葉惠珍
(湖北省黃石市第五醫(yī)院藥劑科,435005)
中藥活性成分或活性組分是中藥藥理作用的物質(zhì)基礎,使中藥材中活性成分或活性發(fā)揮最強的藥效,提高治療效果,一直是醫(yī)藥學工作者追求的目標。超微粉碎可將細胞打碎,使中藥材細胞破壁率達95%,細胞經(jīng)破壁后,胞內(nèi)有效成分可充分暴露出來,使儲存于細胞內(nèi)和細胞間的有效成分直接接觸到提取溶劑,或直接與機體受體結(jié)合,發(fā)揮治療效果。醫(yī)學研究表明,人體胃腸道對顆粒達到最佳吸收細度約為15μm,一般中藥微粉粒徑為10~75μm,中藥超微粉粒徑為0.1~10.0μm。近年來大量研究表明,中藥經(jīng)超微粉碎后顆粒達到最佳吸收細度水平,中藥材中有效成分在胃腸道的溶解度明顯增加,從而加快活性成分起效時間,增加活性成分的生物利用度。除了口服給藥以外,中藥局部貼敷、穴位給藥及透皮吸收等傳統(tǒng)治療方法也都將隨著超微粉碎技術(shù)的應用而提高生物利用度,發(fā)揮新的治療效果。筆者將近年來中藥方劑經(jīng)超微粉碎后對藥效的影響綜述如下。
中藥材的活性成分或活性組分通常分布于細胞內(nèi)與細胞間質(zhì),以細胞內(nèi)為主。中藥方劑按常規(guī)制備方法,中藥材中的活性成分或活性組分需經(jīng)過浸潤、溶脹、滲透和擴散方能溶出,提取率與溶劑種類、溶劑用量、提取時間、提取溫度及中藥材粉碎粒度等有關。中藥材的細胞直徑一般為10~100μm,按常規(guī)粉碎方式,粒徑最細的200目(九號篩)細粉的粒徑約為75μm[1],即主要破壞的是細胞之間的胞間層,這時粉體仍然由數(shù)個、數(shù)十個甚至更多的細胞組成,多數(shù)細胞是完整的,細胞內(nèi)的活性成分或活性組分需穿過數(shù)個甚至數(shù)十個細胞壁才能進入溶劑中,而且有相當一部分直接用中藥材或粗粉,細胞內(nèi)的活性成分很難穿過細胞壁進入溶媒,被溶劑提取,致使提取率不高,不能最大限度發(fā)揮藥效。細胞破壁后,胞內(nèi)有效成分可充分暴露出來,使細胞內(nèi)的有效成分直接接觸到提取用的溶劑,縮短提取時間,提高活性成分溶出度,特別是大分子成分提取率的增加更為明顯[2]。
中藥材微粉化還可以提高中藥材粉劑、散劑的生物利用度和藥效。中藥材中活性成分或活性組分的溶出速率與中藥材顆粒比表面積成正比,而比表面積與粒徑成反比。因此,中藥材的粒徑越小,則其比表面積越大,越有助于中藥材有效成分的吸收。此外,超微粉碎過程中,通過高強度的沖擊力使中藥方劑藥材中多種活性成分均勻混合,使固態(tài)物料達到液相混合及乳化的效果,超細粒子及不溶性成分等附著于胃腸壁的表面積相應增大,從而也提高了活性成分的釋放速度和釋放量,促進了中藥材有效成分的消化和吸收,活性成分會快速通過腸壁吸收,進入血液。同時,超細粒子吸附力強,排出體外所需時間延長,活性成分的生物利用度提高了,藥效也就進一步提高。
中藥材微粉化后,理化性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)也發(fā)生了較明顯的變化,由于粒徑極大地縮小,細胞壁或細胞膜被打破,活性成分的釋出量、釋出速度也大大提高,更由于低溫、封閉式、細胞級和100%粉碎(無藥渣)的結(jié)果,保留了中藥材的全部活性成分。對固體藥物來說,溶出是吸收的前提,中藥材粉體粒徑越小,比表面積越大,溶出越快,吸收越好。中藥材微粉化后,既可以保持原藥材的特性,又能提高質(zhì)量和生物利用度,也就可以節(jié)約大量藥材,從現(xiàn)有的文獻報道結(jié)果可以看出,一般均能節(jié)約藥材用量30% ~80%,縮小用藥體積50% ~70%,而且與其傳統(tǒng)中藥有相同藥效學作用,且用量為傳統(tǒng)臨床用藥等效劑量的1/4~1/2量時,仍具有傳統(tǒng)用等效劑量相同的作用。中藥局部貼敷、穴位給藥與透皮吸收等傳統(tǒng)治療方法,也都將隨著微粉化中藥材生物利用度的提高而產(chǎn)生新的治療效果,發(fā)揮新的治療作用。
2.1 復方抗癌一號 復方抗癌一號由八角蓮、山慈菇等多味中藥組成,為近代民間驗方,具有抗腫瘤作用,經(jīng)第四軍醫(yī)大學腫瘤研究所多年臨床應用,對腫瘤顯示確切抑制效果。為探討微粉中藥抑制小鼠S180肉瘤生長的可能的作用機制,初侃等[3]將復方抗癌一號經(jīng)過超微粉碎處理后制成微粉中藥(顆粒直徑為1.0~2.0μm),研究其對小鼠S180肉瘤的治療效果。結(jié)果顯示,與提取液比較,復方抗癌一號微粉可明顯抑制腫瘤生長,減少腹水的產(chǎn)生,明顯延長荷瘤小鼠的存活時間。腫瘤抑制率增加44%,生命延長率達到41.6%。同等劑量復方抗癌一號微粉灌胃與原處方提取液腹腔注射比較,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。
2.2 當歸散 當歸散由當歸、川芎、黃芩、白芍、白術(shù)組成,為《金匱要略》收載的名方,是中醫(yī)婦科常用方,有養(yǎng)血健脾、清熱安胎之功。為探討超微粉碎對當歸散鎮(zhèn)痛、免疫作用影響,王愛武等[4]將傳統(tǒng)當歸散采用傳統(tǒng)粉碎技術(shù)處理原生藥材,粉末中心粒徑80~100μm,超微當歸散采用微粉化技術(shù)處理藥材,粉末中心粒徑5~10μm。小鼠采用扭體法、熱板法、免疫器官質(zhì)量法比較超微粉碎對其藥效學的影響。結(jié)果顯示,同劑量情況下超微當歸散的鎮(zhèn)痛作用、免疫增強作用皆明顯強于傳統(tǒng)當歸散,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),而且用量減少,而7.8 g·kg-1的微粉當歸散的鎮(zhèn)痛作用、免疫增強作用與11.7 g·kg-1的傳統(tǒng)當歸散的作用相當。
2.3 白頭翁湯 白頭翁湯為《傷寒論》辨厥陰病脈證并治方,由白頭翁、黃柏、黃連、秦皮組成,是治療腹腔感染、細菌性痢疾等疾病的經(jīng)典方劑。為了探討白頭翁湯微粉對細菌脂多糖誘導的大鼠腸黏膜微血管內(nèi)皮細胞(RIMEC)分泌的NO的影響以及對小鼠內(nèi)毒素血癥的防治作用,李志等[5]以體外培養(yǎng)的大鼠腸黏膜微血管內(nèi)皮細胞和小鼠內(nèi)毒素血癥為試驗模型觀察試驗效果,測定一氧化氮(nitrogen monoxidum,NO)含量。結(jié)果顯示白頭翁湯微粉2/3劑量組對內(nèi)毒素血癥保護率和白頭翁湯普通粉效果一致,白頭翁湯微粉2/3劑量組和1/3劑量組均可顯著降低內(nèi)毒素引起的內(nèi)皮細胞分泌的NO含量,與白頭翁湯普通粉常規(guī)劑量組差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。中藥經(jīng)超微粉碎后能促進藥物有效成分的溶出,提高其生物利用度和藥物療效,同時節(jié)省藥材用量,使用小劑量的超微細粉就能達到大劑量傳統(tǒng)粗粉的藥效,白頭翁煎劑普通劑量組和微粉2/3劑量組對小鼠內(nèi)毒素血癥保護率均達到70%,效果一致,說明白頭翁湯微粉可提高療效,減少藥材用量。
2.4 補陽還五湯 腦卒中是全世界范圍內(nèi)致殘率較高的疾病之一,缺血低氧及再灌注損傷造成神經(jīng)元的不可逆損傷,是該病最終致死和致殘的主要原因和關鍵因素。減輕腦組織損傷、保護神經(jīng)細胞、降低致殘率是治療該病的重點。補陽還五湯由赤芍、川芎、當歸尾、地龍、黃芪、桃仁、紅花等組成,是清代著名醫(yī)家王清任創(chuàng)立的益氣活血之代表方劑,亦為近代醫(yī)家治療中風的常用方劑。為探討超微補陽還五湯對腦缺血模型大鼠腦組織神經(jīng)生長因子(nerve growth factor,NGF)、血漿丙二醛(malonaldehyde,MDA)及超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的影響,蔡光先等[6]建立大鼠腦缺血模型,分別以傳統(tǒng)補陽還五湯和微粉補陽還五湯治療后,測定血液中SOD及MDA含量,用免疫組織化學法觀察NGF的表達。結(jié)果顯示,大鼠腦缺血后MDA明顯增加,SOD活性降低,補陽還五湯能明顯降低組織內(nèi)的MDA含量和增加SOD活性,并增強NGF的表達,微粉補陽還五湯以1/2傳統(tǒng)生藥劑量時即可達到傳統(tǒng)補陽還五湯的效果,等劑量時效果明顯增加??梢?,微粉補陽還五湯能通過降低組織內(nèi)的MDA含量和增加SOD活性,并增強NGF的表達,對大鼠腦缺血損傷進行保護,其等效劑量優(yōu)于傳統(tǒng)補陽還五湯。
2.5 小柴胡湯 小柴胡湯由柴胡、黃芩、人參、甘草、生姜、大棗、半夏組成。以祛邪為主,兼顧正氣;以少陽為主,兼和胃氣。有抗炎解熱、調(diào)和肝膽胃系統(tǒng)的作用。為比較小柴胡湯微粉速溶制劑與傳統(tǒng)湯劑的藥理作用及劑量關系,李勇敏等[7]先將小柴胡湯組方各味藥材分別進行超微粉碎,再用溫水提取、濃縮、干燥、制粒成單味藥材的超微速溶顆粒,然后按比例配成小柴胡湯,即成小柴胡湯超微速溶顆粒制劑。給藥后采用大鼠膽汁分泌試驗及氨基半乳糖急性肝損傷模型小鼠,測定生化指標和膽汁的變化。結(jié)果顯示,小柴胡湯1/2、1/4劑量組大鼠在給藥30~90 min內(nèi)膽汁流量差值顯著增加,1/8劑量組也有增加的趨勢。超微速溶小柴胡湯1/4、1/8劑量組小鼠丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase,ALT)、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartate aminotransferase,AST)顯著降低,總蛋白(total protein,TP)、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)明顯升高,而小柴胡湯的傳統(tǒng)煎劑等效劑量和速溶制劑1/2劑量對小鼠AST、ALT均未見明顯影響,與臨床應用比較相符,臨床應用小柴胡湯治療熱證時劑量較大,治療肝病及少陽病時劑量較小,療程較長。因此,作者建議代表“和法”的小柴胡湯在治療肝損傷時劑量宜小,服藥時間宜長,超微速溶制劑的劑量可減至1/8,在利膽治療時,其超微速溶制劑的劑量以1/4~1/2為宜。
2.6 黃藿散 黃藿散是由補氣固本作用的黃芪和溫腎壯陽功效的淫羊藿按照一定比例組成的中藥復方散劑。為探討黃藿散微粉化對正常小鼠非特異性免疫和體液免疫功能的影響,史萬玉等[8]研究表明,黃藿散微粉組的高、中、低3個劑量和中、高劑量原粉劑組,均可顯著提高正常小鼠的炭粒廓清指數(shù)和血清溶血素含量,但微粉組的整體作用明顯優(yōu)于原粉劑組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),表明黃藿散微粉化后較原粉劑具有更強的促進正常小鼠非特異性免疫和體液免疫功能的作用。
2.7 黃連解毒散 黃連解毒散出自《外臺秘要》,有清熱瀉火解毒之功效,主治一切實熱火毒、焦熱盛之證,無論內(nèi)服或外用均具有良好的治療效果。為研究超微粉碎對黃連解毒散活性成分小檗堿的藥動學影響,馬玉芳等[9]將黃連解毒散分別制成超微粉和普通細粉,給家兔灌服,用高效液相色譜(HPLC)法測定家兔體內(nèi)小檗堿的血藥濃度,血藥濃度-時間數(shù)據(jù)經(jīng)PKS藥動學分析軟件處理,比較黃連解毒散超微粉和細粉中的小檗堿在家兔體內(nèi)的藥動學參數(shù)。結(jié)果顯示,黃連解毒散超微粉和細粉中小檗堿的藥動學最佳模型均為一級吸收二室模型,其主要藥動學參數(shù)是:吸收相半衰期(t1/2α)為1.08和1.33 h;消除相半衰期(t1/2β)為28.72和23.56 h;達峰時間(tpeak)為1.480和1.934 h;峰濃度(Cmax)為0.091 3和0.056 5μg·mL-1;藥時曲線下面積(AUC)為0.895和0.613μg·mL-1·h。與黃連解毒散細粉比較,黃連解毒散超微粉血漿小檗堿達峰時間縮短,峰濃度提高,AUC增加,可見超微粉碎技術(shù)可以提高黃連解毒散有效成分小檗堿的生物利用度,增強藥效。
2.8 芪蛭真武湯 芪蛭真武湯由黃芪、水蛭、制附子、白術(shù)、白芍、蕨菜、生姜按9∶3∶9∶6∶9∶9∶9比例組成。慢性心力衰竭(chronic heart failure,CHF)為臨床常見的危重癥,是多數(shù)器質(zhì)性心臟病幾乎不可避免的結(jié)局,中醫(yī)認為其病機多存在陽虛水停、虛血瘀,故用芪蛭真武湯溫腎健脾、化氣利水、活血祛瘀治療,呂萍等[10]的前期工作中已從臨床及實驗中證實該方對CHF確有療效。為觀察芪蛭真武湯超微粉對CHF大鼠血流動力學的影響,采用腹主動脈下腔靜脈穿刺造瘺建立CHF大鼠模型,設立超微粉組、水煎劑組、模型組和假手術(shù)組,檢測各組大鼠血流動力學指標。結(jié)果顯示,芪蛭真武湯超微粉溶液在降低CHF大鼠的心率、平均頸動脈壓、左室舒張末壓等方面均較水煎劑明顯,兩者差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)??梢姡悟握嫖錅⒎蹖HF大鼠血流動力學的改善作用較其水煎劑為優(yōu)。
2.9 通心絡 通心絡處方由人參、水蛭、全蝎、土鱉蟲、赤芍、蜈蚣、檀香、蟬蛻、冰片等組成,有益氣活血、化瘀通絡之功效。急性心肌梗死(acute myocardial infarction,AMI)后由于心肌細胞缺失,而自身心肌細胞分裂能力有限,不足以再生足夠心肌細胞,最終梗死心肌被無收縮功能的瘢痕替代,引發(fā)心室重構(gòu)或心力衰竭。為探討通心絡超微粉能否改善豬AMI模型局部微環(huán)境,從而提高移植自體骨髓間充質(zhì)干細胞(MSCs)在體存活和移植效果,蒙艷斌等[11]將28頭中華小型豬隨機分為4組,分別為對照組、通心絡超微粉組(自AMI前3 d用藥至移植后4 d)、MSCs移植組和通心絡超微粉+MSCs聯(lián)合組。AMI模型由阻斷冠狀動脈左前降支90 min制成,再灌注后即刻經(jīng)心肌內(nèi)注射DAPI標記的自體骨髓MSCs(每只動物3×107個細胞)。在移植后1周(基線)和6周(終點),以磁共振檢測心功能,6周后處死動物,檢測移植細胞在體存活和分化、梗死周邊心肌凋亡和氧化應激指標。結(jié)果顯示,終點時,與對照組、MSCs組和通心絡超微粉組比較,聯(lián)合組纖維化和炎癥細胞浸潤顯著減輕。并伴較多存活心肌。與MSCs移植組比較,聯(lián)合組移植細胞的在體存活和成心肌分化能力均顯著增強(P<0.01)。MRI顯示在基線時各心功能參數(shù)差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。終點時,與對照組比較,僅聯(lián)合組左室射血分數(shù)顯著增加(P<0.01),室壁運動障礙節(jié)段數(shù)、梗死室壁增厚率、梗死面積和左室質(zhì)量指數(shù)均顯著減小(P<0.01)。終點時,與對照組比較,在通心絡超微粉組和聯(lián)合組梗死周邊區(qū)的心肌凋亡均顯著減輕(P<0.01),SOD顯著增加(P<0.05),MDA顯著減少(P<0.05)。實驗表明AMI再灌注后即刻心肌內(nèi)移植自體骨髓MSCs生存和分化能力有限,未產(chǎn)生顯著功能學效益。而圍移植期使用通心絡超微粉可顯著改善梗死局部微環(huán)境,提高移植細胞存活和分化,并產(chǎn)生顯著心功能效益。
2.10 麻術(shù)散 麻術(shù)散由麻黃、蒼術(shù)、茯苓、革解、杜仲、百合、桑枝組成,有疏通經(jīng)絡、祛除風濕之功效。為觀察超微粉碎麻術(shù)散灌胃治療對鵪鶉高尿酸血癥的影響,李成東等[12]選擇注射用維生素B4(腺嘌呤)制作鵪鶉高尿酸血癥模型,并將其分為用0.9%氯化鈉溶液灌胃(造模組)和用超微粉碎麻術(shù)散溶液灌胃(治療組),觀察實驗前后血尿酸水平的改變。結(jié)果顯示,在鵪鶉高尿酸血癥模型中,治療組明顯抑制血尿酸水平,造模組無明顯抑制作用,兩組比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)??梢?,超微粉碎麻術(shù)散灌胃可明顯抑制了鵪鶉高尿酸血癥。麻術(shù)散經(jīng)超微粉碎后解決了目前中藥常用制劑劑型存在的生物利用度低、療效差的問題。
超微粉碎是近年來國際上發(fā)展非常迅速的一項新技術(shù),中藥材微粉化是對傳統(tǒng)粉碎技術(shù)的更新和發(fā)展,它既豐富了傳統(tǒng)中藥炮制技術(shù),又為中藥現(xiàn)代化生產(chǎn)、應用、開發(fā)注入新的活力。超微粉碎技術(shù)在中藥加工上的應用研究,將為中藥行業(yè)帶來新一輪技術(shù)革命,中藥超微粉碎技術(shù)的應用和發(fā)展,必將為中藥現(xiàn)代化及中醫(yī)藥走出國門、走向世界發(fā)揮重要的作用,同時也將帶來豐厚的經(jīng)濟效益和良好的社會效益。
中藥材微粉化不僅豐富了中藥劑型,提升了制劑水平,而且增加了產(chǎn)品的科技含量。常用中藥大部分具備無毒、無害的特點,為中藥發(fā)展提供了更加廣闊的空間,中藥超微粉碎技術(shù)的發(fā)展,對開展“綠色中藥”、保護環(huán)境、節(jié)省藥材資源、減輕運輸壓力、方便服用、降低成本等都具有重要意義。隨著此技術(shù)在中藥行業(yè)的應用優(yōu)勢逐漸顯現(xiàn),人們對它的關注度越來越高,此技術(shù)現(xiàn)已越來越廣泛地用于其他相關行業(yè),如中藥保健品行業(yè)、食品深加工行業(yè)等,并且取得了較好的成果,成為開發(fā)新產(chǎn)品的巨大動力。隨著國家對超微粉碎產(chǎn)業(yè)支持的力度不斷加大,超微粉碎設備及其技術(shù)結(jié)構(gòu)逐步得到調(diào)整和創(chuàng)新,超微粉碎技術(shù)在中藥及相關行業(yè)的應用前景將更為廣闊。
超微粉碎為植物藥提取的前處理又提供了一個新方法,為高效的使用中藥材提供了一個新的研究方向。但是,有些活性成分溶出度增加會出現(xiàn)新問題,如馬錢子為有毒中藥,馬錢子中的主要成分馬錢子堿和士的寧,即為有效成分也為毒性成分,馬錢子微粉化使馬錢子堿和士的寧的溶出量和溶出速度增加,如果用馬錢子超微粉體制備中成藥,而仍然按原劑量給藥,容易出現(xiàn)危險。據(jù)統(tǒng)計[13],我國擁有天然植物藥1 1146種,人工栽培藥用植物400種,藥用動物1 581種,藥用礦物80種,哪些中藥材適合超微粉碎,還有大量工作要做,只要我們共同努力,必然會取得可喜成果。
中藥微粉粒徑很小,它們是否會黏附在胃腸黏膜上影響胃腸功能?中藥細胞壁破壞后,細胞內(nèi)的活性成分是否會發(fā)生化學變化而在腎、肝、血液、心血管、神經(jīng)系統(tǒng)等部位產(chǎn)生不良影響?因此,有必要開展中藥微粉化后的安全性研究工作。可見,實踐和理論研究還有相當長的路要走,隨著研究及臨床應用的深入,相信超微粉碎技術(shù)也必將進入一個新階段。
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