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白藜蘆醇/羥丙基-β-環(huán)糊精/殼聚糖緩釋微球的體外釋放度及其在大鼠體內(nèi)藥動學(xué)的考察

2019-09-10 07:22于琛琛張純剛尹麗周旖璇程嵐康廷國
中國藥房 2019年19期
關(guān)鍵詞:白藜蘆醇殼聚糖

于琛琛 張純剛 尹麗 周旖璇 程嵐 康廷國

摘 要 目的:考察白藜蘆醇/羥丙基-β-環(huán)糊精/殼聚糖緩釋微球(RES/HP-β-CD/Chitosan)的體外釋放度及其在大鼠體內(nèi)的藥動學(xué)。方法:采用槳法考察RES原料藥、RES/HP-β-CD包合物(RES/HP-β-CD)和RES/HP-β-CD/Chitosan在水中12 h內(nèi)的體外釋放度。比較灌胃給予大鼠RES原料藥、RES/HP-β-CD和RES/HP-β-CD/Chitosan后720 min內(nèi)的藥動學(xué)特征。結(jié)果:與RES原料藥比較,RES/HP-β-CD的體外釋放度明顯增加,120 min的累積釋放度為87%;與RES/HP-β-CD比較,RES/HP-β-CD/Chitosan的體外釋放明顯減緩,釋放時間明顯延長,12 h的累積釋放度為72%。RES原料藥、RES/HP-β-CD、RES/HP-β-CD/Chitosan在大鼠體內(nèi)的藥動學(xué)參數(shù)cmax分別為473.3、2 492.2、590.5 ng/mL,t1/2分別為2.6、0.5、4.6 h,AUC0-12 h分別為514.7、824.6、2 778.5 ng·h/mL。與RES原料藥比較,RES/HP-β-CD和RES/HP-β-CD/Chitosan的相對生物利用度分別為172.5%和540.0%。結(jié)論:RES/HP-β-CD/Chitosan具有良好的緩釋作用,且生物利用度明顯高于RES原料藥和RES/HP-β-CD。

關(guān)鍵詞 白藜蘆醇;羥丙基-β-環(huán)糊精;殼聚糖;釋放度;藥動學(xué);大鼠

ABSTRACT? ?OBJECTIVE: To investigate in vitro release rate and in vivo pharmacokinetics of Resveratrol/hydroxypropyl-β- cyclodextrin/chitosan sustained-release pellets (RES/HP-β-CD/Chitosan) in rats. METHODS: In vitro release rate of RES raw materials, RES-HP-β-CD complexes (RES/HP-β-CD) and RES/HP-β-CD/Chitosan in water within 12 h were investigated by paddle method. The pharmacokinetic characteristics of RES raw materials, RES/HP-β-CD and RES/HP-β-CD/Chitosan were compared within 720 min after intragastric administration. RESULTS: Compared with RES raw materials, in vitro release rate of RES/HP-β-CD was increased significantly, and 120 min accumulative release rate reached 87%. Compared with RES/HP-β-CD, in vitro release rate of RES/HP-β-CD/Chitosan were relieved significantly; release time prolonged significantly; 12 h accumulative release rate was 72%. The pharmacokinetic parameters of RES raw materials, RES/HP-β-CD and RES/HP-β-CD/Chitosan included that cmax were 473.3, 2 492.2, 590.5 ng/mL; t1/2 were 2.6, 0.5, 4.6 h; AUC0-12 h were 514.7, 824.6, 2 778.5 ng·h/mL. Compared with RES raw materials, relative bioavailability of RES/HP-β-CD and RES/HP-β-CD/Chitosan were 172.5% and 540.0%. CONCLUSIONS: RES/HP-β-CD/Chitosan shows good sustained-release effect, and its bioavailability is significantly higher than that of RES raw materials, RES/HP-β-CD.

KEYWORDS? ?Resveratrol; Hydroxypropyl-β-cyclodextrin; Chitosan; Release rate; Pharmacokinetics; Rats

白藜蘆醇(Resveratrol,RES),化學(xué)名為3,5,4’-三羥基芪,是非黃酮類多酚化合物[1-2],其主要存在于花生、葡萄、虎杖等植物中[3-8]。研究表明,RES具有廣泛的藥理作用,主要包括免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗炎、抗病毒、保護(hù)心血管等作用[9-14]。RES屬于生物藥劑學(xué)分類系統(tǒng)(BCS)Ⅱ藥物,其易溶于乙醇、甲醇、二甲基亞砜等有機(jī)溶劑,然而在水中的溶解度極低,僅為30 μg/mL [15-16],且具有光不穩(wěn)定性。由于RES的水溶性差、性質(zhì)不穩(wěn)定、生物利用度低,限制了其在臨床上的應(yīng)用。

羥丙基-β-環(huán)糊精(HP-β-CD)是β-CD葡萄糖殘基上的羥基發(fā)生醚化反應(yīng)引入羥丙基所產(chǎn)生的產(chǎn)物,其水溶性較大[17]。殼聚糖(Chitosan)是一種生物黏附材料,通過黏附作用及親水凝膠特性,可以延長藥物在體內(nèi)的滯留時間和釋放時間,增加藥物的吸收。藥物與HP-β-CD制備成包合物后,能夠顯著提高藥物的溶解度和溶出度。本課題組采用溶劑法制備出了RES/HP-β-CD包合物(RES/HP-β-CD),并在此基礎(chǔ)上加入Chitosan制備成RES/HP-β-CD/Chitosan緩釋微球(RES/HP-β-CD/Chitosan)。以期通過HP-β-CD解決RES的釋放問題,同時結(jié)合殼聚糖的生物黏附特性和緩慢釋放特性,實(shí)現(xiàn)延長RES在體內(nèi)的釋放時間,提高其生物利用度。本文主要就RES/HP-β-CD/Chitosan的體外釋放度及其在大鼠體內(nèi)的藥動學(xué)進(jìn)行考察。由于RES具有光不穩(wěn)定性,故本研究中所有操作過程全部避光。

1 材料

1.1 儀器

FA1004 精密電子天平(天津天馬衡基儀器有限公司);LC-2010A 高效液相色譜儀(日本島津公司);Vortex-5 渦旋混合器(海門市其林貝爾儀器制造有限公司);TGL-16g 高速離心機(jī)(上海安亭科學(xué)儀器廠);UV1600紫外分光光度計(上海美普達(dá)儀器有限公司);Bioq-8000噴霧干燥儀[匯和堂生物工程設(shè)備(上海)有限公司]。

1.2 藥品與試劑

RES原料藥(武漢遠(yuǎn)成共創(chuàng)科技有限公司,批號:20171225,純度:98%);RES對照品(南京森貝伽生物科技有限公司,批號:111535-201502,純度:98%);卡馬西平對照品(內(nèi)標(biāo),上海哈靈生物科技有限公司,批號:100142-201605,純度:98%);RES/HP-β-CD/Chitosan(遼寧中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院自制,批號:20180321,RES含量:12%);HP-β-CD(山東濱州智源生物科技有限公司,批號:20171201);Chitosan(濰坊海之源生物制品有限公司,批號:160815A);乙腈(瑞典歐森巴克化學(xué)公司,色譜級);醋酸(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司)。

1.3 動物

健康SD大鼠18只,♂,體質(zhì)量(250±20) g,由遼寧長生生物技術(shù)股份有限公司提供,實(shí)驗(yàn)動物生產(chǎn)許可證號為SCXK(遼)2015-0001。

2 方法與結(jié)果

2.1 制劑中RES的含量測定

2.1.1 紫外吸收波長的選擇 取干燥至恒質(zhì)量的RES對照品適量,置于量瓶中,加1%醋酸10 mL,超聲(功率:180 W,頻率:59 kHz,時間:2 min,下同)溶解,并用無水乙醇稀釋成質(zhì)量濃度為5 μg/mL的溶液,同法配制相應(yīng)濃度的輔料溶液,采用紫外分光光度法,在200~400 nm波長范圍內(nèi)進(jìn)行紫外掃描。結(jié)果顯示,RES在307 nm波長處有最大吸收,輔料對其測定無干擾,故選擇307 nm波長作為RES的含量測定波長,紫外光譜圖見圖1。

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 精密稱取干燥至恒質(zhì)量的RES對照品30 mg,置于100 mL量瓶中,加1%醋酸10 mL,超聲溶解,并用無水乙醇定容至刻度,制成RES貯備液。分別精密移取RES貯備液0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0 mL,置于100 mL量瓶中,無水乙醇稀釋至刻度,搖勻,制成質(zhì)量濃度為1.8、2.4、3.0、3.6、4.2、4.8、5.4、6.0 μg/mL的標(biāo)準(zhǔn)系列溶液。采用紫外分光光度法,在307 nm波長處測定吸光度,以吸光度為縱坐標(biāo)(y),質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x)進(jìn)行回歸分析,得回歸方程為y=0.130 1x-0.009 2(R2=0.999 7),結(jié)果表明,RES質(zhì)量濃度在1.8~6.0 μg/mL范圍內(nèi)與吸光度呈良好線性關(guān)系。

2.1.3 精密度試驗(yàn) 取RES/HP-β-CD/Chitosan,研細(xì),精密稱取適量,置于100 mL量瓶中,加1%醋酸10 mL,超聲,使RES溶解,放冷,加無水乙醇定容至刻度,搖勻,經(jīng)0.45 μm微孔濾膜濾過,精密量取續(xù)濾液1 mL,置于100 mL量瓶中,加無水乙醇稀釋至刻度,制成RES質(zhì)量濃度分別為2.8、4.2、5.4 μg/mL(低、中、高質(zhì)量濃度)的供試品溶液。在307 nm波長處測定供試品溶液中RES吸光度,每個濃度重復(fù)測定3次,計算日內(nèi)精密度;連續(xù)測定3 d,計算日間精密度。結(jié)果顯示,低、中、高質(zhì)量濃度供試品溶液的日內(nèi)RSD分別為0.30%、0.32%、0.25%(n=3);日間RSD分別為0.48%、0.21%、0.27%(n=3),均符合方法學(xué)要求。

2.1.4 回收率試驗(yàn) 分別稱取24、30、36 mg的RES對照品以及RES/HP-β-CD/Chitosan相應(yīng)處方量的輔料于100 mL量瓶中,加1%醋酸10 mL,超聲,使RES溶解,放冷,加無水乙醇定容至刻度,搖勻,濾過,精密量取續(xù)濾液1 mL,置于100 mL量瓶中,加無水乙醇稀釋至刻度,搖勻,每個濃度制備3份,在307 nm波長處測定RES吸光度,計算含量。以RES的測得值與加入值進(jìn)行比較,計算回收率。結(jié)果顯示,平均回收率分別為100.00%、100.24%、99.70%(n=3),符合方法學(xué)要求。

2.1.5 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取供試品溶液,在室溫下放置0、1、2、4、8、12 h后,在307 nm波長處測定RES吸光度。結(jié)果顯示,吸光度的RSD<1%(n=6),表明供試品溶液在室溫條件下放置12 h的穩(wěn)定性良好。

2.2 體外釋放度的測定

參照2015年版《中國藥典》(四部)第二法(槳法)測定體外釋放度[18]。將相當(dāng)于RES 300 mg的RES原料藥、RES/HP-β-CD、RES/HP-β-CD/Chitosan分別置于(37±0.5) ℃、體積為900 mL的水中,轉(zhuǎn)速為100 r/min,分別在預(yù)定的時間點(diǎn)(RES原料藥和RES/HP-β-CD為0、5、10、15、30、60、90、120 min,RES/HP-β-CD/Chitosan為0、1、2、3、4、6、8、12 h)取樣5 mL(同時補(bǔ)充5 mL 水),經(jīng)0.45 μm微孔濾膜濾過,用水適當(dāng)稀釋后,在307 nm波長處測定RES吸光度,計算累積釋放度(Q),繪制體外釋放曲線。RES原料藥、RES/HP-β-CD和RES/HP-β-CD- Chitosan的體外釋放曲線見圖2。

由圖2顯示,與RES原料藥比較,RES/HP-β-CD的體外釋放度明顯增加,5 min時釋放度達(dá)到最大,且在120 min內(nèi)保持穩(wěn)定,120 min的累積釋放度為87%;與RES/HP-β-CD比較,RES/HP-β-CD/Chitosan的體外釋放明顯減緩,釋放時間明顯延長,12 h的累積釋放度為72%。

2.3 生物樣品中RES的含量測定

2.3.1 RES系列對照品溶液的制備 精密稱取RES對照品適量,用甲醇溶解定容,制備成質(zhì)量濃度為1.0? ? mg/mL的RES貯備液。精密量取RES貯備液適量,用甲醇制成質(zhì)量濃度分別為0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、25 μg/mL的系列對照品溶液,于4 ℃冰箱保存,備用。

2.3.2 RES系列質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)溶液的制備 精密量取RES貯備液適量,用甲醇將其稀釋成低、中、高質(zhì)量濃度(0.2、1.0、20 μg/mL,下同)的RES質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)溶液,于4 ℃冰箱保存,備用。

2.3.3 內(nèi)標(biāo)溶液的制備 精密稱取卡馬西平對照品適量,用甲醇溶解定容,制成質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL的內(nèi)標(biāo)貯備液。精密量取內(nèi)標(biāo)貯備液適量,用甲醇稀釋成質(zhì)量濃度為25 μg/mL的內(nèi)標(biāo)溶液。

2.3.4 色譜條件 色譜柱:Agilent Extend C18(150 mm×4.6 mm,5 μm);預(yù)柱:Phenomenex C18(4.0 mm×2.0 mm,5 μm);流動相:乙腈-水(30 ∶ 70,V/V);流速:1.0 mL/min;進(jìn)樣量:30 μL;檢測波長:307 nm;柱溫:30 ℃。

2.3.5 血漿樣品的處理 取100 μL血漿,置于1.5 mL EP管中,依次加入甲醇10 μL、內(nèi)標(biāo)溶液10 μL、0.5%醋酸50 μL,渦旋1 min,再加入乙腈200 μL沉淀蛋白,? ? ?12 000 r/min離心10 min,取上清液30 μL進(jìn)樣分析。

2.3.6 專屬性考察 取大鼠空白血漿100 μL,按“2.3.5”項下方法操作,將其中加入10 μL內(nèi)標(biāo)溶液改為加入10 μL甲醇,然后進(jìn)樣測定;將加入RES對照品溶液的空白血漿,按“2.3.5”項下方法處理后進(jìn)樣測定;取“2.4”項下給藥后5 min大鼠血漿樣品,按“2.3.5”項下方法處理后進(jìn)樣測定。結(jié)果顯示,在該色譜條件下,RES與內(nèi)標(biāo)的保留時間分別為4.911、10.291 min,兩者分離度良好,且血漿內(nèi)源性物質(zhì)不干擾RES的測定,色譜圖見圖3。

2.3.7 標(biāo)準(zhǔn)曲線與定量下限考察 取大鼠空白血漿8份,按“2.3.5”項下方法操作,將其中加入10 μL甲醇改為加入10 μL RES系列對照品溶液,制成質(zhì)量濃度分別為10、20、50、100、200、500、1 000、2 500 ng/mL的標(biāo)準(zhǔn)血漿樣品,進(jìn)樣測定。以RES質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(x),RES與內(nèi)標(biāo)的峰面積比值為縱坐標(biāo)(y),采用加權(quán)最小二乘法進(jìn)行回歸,得回歸方程為y=0.004 6x+0.092(r=0.999 2),RES質(zhì)量濃度在10~2 500 ng/mL范圍內(nèi)與峰面積的線性關(guān)系良好,定量下限為10 ng/mL。

2.3.8 精密度和準(zhǔn)確度試驗(yàn) 取低、中、高質(zhì)量濃度的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)溶液,按“2.3.5”項下方法處理后進(jìn)樣測定,記錄峰面積,每個濃度測定6次,連續(xù)測定3 d,考察日內(nèi)、日間精密度與準(zhǔn)確度。結(jié)果顯示,日內(nèi)精密度分別為2.88%、2.15%、1.68%(n=6);日間RSD分別為2.72%、2.04%、1.98%(n=3),準(zhǔn)確度分別為(100.00±2.88)%、(100.80±2.17)%、(98.60±1.65)%(n=6),均符合要求。

2.3.9 提取回收率 取低、中、高質(zhì)量濃度的質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)溶液,按“2.3.5”項下方法處理后進(jìn)樣測定,每個濃度測定6次,記錄峰面積為A1;另取大鼠空白血漿100 μL,加入甲醇10 μL,乙腈200 μL,渦旋5 min,經(jīng)12 000 r/min離心10 min,取上清液,再加入相應(yīng)質(zhì)量濃度的RES對照品溶液和內(nèi)標(biāo)溶液,進(jìn)樣分析,每個濃度測定3次,記錄峰面積為A2。以A1與A2的比值計算提取回收率。結(jié)果顯示,低、中、高質(zhì)量濃度的提取回收率分別為(98.2±1.0)%、(99.4±0.7)%、(101.2±2.7)%(n=3)。按照上述方法測得內(nèi)標(biāo)的提取回收率為98.6%(n=3)。

2.3.10 穩(wěn)定性試驗(yàn) 取大鼠空白血漿100 μL,按“2.3.5”項下方法操作,將其中加入10 μL甲醇改為加入10 μL低、中、高質(zhì)量濃度RES對照品溶液,制成RES血漿樣品,每個濃度進(jìn)行3樣本分析,分別考察室溫放置2 h、處理后4 ℃放置24 h、凍融循環(huán)1次、凍融循環(huán)3次、? -20 ℃放置30 d的穩(wěn)定性。結(jié)果顯示,RES血漿樣品在上述條件下的RE均在±15%內(nèi),結(jié)果見表1。

2.4 藥動學(xué)實(shí)驗(yàn)

將18只SD大鼠隨機(jī)分為RES原料藥組、RES/HP- β-CD組、RES/HP-β-CD/Chitosan組,每組6只,分別灌胃給予RES原料藥、RES/HP-β-CD和RES/HP-β-CD/Chitosan,給藥量以RES計為20 mg/kg[17],灌服前,樣品均混懸于0.5%羧甲基纖維素鈉溶液中。實(shí)驗(yàn)前大鼠禁食12 h,自由飲水,分別于給藥后5、10、15、30、45、60、120、240、360、480、720 min眼眶取血0.5 mL,置于肝素化EP管中,4 000 r/min離心10 min,取上清液,于-20 ℃下冷凍保存。按“2.3”項下方法測定不同時間血漿樣品中RES的濃度,繪制藥-時曲線,采用DAS 3.0軟件計算藥動學(xué)參數(shù)。RES原料藥、RES/HP-β-CD和RES/HP-β-CD/? Chitosan在大鼠體內(nèi)的藥-時曲線見圖4,藥動學(xué)參數(shù)見表2。

由表2顯示,與RES原料藥組,RES/HP-β-CD 組的cmax明顯升高;與RES/HP-β-CD組比較,RES/HP-β-CD/Chitosan組的tmax明顯延長,cmax明顯降低,AUC0-12 h明顯增加。與RES原料藥相比,RES/HP-β-CD和RES/HP- β-CD/Chitosan的相對生物利用度分別為172.5%和540.0%。

3 討論

本課題組先通過制備RES/HP-β-CD 提高RES的體外釋放度;再利用Chitosan是自然界廣泛存在的多糖,具有良好的生物相容性、生物黏附性的特性,且對細(xì)胞無毒[19],對RES/HP-β-CD 進(jìn)行改良,制得RES/HP-β-CD/Chitosan。本文體外釋放度試驗(yàn)和大鼠體內(nèi)藥動學(xué)研究均表明,與RES原料藥比較,RES/HP-β-CD的體外釋放度明顯增加,體內(nèi)藥物濃度也明顯增加;與RES/HP-β- CD 比較,RES/HP-β-CD/Chitosan的釋放明顯減緩;且RES/HP-β-CD/Chitosan的AUC0-12 h是RES原料藥的5.5倍。該緩釋載藥系統(tǒng)提高藥物生物利用度的主要原因如下:(1)由于Chitosan在稀酸條件下,氨基質(zhì)子化,形成NH3+。質(zhì)子化后,正電荷互相排斥使得Chitosan分子鏈呈舒展?fàn)顟B(tài),黏度增大,在微球表面形成凝膠,延緩藥物釋放;(2)由于細(xì)胞膜表面為負(fù)電荷,通過正、負(fù)電荷吸引Chitosan與黏膜產(chǎn)生黏附作用,延長藥物在胃腸道的滯留時間,從而增加藥物生物利用度[20];(3)Chitosan可以改變 F肌動蛋白(F-actin)的分布從而影響細(xì)胞間緊密連接的,通過打開連接增加黏膜的通透性,使藥物更好地吸收[21]。

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(收稿日期:2019-06-14 修回日期:2019-07-15)

(編輯:鄒麗娟)

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