水凝胶药剂学论文

[摘要]该实验研究了穿心莲总内酯骨架片的处方工艺及其体外释药行为。通过单因素试验，以不同型号及用量的羟丙甲基纤维素（HPMC）为主要考察因素，以3种内酯成分累积释放度为评价指标，优选出最佳处方，所制缓释片无突释现象，缓释周期14h。下面是小编为大家整理的《水凝胶药剂学论文 (精选3篇)》，希望对大家有所帮助。

水凝胶药剂学论文 篇1：

羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸水凝胶的制备及体内外评价

摘要：以丙烯酸(AA)和羧甲基壳聚糖(CMC)为单体，通过热引发自由基接枝共聚反应，制备了一种新型pH敏感的羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸(CMCgPAA)水凝胶。FTIR结果表明成功实现了聚合反应，溶胀性实验表明CMCgPAA水凝胶具有明显的pH敏感性。以胰岛素(INS)为模型药物，将其负载到CMCgPAA水凝胶中，得到了载药量为216.5 mg/g的载药凝胶。体外释放曲线表明：在pH 值为1.2的条件下，2 h后INS的累计释放量为(16.3±2.6)%;在pH 值为74的环境中，2 h后INS的累计释放量达到(57.2±3.5)%。说明载药凝胶可以在肠道环境中靶向释放INS，避免INS被胃酸和胃蛋白酶破坏。动物实验结果表明，负载INS水凝胶具有良好的降血糖效果。CMCgPAA水凝胶与Caco2细胞共同培养，细胞存活率接近100%，表明水凝胶对 Caco2 细胞没有细胞毒性。CMCgPAA水凝胶在蛋白或多肽类药物定位递送方面具有优良的应用前景。

关键词：药剂学;水凝胶;pH敏感性;羧甲基壳聚糖;胰岛素;细胞毒性

水凝胶是一种通过共价键、氢键或范德华力等作用相互交联构成的网状亲水性聚合物，能在水中显著溶胀而不溶解并保持大量水分[1]。pH敏感水凝胶是一类对外界pH值变化能产生响应的智能水凝胶，含有易水解或质子化的酸碱官能团，如羧基、氨基等，随外界环境pH值变化基团的解离程度而改变。此外，基团的解离会破坏凝胶内相应的氢键，使凝胶网络的交联点减少，因而网络结构的变化会引起凝胶溶胀[2]。pH敏感水凝胶表现出不同的释药行为，为时序性、程序化或靶向性释药提供了可能。近年来不同的pH敏感水凝胶受到广泛关注和研究。SHANG等[3]以聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGMA)和甲基丙烯酸(MAA)制备了P(PEGMAgMAA)水凝胶，在pH值为2.0～8.0范围内表现出良好的pH响应性。VAGHANI等[4]用羧甲基壳聚糖制备了一种新型水凝胶，pH值为 6.8以上时的水凝胶具有优良的溶胀能力。SONIA等[5]对用于口服胰岛素传递的天然聚合物进行了研究，实验结果表明壳聚糖的衍生物具有优良的黏膜黏附性和细胞渗透作用。因此，壳聚糖衍生物可以抑制肠黏膜细胞P糖蛋白过表达引起的多药耐药性，增强细胞的通透性，促进口服制剂经肠道的吸收。这是壳聚糖衍生物作为口服制剂辅料的重要因素。

河北科技大学学报2015年第5期崔玉琴，等：羧甲基壳聚糖接枝聚丙烯酸水凝胶的制备及体内外评价本实验以羧甲基壳聚糖(CMC)及丙烯酸(AA)为原料，制备了CMCgPAA水凝胶。羧甲基壳聚糖具有优良的生物相容性，无毒、无免疫原性，可生物降解，且降解产物能被生物体完全吸收，可提高药物生物利用度[68]。聚丙烯酸(PAA)是可电离的亲水性聚合物，交联之后能够在水中溶胀。由于羧酸基团的离子化/去离子化，它的溶胀性很大程度上依赖于pH值的变化。在低pH值下，PAA中的羧酸基团以—COOH的形式存在。—COOH之间的氢键作用使得水凝胶收缩，溶胀度较低;在高pH值下，—COOH基团解离，转变为COO-，羧酸负离子之间的静电斥力作用使得PAA溶胀[9]。

水凝胶作为口服给药系统载体基质的目的是控制递送过程中药物程序化释放，提高用于治疗的蛋白类或多肽类药物的生物利用度[10]。从胃部到肠道的pH值差异很大，水凝胶的pH敏感性是设计在肠道内控制释放药物载体基质的重要因素之一[1112]。在本研究中，通过自由基接枝共聚反应制备了pH敏感的CMCgPAA水凝胶，对负载胰岛素水凝胶进行了体外释放以及降血糖研究。

1实验部分

1.1仪器和试剂

TGL20B型低温高速离心机，上海安亭科学仪器厂提供;DH3600AB型恒温干燥箱，天津市泰斯特仪器有限公司提供;ZHWY100H型恒温培养振荡器，上海智城分析仪器制造有限公司提供;LGJ10型冷冻干燥机，北京松源华兴科技发展有限公司提供;UV2400PC型紫外分光光度计，上海舜宇恒平科学仪器有限公司提供;傅里叶红外光谱仪，美国PerkinElmer公司提供;博仕珑血糖分析仪，厚美德生物科技股份有限公司提供;96 孔细胞培养板，中国NEST有限公司提供;25 cm2细胞培养瓶，中国NEST有限公司提供;3131 二氧化碳培养箱，Thermo Fisher Scientific提供;SWCJ2FD洁净工作台，苏净集团苏州安泰空气技术有限公司提供; Mithras LB940 酶联免疫检测仪，德国 Berthold Technologies 公司提供。

羧甲基壳聚糖(CMC)，医用级别，青岛海伽生物科技有限公司提供;丙烯酸(AA)，分析纯，天津市永大化学试剂有限公司提供;过硫酸钾(K2O8S2)，分析纯，天津市百世化工有限公司提供;N，N亚甲基双丙烯酰胺(MBA)，分析纯，上海瑞鼎化学技术有限公司提供;四氧嘧啶，分析纯，上海阿拉丁试剂有限公司提供;氢氧化钠，分析纯，天津市永大化学试剂有限公司提供;磷酸二氢钠，分析纯，天津博迪化工股份有限公司提供;磷酸氢二钠，分析纯，天津博迪化工股份有限公司提供;牛胰岛素(INS)，上海励瑞生物科技有限公司提供;Caco2 细胞株(40—50代)，北京协和细胞库提供;MEMEBSS 培养基，Hyclone公司提供;MTT，北京索莱宝科技有限公司提供。

1.2pH敏感性CMCgPAA水凝胶的制备

CMCgPAA水凝胶通过热引发自由基接枝共聚的方法制备[13]。首先，用0.1 mol/L的氢氧化钠溶液将丙烯酸中和到pH值为7.0后，置于10 mL的塑料离心管中，加入0.07 g/mL的羧甲基壳聚糖水溶液(CMC与AA的质量比为1∶6)。加入单体总量1.0%(质量分数，下同)的交联剂MBA及单体总量0.5%的引发剂K2O8S2，振荡使之混合均匀。在8 000 r/min转速下离心10 min，脱除混合液中的气泡。将脱除气泡的混合液分装在称量瓶中，在恒温培养箱中于60 ℃反应12 h，制得CMCgPAA水凝胶粗品。将制得的水凝胶用洁净的小刀切成约8 mm3的小块，放入盛有50 mL蒸馏水的烧杯中，水洗7 d，每天换2次水，以除去未反应的成分。将水洗后的水凝胶冷冻干燥，得到最终产品。CMCgPAA水凝胶接枝聚合反应如图1所示。

1.3表征

1.3.1红外光谱分析

取原料和制备的CMCgPAA水凝胶作为样品。将样品分别与溴化钾(二者质量比为1∶200)进行混合研磨，压片。在500～4 000 cm-1范围内测量样品的红外吸收谱图。

1.3.2溶胀可逆性研究

用称重法测定制备的CMCgPAA水凝胶的溶胀率[3]。将一定量冷冻干燥后的CMCgPAA水凝胶浸泡于pH值为7.4的PBS中，24 h后将溶胀的水凝胶转移至pH值为1.2的PBS中。在设定的时间点，将水凝胶取出，用滤纸吸去水凝胶表面的水分，称重，这个过程重复2次，利用式(1)计算其溶胀率。

溶胀率=(Ws-Wd)/Wd×100%。 (1)

式中：Wd为溶胀前干凝胶的质量，g;Ws为溶胀后水凝胶的质量，g。

1.4负载INS的CMCgPAA水凝胶体外释放研究

1.4.1药物负载

药物负载实验通过浸渍法将药物负载到水凝胶中。精确称取一定量冷冻干燥后的水凝胶，将其浸泡在一定量1.0 mg/mL的胰岛素PBS溶液(pH值为7.4)中，于37 ℃下浸泡24 h后，用0.1 mol/L的HCl溶液冲洗载药凝胶表面，除去残留在表面的INS。将载药凝胶进行冷冻干燥，得到负载INS的CMCgPAA水凝胶。用紫外分光光度计测定载药前后PBS中INS的含量，利用式(2)计算INS负载量：

INS负载量=载药前PBS中INS的质量-载药后PBS中INS的质量干凝胶的质量×100%。(2)

1.4.2药物体外释放研究

利用pH值为1.2和7.4的PBS为释放介质，研究载药凝胶对INS的体外释放行为。精确称取一定量的载药凝胶，置于50 mL锥形瓶中，加入30.0 mL pH值为1.2的PBS。将上述锥形瓶放置在恒温振荡器中，在37 ℃下释放2 h，之后用0.2 mol/L的氢氧化钠溶液将PBS的pH值调节到7.4，在此条件下继续释放8 h。每隔30 min取一次释放溶液，同时补加同温、等体积释放介质，用紫外分光光度计测定INS的释放率。利用式(3)计算INS的释放率[14]：

药物释放率=药物释放量药物负载量×水凝胶的质量×100%。 (3)

1.5口服载药凝胶降血糖作用研究

以wistar雄性大鼠(180～200 g)为实验动物。将四氧嘧啶溶于生理盐水中，对大鼠进行腹腔注射80.0 mg/kg，24 h后进行第2次注射，在此期间禁食不禁水。2 d后测量大鼠的血糖值，若血糖值≥16.65 mmol/L，则糖尿病大鼠模型建立成功[15]。

将30只糖尿病大鼠分为5组，每组6只。A组为空白对照组，灌胃CMCgPAA干凝胶;B组为阳性对照组，皮下注射2.5 IU/kg胰岛素;C—E组为实验组，分别灌胃50，75，100 IU/kg载药凝胶。连续给药2 d，给药后连续10 h测量大鼠的血糖值，按式(4)计算相对血糖水平：

相对血糖水平= (给药后血糖值/给药前血糖值)×100% 。 (4)

1.6CMCgPAA水凝胶细胞毒性研究

称取25 mg MTT，加入 5 mL PBS 充分溶解，用0.22 μm微孔滤膜过滤除菌，在-20 ℃冰箱中保存。对细胞培养瓶中汇合度达到80%～90%的细胞进行传代，用MEM完全培养基重悬为单细胞悬液，浓度按照4 000个细胞/孔接种到96孔板中，每孔培养基的体积为200 μL。培养细胞5 d。

用MEM完全培养基配置0.50，2.00，5.00，10.00 mg/mL 共4种不同质量浓度的水凝胶溶液，每个浓度样品于板上同一列做6个平行孔，每孔中加入200 μL水凝胶溶液，第5列6个孔均加入200 μL不含水凝胶的MEM溶液作空白对比。将细胞培养板置于37 ℃、体积分数为5%、湿度为90%的 CO2培养箱中培养4 h。培养结束后，吸出水凝胶溶液，并用磷酸盐缓冲溶液(PBS)冲洗2次，尽量充分洗去每个孔中的水凝胶，最终弃去孔内液体。每孔加入20 μL、质量浓度为5 mg/mL的MTT溶液，于培养箱中培养4 h后取出，弃去孔内的 MTT溶液。然后，在每个孔中加入150 μL的DMSO溶液，放入酶标仪中，设置振板时间为10 min，使甲瓒结晶物充分溶解。选择490 nm为测定波长，在酶联免疫检测仪上测定各孔光吸收值，记录结果，按式(5)计算细胞存活率[15]：

细胞存活率=(OD水凝胶/OD空白对照)×100%。(5)

式中：OD水凝胶为每组加入水凝胶的6个孔吸光度平均值;OD空白对照为没有加入水凝胶的6个空白孔吸光度平均值。

2结果与讨论

2.1CMCgPAA水凝胶的制备

在图2 a)中，3 000 cm-1处的宽峰是AA中—OH的伸缩振动吸收峰，1 709 cm-1处为CO的伸缩振动吸收峰。在图2 b)中，3 400 cm-1左右的宽吸收峰是CMC中O—H的伸缩振动吸收峰与N—H的伸缩振动吸收峰重叠而成的多重吸收峰;2 890 cm-1处的吸收峰是残糖基上的甲基或次甲基的C—H伸缩振动吸收峰;1 000～1 100 cm-1是一级醇羟基的C—O伸缩振动吸收峰，这些都是CMC的特征吸收[16]。在图2 c)中，NH+3在1 620 cm-1处的吸收和COO-在1 410 cm-1的伸缩振动吸收峰表明氨基和部分羧基存在离子交联[13]，说明PAA已经成功接枝到CMC上[17]。

2.2pH敏感性和溶胀可逆性研究

由图3可知，水凝胶在不同的pH值下溶胀率不同，随着介质pH值的升高，溶胀率增加。动态溶胀数据表明：在pH值为6.8和7.4的PBS介质中，24 h后水凝胶的溶胀率分别为(56.5±1.7)%及(58.2±1.3)%。在pH值为1.2的 PBS介质中，24 h后水凝胶的溶胀率为(5.5±1.1)%。可见，当介质的pH值大于4.0时，水凝胶的平衡溶胀率较高;当介质的pH值小于3.0时，水凝胶的平衡溶胀率较低。

由图4的CMCgPAA水凝胶的溶胀/退溶胀曲线可知，在pH值为7.4的PBS中，4 h后的溶胀率为(66.8±2.2)%;水凝胶转移至pH值为1.2的PBS中，4 h后的溶胀率为 (5.9±1.1)%。这是由于：在酸性介质中，H+扩散导致水凝胶内部带正电荷，CMC上的氨基相互排斥，导致水凝胶溶胀。但PAA链段中存在—COOH，存在的分子间氢键和疏水键作用能限制水凝胶的溶胀，限制溶胀作用力大于溶胀作用力，使水凝胶呈收缩状态，水凝胶的溶胀率很小;而在弱碱性条件下，由于COO-的静电斥力作用更强，溶胀作用力大于限制溶胀作用力，水凝胶溶胀程度变大[1819]。因此，水凝胶具有良好的pH 敏感性。同时，对比2个周期的溶胀率变化，说明CMCgPAA水凝胶具有良好的溶胀可逆性，它能够快速响应外界pH值的变化，在弱碱性条件下，溶胀率高并且能快速达到溶胀平衡。因此，CMCgPAA水凝胶应用于蛋白类大分子口服药物的传递系统中，有利于药物在肠道内快速释放[20]。

由式(2)计算得出制备的CMCgPAA水凝胶INS负载量为216.5 mg/g。图5为INS在水凝胶中的累积释放曲线。由图5可知，在pH值为1.2的PBS中，最初2 h的体外释放中，INS的释放量为(16.3±26)%。当介质的pH值调节到7.4时，随着水凝胶的溶胀，INS从水凝胶中释放速率变大，4 h时INS的释放量为(57.2±35)%，与水凝胶在不同pH值下的溶胀率结果相符。因此，CMCgPAA水凝胶作为口服INS的载体，能减少药物在胃部酸性环境中的释放，从而成功地转移到肠道中进行释放并起到降血糖效果。

2.4口服载药凝胶降血糖作用研究

图6为糖尿病大鼠不同处方给药的相对血糖水平时间曲线。由图6可知：空白组糖尿病大鼠口服未载药干凝胶没有起到降血糖效果，口服后相对血糖水平无明显变化;皮下注射INS和口服载药凝胶大鼠均有良好的降血糖效果。皮下注射INS大鼠给药2 h后血糖值达到最低，相对血糖水平为(27.2±52)%，然后血糖值逐渐回升。口服载药CMCgPAA凝胶50，75及100 IU/ kg都有一定的降血糖效果，4 h后相对血糖水平分别为(87.9±7.1)%，(59.9±3.8)%和(56.1±3.9)%。由于载药凝胶在胃中酸性条件下呈收缩状态，对INS进行保护减少了药物在胃部的释放，并将INS成功运送到小肠中弱碱性条件下释放，因此起到了降血糖效果。与载药PAA水凝胶相比，相同剂量的载药CMCgPAA水凝胶降血糖效果更好，其中口服给药75，100 IU/kg载药CMCgPAA凝胶的大鼠降血糖效果明显，作用时间较长，效果较好。载药CMCgPAA凝胶具有较好的控释性能，并且释放的INS活性很高，可以起到降血糖的作用。与皮下注射INS相比，口服负载INS水凝胶组的大鼠降血糖疗效持续时间更长，且作为口服给药，一定程度上减小了糖尿病人的痛苦，方便服用。

2.5细胞毒性研究

通过使用MTT法进行Caco2细胞毒性实验，检验CMCgPAA水凝胶是否影响Caco2细胞的正常生长，从而可以预测水凝胶对小肠上皮细胞的细胞毒性。水凝胶与Caco2细胞共同培养，结果如图7所示。水凝胶的质量浓度为0.5 mg/mL时，细胞存活率高达(99.21±2.31)%;随着水凝胶浓度的增大，细胞存活率略有降低，但是当水凝胶的质量浓度增大到10 mg/mL时，细胞存活率为(95.39±3.72)%，仍在90%以上，说明至少在10 mg/mL的质量浓度范围内，CMCgPAA水凝胶对Caco2细胞几乎没有毒性，具有很好的细胞相容性，表明水凝胶作为口服给药载体适用于在肠道释药[21]。

3结论

采用热引发自由基接枝共聚反应制备出了pH敏感型CMCgPAA水凝胶，研究表明制备的水凝胶具有良好的pH敏感性、溶胀/退溶胀可逆性。胰岛素作为模型药物进行载药，有较高的药物负载量，可达216.5 mg/g，并且具有较好的释药能力。给糖尿病大鼠口服75 IU/kg及100 IU/kg的载药凝胶具有明显的降血糖效果，且作用时间较长，具有一定的缓释效果。CMCgPAA水凝胶体外细胞毒性实验结果表明，水凝胶对 Caco2 细胞没有细胞毒性，具有很好的细胞相容性，作为药物载体服用后不会对小肠上皮细胞的正常生长造成影响。因此，CMCgPAA水凝胶作为蛋白或多肽类药物载体具有良好的应用前景。

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作者：崔玉琴　赵莺歌　田瑞琼　张晓云　尚青

水凝胶药剂学论文 篇2：

穿心莲总内酯亲水凝胶骨架片的制备及体外释药机制研究

[摘要]该实验研究了穿心莲总内酯骨架片的处方工艺及其体外释药行为。通过单因素试验，以不同型号及用量的羟丙甲基纤维素(HPMC)为主要考察因素，以3种内酯成分累积释放度为评价指标，优选出最佳处方，所制缓释片无突释现象，缓释周期14 h。采用零级、一级、Higuchi及Peppas方程判断穿心莲3种内酯类成分的释药机制，结果表明总内酯释放行为符合Higuchi模型，释放机制为骨架溶蚀机制。该法制备的穿心莲总内酯骨架片制备工艺简单易行，具有良好的释放性能。

[关键词]穿心莲;总内酯;缓释片;制备;释放

[收稿日期]2014-10-15

[基金项目]国家重点基础研究发展计划(973 )项目(2012CB724001)

[通信作者]*萧伟，博士生导师，研究员，Tel： (0518)81152337，E-mail： wzhzh-nj@163.net

[作者简介]徐芳芳，E-mail： shannaifen@163.com

Preparation of hydrophilic matrix sustained release tablets of total lactones from

Andrographis paniculata and study on its in vitro release mechanism

XU Fang-fang1，2， SHI Wei1，3， ZHANG Hui2，3， GUO Qing-ming2，3， WANG Zhen-zhong2，3，

BI Yu-an2，3， WANG Zhi-min3， XIAO Wei2，3*

(1. Nanjing University of Chinese Medicine， Nanjing 210000， China;

2. Jangsu Kanion Pharmaceutical Co.， Ltd.， Lianyungang 222001， China;

3. State Key Laboratory of New-tech for Chinese Medicine Pharmaceutical Process， Lianyungang 222001， China)

[Key words]Andrographis paniculata; total lactones; matrix tablets; preparation; release

doi：10.4268/cjcmm20150115

穿心莲是爵床科植物穿心莲Andrographis paniculata (Burm.f.)Nees的干燥全草或叶，具有清热解毒、消炎、消肿止痛的作用，主要用于治疗细菌性痢疾、尿路感染、急性扁桃体炎、肠炎、咽喉炎、肺炎和流行性感冒等^[1]，其主要活性成分为穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯和新穿心莲内酯^[2];亲水凝胶骨架片是缓释制剂骨架片中的一种，能够降低血药浓度波动，减少给药次数，提高药物疗效，并且制备工艺简单，易投入工业化生产^[3-7]，因此本实验制备了穿心莲总内酯亲水凝胶骨架片，并对该制剂的释药行为和释药机制进行了研究^[8-11]，以期为穿心莲总内酯新型剂型的开发提供一定的依据。

1材料

1.1穿心莲总内酯部位的制备

药材：穿心莲药材购自安徽亳州，经江苏康缘大药房有限公司主管药师吴舟鉴定为爵床科植物穿心莲A. paniculata (Burm.f.)Nees的干燥全草。

总内酯部位的制备：穿心莲药材用10倍量95%乙醇回流提取2次，每次1 h，合并提取液，减压回收浓缩，得到浓缩液，加入活性碳，热处理30 min，趁热抽滤，浓缩至无醇味，得到水溶液，经乙酸乙酯萃取，浓缩至有微量黄色结晶析出，放置，抽滤，得黄色粉末，晾干即得，经HPLC测定，其总内酯质量分数大于50%，其中含穿心莲内酯45.79%，脱水穿心莲内酯7.16%，新穿心莲内酯20.47%。

1.2仪器与试剂

BP211D型电子分析天平(METTLER TOLEDO);DHG-9143BS-III电热恒温鼓风干燥箱(上海新苗医疗器械制造有限公司);YD-20智能片剂硬度仪(天津大学无线电厂);THP 花篮式压片机(中外合资上海天祥·健台制药机械有限公司);D-800LS智能药物溶出仪(天津大学无线电厂制造);Agilent 1200型高效液相色谱仪(美国安捷伦公司)。

穿心莲内酯(中国食品药品检定研究院，批号110797-201108);脱水穿心莲内酯(成都曼斯特生物科技有限公司，批号MUST-13010310);新穿心莲内酯(成都曼斯特生物科技有限公司，批号MUST-12082301);羟丙基甲基纤维素(上海卡乐康包衣技术有限公司，批号PD379556);羧甲基淀粉钠(曲阜市天利药用辅料有限公司，批号1307013);十二烷基硫酸钠(国药集团化学试剂有限公司，批号F20110331);微晶纤维素(曲阜市天利药用辅料有限公司，批号F1309005);乳糖(江苏道宁药业有限公司，批号F1307036);硬脂酸镁(曲阜市天利药用辅料有限公司，批号F1306030)。

2方法

2.1制备工艺

按处方量称取过80目筛的主药和辅料，主药-辅料1∶1，片重3 g，采用等量递加法混匀，加入适量无水乙醇作为润湿剂制软材，过20目筛制粒，于60 ℃干燥2 h，再过18目筛整粒，干颗粒中加入适量硬脂酸镁，混匀，压片，控制该片硬度在8.0～10.0 kg·cm^-2，即得。

2.2体外释放度测定

2.2.1溶出介质的确定

穿心莲内酯难溶于水，因而要在溶出介质中加入表面活性剂来增加溶解度。本实验考察了质量浓度为0.2%，0.5%，1.0%的十二烷基硫酸钠(SDS)和0.2%，0.5%，1.0%的聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(吐温80)。各取穿心莲总内酯粉末4.5 g置于90 mL上述溶液中，水浴(37±0.5) ℃，实时振摇，观测穿心莲内酯粉末的溶解情况。结果表明穿心莲内酯粉末20 min内完全溶解于0.5%和1.0%的SDS，最终选择0.5%的SDS为体外释放测定介质。

2.2.2溶出测定方法的建立

2.2.2.1色谱条件Waters symmetry C18色谱柱(4.6 mm×250 mm，5 μm);流动相甲醇-水52∶48;流速1.0 mL·min^-1;穿心莲内酯检测波长225 nm;脱水穿心莲内酯检测波长254 nm;新穿心莲内酯检测波长210 nm;柱温室温;进样量10 μL。

2.2.2.2溶液制备按2010年版《中国药典》第二部附录XD溶出度测定第一法，以0.5%SDS溶液900 mL为介质，转速为50 r·min^-1，温度为(37±0.5) ℃，按设定时间点取样4 mL，过0.8 μm微孔滤膜，取适量续滤液，用等体积乙酸乙酯萃取，N2吹干，甲醇复溶，得供试品溶液;取穿心莲内酯对照品(Ⅰ)、脱水穿心莲内酯(Ⅱ)、新穿心莲内酯(Ⅲ)对照品适量，精密称定，加甲醇制成每1 mL各含0.1 mg的溶液，即得对照品溶液。

2.2.2.3系统适用性试验在上述色谱条件下，分别进样对照品溶液和供试品溶液，色谱图见图1，各色谱峰与相邻色谱峰的分离度均大于1.5，理论塔板数按穿心莲内酯计算不低于2 000，拖尾因子在0.95～1.05。

2.2.2.4线性关系取对照品母液，用移液枪2倍体积往下稀释，即得系列标准溶液。取系列标准溶液10 μL，按2.2.2.1项下色谱条件，进样分析并记录峰面积。以色谱峰面积为纵坐标，以对照品的浓度为横坐标进行线性回归，得各回归方程、相关系数及线性范围为：穿心莲内酯y=18.198x+95.876，r=0.999 9;脱水穿心莲内酯y=14.869x+88.402，

r=0.999 8;新穿心莲内酯y=11.502x+62.894，r=0.999 6。结果表明：穿心莲内酯，脱水穿心莲内酯，新穿心莲内酯质量浓度在13.31～426，14.58～466.7，11.35～363.33 mg·L^-1线性关系良好。

2.2.2.5精密度试验制备供试品溶液6份，进样10 μL，记录峰面积。测得穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯、新穿心莲内酯峰面积的RSD分别为0.40%，0.30%，0.70%，表明仪器精密度良好。

2.2.2.6重复性试验取上述同一供试品溶液，连续进样6次，记录峰面积。测得穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯、新穿心莲内酯峰面积的RSD分别为0.70%，0.40%，0.30%，表明方法重复性良好。

2.2.2.7稳定性试验取新制备的同一供试品溶液，室温放置，于0，4，8，12，18，24 h进样，记录峰面积。测得穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯、新穿心莲内酯峰面积RSD分别为1.0%，0.70%，0.60%，表明供试溶液室温放置24 h内稳定。

2.2.2.8加样回收率试验取续滤液1 mL，加入对照品溶液，按2.2.2.2项下方法制成供试品溶液，进样分析并记录峰面积。测得穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯、新穿心莲内酯平均回收率分别为99.2%，99.6%，99.8%;RSD分别为1.9%，1.8%，1.4%，表明该方法准确度良好。

2.3处方及工艺筛选

2.3.1HPMC型号及用量对释放速率的影响

固定主药含量(主药-辅料1∶1)，分别选用3种型号的HPMC(K4M，K100LV，E50LV)作为骨架材料，黏度K4M> K100LV>E50LV，结果表明， E50LV，K100LV，K4M都可以起到缓释效果，见图2。同等用量下，高黏度HPMC与低黏度相比，水化速度快，吸水能力强，吸水后迅速膨胀形成凝胶层，且溶蚀较慢，考虑到后续的实验工作中涉及许多过膜等操作步奏，鉴于高黏度HPMC的不易透过0.45 μm的滤膜，本实验选用缓释效果适宜且容易透过0.45 μm滤膜的E50LV为骨架材料。固定主药含量(主药-辅料1∶1)，每片中含HPMC(E50LV)分别为片重的20%，25%，30%，35%，加入适量的填充剂使片重保持一致。随着HPMC用量增加，水化速率加快，形成的凝胶层增厚，强度增大，药物释放速率越低，因此可知HPMC用量是影响药物释放的主要因素，见图3。综合考虑，初步选35%的HPMC用量。

2.3.2不同黏合剂用量对释放速率的影响

以羟丙甲纤维素(50cp)为黏合剂，采用内加法考察用量分别占片重2%，3%，4%时，对药物释放速率的影响。随着黏合剂用量增加，药物释放速率明显降低，见图4。这可能是由于黏合剂使药物分子之间以及药物和辅料之间结合力变强，形成凝胶不利于药物的释放，结合制粒的难以成度及颗粒与粉末之间的比例，最终确定其用量为片重的2%。

2.3.3填充剂用量对释放速率的影响

固定主药含量(主药-辅料1∶1)，分别考察乳糖-微晶纤维素1∶1，1∶2，2∶1时对药物释放的影响，结果见图5，比例的变化对释放度的影响不大，结合制粒过程中制粒的难易、颗粒与粉末之间的比例及黏合剂的用量，最终确定其比例为片重的乳糖-微晶纤维素 2∶1。

2.3.4工艺验证

按最优处方工艺制备3批穿心莲总内酯骨架片样品，并进行体外释放度考察，累积释放曲线见图6，3批样品的释药速率无显著性差异，表明所优选的处方工艺合理可靠，重复性良好。

选择其中一批样品，采用HPLC对穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯、新穿心莲内酯进行释放度测定，同时采用变异因子f1和相似因子f2法进行考察，f1落在0～15，表明2种成分的溶出度相似，f2在50～100，f2越接近100，说明所比较的溶出曲线越相似。

结果表明，穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯、新穿心莲内酯之间两两相似性良好，累积释放曲线见图7，相似因子、变异因子数据见表1，穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯、新穿心莲内酯达到了同步释放。

2.4模型拟合与释药机制结果分析

为进一步分析穿心莲总内酯骨架片的释药行为，将按最优处方工艺制备的穿心莲总内酯骨架片体外释放结果按Higuichi方程(Mt/M∞=kt1/2)、一级方程(ln(1-Mt/M∞)=-kt)和零级方程(Mt/M∞= kt)进行拟合，并用相关系数判断其拟合程度，以r值最大为优;为研究药物从骨架中的释放机制，采用Peppas方程(Mt/M∞=ktn)进行数学模型拟合，Peppas方程认为：当n<0.45时，药物释放机制为Fick扩散;当0.450.89时，为骨架溶蚀机制。穿心莲总内酯骨架片体外释药过程呈现Higuchi动力学模型;n>0.89，释药机制为骨架溶蚀机制，结果见表2。

3讨论

在设计穿心莲总内酯骨架片时，药物中穿心莲总内酯的溶解性是重要的考虑因素，对于水溶性药物，高黏度的羟丙甲纤维素(HPMC)易于形成稳定的扩散控制系统;对于难溶于水的药物，应采用低黏度HPMC，溶蚀是最主要的释放机制。由于穿心莲总内酯为难溶于水的药物，本实验考察了3种HPMC型号：K4M，K100LV，E50LV，三者黏度K4M>K100LV>E50LV，随着HPMC的相对分子质量的增加，HPMC的黏度变大，HPMC 的分子链变长，形成的凝胶层不容易溶蚀，导致药物的释放速率降低，不太适宜水难溶性药物的溶解^[12]。因而针对穿心莲内酯，低黏度的E50LV羟丙甲纤维素较适宜。

本课题中研究对象穿心莲总内酯为自制。根据2010年版《中国药典》二部附录XIXD对缓释、控释和迟释制剂指导原则的要求，本研究首次同时对其主要药效成分穿心莲内酯、脱水穿心莲内酯、新穿心莲内酯这3个成分的体外释药行为进行考察，同时进行了释药模型的拟合，并且对其释药机制做了分析，为预测中药穿心莲多组分的体内释药提供了初步的理论和实验依据。

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[13]中国药典. 二部[S].2010.

[责任编辑马超一]

作者：徐芳芳 石伟 张晖 郭庆明 王振中 毕宇安 王智民 萧伟

水凝胶药剂学论文 篇3：

经皮给药治疗类风湿关节炎动物实验的中药复方制剂概况

作者简介：郭梦如(1988— )，女,在读硕士研究生。

通信作者：何东仪，主任医师,博士生导师。经皮给药治疗类风湿关节炎动物实验的中药复方制剂概况郭梦如1， 何东仪2 (1.上海中医药大学， 上海 201203; 2.上海市长宁区光华中西医结合医院， 上海 200052)类风湿关节炎(rheumatoid arthritis，RA)是一种以滑膜炎症和关节破坏为主的慢性、系统性、炎症性自身免疫病。在中医学属于“尪痹”范畴，因其以全身多关节肿胀疼痛，缠绵难愈为特点，故有“白虎风”，“历节”之称。其药物治疗包括非甾体抗炎药、改善病情药物、糖皮质激素以及植物药制剂四大类。主要用于缓解症状、控制病情并尽可能地保护关节肌肉的功能。但长期服用这些药物会带来许多不良反应，且部分药物价格昂贵。中医学宝库中现存成书最早经典《黄帝内经•异法方宜论》中指出：“故圣人杂合以治，各得其所宜。故治所以异而病皆愈者，得病之情，知治之大体也”。认为对于顽痹、难治之疾，需要用“杂合以治”的治疗思路，即采用多种途径、多种疗法共同施力，顽疾才得以治。可见在RA主流用药的同时，找到一种既能缓解症状、控制病情，不良反应又小的辅助治疗方法，是控制RA疾病发展的有效途径。

中药复方经皮给药是指以中医药基础理论为指导，将中药复方与适宜的基质制成外用剂型，敷于患处皮肤或相应经穴，通过吸收作用于局部或进入体循环产生药效，起到局部或全身的治疗作用。经皮给药因具有避免口服给药造成的胃肠道灭活和刺激及肝脏“首关效应”的受毒和解毒、在皮肤间层储存从而维持稳定持久的血药浓度、给药方式容易操作而易于被患者接受等特点[1]，成为现代制剂研究的热点之一。

对于RA患者而言，疾病本身缠绵难愈、肿痛难忍，让患者身心煎熬。一味内服西药非甾体抗炎剂和免疫抑制剂，不仅加重胃肠系统的负担，还可能损伤患者机体免疫系统，而不利于病情更快地近愈。将中药复方制成对亲肤性好的经皮给药制剂，不仅不会破坏机体免疫，还能发挥局部给药直达病所、凑效迅速的优势，有效缓解病患关节的症状，使该处的药物浓度高，也使患者从心理上更快建立战胜疾病的信心和决心。

本文主要综述中药复方经皮给药治疗类风湿关节炎传统制剂和现代制剂的动物实验研究进展。

1传统制剂的研究

传统经皮给药制剂包括散剂、油剂、搽剂、酊剂等，后逐渐改进为硬膏剂、软膏剂等，中药复方传统制剂的研究多集中在临床领域，动物实验涉及不多。

1.1油剂

油剂是中药经皮给药的传统制剂，临床应用广泛。张信平等[2]通过建立大、小鼠疼痛模型及急性炎症模型，外涂七星镇痛膏(由制川乌、制草乌、乳香等20多味中药制成浸膏油，配一定量麻油而成)高、低剂量，以吲哚美辛、阿司匹林作为阳性对照药，观察大、小鼠疼痛、炎症的抑制情况。结果显示，七星镇痛膏高、低剂量对小鼠疼痛抑制率分别64.24%，24.24%，并明显提高小鼠的痛阈值;其高、低剂量对小鼠炎症的抑制率分别为71.01%，70.04%，对大鼠急性足趾炎症有明显抑制作用，认为七星镇痛膏具有较显著的镇痛及抗炎作用。

1.2硬膏剂

中药硬膏剂可分为以铅皂为基质的黑膏药，以树脂或植物油为基质的树脂硬膏以及以橡胶混合物为基质的橡胶硬膏，其他尚有动物胶与药料制成的胶膏药等。硬膏剂在临床上多用于风湿关节痛、寒湿痹痛证等。张轩萍等[3]通过建立大鼠急性实验性炎症模型和疼痛模型，在大鼠右后足贴敷加温软化后的祖师麻风湿膏(由祖师麻、羌活、细辛、白芷、防风、独活、当归、赤芍、牛膝、天南星、麻黄、草乌等24味药组成)高、低剂量，并用狗皮膏药作为阳性对照药，观察急性期内大鼠足趾肿胀度和疼痛阈值的变化情况。结果发现，祖师麻风湿膏对实验性炎症和疼痛具有良好的抗炎、镇痛作用。

1.3软膏剂

软膏剂系指药物与适宜基质均匀混合制成的具有一定稠度的半固体外用制剂。常用凡士林(软石蜡)、羊毛脂或动植物性脂肪作为油脂性基质，另外还有水溶性和乳剂型基质等。对于中药软膏剂而言，其选药组方具有较大的包容性。生性峻猛、辛窜芳香的药物，在辅料、基质的包裹下，可涂敷于关节皮肤，疗效快速稳定。卢笑丛等[4]通过建立大、小鼠急性炎症模型和小鼠皮肤迟发性超敏反应模型，外敷荆楚风湿软膏(马钱子、制没药等)高、中、低剂量，以狗皮膏药、氢化可的松作为阳性对照药，抗炎实验敷药2 d，免疫实验连续敷药15 d，结果发现，外敷荆楚风湿软膏，对大鼠足跖肿胀有明显抑制作用，能抑制小鼠腹腔毛细血管通透性，对小鼠耳廓皮肤迟发性超敏反应有显著的抑制作用，能抑制小鼠体液免疫功能，认为荆楚风湿软膏有一定的抗炎和免疫抑制作用。施晓芬等[5]对60只雌性大鼠进行实验，建立佐剂性关节炎大鼠模型，在后肢表面外涂冰乌膏(由川乌、细辛、白芥子、苏木、枯矾、冰片等，研细末制膏)，以扶他林乳胶剂作为阳性对照剂，连续给药4周，观察大鼠体重变化、关节体积变化和病理改变等，并用免疫组化法测定血小板衍生生长因子含量。结果发现，外用冰乌膏可以有效治疗佐剂关节炎，其作用机制可能是通过调节血小板衍生生长因子而影响蛋白酪氨酸激酶信号传导系统，从而改善病理损害。李慧敏等[6]对50只雄性大鼠进行实验，建立佐剂性关节炎大鼠模型，在右后肢踝关节外涂藏药奇正青鹏软膏(由棘豆、亚大黄、铁棒锤、诃子、毛诃子、余甘子、安息香、宽筋藤和麝香组成)高、低剂量，连续用药4周，观察大鼠滑膜病理及血管内皮生长因子、缺氧诱导因子-1α、基质金属蛋白酶-3、诱导型一氧化氮合酶表达的影响。结果发现，局部外用青鹏软膏可以减轻RA滑膜血管新生，对关节软骨有保护作用。

2现代制剂的研究

近年来随着药用高分子辅料的迅猛发展，带动了现代经皮给药制剂如涂膜剂、凝胶剂、巴布剂、贴片等的发展。现代制剂以其可反复使用、不污染衣物、皮肤亲和性好、可预见性强等优点而被逐渐广泛地应用。

2.1涂膜剂

涂膜剂系指用有机溶剂溶解成膜材料及药物而制成的外用剂型。是将高分子成膜材料及药物溶解在有机溶剂中而制成的外用液体涂剂。师彬等[7]对60只雌性大鼠进行实验，建立佐剂性关节炎大鼠模型，外涂痛速消涂膜搽剂(复方由西红花、三七、当归、冰片等组成)高、中、低剂量，以英太青凝胶剂、雪山金罗汉止痛涂抹剂为阳性对照剂，观察大鼠的一般状况、足部炎症抑制情况以及大鼠血液中的血细胞变化。结果显示，痛速消能抑制大鼠足趾关节炎症反应，抑制血中串线状红细胞和白细胞的数量，改善完全弗氏佐剂引起的红细胞聚集现象，认为其对佐剂性关节炎大鼠原发性病变有一定的预防作用。

2.2凝胶剂

凝胶剂系指药物与能形成凝胶的辅料制成溶液、混悬或乳状液型的稠厚液体或半固体制剂。孔祥艳等[8]通过大、小鼠急性炎症和胶原性关节炎模型以及大、小鼠疼痛模型，外涂南虎凝胶剂(以南蛇藤、虎杖、没药组成，提取主要有效成分，按一定比例配制成的凝胶剂)，以法斯通凝胶作为阳性对照剂。结果发现南虎凝胶剂可明显减轻大、小鼠炎症反应，减少CIA大鼠四肢炎症积分，明显延长大、小鼠疼痛阈值，认为南虎凝胶剂对急慢性炎症反应有明显的抑制作用，对热和炎症刺激引起的疼痛反应有明显的镇痛作用。谭震宇[9]对50只雄性大鼠进行实验，建立急性疼痛、炎症大鼠模型。外敷复方马钱子凝胶剂(将制马钱子、当归、细辛、祖师麻、白芍、川芎、防风、桂枝等制成浸膏，混合空白凝胶基质而成)高、中、低剂量，以扶他林乳胶剂作为阳性对照剂。结果发现，复方马钱子凝胶可抑制血清中IL-6表达，明显提高大鼠的痛阈值，认为其具有良好的抗炎、镇痛作用。

2.3巴布剂

巴布剂是一种外用贴膏剂，系药材提取物、药材与适宜的亲水性基质混合后，被涂布在背衬材料上制成的贴膏剂，由背衬、膏体、防黏膜组成。巴布剂中水溶性高分子材料与有很好的亲肤性，其水溶性基质可使皮肤角质层细胞水化，进而促进药物的经皮吸收。王彦礼等[10]通过建立大鼠急性炎症和小鼠急性疼痛、炎症模型，观察外用萸连巴布剂(黄连粉碎制膏，吴茱萸、木香提油，将有效成分精致工艺制成)高、中、低剂量对大鼠炎症反应、小鼠疼痛反应及腹腔毛细血管通透性的影响，以扶他林乳胶剂、阿司匹林作为阳性对照药;同时，对家兔和豚鼠进行了皮肤刺激性试验和皮肤过敏性试验。结果发现，外用萸连巴布剂能明显降低大鼠足趾炎症，降低小鼠毛细血管通透性，能显著减少小鼠疼痛反应，对家兔、豚鼠皮肤无刺激性和致敏性。认为萸连巴布剂具有镇痛、抗炎和消肿的作用，并为其临床安全合理用药提供了实验依据。李永平等[11]对60只雄性大鼠进行实验，建立大鼠佐剂性关节炎模型，在足趾部敷贴秦艽止痛巴布剂(秦艽、附子相伍制成巴布剂)高、中、低剂量，以祛风骨痛巴布膏作为阳性对照药，观察大鼠的一般情况，并测定血清中IL-1β、PGE2的浓度。结果发现，秦艽止痛巴布剂具有降低AA大鼠血清IL-1β、PGE2含量的作用，其治疗RA的机制可能与抑制细胞因子和炎症介质产生有关。

2.4贴剂

贴剂系指可粘贴在皮肤上，药物可产生全身性或局部作用的一种薄片状制剂。贴剂研发的意义更多是考虑患者的依从性，如果制剂的涂擦和固定对患者日常生活的节奏造成影响，那么就难以保证用药的持续性[12]。潘坚等[13]对小鼠建立急性疼痛模型，于后肢脱毛处敷贴康成贴膏(复方由血竭、乳香、没药、当归、川芎、麝香、冰片、牛膝等组成)，以云南白药膏作为阳性对照药，连续给药4d。结果发现康成贴膏可明显抑制小鼠疼痛反应，提高疼痛反应阈值，认为康成贴膏镇痛作用明显。孙素兰等[14]为对比冰辛贴新剂型与原剂型(黑药膏)及市售同类产品的镇痛疗效，建立小鼠疼痛模型，观察敷贴水凝胶冰辛贴(由大黄、蒲公英、延胡索、木香、三七、白芷、红花、冰片、薄荷脑等，按常规方法提取制成浸膏，加入亲水凝胶贴剂中)高、中、低剂量，以消炎镇痛贴、复方南星止痛贴、更络祛痛贴、伤湿止痛贴为阳性对照药。结果发现，新剂型水凝胶剂冰辛贴改进后有明显的止痛效果，而且优于原剂型和其他同类药物。

3小结

经皮吸收制剂以其独特的优点，成为近年来国内外研究的热点。但中药复方制剂的药味较多、成分复杂、药效物质基础大多尚未明确，其制剂的研究也受到了限制。中药复方传统经皮制剂虽然在临床中常用，疗效也好，但传统剂型存在如使用时剂量不便控制、污染衣物，或是辅料、基质存在一定的刺激性或毒性等缺点[15]。且其多以粗提物入药，使得制剂的稳定性、生物利用度等难以满足要求。近年来，也有一些关于长期使用硬膏剂导致大鼠血液铅含量升高[16]的文献报道,以及橡皮膏剂的黏性可能导致皮肤过敏等。

微乳作为一种新型经皮给药现代制剂，是由油相、水相、乳化剂及助乳化剂在适当比例自发形成的一种透明或半透明、低黏度、各向同性且热力学稳定的油水混合系统[17]。微乳中的一些弱酸或弱碱性药物可以形成离子对通过皮肤，或其粒径与人体毛囊大小相近，直接通过表皮[18]，是中药靶向制剂的组成部分。作为经皮给药制剂的载体，微乳具有增加亲脂或亲水性药物的溶解度、提高药物的透皮速率、维持恒定的有效血药浓度等优点，但国内外中药复方微乳剂的研究基本空缺。目前国外对固-油纳米悬浮液(S/O)经皮给药的研究不多，国内更是少有。S/O技术在药物经皮给药系统中已表现出独有的特性，它是一种建立在非水基质基础上的药物载体，为亲水大分子药物经皮给药开辟了新的给药途径[19]。

中医外治专著始祖《理瀹骈文》指出：“膏主通治，统六经，用药百病一方，月才一合，故其数广而多”。其中收载的中药外用复方的药味都很多，一般都在20味以上，而中药现代研究主张的处方所含药味应尽量少,以方便科学研发。中药复方经皮给药制剂若从临床疗效来讲，处方大的膏药的治疗效果优于处方小的膏药，这可能与中药治疗疾病的复杂性以及多靶点协同作用的特点有关。但中药复方制剂要保持其生命力，制剂的改良是不可避免的。如何协调成分繁多、理化性质复杂的中药复方与制剂生物药剂学、药代动力学和现代技术要求的靶向性、专一性与持效性之间的差异，是今后中药复方经皮给药制剂亟待解决的问题。

中医外治法有着悠久的历史和确切的疗效，中药外用制剂的经皮给药研究亦已不断地发展。在中药复方制剂中加入经皮吸收促进剂或利用中药作为经皮吸收促进剂，均有助于中药复方更好地发挥疗效。随着研究的不断深入，中药复方经皮给药制剂将会有更大的发展前途。

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作者：郭梦如 何东仪