微針預(yù)處理對(duì)青藤堿水凝膠貼劑透皮給藥的影響

微針預(yù)處理對(duì)青藤堿水凝膠貼劑透皮給藥的影響

由于涂層層的阻塞，許多藥物分子無(wú)法閱讀，劑量低，很難緩慢釋放。因此，為了提高藥物在皮膚上的滲透性，采取了各種措施來(lái)破壞涂層層。透皮給藥系統(tǒng)是20世紀(jì)發(fā)展起來(lái)的第3代制劑。為增加藥物的皮膚滲透性,離子導(dǎo)入、微針、超聲導(dǎo)入、壓力波、電致孔、促滲劑等不同的物理化學(xué)穿透促進(jìn)方法被應(yīng)用到經(jīng)皮給藥中。微針是近年發(fā)展的高新學(xué)科,概念是利用微機(jī)電技術(shù)制作的尺寸在微米級(jí),材料可以為硅、聚合物、金屬等呈針狀的陣列結(jié)構(gòu)。隨著微機(jī)電系統(tǒng)和材料學(xué)的發(fā)展,微針作為一種相對(duì)較新的經(jīng)皮給藥途徑已引起人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注,它不僅能夠刺穿上層表皮角質(zhì)層而創(chuàng)造出允許藥物大分子或微粒通過(guò)的通道,又不致刺激神經(jīng)產(chǎn)生疼痛及引起臨床意義的損傷。同時(shí)水凝膠貼劑這種劑型恰恰能在一定程度上按一定的釋藥速率長(zhǎng)時(shí)間釋放藥物使血藥濃度維持在穩(wěn)定的治療水平,既可減少藥物對(duì)肝臟的損傷,又可避免肝臟對(duì)藥物的破壞。因此微針與水凝膠貼劑相結(jié)合能使藥物更加安全有效地透過(guò)皮膚。目前,關(guān)于微針的研究主要集中在藥效學(xué)及其力學(xué)特性上。本實(shí)驗(yàn)采用自制的100μm微針和200μm微針兩種不同針形的微針陣列,考察了微針針形、微針預(yù)處理皮膚的滯留時(shí)間以及微針?biāo)艽倘肓Υ笮?duì)模型藥物青藤堿透皮速率的影響,并對(duì)相關(guān)機(jī)制進(jìn)行了探討。1試劑和試劑廠島津高效液相色譜儀(包括一元泵,自動(dòng)進(jìn)樣器,在線脫氣機(jī),柱溫箱,SPD—10Avp檢測(cè)器,2010色譜工作站);79—1型調(diào)溫恒控磁力攪拌器(江蘇金壇醫(yī)療儀器廠)。青藤堿對(duì)照品(質(zhì)量分?jǐn)?shù)≥99%,陜西賽德高科生物有限公司);甲醇、乙二胺(色譜純);部分中和的聚丙烯酸鈉(NP700)(美國(guó)國(guó)際特品公司);PVPK90、甘氨酸鋁(上海化學(xué)試劑公司);酒石酸(西安化學(xué)試劑廠);甘油(天津市紅巖華化學(xué)試劑廠)。昆明種小鼠,(20±2)g,第四軍醫(yī)大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供。2方法和結(jié)果2.1青藤堿測(cè)定的建立2.1.1流動(dòng)相31DiamonsilC18色譜柱(200mm×4.6mm,5μm);流動(dòng)相為甲醇-水-乙二胺(300∶1)(52∶48);體積流量1.0mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng)262nm;柱溫25℃;進(jìn)樣量10μL。2.1.2標(biāo)準(zhǔn)溶液的稀釋精密稱(chēng)取在105℃干燥至恒重的青藤堿14.28mg置于100mL量瓶中,用甲醇溶解并稀釋至刻度,搖勻。精密吸取1.0、2.0、4.0、8.0、10.0mL置于25mL量瓶中,用甲醇稀釋至刻度,搖勻。按照上述色譜條件進(jìn)行測(cè)定,以青藤堿峰面積縱坐標(biāo),質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸,得回歸方程A=15091.96C+31586.52,r=0.9992,線性范圍為5.71~57.12μg/mL。2.1.3精密度測(cè)試精密吸取青藤堿對(duì)照品溶液10μL,照上述色譜條件測(cè)定,重復(fù)進(jìn)樣6次,測(cè)定其峰面積,RSD為1.06%。2.1.4穩(wěn)定性試驗(yàn)精密吸取同一份青藤堿對(duì)照品溶液于0、2、4、6、8、12h進(jìn)樣測(cè)定,青藤堿峰面積的RSD為1.83%(n=6)。2.1.5加標(biāo)回收率測(cè)定精密稱(chēng)取適量含藥基質(zhì)3份,加少量水加熱溶解,再加5mL甲醇,渦旋2min,再以4000r/min,離心5min,取上清液稀釋后作回收率測(cè)定,結(jié)果平均回收率為100.08%,RSD為1.26%。2.2刻蝕技術(shù)制備硅微針硅材料具有良好的機(jī)電特性和傳感特性,故采用電化學(xué)刻蝕技術(shù)制備硅微針,即先通過(guò)離子刻蝕技術(shù)制出模具,然后通過(guò)澆鑄、電鍍、離子刻蝕制出硅微針,制備出長(zhǎng)度為100、200μm的硅實(shí)心微針陣列。見(jiàn)圖1。2.3酒石酸溶液的配制準(zhǔn)確稱(chēng)取7g甘油,置于干燥的燒杯中,分別加入1.5g部分中和的聚丙烯酸鈉、0.07g甘氨酸鋁、1.1g的PVPk90、0.7g青藤堿粉末,分散均勻,作為A相。準(zhǔn)確稱(chēng)取0.07g酒石酸于15g蒸餾水中溶解,作為B相。將B相分批加入A相中,勻速攪拌20min。將上述藥膏均勻涂布于無(wú)紡布上,靜置至凝膠化后蓋上保護(hù)膜,即得青藤堿水凝膠貼劑。2.4皮膚組織的清理離體小鼠皮膚的制取:取體重合格的健康小鼠,脫頸處死,剪凈腹部的毛,然后剝離此處皮膚,剔除皮下脂肪組織,用雙蒸水沖洗干凈,當(dāng)日即用。采用微針預(yù)處理離體小鼠皮膚時(shí),保持微針針體與皮膚面垂直,沿微針陣列縱軸線施加壓力并持續(xù)作用一定時(shí)間后移除,處理后的皮膚用于藥物體外透皮實(shí)驗(yàn)。2.5累積滲透量測(cè)定采用改進(jìn)的Franz擴(kuò)散裝置進(jìn)行體外透皮實(shí)驗(yàn)。已經(jīng)微針預(yù)處理或未處理的小鼠皮膚,覆蓋在Franz擴(kuò)散池口,皮膚角質(zhì)層朝外,有效滲透面積(S)為2.3cm2。將青藤堿水凝膠貼劑緊密貼敷在小鼠皮上,接收室加滿20mL生理鹽水,開(kāi)啟電磁攪拌器以500r/min的速度攪拌,恒溫水浴(37±1)℃。于1、2、3、4、5、6、7、8h分別從接受池中取液0.5mL(每次取樣后均補(bǔ)加等量的生理鹽水)。將該樣品液連同之前的取樣溶液用微孔濾膜(0.45μm)濾過(guò),HPLC測(cè)定。根據(jù)測(cè)定結(jié)果計(jì)算皮膚單位面積的累積滲透量。式中Me為累積滲透量;Ae為有效擴(kuò)散面積;V為接收室中接收液體積;C為接收液中藥物質(zhì)量濃度2.5.1膠貼劑體外透皮速率對(duì)100μm微針、200μm微針陣列分別施以5N的力預(yù)處理離體小鼠皮膚3min,每種針形微針重復(fù)處理3個(gè)皮膚樣。將預(yù)處理后的皮膚用于青藤堿水凝膠貼劑體外透皮實(shí)驗(yàn),以藥物透過(guò)未經(jīng)微針預(yù)處理的皮膚作為對(duì)照組。結(jié)果見(jiàn)圖2?？芍?100μm微針、200μm微針對(duì)藥物的促滲能力依次增強(qiáng),它們對(duì)應(yīng)的青藤堿透皮速率分別為(70.07±3.12)、(90.21±5.27)μg/(cm2·h),顯著高于對(duì)照組的透皮速率(1.72±0.085)μg/(cm2·h),2種微針?biāo)鸬乃幬锿钙に俾史謩e為對(duì)照的40.7、52.4倍。這表明兩個(gè)不同長(zhǎng)度的微針均具有顯著的促滲能力,但其促滲能力并無(wú)顯著差異。2.5.2青藤堿透皮速率采用200μm微針陣列分別施以5N的力預(yù)處理小鼠皮膚不同時(shí)間,每個(gè)時(shí)間點(diǎn)重復(fù)處理3個(gè)皮膚樣。以離體透皮實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)青藤堿的透皮速率,結(jié)果見(jiàn)圖3。可知隨著200μm微針對(duì)皮膚預(yù)處理時(shí)間增加,藥物的透皮速率也增大。200μm微針對(duì)皮膚預(yù)處理1、3、5、7min所引起的青藤堿的透皮速率分別為(28.57±1.04)、(90.21±5.27)、(95.05±5.34)、(130.60±5.41)μg/(cm2·h),分別為對(duì)照組透皮速率的16.6、52.4、55.3、142.0倍。當(dāng)滯留時(shí)間超過(guò)1min就能極大地增加累積滲透量,但是當(dāng)滯留時(shí)間超過(guò)3min,青藤堿的累積滲透量增加程度不再顯著。2.5.3不同壓力下透皮速率的變化采用200μm微針陣列施以不同大小的刺入力預(yù)處理皮膚3min,每個(gè)刺入力重復(fù)處理3個(gè)皮膚樣。以離體透皮實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)青藤堿的透皮速率,結(jié)果見(jiàn)圖4?？芍?隨著200μm微針對(duì)皮膚預(yù)處理所施加刺入力的增加,藥物的透皮速率也增大,但當(dāng)壓力>5N時(shí)藥物透皮速率變化不明顯,達(dá)到穩(wěn)定的透皮速率。200μm微針對(duì)皮膚預(yù)處理施加1、3、5N的力所引起的青藤堿的透皮速率分別為(19.24±0.82)、(49.11±1.39)、(90.21±5.27)μg/(·cm2·h),分別為對(duì)照組透皮速率的11.1、28.6、52.4倍。3微針預(yù)處理皮膚的透皮效果微針透皮給藥的機(jī)制,是在很小的面積上,同時(shí)覆蓋數(shù)百根微針刺穿皮膚角質(zhì)層,打開(kāi)給藥通路,允許藥物通過(guò)這個(gè)重要的屏障。由本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,微針的使用提高了藥物的經(jīng)皮滲透速率。在本實(shí)驗(yàn)中所涉及的兩種微針中,200μm微針和100μm具有顯著的促滲能力,但其促滲能力并無(wú)顯著差異。在1~3min,微針對(duì)皮膚預(yù)處理時(shí)間越長(zhǎng),藥物的滲透速率越大。在1~5N,微針對(duì)皮膚預(yù)處理所加的力越大,藥物的滲透速率越大,且在力大于5N的時(shí)候藥物的滲透速率趨于平穩(wěn),說(shuō)明給予微針5N的力時(shí)候,透皮效果最佳。因此由實(shí)驗(yàn)可知采用200μm微針以5N的刺入力預(yù)處理皮膚且微針的滯留時(shí)間為3min時(shí)透皮效果最好。微針的長(zhǎng)度對(duì)藥物的滲透速率并無(wú)顯著影響。人的正常皮膚包括3層組織:角質(zhì)層、活性表皮層和真皮層,最外層的角質(zhì)層厚度為10~40μm,由致密的角質(zhì)細(xì)胞組成,是藥物經(jīng)皮輸送的主要障礙。角質(zhì)層以下是表皮層,厚度為50~100μm,含有活性細(xì)胞和少量的神經(jīng)組織,但沒(méi)有血管。表皮層以下是真皮層,是皮膚的主要組成部分,含有大量的活細(xì)胞、神經(jīng)組織和血管組織。由于為了保證高的滲透性,并且在微針刺入時(shí)不產(chǎn)生疼痛感,所以微針只需要刺透皮膚角質(zhì)層,到達(dá)角質(zhì)層,而不能進(jìn)入真皮層。微針處理皮膚時(shí)并非完全能刺入,因?yàn)槠つw是一個(gè)彈性體,在受力結(jié)束后將沿受力方向產(chǎn)生逆向移動(dòng),實(shí)際刺入的深度將減小,故本次實(shí)驗(yàn)中的200μm微針不會(huì)刺入真皮層。微針預(yù)處理皮膚的時(shí)間對(duì)藥物的滲透有顯著影響,究其原因,應(yīng)主要與微孔周?chē)つw組織的彈性回縮程度有關(guān),微針刺入皮膚后所形成的通路是暫時(shí)性的,移去微針后在一定時(shí)間內(nèi)關(guān)閉,不至于引起皮膚感染。微針刺入皮膚較長(zhǎng)時(shí)間再移除,微孔周?chē)つw彈性回縮減慢,為藥物透過(guò)提供了有利的條件。若微針刺入皮膚作用時(shí)間較短就移除,則所形成的通路較快關(guān)閉,藥物滲透速率減小。微針預(yù)