Y8h′=177.697 931 7x2-721.553 629 4x+453.256 127 3=0，

Y12h′=275.966 957 7x2-1 083.202 065x+685.507 636 9=0，

Y24h′=741.861 121 2x2-2 920.435 654x+1 986.907 647=0，

4 討論

中藥透皮促進劑具有促透效果好，副作用小等特點，是目前透皮促進劑研究的重點之一。薄荷揮發(fā)油主要含有飽和環(huán)狀醇，能通過與脂質(zhì)分子形成連續(xù)的氫鍵，擾亂脂質(zhì)分子緊密有序的排布，降低其屏障功能，增大膽固醇分子對膜流動性的作用，從而發(fā)揮促透作用[9]。

評價促透劑的促透效果時，可以嘗試與計算機或者各種數(shù)理統(tǒng)計模型結(jié)合起來，運用數(shù)理研究方法如灰關(guān)聯(lián)聚類法[1]、功效函數(shù)法[10]、拋物線擬合法[11]研究促透劑對皮膚吸收的影響及促透劑的促透性質(zhì)，將多個指標進行綜合評價，可得到理論最佳配方。本文結(jié)果提示，不同質(zhì)量濃度的薄荷醇促透效果各有不同，在此基礎(chǔ)上采用拋物線擬合法建立了不同質(zhì)量濃度薄荷醇對雙氯芬酸鈉透皮吸收率的數(shù)學(xué)模型，得到薄荷醇對雙氯芬酸鈉的最佳質(zhì)量濃度為3.22%。據(jù)文獻[12]報道，3%的薄荷醇促透效果不錯，該結(jié)果與本文計算的理論最佳質(zhì)量濃度較為接近。拋物線擬合法可簡單快速推算出理論最佳濃度，為促透劑綜合評價提供一種簡便的方法[8]，但仍需進一步試驗以驗證該建模推算的理論值。

[1] 王暉，李昕，許碧蓮，等.灰關(guān)聯(lián)聚類法對幾種促透劑促透效果的綜合評價[J].中國中藥雜志，2004,29(5):417-420.

[2] 王景雁，蘭頤，茹慶國，等.氮酮對不同親脂性中藥有效成分的經(jīng)皮促透作用研究[J].北京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報，2016,39(2):155-161.

[3] 黃釗.薄荷醇通過影響皮膚KC內(nèi)PLC活性而產(chǎn)生促透作用的研究[D].廣州：廣東藥學(xué)院，2013.

[4] 蘭頤，王景雁，陶野，等.薄荷油與薄荷醇促進中藥成分經(jīng)皮吸收的對比研究[J].中國中藥雜志，2016,41(8)：1516-1522.

[5] 許衛(wèi)銘，王宗銳，劉剛，等.一種高效率的藥物透皮吸收實驗裝置的改進[J].中國藥理學(xué)通報，1997,13(2):185-187.

[6] 黃冬,吳鐵,林堅濤,等.丁香揮發(fā)油與氮酮對雙氯芬酸鈉促透作用的比較研究[J].中國藥房，2008,19(21):1623-1625.

[7] 徐偉,許衛(wèi)銘,王宗銳. 薄荷醇與乙醇對水楊酸在完整小鼠皮膚透皮吸收影響[J].中成藥，1997,19(1):5-6.

[8] 程遠國，王瀾，戴國華，等.拋物線擬合法研究氮酮(Azone)促進左旋咪唑透皮吸收的最佳濃度[J].獸醫(yī)大學(xué)學(xué)報，1992,12(2):166-169.

[9] 萬光.薄荷醇經(jīng)皮促透作用及其機理的多尺度研究[D].北京：首都醫(yī)科大學(xué)，2016.

[10] 顏培爭，王文銘.功效系數(shù)法在煤炭材料消耗評價中的應(yīng)用[J].礦山機械，2005，33(6):115-117.

[11] 鶴丹，王建明，吳婉瑩.利用數(shù)學(xué)原理篩選苦參經(jīng)皮給藥吸收促進劑的最佳比例[J].中醫(yī)藥信息，2006,23(4):63-64.

[12] 王景雁,蘭頤,林紅梅,等.薄荷醇對不同logP值中藥有效成分經(jīng)皮吸收的促透研究[J].中國新藥雜志，2016,25(2):202-209.

(責任編輯：陳翔)

Application of parabolic fitting method to the optimum transdermal absorption concentration

SHENG Ping1，XIAO Hairong2，YE Qiuying2，CHEN Lan1，WANG Hui2

(1.DepartmentofPharmacy,Guangdong999BrainHospital,Guangzhou510510,China； 2.SchoolofTraditionalChineseMedicine,GuangdongPharmaceuticalUniversity,Guangzhou510006,China)

Objective To investigate the optimum concentration of menthol to promote transdermal absorption by using parabolic curve fitting. Method The penetration of diclofenac sodium was determined by different time and different concentrations of menthol through the separated rat skin. Amount of cumulative infiltration,infiltration rate and enhancement ratio were evaluated. Parabolic curve fitting was used to evaluate the effect of different concentrations of menthol on promoting permeation. Result All concentrations of menthol promoted penetration of diclofenac sodium on transdermal absorption compared with the control group. There were significant difference among 1.00%,2.00%,4.00% menthol group on the penetration (P<0.01),and no significant difference was observed between the 0.25% and 0.50% menthol group (P>0.05). Conclusion The optimum concentration of menthol was 3.22% to promote diclofenac sodium transdermal absorption.

parabolic curve fitting method; menthol; diclofenac sodium； transdermic absorption

2016-10-21

廣東省人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)(粵教高函[2014]97號);廣東省聯(lián)合培養(yǎng)研究生示范基地(粵教研函[2015]2號)

盛平(1958—)，女，主任藥師，從事臨床藥物學(xué)研究；通信作者：王暉(1964—)，男，碩士，教授，從事外用中藥藥理學(xué)研究，Email:gdwanghui2006@126.com。

時間：2016-12-22 10:26

http://www.cnki.net/kcms/detail/44.1413.R.20161222.1026.001.html

R965

A

1006-8783(2016)06-0675-04

10.16809/j.cnki.1006-8783.2016102101