格列美脲水凝膠劑體內(nèi)外透皮釋放的評(píng)價(jià)

楊文智，李霞霞，王樹根，李海鷹

(河北大學(xué) 藥學(xué)院，河北 保定　071002)

?

格列美脲水凝膠劑體內(nèi)外透皮釋放的評(píng)價(jià)

楊文智，李霞霞，王樹根，李海鷹

(河北大學(xué) 藥學(xué)院，河北 保定071002)

摘要：采用HPLC法檢測(cè)自制格列美脲水凝膠的藥物含量，研究凝膠中藥物的體內(nèi)外透皮釋放．選用小鼠鼠皮，采用Franz立式擴(kuò)散儀考察水凝膠中藥物的體外釋放，藥物體外釋放接近零級(jí)釋放．選用新西蘭兔背敷凝膠，測(cè)定兔體內(nèi)格列美脲的藥-時(shí)曲線．考察超聲按摩兔皮后涂敷等量藥物水凝膠，藥物經(jīng)皮滲透的變化．藥代動(dòng)力學(xué)研究結(jié)果表明：對(duì)照組血藥質(zhì)量濃度12 h達(dá)峰，ρmax為7.64 μg/mL，持續(xù)釋藥長(zhǎng)達(dá)48 h．而兔皮超聲后tmax提前至6 h，藥物起效迅速．格列美脲水凝膠體內(nèi)外釋放呈相關(guān)性，即可通過(guò)體外釋放狀況預(yù)測(cè)藥物體內(nèi)吸收．

關(guān)鍵詞：格列美脲；水凝膠；超聲；體內(nèi)外釋放；透皮吸收

第一作者：楊文智(1972-)，男，內(nèi)蒙古錫林浩特人，河北大學(xué)副教授，從事生物醫(yī)用材料及藥物緩控釋制劑方面研究.E-mail:wenzhi_yang@sina.com

格列美脲是FDA批準(zhǔn)的第1個(gè)可聯(lián)合胰島素使用的口服降糖藥，屬第3代磺脲類藥物，相比同類其他藥物，具有起效快、作用持久及劑量小等優(yōu)點(diǎn)[1]，市售格列美脲劑型以片劑和膠囊為主．因?yàn)楦窳忻离逅苄圆?1.6 μg/mL)，溶出慢，影響其口服劑型發(fā)揮最佳臨床療效[2-3]．另外，口服格列美脲劑型藥物半衰期短，血藥濃度波動(dòng)大，需長(zhǎng)時(shí)間用藥，文獻(xiàn)報(bào)道患者可出現(xiàn)低血糖癥、胃腸道刺激和視覺(jué)障礙等不良反應(yīng)[4-5]，故改善口服格列美脲固體制劑溶出度的研究，時(shí)有報(bào)道[6]．透皮給藥制劑，可避免藥物胃腸道反應(yīng)和肝臟首過(guò)效應(yīng)，維持平穩(wěn)的血藥濃度，制劑使用方便，易被患者接受．而格列美脲難溶，極大限制了其透皮給藥新劑型的開發(fā)．查閱文獻(xiàn)，未見格列美脲水凝膠劑的研究報(bào)道．基于此，本實(shí)驗(yàn)首先采用助溶技術(shù)解決格列美脲難溶的問(wèn)題，選擇卡波姆為凝膠基質(zhì)，制備格列美脲水凝膠劑并考察凝膠劑中藥物體內(nèi)外釋放，為格列美脲水凝膠處方設(shè)計(jì)及應(yīng)用提供實(shí)驗(yàn)支持．

1儀器與試藥

1.1　儀器

LC3000型高效液相色譜儀(北京創(chuàng)新通恒科技有限公司)；Franz立式雙室擴(kuò)散儀(中科院上海有機(jī)所)；B-629型超聲波美容儀(15W，50-60Hz，吳邦美容美發(fā)設(shè)備有限公司)；AN2651型分析天平(上海民橋精密科學(xué)儀器有限公司)；HJ-6型磁力加熱攪拌器(金壇市城東新瑞儀器廠)；TGL-16G型離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)；THZ-82型氣浴恒溫振蕩箱(金壇市醫(yī)療儀器廠)；KQ-250B型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；XH-C旋渦混合器(金壇市白塔新寶儀器廠)；YQD-6B型氮吹儀(上海亭山儀表廠)．

1.2　試劑

1.3　實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

昆明種小鼠(合格證號(hào)：1407010；18~22 g)和新西蘭兔(合格證號(hào)：1407011；(2.5±0.1)kg)，由河北省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供.

2方法與結(jié)果

2.1　格列美脲水凝膠劑的制備

精密稱取格列美脲10 g和葡甲胺40 g，加去離子水50 mL，80 ℃水浴加熱至完全溶解，攪拌放冷，得到20 mg/mL的藥物溶液．?dāng)嚢钘l件下，按處方量依次加入氮酮(1%，體積分?jǐn)?shù))、油酸(1%，體積分?jǐn)?shù))、尼泊金乙酯(3 mg/mL)、EDTA-2Na(0.1 mg/mL)、甘油(10%，體積分?jǐn)?shù))，混合均勻．然后加入卡波姆(質(zhì)量濃度10 mg/mL)，磁力攪拌，充分溶脹后加入三乙醇胺(質(zhì)量濃度13.5 mg/mL)，攪拌過(guò)夜，得到格列美脲水凝膠．

2.2　色譜條件的選擇

2.2.1檢測(cè)波長(zhǎng)的確定精密稱定格列美脲，配成適宜濃度的藥物甲醇溶液，以甲醇為空白基質(zhì)，用紫外可見分光光度計(jì)進(jìn)行波長(zhǎng)掃描．格列美脲的最大吸收波長(zhǎng)為227 nm，且在此波長(zhǎng)條件下，葡甲胺和空白基質(zhì)均無(wú)干擾．

2.2.2色譜條件色譜柱：Hypersil BDS C18柱(46 mm × 250 mm，5 μm)，分析柱前接ODS C18保護(hù)柱；流動(dòng)相：甲醇-0.025 mol/L NH4H2PO4溶液(3∶1，體積比)；流速：1.0 mL/min；檢測(cè)波長(zhǎng)：227 nm；柱溫：常溫；進(jìn)樣量：20 μL．

2.3　體外滲透實(shí)驗(yàn)

2.3.1實(shí)驗(yàn)方法采用Franz立式透皮擴(kuò)散池，透過(guò)面積為2.69 cm2，接收池體積為13.0 mL．將處理的離體鼠皮固定于擴(kuò)散池和接收池間，角質(zhì)層朝上，確保真皮層與接受液緊密接觸．以乙醇、聚乙二醇和生理鹽水(5∶2∶3，體積比)混合液為接收液．精密稱取格列美脲水凝膠4 g，含藥60 mg，涂于小鼠皮膚表面，水浴溫度(32 ± 0.5)℃，300 r/min攪拌速度，分別于0.5,1,2,4,6,8,10,12,24,36和48 h取出接收液，補(bǔ)充(32±0.5)℃等量接收液．取樣5 000 r/min離心后，進(jìn)樣測(cè)定格列美脲含量．按下列公式分別計(jì)算格列美脲的單位面積累積釋放量(Q)和藥物透皮吸收百分率(W%)，其中V為接收池的體積，ρn為第n次取樣時(shí)的藥物質(zhì)量濃度，A為有效透過(guò)面積，M為水凝膠含藥總量．

2.3.2標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立精密稱取恒重的格列美脲藥物，用甲醇配成1 mg/mL的格列美脲儲(chǔ)備液．稀釋儲(chǔ)備液配制成各濃度的工作液，按2.2.2方法進(jìn)行分析，以峰面積A對(duì)藥物濃度ρ(μg/mL)作圖，得到格列美脲標(biāo)準(zhǔn)曲線為y= 5.8×104x + 3.5×104(R=0.9996；n=5)，線性為0.1~100 μg/mL．紫外掃描顯示，水凝膠基質(zhì)對(duì)藥物測(cè)定無(wú)干擾，格列美脲保留時(shí)間為7.8 min．

圖1　格列美脲水凝膠劑中藥物累積釋放曲線

2.3.3精密度和回收率實(shí)驗(yàn)取一定濃度的格列美脲的對(duì)照品溶液，每隔2 h進(jìn)行測(cè)定，連續(xù)測(cè)定5次，同一條件下，連續(xù)測(cè)定5 d，考察日內(nèi)和日間精密度．日內(nèi)RSD為0.20%，日間RSD為0.40%．在制備的凝膠劑中分別添加高(50 μg/mL)、中(5 μg/mL)、低(0.5 μg/mL)3種質(zhì)量濃度的格列美脲標(biāo)準(zhǔn)液，3種質(zhì)量濃度各5份，處理后分析測(cè)定．計(jì)算得到格列美脲的平均回收率為102%．以上結(jié)果表明：所建立的色譜法定量準(zhǔn)確，方法可靠，可用于體外釋放實(shí)驗(yàn)中格列美脲含量的測(cè)定．

2.3.4體外透皮實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)公式分別計(jì)算格列美脲的單位面積累積滲透量(Q)和藥物透皮吸收百分率(W%)，并以Q對(duì)t作圖，如圖1所示．格列美脲在12 h內(nèi)釋放緩慢，12~48 h釋放迅速，48 h格列美脲累積透過(guò)百分率達(dá)到處方量的27.2%．

Q~t回歸分析，采用Higuchi方程、零級(jí)方程及一級(jí)方程進(jìn)行擬合，選擇相關(guān)系數(shù)(R2)最大的模擬方程為最優(yōu)釋放模型．結(jié)果見表1，水凝膠中格列美脲更傾向以零級(jí)動(dòng)力學(xué)方程經(jīng)皮滲透，屬于Fick’s擴(kuò)散滲透機(jī)制，水凝膠劑中格列美脲的累積釋放量與時(shí)間呈良好的線性相關(guān)關(guān)系，R2為0.979 3，透皮速率常數(shù)J為124.39 μg/(cm2·h)．

表1　格列美脲水凝膠劑中藥物累積滲透量與時(shí)間的擬合方程

處方中以氮酮和油酸為混合促滲劑．文獻(xiàn)報(bào)道，2種促滲劑穩(wěn)定性好、對(duì)皮膚無(wú)毒無(wú)刺激、低濃度便可促進(jìn)滲透[7]．氮酮可改變角質(zhì)層中脂質(zhì)雙分子層的致密性并增加其流動(dòng)性，可減小藥物在角質(zhì)層中的擴(kuò)散阻力，促進(jìn)藥物的透皮吸收[8]．油酸屬于順式不飽和脂肪酸，廣泛存在于自然界及人皮膚角質(zhì)層中，作為皮膚內(nèi)源性成分，具有良好的生物相容性[9]．文獻(xiàn)報(bào)道油酸與氮酮聯(lián)用能發(fā)揮協(xié)同促透作用[10-11]，故格列美脲水凝膠處方設(shè)計(jì)選用等量氮酮和油酸混合促透劑，以促進(jìn)格列美脲透皮吸收．實(shí)驗(yàn)中采用離體小鼠鼠皮，盡量保持小鼠周齡、質(zhì)量、皮膚選用部位及處理等因素相一致，減小個(gè)體差異對(duì)藥物滲透的影響[12]．

2.4　兔體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)

2.4.1動(dòng)物分組和給藥選取健康新西蘭兔，雌雄各半，隨機(jī)分為正常組和超聲組，每組6只，實(shí)驗(yàn)前12 h禁食不禁水．去除兔背部體毛，保證皮膚無(wú)損傷，于正中至兩側(cè)劃出5 cm×5 cm區(qū)涂抹給藥，水凝膠均勻涂抹于兔背部其中一側(cè)，給藥劑量為18.36 mg/kg．正常組直接背敷水凝膠．超聲組先用無(wú)水乙醇濕潤(rùn)兔背部皮膚，美容儀超聲探頭緊貼兔皮超聲按摩25 min后，涂抹與正常組等量水凝膠．分別于0.5,1,2,4,6,8,12,24,36和48 h兔耳緣靜脈取血0.5 mL，置于裝有肝素鈉的PE管中．采用DAS 2.0軟件計(jì)算格列美脲在兔體內(nèi)的藥動(dòng)學(xué)參數(shù)．

2.4.2血樣的處理將加有肝素鈉抗凝的全血5 000 r/min離心10 min，精密量取上清液20 μL，用1 mol/L的鹽酸20 μL酸化10 min，加入混合有機(jī)溶劑(V(乙腈)∶V(二氯甲烷)=5∶1)1.2 mL，渦旋混合器5 min，8 000 r /min離心10 min，吸取上清液，50 ℃水浴，氮?dú)獯蹈桑畾堄辔镉?0 μL甲醇溶解，12 000 r/min離心10 min，20 μL進(jìn)樣分析．

a.空白血漿；b.血漿樣品；c.空白血漿加對(duì)照品.圖2　格列美脲血樣HPLC色譜Fig.2　HPLC spectrum

組別ρmax/(g·mL-1)Tmax/hAUC0-48/(g·h·mL-1)超聲組7.616210.45正常組7.6412216.71

a.超聲組；b.正常組.

2.5　體內(nèi)外相關(guān)性

各時(shí)間點(diǎn)下格列美脲凝膠劑的兔體內(nèi)藥物累積AUC(Y)和體外單位面積藥物累積滲透量(X)見表3．

表3　各時(shí)間點(diǎn)下格列美脲的體內(nèi)外累積釋放

以Y對(duì)X作圖，見圖4，得到回歸方程Y= 0.039X+5.983，r=0.985．對(duì)相關(guān)系數(shù)r進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)量t=r(n-2)1/2/(1-r2)1/2=17.12 >t0.001(10)=4.59，表明格列美脲水凝膠具備顯著的動(dòng)物體內(nèi)外相關(guān)性，即通過(guò)測(cè)定格列美脲凝膠劑中藥物體外釋放情況可預(yù)測(cè)涂敷凝膠劑后藥物在兔體內(nèi)吸收狀況，故獲得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可指導(dǎo)格列美脲水凝膠劑的臨床應(yīng)用．

圖4　格列美脲體內(nèi)累積AUC與體外單位面積累積滲透量的線性回歸Fig.4　Linear regression plot of accumulated absorbed in vivo versus accumulated released in vitro

3結(jié)論

考察了格列美脲水凝膠劑中藥物的體外釋放和兔體內(nèi)吸收，采用HPLC檢測(cè)樣品，分析方法可靠、準(zhǔn)確．格列美脲水凝膠劑采用離體鼠皮的體外透皮實(shí)驗(yàn)顯示，藥物透皮接近零級(jí)釋放，以恒定速率124.39 μg/(cm2·h)釋放藥物，48 h藥物累積滲透約為處方量27%．兔體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)曲線表明，涂敷自制格列美脲水凝膠后，48 h內(nèi)持續(xù)釋放藥物，具有緩釋和長(zhǎng)效作用．低頻超聲處理兔皮后涂敷等量格列美脲凝膠劑，顯著縮短藥物達(dá)峰時(shí)間，促進(jìn)藥物快速吸收．格列美脲水凝膠劑體內(nèi)外釋放呈現(xiàn)顯著相關(guān)性，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可為格列美脲水凝膠劑處方設(shè)計(jì)提供支持．

參考文獻(xiàn):

[1]AMMAR H O, SALAMA H A, GHORAB M, et al. Formulation and biological evaluation of glimepiride-cyclodextrin-polymer systems[J]. International Journal of Pharmaceutics, 2006, 309(1-2): 129-138.

[2]REVEN S, GRDADOLNIK J, KRISTL J, et al. Hyperbranched poly(esteramides) as solubility enhancers for poorly water-soluble drug glimepiride[J]. International Journal of Pharmaceutics, 2010, 396(1-2): 119-126.

[3]AMMAR H O, SALAMA H A, EL-NAHHAS S A, et al. Design and evaluation of chitosan films for transdermal delivery of glimepiride[J]. Current drug delivery, 2008, 5(4): 290-298.

[4]AHMED O A, AFOUNA M I, EL-SAY K M, et al. Optimization of self-nanoemulsifying systems for the enhancement of in vivo hypoglycemic efficacy of glimepiride transdermal patches[J]. Expert Opinion on Drug Delivery, 2014, 11(7): 1005-1013.

[5]韓剛，王成強(qiáng)，高遠(yuǎn)，等. 格列美脲殼聚糖貼劑的制備及經(jīng)皮滲透研究[J]. 中國(guó)新藥雜志，2011, 20(5): 456-458.

HAN Gang, WANG Chengqiang, GAO Yuan, et al. Preparation and transdermal penetration of glimepiride-chitosan patch in rats[J]. Chinese Journal of New Drugs, 2011, 20(5): 456-458.

[6]李海鷹，楊文智，馬麗蘭，等. 難溶藥物格列美脲的片劑處方設(shè)計(jì)及溶出評(píng)價(jià)[J]. 河北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014,34(5): 491-496.

LI Haiying, YANG Wenzhi, MA Lilan, et al. Preparation and dissolution rate evaluation of glimepiride tablets[J]. Journal of Hebei University Natural Science Edition, 2014, 34(5): 491-496.

[7]WILLIAMS A C, BARRY B W. Penetration enhancers[J]. Advanced Drug Delivery Reviews, 2012, 64(Suppl): 128-137.

[8]MAGHRABY G M M E, CAMPBELL M, FINNIN B C. Mechanisms of action of novel skin penetration enhancers: Phospholipid versus skin lipid liposomes[J]. International Journal of Pharmaceutics, 2005, 305(1-2): 90-104.

[9]TS M, VP D S, MB P. Influence of oleic acid on the rheology and in vitro release of lumiracoxib from poloxamer gels[J]. Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, 2010, 13(2): 286-302.

[10]ABOOFAZELI R, ZIA H, NEEDHAM T E. Transdermal delivery of nicardipine: an approach to in vitro permeation enhancement[J]. Drug Delivery, 2002, 9(4): 239-247.

[11]張?jiān)S東暉，許實(shí)波，等. 不同透皮吸收促進(jìn)劑對(duì)格列美脲體外經(jīng)皮滲透動(dòng)力學(xué)特征的影響[J]. 中國(guó)藥科大學(xué)學(xué)報(bào)， 2003, 34(6): 509-513.

ZHANG Yuan, XU Donghui, XU Shibo, et al. Effects of different penetration enhancers on the kinetics character of permeability of glimepiride through rabbit skin in vitro[J]. Journal of China Pharmaceutical University, 2003, 34(6): 509-513.

[12]李海鷹，楊文智，王苗苗，等. 水-氯涂膜劑中氯霉素體內(nèi)外透皮釋放評(píng)價(jià)[J]. 河北大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013, 33(5): 496-501.

LI Haiying, YANG Wenzhi, WANG Miaomiao, et al. Chloramphenicol release evaluation of salicylic acid and chloramphenicol plaster in vitro and in vivo[J]. Journal of Hebei University: Natural Science Edition, 2013, 33(5): 496-501.

[13]MITRAGOTRI S, BLANKSCHTEIN D, LANGER R. Transdermal drug delivery using low-frequency sonophoresis[J]. Pharmaceutical Research, 1996, 13(3): 411-420.

(責(zé)任編輯：梁俊紅)

Drug release evaluation of glimepiride hydrogelinvitroandinvivo

YANG Wenzhi, LI Xiaxia, WANG Shugen, LI Haiying

(College of Pharmacy，Hebei University，Baoding 071002，China)

Abstract:In order to study and evaluate the release behavior of glimepiride(GM)hydrogel in vitro and in vivo, an HPLC method was used to determine the drug concentration in the hydrogel. The in vitro transdermal permeation behaviors of GM through mice skin were studied using Franz-type diffusion cell. The results showed that the drug released from hydrogel fitted with zero-order kinetic characteristics. A pharmacokinetic study of glimepiride hydrogel was carried out using New Zealand rabbits, and compared with the ultrasonic wave processing rabbit skin. It demonstrated that in the control group, the hydrogel could sustain release glimepiride for 48 h, and plasma drug mass concentration reached a peak(ρmax, 7.64 μg/mL) after 12 h. After an ultrasonic pretreatment, there was an earlier tmaxat 6 h．It was evident that ultrasonic could promote drug permeation. There was a good correlation between in vitro skin permeation and in vivo transdermal absorption using hydrogel, and the GM release in vitro could well predict its absorption in vivo.

Key words:glimepiride；hydrogel；ultrasonic；in vitro and in vivo；percutaneous absorption

基金項(xiàng)目：河北省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(H2012201069；H2016201044)；河北省科技計(jì)劃項(xiàng)目(13272705)

收稿日期：2015-01-15

中圖分類號(hào)：O658

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào)：1000-1565(2015)06-0599-06

DOI：10.3969/j.issn.1000-1565.2015.06.008