曹桑博,王 敏,謝 鵬
1.唐山市協和醫(yī)院藥劑科,唐山 063000;2.唐山職業(yè)技術學院,唐山 063000
非洛地平(FLD)是一種二氫吡啶類鈣通道阻滯劑,臨床用于治療高血壓,該藥具有血管選擇性高、可顯著提高腎臟血液灌注率、能有效減少對靶器官損傷的優(yōu)勢[1]。但FLD 屬于生物制藥分類系統(tǒng)(BCS)Ⅱ類藥物[2],其水溶性極差(<0.5μg·m L-1)以及嚴重的肝臟首過效應,口服生物利用度僅為15%左右[3],臨床應用受到很大限制。納米脂質載體(NLCs)具有顯著增加難溶性藥物溶解度、提高口服生物利用度的優(yōu)勢,是一種很有前景的口服給藥系統(tǒng)[4]。本研究將FLD 制備成納米結構脂質載體(FLD-NLCs),并通過大鼠體內藥動學以及藥效學實驗評價其吸收效果。
K2025高效液相色譜儀(山東海能科學儀器有限公司);DF-101Q 系列集熱式恒溫加熱磁力攪拌器(鞏義市予華儀器有限責任公司);ETS-2高速勻漿機(常州億通分析儀器制造有限公司);NanoDeBEE 實驗型微射流均質機(美國BEE公司);Malvern Zetasizer Nano ZS90納米粒徑電位分析儀(英國Malvern公司);JEM-F200場發(fā)射透射電子顯微鏡(日本電子株式會社)。
非洛地平(合肥立方制藥股份有限公司);山崳酸甘油酯(Compritol 888 ATO)和聚乙二醇-15羥基硬脂酸酯(Solutol HS 15)均由嘉法獅上海貿易有限公司惠贈;泊洛沙姆188(Poloxamer 188)由巴斯夫有限公司惠贈;磷鎢酸和3-(4,5-二甲基噻唑-2)-2,5-二苯基四氮唑溴鹽(MTT)均購自阿拉丁試劑有限公司;改良Eagle’s培養(yǎng)基(杭州銘特生物科技有限公司);漢克平衡鹽溶液(HBSS,武漢普諾賽生命科技有限公司);p H1.2 鹽 酸 溶液、p H4.5 醋酸鹽 緩 沖 液和p H 6.8磷酸鹽緩沖溶液(PBS)均為實驗室自制;其他試劑均為分析純。
FLD-NLCs使用高壓均質技術制備[5]。分別稱取Compritol 888 ATO(固體脂質)6.7 g和Solutol HS 15(液體脂質)3.3 g,置于燒杯中,水浴加熱至80℃~85℃形成油溶液;再稱取FLD 0.4 g溶解到二氯甲烷溶液5 m L中,待藥物完全溶解后加入到上述油溶液中,在80℃~85℃揮干二氯甲烷,形成藥物油溶液,備用;另稱取Poloxamer 188(表面活性劑)4 g加入到純化水(80℃~85℃)100 m L 中,攪拌溶解,形成水溶液,備用;保持水浴溫度在80℃~85℃范圍內,將表面活性劑溶液加入到藥物油溶液中,以15 000 r·min-1高速剪切5 min預處理,再將該溶液通過高壓均質機處理,均質壓力為600 MPa,均質6次,最終得到FLD-NLCs,于4℃儲存?zhèn)溆谩?/p>
2.2.1 粒徑分布、Zeta 電位測定 使用Malvern Zetasizer Nano ZS90納米粒徑電位分析儀測定FLDNLCs的粒徑分布和Zeta電位,用移液槍移取FLDNLCs 100μL至樣品池中,再加入去離子水2.5 m L稀釋,搖勻,在25℃測定粒徑分布和Zeta電位,每組樣品重復測定3次,取平均值。經測定,平均粒徑為(126.8±3.3)nm,多聚分散系數(PDI)為(0.184±0.005),Zeta電位為(-26.3±0.6)m V。
2.2.2 透射電子顯微鏡(TEM) 取經去離子水稀釋50倍的FLD-NLCs樣品滴加到formvar涂層的銅網格表面,均勻鋪展,再向其滴加質量濃度為10 mg·m L-1的磷鎢酸溶液,復染色10 min,室溫下風干,在透射電子顯微鏡(加速電壓為150 k V)下觀察FLD-NLCs的微觀形態(tài),結果見圖1。由圖1 可知,FLD-NLCs為球形,形狀規(guī)則,表面光滑,其粒徑在50~150 nm 范圍內,在視野內未觀察到有粒子聚集以及藥物顆粒。
圖1 FLD-NLCs的透射電鏡照片Fig.1 Transmission electron micrograph of FLD-NLCs
FLD-NLCs經口服進入胃腸后,由于環(huán)境p H 值的改變可能會對其穩(wěn)定性產生一定的影響,進而影響藥物吸收[6],因此,需要考察FLD-NLCs在不同p H環(huán)境中的穩(wěn)定性。取FLD-NLCs分別使用p H 1.2鹽酸溶液(0.1 mol·L-1)、p H 4.5 醋酸鹽緩沖液、p H 6.8 PBS稀釋50倍,定時取樣觀察外觀并測定粒徑,結果見表1。結果顯示,FLD-NLCs經不同p H介質溶液稀釋后放置9 h,其外觀均為透明狀、略帶乳光溶液,未發(fā)現有藥物沉淀析出,粒徑也未發(fā)生顯著變化,說明不同p H 溶液不會對FLD-NLCs的結構產生破壞作用,可推測FLD-NLCs在胃腸道內能夠穩(wěn)定存在。
表1 FLD-NLCs稀釋穩(wěn)定性結果(±s,n=3)Tab.1 Dilution stability results of FLD-NLCs(±s,n=3)
表1 FLD-NLCs稀釋穩(wěn)定性結果(±s,n=3)Tab.1 Dilution stability results of FLD-NLCs(±s,n=3)
介質 粒徑分布/nm初始3 h 6 h 9 h p H 1.2鹽酸溶液122.8±2.4 124.2±2.3 125.1±3.3 125.3±3.6 p H 4.5醋酸鹽緩沖液 122.8±2.4 122.2±2.7 124.6±2.1 128.1±3.3 p H 6.8 PBS 122.8±2.4 120.3±3.1 124.8±3.2 123.4±2.7
使用透析法考察FLD-NLCs分別在p H 1.2鹽酸溶液(0.1 mol·L-1)、p H 4.5醋酸鹽緩沖液、p H 6.8 PBS介質中的藥物體外釋放情況。取3份FLDNLCs,各5 m L,分別置于透析袋(截留相對分子質量為12~14 k Da)中并系緊,放入對應的3種p H 值介質溶液(體積均為245 mL)中,水浴加熱至37℃±0.5℃并保持恒溫,磁力攪拌速度設置為100 r·min-1,分別在實驗開始后的0.5、1、2、4、6、12、24 h取出釋放介質5 m L(同時補加相應p H 值介質溶液),并經過濾和稀釋,檢測藥物含量,計算藥物釋放度,見表2。結果顯示,FLD-NLCs在p H 1.2鹽酸溶液、p H 4.5醋酸鹽緩沖液和p H 6.8 PBS介質溶液中的相同時間點藥物釋放度相似,均表現為雙相釋放模式[7],即前2 h藥物表現為突釋模式,接下來藥物呈現持續(xù)的緩釋模式;釋藥數據經零級、一級、Higuchi和Korsmeyer-Peppas模型擬合[8],采用相關系數R2值接近1的模型來推測藥物釋放機制,結果見表3。擬合結果顯示,釋藥曲線最適合Higuchi模型,說明藥物釋放機制為擴散和溶蝕雙重控制[9]。
表2 FLD-NLCs在不同p H 值介質溶液中的體外藥物釋放度(±s,n=6)Tab.2 In vitro dissolution of FLD-NLCs in p H1.2,p H4.5 and p H6.8 media(±s,n=6)
表2 FLD-NLCs在不同p H 值介質溶液中的體外藥物釋放度(±s,n=6)Tab.2 In vitro dissolution of FLD-NLCs in p H1.2,p H4.5 and p H6.8 media(±s,n=6)
t/h累積釋放度p H 1.2鹽酸溶液p H4.5醋酸鹽緩沖液p H6.8 PBS 0.5 11.9%±2.7% 10.1%±2.9% 9.3%±3.5%1 26.6%±3.1% 25.3%±1.7% 27.2%±2.7%2 34.8%±3.5% 34.8%±3.6% 37.5%±3.1%4 39.3%±2.9% 39.9%±2.4% 42.4%±2.2%6 44.1%±1.7% 43.3%±3.3% 45.7%±1.6%12 62.3%±2.8% 58.4%±4.1% 63.4%±3.6%24 88.9%±3.0% 85.8%±3.6% 88.9%±2.7%
表3 不同釋藥模型擬合結果Tab.3 Fitting results of different release models
2.5.1 人克隆結腸腺癌細胞(Caco-2 細胞)毒性評價 通過四甲基偶氮唑鹽微量酶反應比色法(MTT法)評估空白NLCs和FLD-NLCs與Caco-2細胞的相容性[10]。將處于對數生長期的Caco-2 細胞按照細胞密度為1.0×105個·m L-1接種到96孔培養(yǎng)板中,每孔加入Caco-2 細胞液100μL,再加入改良Eagle’s培養(yǎng)基(培養(yǎng)基含有100 mg·m L-1滅活胎牛血清和10 mg·m L-1青霉素/鏈霉素)100μL,并置于二氧化碳培養(yǎng)箱中在37℃培養(yǎng)24 h,向96孔培養(yǎng)板中分別加入空白NLCs和FLD-NLCs,脂質質量濃度分別為5、10、20、50、100、200 mg·m L-1,并選擇純化水作為對照組,繼續(xù)培養(yǎng)24 h,去除培養(yǎng)液,每孔加入質量濃度為0.5 mg·m L-1MTT 各100μL,培養(yǎng)4 h,每孔再加入二甲基亞砜(DMSO)各150μL溶解甲臜沉淀,使用酶標儀在570 nm 處測定各孔的吸光度值A,并計算細胞存活率,每組實驗重復進行3次,結果見表4。
表4 空白NLCs和FLD-NLCs對Caco-2細胞的毒性(±s,n=3)Tab.4 Cytotoxicity of blank NLCs and FLD-NLCs to Caco-2 cells(±s,n=3)
表4 空白NLCs和FLD-NLCs對Caco-2細胞的毒性(±s,n=3)Tab.4 Cytotoxicity of blank NLCs and FLD-NLCs to Caco-2 cells(±s,n=3)
脂質質量濃度/(mg·m L-1)細胞存活率空白NLCs FLD-NLCs 5 98.6%±1.5% 98.1%±1.3%10 98.2%±1.7% 97.4%±0.7%20 97.4%±0.7% 96.6%±0.8%50 96.8%±1.2% 95.8%±0.7%100 94.1%±0.9% 93.7%±1.0%200 93.7%±1.1% 92.5%±1.1%
結果顯示,在考察的脂質質量濃度范圍內,空白NLCs組和FLD-NLCs組的Caco-2細胞活性均高于90%,表明在此質量濃度范圍內空白NLCs和FLDNLCs具有良好的生物相容性[11]。
2.5.2 轉運實驗研究 將生長狀態(tài)良好的密度為1.0×105個·m L-1的Caco-2細胞接種于Transwell 24孔微孔濾膜培養(yǎng)板上,加入培養(yǎng)基并置于二氧化碳培養(yǎng)箱中在37℃條件下培養(yǎng),每隔48 h更換培養(yǎng)基,培養(yǎng)21 d后去除培養(yǎng)基,使用漢克平衡鹽溶液(HBSS)清洗2次,測量熒光黃的跨膜滲透率為3.57×10-7cm·s-1,小于通透性實驗規(guī)定值(0.5×10-6cm·s-1),說明Caco-2細胞已經形成了完整和緊密的單細胞層,可用于轉運實驗研究[12]??疾焖幬飶腃aco-2細胞頂端(AP)至基底外側(BL)的轉運實驗如下:在AP 面加入含有FLD 原料藥或FLD-NLCs(藥物質量濃度均為100μg·m L-1)的HBSS溶液,各0.5 m L,作為供給池,在BL 面加入HBSS 溶液1.5 m L,作為接收池;頂端(AP)至基底外側(BL)的轉運實驗如下:在BL 面加入含有FLD 原料藥或FLD-NLCs(藥物質量濃度均為100μg·m L-1)的HBSS溶液,各0.5 m L,作為供給池,在AP 面加入HBSS溶液1.5 m L,作為接收池。孵育4 h后從接收池中吸取藥液0.2 m L,檢測藥物含量,按照公式計算表觀滲透系數(Papp),結果見表5。
表5 FLD原料藥和FLD-NLCs在Caco-2細胞單層中的滲透性(±s,n=3)Tab.5 Apparent permeability coefficients of FLD and FLDNLCs in Caco-2 cells monolayer(±s,n=3)
表5 FLD原料藥和FLD-NLCs在Caco-2細胞單層中的滲透性(±s,n=3)Tab.5 Apparent permeability coefficients of FLD and FLDNLCs in Caco-2 cells monolayer(±s,n=3)
項目 P app/(×10-6 cm·S-1)P app(AP→BL) P app(BL→AP)FLD 原料藥4.37±0.32 6.78±0.41 FLD-NLCs 13.64±0.52 5.83±0.38
Papp=dQ/dt×1/A×1/C0。其中dQ/dt表示轉運速率(μg·s-1),A表示微孔濾膜的表面積(cm2),C0表 示 頂 端 初 始 藥 物 質 量 濃 度(μg·m L-1)。Papp(AP-BL)表示FLD 從AP面至BL面的表觀滲透率,Papp(BL-AP)表示FLD 從BL面至AP面的表觀滲透率。
結果顯示,將FLD 制備成FLD-NLCs 后,其Papp(AP→BL)值由原料藥組中的(4.37±0.32)×10-6cm·s-1升高為FLD-NLCs組的(13.64±0.52)×10-6cm·s-1,滲透性顯著提高,說明FLD-NLCs能促進Caco-2細胞對藥物的轉運吸收[13]。
2.6.1 血樣處理及檢測 取大鼠血清100μL,加入飽和碳酸鈉溶液50 μL,渦旋2 min,加入乙醚500μL,渦旋5 min,樣品溶液以5 000 r·min-1離心10 min,收集上層乙酸乙酯溶液,并在氮氣環(huán)境中揮發(fā),殘留物用流動相100μL復溶,以10 000 r·min-1離心10 min,取上清液20μL,按照以下色譜條件檢測FLD 含量[14]:色譜柱為Agilent ODS C18(250 mm×4.6 mm),流動相 為乙 腈-水(65∶35),流 速 為1.0 m L·min-1,檢測波長為254 nm,柱溫為30℃。HPLC方法學驗證了線性、方法精密度、日內/日間精密度、提取回收率、檢測限和定量限,均符合生物樣品檢測的質量要求。
2.6.2 動物實驗 選擇體質量為200~250 g 的Wistar大鼠,雌雄各半,每組6只,實驗前12 h禁食,可自由飲水。2 組大鼠分別口服給予FLD 混懸劑(分散介質為5 mg·m L-1羧甲基纖維素鈉溶液)和FLD-NLCs,給藥劑量均為20 mg·kg-1,在給藥后的第0.5、1、2、3、4、6、8、10、12、24 h通過眼眶后靜脈叢穿刺取血,采用EP管收集約2~3 m L 血樣,并以5 000 r·min-1離心10 min,上層血漿轉移至另一個EP管中,并儲存在-20℃冰箱中直至用于分析檢測。使用DAS2.0藥動學軟件以單室模型擬合FLD混懸劑和FLD-NLCs在大鼠體內的血藥達峰時間(tmax)、血藥達峰質量濃度(Cmax)和藥時曲線下面積(AUC(0~∞))等藥動學參數,結果見表6。
表6 大鼠口服給予FLD混懸劑和FLD-NLCs的藥動學參數(±s,n=6)Tab.6 Pharmacokinetic parameters in rats after oral administration of FLD suspensions and FLD-NLCs(±s,n=6)
表6 大鼠口服給予FLD混懸劑和FLD-NLCs的藥動學參數(±s,n=6)Tab.6 Pharmacokinetic parameters in rats after oral administration of FLD suspensions and FLD-NLCs(±s,n=6)
注:-表示無此項數據;FLD-NLCs與FLD 混懸劑比較差異具有統(tǒng)計學意義(*P<0.05)。
藥動學參數 FLD 混懸劑FLD-NLCs t max/h 1.76±0.52 3.52±0.79*C max/(ng·m L-1) 774.20±104.6 1 445.70±146.2*AUC(0~∞)/(ng·m L-1·h-1)3 674.50±493.5 8 256.20±1059.4*相對生物利用度(F)/%-225
結果表明,口服給予FLD-NLCs的大鼠,與FLD混懸劑組比較,其tmax有所延后,Cmax和AUC(0~∞)較FLD 混懸劑組顯著提高,半衰期(t1/2)也明顯延長,口服生物利用度提高了2.25倍。
選擇Wistar大鼠,雌雄各半,體質量為200~250 g,喂食果糖溶液(質量濃度為250 mg·m L-1)誘發(fā)高血壓,2 周后,選擇最小平均收縮壓為140~145 mm Hg的大鼠作為高血壓模型[15]。將Wistar大鼠分為A、B、C和D 4個組進行實驗,每組6只,A 組大鼠(正常血壓)為非治療組陰性對照,B 組大鼠(高血壓)為非治療組陽性對照,C 組大鼠(高血壓)為口服FLD 混懸劑組,D 組大鼠(高血壓)為口服FLDNLCs組,給藥劑量均為20 mg·kg-1,實驗期間恢復正常飲食和飲水,使用尾套法[16]在不同的時間間隔(0、1、2、4、6、12、24、36、48 h)測定大鼠血壓,結果見表7。
表7 大鼠口服FLD混懸劑和FLD-NLCs的抗高血壓效果比較(±s,n=6)Tab.7 The antihypertensive effect of FLD suspensions and FLD-NLCs after oral administration(±s,n=6)
表7 大鼠口服FLD混懸劑和FLD-NLCs的抗高血壓效果比較(±s,n=6)Tab.7 The antihypertensive effect of FLD suspensions and FLD-NLCs after oral administration(±s,n=6)
t/h 血壓/mm Hg A 組 B組 C組 D組初始94.6±3.4 148.4±2.9 148.9±2.5 148.7±2.1 1 93.1±1.1 149.1±3.1 124.1±2.6 134.3±3.2 2 92.6±3.8 148.6±2.8 98.3±3.1 116.2±1.9 4 93.4±2.6 147.9±3.3 119.6±2.0 98.1±2.4 6 94.1±3.1 146.3±3.7 132.8±1.8 94.3±1.6 12 93.8±3.9 146.7±2.4 141.7±2.9 93.6±3.3 24 92.7±2.5 145.3±3.2 141.3±1.6 96.7±2.6 36 94.6±2.2 144.6±2.5 140.4±2.5 113.5±1.4 48 93.5±3.0 143.6±2.3 139.6±1.9 126.1±2.8
大鼠藥效學研究結果顯示,非治療組(A 組)的大鼠在實驗期間血壓非常平穩(wěn),說明正常飲食不會對大鼠血壓產生波動;而非治療組中的高血壓模型大鼠(B組)恢復正常飲食后在實驗期間收縮壓出現微弱降低趨勢,但依然很高;口服FLD 混懸劑的高血壓大鼠(C組)在給藥后2 h血壓迅速降低,但隨后血壓逐漸升高,在第6 h后血壓基本恢復至治療前水平,血壓波動較大,降血壓時間較短;相比之下,口服FLDNLCs的高血壓大鼠(D 組)在給藥后血壓逐漸降低,第6 h達到最大治療效果,并一直持續(xù)到第24 h,說明FLD-NLCs能夠明顯延長降血壓時間。
非洛地平由于存在溶解度低、吸收性差、代謝快等諸多不利因素,導致口服生物利用度低,血藥濃度波動較大,療效不確切。而近年來新型納米給藥系統(tǒng)(如:膠束、脂質體、微乳、納米混懸劑以及聚合物納米粒)在增加難溶性藥物口服生物利用度方面得到了廣泛應用,然而這些給藥系統(tǒng)存在物理穩(wěn)定性較差、易聚集、儲存時藥物泄漏、難以擴大生產等缺點。以脂質作為載體的納米給藥系統(tǒng),可以增加藥物溶解性,促進藥物吸收,對提高難溶性藥物的溶解度和生物利用度存在明顯優(yōu)勢。因此,本研究以Compritol 888 ATO 和Solutol HS 15作為脂質載體將非洛地平制備成納米脂質載體。實驗結果顯示,制備的FLDNLCs粒徑為(126.8±3.3)nm,PDI為(0.184±0.005),Zeta電位為(-26.3±0.6)m V,在p H1.2、p H4.5和p H6.8 3種釋放介質中均表現為雙相釋放模式,FLD-NLCs提高了藥物的滲透性,并顯著改善了藥物的口服生物利用度以及降血壓效果,這歸因于FLD-NLCs能夠有效透過腸上皮細胞膜,降低了藥物外排作用,提高了藥物的生物利用度。