駐極體和化學(xué)促滲劑對環(huán)孢菌素A的體外促滲研究.pdf

1、經(jīng)皮給藥系統(tǒng)（transdermAldrug delivery systems，TDDS）是指在皮膚表面給藥，使藥物以一定的速率通過皮膚各層，經(jīng)毛細血管吸收進入體循環(huán)產(chǎn)生全身或局部治療作用的一種新型給藥系統(tǒng)。自從1981年第一個經(jīng)皮給藥系統(tǒng)——東莨菪堿經(jīng)皮吸收貼劑上市以來，隨著藥物緩釋理論、壓敏膠材料學(xué)、體內(nèi)藥物分析學(xué)、生物藥劑學(xué)及其相關(guān)技術(shù)的不斷進步，利用皮膚作為藥物輸入體循環(huán)的現(xiàn)代經(jīng)皮給藥吸收技術(shù)得到飛速發(fā)展，它包括物理促滲技術(shù)（離

2、子導(dǎo)入、電穿孔、超聲、微針、激光和駐極體等）、化學(xué)促滲技術(shù)（氮酮等各類化學(xué)促滲劑）和藥劑學(xué)方法（微乳、脂質(zhì)體、納米粒和前藥的應(yīng)用）等。隨著生物技術(shù)和遺傳工程的發(fā)展，蛋白質(zhì)與多肽類藥物的研究與開發(fā)已成為醫(yī)藥工業(yè)中的一個重要領(lǐng)域，但由于這類藥物穩(wěn)定性差，生物半衰期短，常以多聚體形式存在和不能口服給藥等缺點，導(dǎo)致其生物利用度不高，基本局限于注射給藥，限制了它的廣泛應(yīng)用。為了減輕患者的身體、心理和經(jīng)濟負擔(dān)，研究人員正致力于尋找此類藥物的非侵襲性

3、(non-invasive)給藥方式，即所謂的非注射給藥方式。駐極體（Electret）是一類能夠長期儲存空間電荷和偶極電荷的功能電介質(zhì)材料。駐極體透皮促滲技術(shù)是利用駐極體產(chǎn)生的持續(xù)穩(wěn)定的靜電場和微電流使皮膚角質(zhì)層脂質(zhì)雙分子間形成暫時可逆的通道及拓寬毛囊孔徑來實現(xiàn)增加藥物通透量的一種經(jīng)皮給藥方法。作為一種安全有效的物理促滲方法，駐極體既具有類似于離子導(dǎo)入法產(chǎn)生的微電流作用于藥物，促進離子型藥物的經(jīng)皮吸收，又具有類似于電致孔法的靜電效應(yīng)作

4、用于皮膚的角質(zhì)層導(dǎo)致諸多新增孔道的形成，有利于藥物的經(jīng)皮滲透，它為離子型藥物和大分子多肽類藥物的經(jīng)皮吸收提供了廣闊的應(yīng)用前景。隨著駐極體經(jīng)皮促滲研究的不斷深入和蛋白質(zhì)多肽類大分子藥物新劑型研發(fā)的迫切需求，自2010年開始駐極體經(jīng)皮給藥研究從分子量小于500Da的模型藥物逐漸向分子量大于1000Da的藥物擴展。以環(huán)孢菌素A （1202.63Da）和胰島素（5807.69Da）為模型藥物，研究駐極體及其制劑對上述兩種藥物經(jīng)皮吸收的研究工作已

5、經(jīng)展開，這為拓展駐極體促滲技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域開辟了新天地。為了系統(tǒng)研究駐極體對蛋白多肽類藥物的促滲效果，考察不同極性和不同表面電位的駐極體及駐極體與化學(xué)促滲劑聯(lián)用的促滲效果，闡明駐極體透皮促滲機理，為研制駐極體蛋白質(zhì)多肽類藥物透皮給藥新劑型提供理論和實驗依據(jù)，本文以環(huán)孢菌素A為模型藥物，以聚丙烯（polypropylene，PP）薄膜為材料，通過電暈充電技術(shù)將聚丙烯制備成不同極性和不同表面電位的駐極體，利用等溫表面電位衰減測量研究了PP駐極

6、體的電荷儲存穩(wěn)定性；借助于體外透皮實驗和高效液相色譜技術(shù)對駐極體與化學(xué)促滲劑（氮酮、油酸乙酯和甘油單油酸酯）單獨使用和聯(lián)合使用的促滲效果進行比較研究；通過倒置相差顯微鏡探討了駐極體對皮膚微觀形態(tài)和結(jié)構(gòu)的改變；通過開路熱刺激放電和差示量熱技術(shù)研究了駐極體透皮促滲機制，為后期優(yōu)化環(huán)孢菌素A 駐極體貼劑的研制提供理論依據(jù)和實驗支持。
　　 駐極體電荷儲存穩(wěn)定性的研究結(jié)果表明：1）PP 駐極體的等效表面電位隨時間呈指數(shù)規(guī)律衰減。2）注極

7、柵壓越高，雙裸面駐極體的電荷儲存穩(wěn)定性越差。3）PP駐極體具有優(yōu)異的電荷儲存穩(wěn)定性，適合用于環(huán)孢菌素A 體外經(jīng)皮給藥研究。利用改良的Franz 擴散池和高效液相色譜技術(shù)，比較研究了不同極性和不同表面電位駐極體和常用的化學(xué)促滲劑（氮酮、油酸乙酯、甘油單油酸酯）對環(huán)孢菌素A的透皮吸收規(guī)律，并進一步考察了駐極體與化學(xué)促滲劑聯(lián)合使用對環(huán)孢菌素A 透皮吸收的影響。結(jié)果顯示：1）正∕負極性駐極體作用離體皮膚24h后，+2000V 駐極體、-1000

8、V 駐極體對環(huán)孢菌素A的累積滲透量最大，分別為9.4083 μg/cm2和9.2753μg/cm2，是環(huán)孢菌素A 自然透皮（對照組）累積滲透量6.2835 μg/cm2的1.50倍和1.48倍；+2000V 駐極體和-1000V 駐極體對環(huán)孢菌素A的穩(wěn)態(tài)透皮速率Js分別為0.5364 μg/cm2 ?h和0.4822 μg/cm2 ?h，增滲倍數(shù)（相對于對照組(Js=0.3529 μg/cm2 ?h)）為1.52和1.37，這說明駐極體

9、對環(huán)孢菌素A的經(jīng)皮給藥具有一定的促滲作用。2）與對照組相比，1％氮酮、3％氮酮、5％氮酮、10％甘油單油酸酯和10％油酸乙酯分別作用于皮膚24h，環(huán)孢菌素A的穩(wěn)態(tài)透皮速率分別是對照組的6.72倍、2.11倍、1.43倍、7.735倍和14.55倍（即透皮增滲倍數(shù)）（P<0.05），從大到小依次為：10％油酸乙酯>10％甘油單油酸酯>1％氮酮>3％氮酮>5％氮酮；累積滲透量從大到小依次為：10％油酸乙酯>1％氮酮>10％甘油單油酸酯>3％

10、氮酮>5％氮酮。3）不同極性不同表面電位駐極體與不同化學(xué)促滲劑聯(lián)合使用對環(huán)孢菌素A 經(jīng)皮促滲24h后，不同的駐極體與3種濃度的氮酮分別聯(lián)用后均沒有表現(xiàn)出協(xié)同促滲作用，而±500V 駐極體+10％甘油單油酸酯聯(lián)用組以及±2000V 駐極體+10％油酸乙酯聯(lián)用組促滲效果是各自聯(lián)用組中最優(yōu)異的，增滲倍數(shù)分別為空白對照組的8.87倍和19.59倍，促滲能力由大到小依次排序為±2000V 駐極體+10％油酸乙酯聯(lián)用組>±500V 駐極體+10％甘

11、油單油酸酯聯(lián)用組（P<0.05）。另外，10％油酸乙酯增滲倍數(shù)為14.55倍，與±2000V 駐極體+10％油酸乙酯聯(lián)用組的增滲倍數(shù)ER為19.59倍相比有明顯差異（P<0.05），即±2000V 駐極體與10％油酸乙酯聯(lián)用后表現(xiàn)出優(yōu)越的協(xié)同促滲作用?；隈v極體在經(jīng)皮給藥中表現(xiàn)出的良好促滲效果，本文通過倒置相差顯微鏡觀察了經(jīng)駐極體作用后大鼠皮膚顯微形態(tài)和結(jié)構(gòu)的改變，以及通過開路熱刺激放電技術(shù)和差示量熱技術(shù)探討了駐極體的透皮促滲機制。倒置

12、相差顯微鏡觀察的結(jié)果顯示：±1000V 駐極體分別作用大鼠皮膚2～16h 過程中，皮膚的顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯改變，主要表現(xiàn)為皮膚角質(zhì)層變薄，角質(zhì)層之間連接松散，角質(zhì)層外層細胞易脫落。正負極性駐極體使大鼠皮膚顯微結(jié)構(gòu)的變化趨勢基本一致，大鼠皮膚顯微結(jié)構(gòu)的變化程度隨駐極體作用時間的增加而顯著。駐極體通過改變皮膚的屏障功能、增加皮膚的通透性和加快藥物的經(jīng)皮滲透速度，達到促進藥物經(jīng)皮吸收的目的。開路熱刺激放電技術(shù)（TSD）的研究結(jié)果表明：-500

13、V 駐極體通過改變皮膚角質(zhì)層類脂的層狀排列和流動性，以及蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，調(diào)控皮膚的駐極態(tài)，從而降低了角質(zhì)層的屏障功能，疏通了一定的透皮通道，有利于藥物的經(jīng)皮滲透及其駐極體透皮制劑的研發(fā)。差示量熱技術(shù)（DTA）的研究結(jié)果表明：±500VPP 駐極體、±1000VPP 駐極體和±2000V PP 駐極體利用外靜電場和微電流效應(yīng)不同程度地改變了大鼠皮膚角質(zhì)層中層狀類脂和蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)，使脂質(zhì)從凝膠態(tài)向液晶態(tài)發(fā)生相變，從而增強類脂的流動性和

14、協(xié)同性。此外，駐極體使蛋白質(zhì)發(fā)生空間構(gòu)象的改變，導(dǎo)致肽鏈從右手螺旋結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪鄙煺共⑵叫信帕械碾逆溄Y(jié)構(gòu)，為經(jīng)皮促滲打開了滲透孔道?？傮w而言，在脂質(zhì)調(diào)控方面，負極性駐極體較正極性駐極體有更強的生物效應(yīng)，-500V～-1000V 駐極體的作用效果較明顯，并且-500V 駐極體在綜合調(diào)控大鼠皮膚結(jié)構(gòu)方面的效果更優(yōu)異。在蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)控方面，+1000V～+2000V 駐極體表現(xiàn)出較明顯的作用效應(yīng)。駐極體引起皮膚角質(zhì)層微觀結(jié)構(gòu)的改變具有一定的“

15、電壓窗口效應(yīng)”。本文首次通過體外促滲實驗系統(tǒng)研究了不同極性不同表面電位的駐極體、常用化學(xué)促滲劑以及不同極性不同表面電位駐極體與化學(xué)促滲劑聯(lián)合使用對環(huán)孢菌素A 透皮吸收的影響，發(fā)現(xiàn)駐極體與化學(xué)促滲劑聯(lián)用對多肽類藥物環(huán)孢菌素A 具有良好的協(xié)同促滲作用。倒置相差顯微鏡和熱分析技術(shù)的研究結(jié)果進一步顯示駐極體對皮膚顯微結(jié)構(gòu)和駐極態(tài)具有顯著的調(diào)控作用。實驗表明：駐極體具有優(yōu)良的藥物透皮吸收促進作用，可作為一種方便有效的促滲方法用于蛋白質(zhì)多肽類藥物經(jīng)