陳筱瑜,馮玉天嬌,吳少嬡,黃慶德*
(1.福建衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院藥學(xué)院,福建 福州 350101;2.福建中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院,福建 福州 350122)
創(chuàng)面愈合是機(jī)體皮膚遭受外力作用造成損傷后的修復(fù)愈合過程,整個過程由多種因素共同參與調(diào)控,復(fù)雜且有序,通常分為3 個階段:止血與炎癥期、組織形成期以及組織重塑期[1-2]。黃芪具有解毒生肌的功效,能夠改善皮膚狀態(tài),在促進(jìn)創(chuàng)面愈合方面療效良好[3-4]。黃芪甲苷是黃芪主要的藥理活性成分之一,具有抗炎、抗衰老、抗病毒、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力等多方面的藥理作用[5]?,F(xiàn)代研究表明黃芪甲苷在創(chuàng)面修復(fù)以及抑制瘢痕形成過程具有重要作用[6-8]。陳希[9]研究表明:黃芪甲苷可促進(jìn)皮膚膠原蛋白的有序排列、血管新生、降低Ⅰ型膠原/Ⅲ型膠原的比例,可增加角化細(xì)胞的增殖遷移能力,促進(jìn)創(chuàng)面?zhèn)诘挠?,同時增加創(chuàng)傷部位的皮膚張力,使創(chuàng)面皮膚恢復(fù)為正常的組織。黃芪甲苷為難溶性成分[10],難以透過表皮和在真皮層達(dá)到有效濃度,將其制成二元醇質(zhì)體可增加藥物的透皮吸收和藥物在皮膚中的滯留量[11]。但二元醇質(zhì)體黏度較低,單獨使用時很難使藥物在皮膚表面長時間滯留,且不能形成封閉的保護(hù)膜,不利于傷口的愈合。本實驗在前期研究基礎(chǔ)上,將黃芪甲苷二元醇質(zhì)體制備為凝膠,并初步考察其穩(wěn)定性、皮膚刺激性、體外釋放度及對大鼠創(chuàng)面愈合的影響,為后期的產(chǎn)品開發(fā)提供實驗數(shù)據(jù)。
1.1 實驗動物 SD 大鼠,清潔級,雄性,體質(zhì)量200~250 g,購自上海斯萊克實驗動物有限公司,動物生產(chǎn)許可證號為SCXK(滬)2017-0005;普通新西蘭兔,雄性,體質(zhì)量2.3~2.5 kg,購自上海市松江區(qū)松聯(lián)實驗動物場,實驗動物使用許可證號為SCXK(滬)2017-0008。實驗前均于飼養(yǎng)環(huán)境中適應(yīng)性飼養(yǎng)7 d。清潔級醫(yī)學(xué)實驗動物環(huán)境設(shè)施由福建衛(wèi)生職業(yè)技術(shù)學(xué)院實驗動物中心提供。
1.2 實驗儀器 ACQUITY UPLC?TOD system 超高效液相串聯(lián)質(zhì)譜儀(美國Waters 公司);ACQUITY UPLC?BEH C18 超高效液相色譜柱(美國Waters 公司);透皮擴(kuò)散試驗儀(上海鍇凱科技貿(mào)易有限公司,型號:TK-12D);恒溫磁力攪拌器(常州市金壇大地自動化儀器廠,型號:MPLR-702);高速離心機(jī)(德國Eppendorf 公司,型號:Centrifuge 5418);蠕動泵(保定蘭格恒流泵有限公司,型號:BT100-1F);pH酸度儀(美國OHAUS 公司,型號:STARTER3100);萬分之一電子天平(上海精密科學(xué)儀器有限公司,型號:FA2004N);十萬分之一電子天平[梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司,型號:XS205];透析袋(北京索萊寶科技有限公司,型號:MD34)。
1.3 實驗試劑 黃芪甲苷對照品(上海源葉生物科技有限公司,批號:J25F10T81373,純度≥98%);黃芪甲苷二元醇質(zhì)體(自制)[12];橡皮生肌膏(天津達(dá)仁堂京萬紅藥業(yè)有限公司,批號:206615);卡波姆934(批號:B22A11F122191)、卡波姆940(批號:J14GS154671)、卡波姆980(批號:S18D10X106090)均購自上海源葉生物科技有限公司;羧甲基殼聚糖(青島舜博生物技術(shù)研究所有限公司,批號:210412);甲酸、水、甲醇、乙腈(色譜純,德國Merck 公司);水為超純水;其余試劑均為分析純(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。
2.1 黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠的制備
2.1.1 凝膠的制備方法 稱取0.2 g 羧甲基殼聚糖溶解于100 mL 純化水中,將1.0 g 卡波姆均勻撒在上述純化水上,于4 ℃冰箱內(nèi)靜置過夜,使其充分溶脹,溶脹后用適量三乙醇胺調(diào)節(jié)pH 值至中性,即得空白凝膠基質(zhì);按照1∶1 的比例將凝膠基質(zhì)與黃芪甲苷二元醇質(zhì)體均勻混合,即得黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠。
2.1.2 凝膠基質(zhì)種類的篩選 分別稱取1.0 g 卡波姆934、卡波姆940、卡波姆980,按照“2.1.1”項下方法制備黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠,根據(jù)凝膠外觀、黏稠度、涂展性和穩(wěn)定性分為優(yōu)(1.5~2.0分)、良(1.0~1.5分)、中(0.5~1.0 分)和差(0~0.5 分)4 個等級進(jìn)行評分,評分標(biāo)準(zhǔn)見表1,評分結(jié)果見表2。結(jié)果表明:使用卡波姆980 作為凝膠基質(zhì)時,與二元醇質(zhì)體混合無法形成凝膠;而卡波姆940 作為凝膠基質(zhì)制備的凝膠過于黏稠,較難涂抺;卡波姆934 制備的凝膠評分最高,且涂展性好,具有一定的光澤性,可作為凝膠基質(zhì)。
表1 凝膠評分標(biāo)準(zhǔn)
表2 3 種基質(zhì)制備的凝膠綜合評分比較 分
2.1.3 卡波姆934 用量的篩選 按照“2.1.1”項下方法分別制備含卡波姆934 基質(zhì)0.8%、1.2%、1.6%、2.0%、3.0%和4.0%的空白凝膠基質(zhì),按照1∶1 的比例將凝膠基質(zhì)與黃芪甲苷二元醇質(zhì)體混合均勻。取制備好的凝膠置于離心管中,用離心機(jī)以4 000 r/min離心30 min,按照表1 的評分標(biāo)準(zhǔn)考察制備凝膠的外觀、涂展性、黏稠度和穩(wěn)定性,并進(jìn)行綜合評分。結(jié)果表明:卡波姆934 基質(zhì)的用量對凝膠的離心穩(wěn)定性幾乎沒有影響;但隨著基質(zhì)含量的增加,制備的凝膠黏稠度增加,涂展性變差;空白凝膠基質(zhì)中卡波姆934 含量為1.6%時,黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠的綜合評分最高。評分結(jié)果見表3。
表3 卡波姆934 不同用量制備的凝膠綜合評分結(jié)果 分
2.1.4 卡波姆934 與黃芪甲苷二元醇質(zhì)體比例的篩選 按照“2.1.1”項下方法分別制備含卡波姆934 不同濃度的空白凝膠基質(zhì),與黃芪甲苷二元醇質(zhì)體以1∶9、2∶8、3∶7、4∶6 和5∶5 的比例混合制備黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠,每份凝膠中均含0.8 %卡波姆934 和0.2 %羧甲基殼聚糖,按照表1 的評分標(biāo)準(zhǔn)評分,卡波姆934 與黃芪甲苷二元醇質(zhì)體不同比例制備的凝膠評分基本一致,均為7.5 分左右。為增加凝膠中含藥量,最終選擇卡波姆934 與黃芪甲苷二元醇質(zhì)體的比例為1∶9,即黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠的處方為:羧甲基殼聚糖0.2%、卡波姆934 0.8%、黃芪甲苷二元醇質(zhì)體90.0%、純化水9.0%。
2.2 黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠的質(zhì)量評價
2.2.1 離心穩(wěn)定性 取黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠適量,置于離心管中,分別于4 000、12 000 r/min 離心15 min,平行3 份,觀察其外觀形態(tài)的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn):黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠均無分層現(xiàn)象,外觀、涂展性、穩(wěn)定性和黏稠度無明顯變化,說明黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠在低速和高速離心狀態(tài)下物理穩(wěn)定性良好。
2.2.2 黃芪甲二元醇質(zhì)體凝膠的皮膚刺激性考察 取3 只新西蘭兔,分別在其背部劃定4 個區(qū)域,均予脫毛處理;用1 g 左右的黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠分別涂抹在其中3 個不同區(qū)域,輕揉10 s,再使用無刺激性的紗布和膠布加以固定;在另一區(qū)域涂抹生理鹽水后直接用無刺激性的紗布和膠布加以固定。給藥4 h 后,擦去殘留凝膠劑,用溫水擦洗干凈。于藥物清除后1、24、48、72 h 觀察涂抹部位紅腫及紅斑情況。結(jié)果顯示:涂抹黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠的背部皮膚部位均未出現(xiàn)紅腫和紅斑,與生理鹽水涂抹皮膚比較無明顯差異,說明黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠對皮膚無刺激性,可用于皮膚給藥。
2.2.3 黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠的體外釋放度考察 以含0.25%聚山梨酯80 的PBS(pH 值7.4)為接收液,將活化后的透析袋(截留相對分子量為6 000~8 000 U)剪成半透膜,固定在供給池和接收池之間,精密稱定黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠1 g 加入到供給池中,使其均勻分布于半透膜表面,接收池中加入8 mL 接收液,擴(kuò)散池溫度(37±0.5)℃,磁力攪拌的速度為200 r/min。分別于0.25、0.5、0.75、1、2、4、8、12、24、36、60 h 取樣100 μL 于5 mL 量瓶中,同時在接受池中補充相同溫度的接收液100 μL,將取得的樣品溶液加50%甲醇稀釋至刻度,0.22 μm微孔濾膜濾過,采用UPLC-MS/MS 法測定樣品中黃芪甲苷的含量[13],計算黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠中黃芪甲苷的累積釋放率(Qn),計算公式如下。
注:Q0為黃芪甲苷總的藥物含量;V0為釋放介質(zhì)總體積(8 mL);V為每次取樣時的體積(100 μL);Ci為各取樣點藥物質(zhì)量濃度(μg/mL);i、n為取樣次數(shù)。
以釋放時間(t)為橫坐標(biāo)(X),以黃芪甲苷累積釋放率(Qn)為縱坐標(biāo)(Y),繪制黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠體外釋放曲線,結(jié)果見圖1。
圖1 黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠體外釋放曲線
2.2.4 黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠的體外釋放行為分析 采用零級釋藥模型、一級釋藥模型和Higuchi 釋藥模型對“2.2.3”項下黃芪甲苷的累積釋放率進(jìn)行釋藥行為擬合分析,見表4。結(jié)果表明:黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠中黃芪甲苷的體外釋放機(jī)制均符合Higuchi 釋藥模型,r為0.993 9,說明黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠釋藥過程為溶蝕與擴(kuò)散共同作用。
表4 黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠體外釋藥曲線擬合結(jié)果
2.3 黃芪甲二元醇質(zhì)體凝膠對大鼠皮膚創(chuàng)面愈合作用的初步考察
2.3.1 大鼠皮膚創(chuàng)面模型建立 將18 只SD 大鼠隨機(jī)分成空白對照組、黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠組和橡皮生肌膏組,每組6 只。將3 組SD 大鼠用10%水合氯醛腹腔注射麻醉,用刮毛刀剃去背部毛發(fā),使用脫毛膏脫細(xì)毛;24 h 后再次麻醉,采用碘伏對大鼠背部皮膚消毒后用打孔器在背部制造出直徑為1 cm 的圓形創(chuàng)面,碘伏對創(chuàng)面邊緣進(jìn)行消毒,建立創(chuàng)面模型。
2.3.2 動物給藥及創(chuàng)面愈合率比較 創(chuàng)面形成30 min后開始給藥:黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠組、橡皮生肌膏組分別將黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠、橡皮生肌膏涂抹于無菌紗布(寬度以超過創(chuàng)面邊緣2 mm 為宜)后覆蓋創(chuàng)面,使藥物與創(chuàng)面充分接觸;空白對照組將生理鹽水噴濕無菌紗布后覆蓋創(chuàng)面,每2 d 給藥1 次,療程20 d。于給藥前(第0 天)及給藥后第3、7、11、15、19 天對創(chuàng)面拍照,應(yīng)用Image-Pro Plus 6.0 軟件分析計算創(chuàng)面面積和創(chuàng)面愈合率,應(yīng)用SPSS 25.0 軟件對創(chuàng)面愈合率數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。3 組大鼠給藥后各時間點創(chuàng)面圖像見圖2,3組大鼠給藥后各時間點創(chuàng)面愈合率比較見表5。創(chuàng)面愈合率計算公式:
圖2 3 組大鼠給藥后各時間點創(chuàng)面圖像
表5 3 組大鼠給藥后各時間點創(chuàng)面愈合率比較(±s)
表5 3 組大鼠給藥后各時間點創(chuàng)面愈合率比較(±s)
注:與空白對照組比較,1) P<0.01。
第19天86.46±2.12 94.30±0.791)98.15±0.491)組別空白對照組黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠組橡皮生肌膏組n6 6 6第3天13.57±1.30 36.39±2.691)42.11±1.881)第7天26.49±2.40 57.32±1.431)62.16±3.371)第11天55.98±3.45 76.25±2.141)83.22±2.821)第15天73.40±2.83 86.05±2.331)95.34±0.581)
創(chuàng)面愈合率=(給藥前創(chuàng)面面積-第n 天創(chuàng)面面積)/給藥前創(chuàng)面面積×100%
由表5可知:黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠組和橡皮生肌膏組創(chuàng)面愈合率與空白對照組比較,差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01),說明黃芪甲苷制成二元醇質(zhì)體凝膠及橡皮生肌膏組均能促進(jìn)皮膚創(chuàng)面愈合。
在進(jìn)行黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠體外釋放度考察時,由于HPLC-ELSD 方法無法測定較低濃度樣品中的黃芪甲苷含量,所以本實驗采用實驗室前期建立的黃芪甲苷UPLC-MS/MS 測定方法中的色譜條件和質(zhì)譜條件[13]測定釋放介質(zhì)中藥物濃度,并對方法專屬性試驗、加樣回收率試驗等項目進(jìn)行了方法學(xué)考察,結(jié)果均符合規(guī)定。
橡皮生肌膏源自明代外科大家陳實功的《外科正宗》,具有潤膚生肌、祛腐生新、解毒鎮(zhèn)痛、活血化瘀、消炎長皮的功效,有利于加強(qiáng)局部抗感染能力,加快瘢痕組織軟化,促進(jìn)瘢痕吸收,對促進(jìn)創(chuàng)面愈合具有很好效果[14],所以本實驗選擇橡皮生肌膏作為陽性對照組藥物。
大鼠皮膚創(chuàng)面愈合的初步考察試驗表明,黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠組及橡皮生肌膏組均能促進(jìn)大鼠皮膚創(chuàng)面愈合,且2 組效果相當(dāng),分析原因可能是黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠應(yīng)用二元醇質(zhì)體技術(shù)可以增加黃芪甲苷在皮膚中的滯留量。且凝膠處方中添加的羧甲基殼聚糖,是殼聚糖在強(qiáng)堿性條件下與氯乙酸反應(yīng),并在分子結(jié)構(gòu)中導(dǎo)入羧甲基形成的衍生物,幾乎為無定形狀態(tài),因此具有良好的水溶性,可以單獨或與卡波姆等其他成分共同用作凝膠劑的基質(zhì)[15]。有研究表明:高、低分子量的羧甲基殼聚糖組均可以有效促進(jìn)傷口愈合,創(chuàng)面愈合時間比生理鹽水對照組縮短了41%,且沒有明顯的炎癥或感染現(xiàn)象,具有良好的促創(chuàng)面愈合作用[16]。細(xì)胞水平實驗表明:羧甲基殼聚糖可以減少皮膚傷口處的膠原分泌,有助于減少瘢痕的形成[17],這可能是黃芪甲苷二元醇質(zhì)體凝膠組能促進(jìn)創(chuàng)面愈合的原因。