熵權(quán)模糊綜合評判模型評價不同促透劑對格列美脲醇質(zhì)體經(jīng)皮吸收的影響

梁振生，梁鳳根，黃翠敏，劉灼波

(廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院藥學(xué)部，廣東 廣州 510405)

格列美脲是第3代磺酰脲類口服降糖藥，可增強(qiáng)胰島素對血糖的攝取作用[1]。然而，格列美脲溶解度較差，制劑容易出現(xiàn)生物利用度低的問題，導(dǎo)致低血糖、頭暈、頭痛、胃部不適、胃灼熱、惡心和腹瀉等多種不良反應(yīng)[2]，開發(fā)格列美脲外用制劑可有效避免上述問題。相較傳統(tǒng)的口服給藥與靜脈給藥，經(jīng)皮藥物傳遞系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點，例如可以避免肝臟首過效應(yīng)和胃腸道不良反應(yīng)，同時改善患者的依從性，可提供持續(xù)可控的血藥濃度[3]。皮膚角質(zhì)層是皮膚的主要屏障，也是限制藥物經(jīng)皮吸收的主要屏障，選擇合適的促透劑可顯著增強(qiáng)藥物的經(jīng)皮吸收，本研究分別選擇了薄荷醇、丙二醇、油酸、氮酮和卡必醇作為促透劑，考察各促透劑對格列美脲醇質(zhì)體[4]經(jīng)皮吸收的影響，并采用熵權(quán)模糊綜合評判模型對結(jié)果進(jìn)行綜合分析，以期獲得對格列美脲醇質(zhì)體具有最佳促透效果的促透劑。

1 材料與方法

1.1 試劑

格列美脲(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥98%，批號： 93479-97-1，美國西格瑪奧德里奇試劑廠)；磷脂(上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司)；乙腈(美國FISH公司)；膽固醇(上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司)；乙醇(天津大茂化學(xué)試劑有限公司)；丙二醇(中國醫(yī)藥上?；瘜W(xué)試劑公司)；油酸(中國醫(yī)藥上?；瘜W(xué)試劑公司)；氮酮、薄荷醇、卡必醇(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)。

1.2 儀器

TGL-20KR高速冷凍離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠)；DB超聲波清洗機(jī)(上海超聲波儀器設(shè)備有限公司)；FRANZ擴(kuò)散池(江蘇予華儀器有限公司)；LC-20AT 型高效液相色譜儀(日本島津)；LDZ5-2 離心機(jī)(北京醫(yī)用離心機(jī)廠)。

1.3 動物

SD大鼠，SPF級，雄性，購買于廣東省醫(yī)學(xué)實驗動物中心，許可證號SCXK(粵)：2018-0002，編號44007200068426。

1.4 格列美脲醇質(zhì)體的制備[4]

取磷脂0.3 g和格列美脲0.3 g混勻，加入體積分?jǐn)?shù)40%乙醇10 mL，劇烈攪拌溶解，超聲助溶，轉(zhuǎn)移至圓底燒瓶，30 r/min攪拌均勻，1 mL/min細(xì)流狀緩慢加入磷酸鹽緩沖溶液6.5 mL，攪拌10 min。4 ℃下超聲處理3個周期(5 min工作，5 min休息)。4 ℃冷藏備用。

1.5 不同促透劑對格列美脲醇質(zhì)體經(jīng)皮吸收的影響

準(zhǔn)確稱取1.0 g卡波姆940，溶解于100 mL蒸餾水中，攪拌30 min，逐滴加入1 mol/L NaOH溶液制備凝膠，分別加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%薄荷醇、1%丙二醇、1%油酸、1%氮酮和1%卡必醇，攪拌均勻，加入格列美脲醇質(zhì)體獲得格列美脲醇質(zhì)體凝膠。

大鼠處死后，小心分離背腹兩側(cè)皮膚，避免皮膚破損，動物剪去除鼠毛。鈍器去除皮下脂肪層，獲得透皮試驗用皮膚。4 ℃生理鹽水洗凈待用。

FRANZ擴(kuò)散池進(jìn)行透皮試驗：大鼠皮膚固定于接受池底部，角質(zhì)層朝上，擴(kuò)散面積0.502 cm2，加入0.2 g凝膠。接受液為生理鹽水。37 ℃、120 r/min振蕩，分別在2、4、8、12、24 h接取吸收液4.0 mL，并補(bǔ)加等量生理鹽水[5]。參考文獻(xiàn)[6]分別計算累積滲透量(Jss)、滲透系數(shù)(Kp)、增滲倍數(shù)(ER)和時滯(Tlag)。

接收液用乙腈沉淀蛋白，采用HPLC法檢測格列美脲質(zhì)量分?jǐn)?shù)[7]：10 μL上樣；0.22線μm濾膜過濾樣品；色譜柱為250 mm×4.6 mm Diamonsil C18柱；流動相為乙腈-0.15%冰醋酸(體積比7∶3)；檢測波長為228 nm；流速為1 mL/min；柱溫為40 ℃。

1.6 基于熵權(quán)模糊法的綜合評價[8-9]

1.6.1 確定評價對象集、因素集和評語集 依據(jù)促透劑評價指標(biāo)和種類，設(shè)置對象集=(促透劑促透能力)，因素集=(Jss、Kp、ER和Tlag)，評語集=(優(yōu)、良、中、一般和差)。

1.6.2 熵權(quán)綜合法確定權(quán)重 對大者為優(yōu)或小者為優(yōu)的指標(biāo)進(jìn)行均一化處理：

定義i個指標(biāo)的熵：

確定i個指標(biāo)的熵權(quán)：

1.6.3 模糊隸屬度函數(shù)模型 由于促透劑指標(biāo)好壞程度分級標(biāo)準(zhǔn)都是模糊的，故采用隸屬函數(shù)來刻畫分級界限，公式如下：

Rik(Xi)=

1.7 模糊綜合評價

按照熵權(quán)法確定權(quán)系數(shù)得到各評判因素的權(quán)重分配：W=[w1，w2，…，wn]， 通過模糊變換，可得到一個模糊子集，即綜合評判結(jié)果：B=W。R=[b1，b2，b3…，bm]。

2 結(jié)果

2.1 不同促透劑對格列美脲醇質(zhì)體經(jīng)皮吸收的影響

將時間-藥物累積滲透量繪制藥物促透曲線，經(jīng)過線性化得到Higuchi方程，分別計算得到Jss、Kp、ER和Tlag，結(jié)果見表1和圖1。可見，1%氮酮組的Jss和Kp均顯著高于空白組、1%油酸組和1%丙二醇組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01或P<0.05)；1%薄荷醇Tlag顯著低于空白組、1%丙二醇組、1%油酸組、1%氮酮組和1%卡必醇組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01或P<0.05)；以上結(jié)果表明1%氮酮組Jss和Kp最優(yōu)，1%薄荷醇組Tlag最優(yōu)。

表1 不同促透劑對格列美脲醇質(zhì)體經(jīng)皮吸收參數(shù)的影響

組別Jss/(μg·h-1·cm-2)Kp×10-3/(cm2·h-1)ERTlag /h空白組5.04±0.51??0.50± 0.05??0.505.98±0.41##1%薄荷醇14.40±1.451.44±0.221.430.97±0.221%丙二醇13.26±1.46?1.32±0.14?1.315.47±0.38##1%油酸11.05±0.89??1.10±0.09??1.091.47±0.52#1%氮酮14.95±1.731.50±0.162.974.74±0.22##1%卡必醇14.64±0.971.46±0.092.90 2.55±0.49##

與1%氮酮組比較：*P<0.05，**P<0.01；與1%薄荷醇組比較：#P<0.05，##P<0.01。

圖1不同促透劑對格列美脲醇質(zhì)體經(jīng)皮吸收參數(shù)的影響

Figure1Effects of different transdermal enhancers on percu-taneous absorption parameters of glimepiride ethosome

2.2 建立各評價指標(biāo)的等級標(biāo)準(zhǔn)

針對上述透皮數(shù)據(jù)參數(shù)，以空白組指標(biāo)作為一般等級，等級差=(指標(biāo)的最大數(shù)值-指標(biāo)最小數(shù)值/3)+指標(biāo)最小數(shù)值標(biāo)準(zhǔn)差，優(yōu)=一般等級+3×等級差，良=一般等級+2×等級差，中=一般等級+等級差，差=一般等級-等級差。計算得檢測指標(biāo)Jss、ER、Kp、Tlag的等級標(biāo)準(zhǔn)見表2。

表2 各評價指標(biāo)的等級標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Grade standard of each index

2.3 建立不同促透劑評價指標(biāo)的評價矩陣

依據(jù)模糊隸屬度函數(shù)模型，建立各評價指標(biāo)的評價矩陣。

2.4 不同促透劑各評價標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)重系數(shù)

依據(jù)熵權(quán)綜合法確定權(quán)重同促透劑各評價標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)重系數(shù)，結(jié)果見表3。

表3 不同促透劑各評價標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)重系數(shù)Table 3 Weight coefficients of evaluation standards for different penetration enhancers

2.5 不同促透劑的綜合評價結(jié)果

從表4可見，1%薄荷醇評語為優(yōu)的最大隸屬度為0.385，1%丙二醇評語為良的最大隸屬度為0.227，1%油酸評語為良的最大隸屬度為0.240，1%氮酮評語為優(yōu)的最大隸屬度為0.291，1%卡必醇評語為優(yōu)的最大隸屬度為0.247。以上結(jié)果表明，1%薄荷醇對格列美脲醇質(zhì)體具有最佳的經(jīng)皮吸收促進(jìn)作用。

表4 不同促透劑對格列美脲醇質(zhì)體經(jīng)皮吸收的模糊綜合評判及評價結(jié)果

Table4Fuzzy comprehensive evaluation and evaluation results of each penetration enhancer on percutaneous absorption of glimepiride ethosome

促透劑優(yōu)良中一般差1%薄荷醇0.3850.3420.0000.0000.0001%丙二醇0.0480.2270.1630.0090.0001%油酸0.0720.2400.1500.0000.0001%氮酮0.2910.0470.0180.0940.0001%卡必醇0.2470.0350.2110.0000.000

3 討論

經(jīng)皮給藥傳遞系統(tǒng)以適宜的劑型通過皮膚給藥的方式，精確控制藥物在體內(nèi)的代謝過程，選擇性地把期望濃度的藥物傳遞到作用部位，從而得到最佳治療效果。醇質(zhì)體是一種由磷脂和乙醇組成的具有脂質(zhì)體雙分子層結(jié)構(gòu)的囊泡給藥系統(tǒng)[10]。醇質(zhì)體相對于脂質(zhì)體，具有更高的包封率，可攜帶各種化合物，且更容易穿透皮膚角質(zhì)層，有利于藥物的吸收[11]。

經(jīng)皮給藥的局限性在于皮膚的屏障作用。目前，增強(qiáng)藥物吸收最簡單、經(jīng)濟(jì)的方法是在相應(yīng)制劑中添加合適的透皮吸收促進(jìn)劑。透皮吸收促進(jìn)劑是一類能滲透進(jìn)入皮膚并降低藥物通過皮膚時所受阻力的化學(xué)物質(zhì)，能可逆地降低皮膚的屏障性能而又不損害皮膚的其他功能[12]。本研究為克服格列美脲口服制劑的不足，制備了格列美脲醇質(zhì)體，并分別選擇薄荷醇、丙二醇、油酸、氮酮和卡必醇作為透皮吸收促進(jìn)劑，分別考察它們對格列美脲醇質(zhì)體經(jīng)皮吸收的影響，結(jié)果顯示各促透劑均能顯著改善藥物的經(jīng)皮吸收，其中1%氮酮Jss、Kp最優(yōu)，1%薄荷醇Tlag最優(yōu)。但是，促透劑的促透指標(biāo)各有優(yōu)劣，并不能簡單地由此得出各促透劑的綜合促透性能。

目前，透皮吸收促進(jìn)劑的綜合評價方法有主成分分析法[13]、模糊綜合評價法[14]、灰關(guān)聯(lián)聚類法等[15]。熵權(quán)模糊評判模型已在商業(yè)、教育、環(huán)境等領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用[16-17]。熵權(quán)的概念來源于熱力學(xué)概念，熵表示的是不確定性的量度。熵權(quán)法在體系權(quán)重的確定中可避免個人主觀偏差，提高指標(biāo)權(quán)重的準(zhǔn)確度[18]。評判透皮吸收促進(jìn)劑優(yōu)劣的評價指標(biāo)Jss、ER、Kp、Tlag的因素分級標(biāo)準(zhǔn)本身具有模糊特征。模糊綜合評價是指在對評價對象進(jìn)行綜合評價時，加入模糊數(shù)學(xué)的思想，從而將一些模糊信息定量化，提高評價的精確度，適用于具有模糊特征的評價對象。因此，基于熵權(quán)的模糊綜合評價法用于透皮吸收促進(jìn)劑的評價具有客觀性及適用性強(qiáng)的特點[19]。與目前已經(jīng)應(yīng)用在促透劑評價的主成分分析法、模糊綜合評價法、灰關(guān)聯(lián)聚類法等方法相比，在指標(biāo)的權(quán)重上利用熵權(quán)的原理，信息熵越小，指標(biāo)值的變異程度越大，指標(biāo)的權(quán)重也越大，避免了主觀因素對指標(biāo)權(quán)重的影響。模糊綜合評判就是對多種影響因素的事物或現(xiàn)象進(jìn)行總的評價，且在評判過程中最顯著的特征就是涉及模糊因素。促透效果本身具有模糊特性，因而建立促透效果量模糊評判的理論與模型，比傳統(tǒng)的評價方法更能符合現(xiàn)象的實際情況。本研究采用基于熵權(quán)的模糊綜合評價法對各透皮吸收促進(jìn)劑的促透性能進(jìn)行了評價，結(jié)果顯示1%薄荷醇對格列美脲醇質(zhì)體具有最佳的經(jīng)皮吸收促進(jìn)作用。