熵權模糊綜合評判模型評價不同促透劑對格列美脲醇質體經皮吸收的影響

梁振生，梁鳳根，黃翠敏，劉灼波

(廣州中醫藥大學第一附屬醫院藥學部，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，制劑容易出現生物利用度低的問題，導致低血糖、頭暈、頭痛、胃部不適、胃灼熱、惡心和腹瀉等多種不良反應[2]，開發格列美脲外用制劑可有效避免上述問題。相較傳統的口服給藥與靜脈給藥，經皮藥物傳遞系統具有諸多優點，例如可以避免肝臟首過效應和胃腸道不良反應，同時改善患者的依從性，可提供持續可控的血藥濃度[3]。皮膚角質層是皮膚的主要屏障，也是限制藥物經皮吸收的主要屏障，選擇合適的促透劑可顯著增強藥物的經皮吸收，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體[4]經皮吸收的影響，并采用熵權模糊綜合評判模型對結果進行綜合分析，以期獲得對格列美脲醇質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(質量分數≥98%，批號： 93479-97-1，美國西格瑪奧德里奇試劑廠)；磷脂(上海藍季科技發展有限公司)；乙腈(美國FISH公司)；膽固醇(上海藍季科技發展有限公司)；乙醇(天津大茂化學試劑有限公司)；丙二醇(中國醫藥上海化學試劑公司)；油酸(中國醫藥上海化學試劑公司)；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(上海安亭科學儀器廠)；DB超聲波清洗機(上海超聲波儀器設備有限公司)；FRANZ擴散池(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(北京醫用離心機廠)。

1.3 動物

SD大鼠，SPF級，雄性，購買于廣東省醫學實驗動物中心，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，加入體積分數40%乙醇10 mL，劇烈攪拌溶解，超聲助溶，轉移至圓底燒瓶，30 r/min攪拌均勻，1 mL/min細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體經皮吸收的影響

準確稱取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，分別加入質量分數1%薄荷醇、1%丙二醇、1%油酸、1%氮酮和1%卡必醇，攪拌均勻，加入格列美脲醇質體獲得格列美脲醇質體凝膠。

大鼠處死后，小心分離背腹兩側皮膚，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擴散池進行透皮試驗：大鼠皮膚固定于接受池底部，角質層朝上，擴散面積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，并補加等量生理鹽水[5]。參考文獻[6]分別計算累積滲透量(Jss)、滲透系數(Kp)、增滲倍數(ER)和時滯(Tlag)。

接收液用乙腈沉淀蛋白，采用HPLC法檢測格列美脲質量分數[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 依據促透劑評價指標和種類，設置對象集=(促透劑促透能力)，因素集=(Jss、Kp、ER和Tlag)，評語集=(優、良、中、一般和差)。

1.6.2 熵權綜合法確定權重 對大者為優或小者為優的指標進行均一化處理：

定義i個指標的熵：

確定i個指標的熵權：

1.6.3 模糊隸屬度函數模型 由于促透劑指標好壞程度分級標準都是模糊的，故采用隸屬函數來刻畫分級界限，公式如下：

Rik(Xi)=

1.7 模糊綜合評價

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

2 結果

2.1 不同促透劑對格列美脲醇質體經皮吸收的影響

將時間-藥物累積滲透量繪制藥物促透曲線，經過線性化得到Higuchi方程，分別計算得到Jss、Kp、ER和Tlag，結果見表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，差異具有統計學意義(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，差異具有統計學意義(P<0.01或P<0.05)；以上結果表明1%氮酮組Jss和Kp最優，1%薄荷醇組Tlag最優。

表1 不同促透劑對格列美脲醇質體經皮吸收參數的影響

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體經皮吸收參數的影響

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

2.2 建立各評價指標的等級標準

針對上述透皮數據參數，以空白組指標作為一般等級，等級差=(指標的最大數值-指標最小數值/3)+指標最小數值標準差，優=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Jss、ER、Kp、Tlag的等級標準見表2。

表2 各評價指標的等級標準Table 2 Grade standard of each index

2.3 建立不同促透劑評價指標的評價矩陣

依據模糊隸屬度函數模型，建立各評價指標的評價矩陣。

2.4 不同促透劑各評價標準的權重系數

依據熵權綜合法確定權重同促透劑各評價標準的權重系數，結果見表3。

表3 不同促透劑各評價標準的權重系數Table 3 Weight coefficients of evaluation standards for different penetration enhancers

2.5 不同促透劑的綜合評價結果

從表4可見，1%薄荷醇評語為優的最大隸屬度為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%氮酮評語為優的最大隸屬度為0.291，1%卡必醇評語為優的最大隸屬度為0.247。以上結果表明，1%薄荷醇對格列美脲醇質體具有最佳的經皮吸收促進作用。

表4 不同促透劑對格列美脲醇質體經皮吸收的模糊綜合評判及評價結果

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

促透劑優良中一般差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

經皮給藥傳遞系統以適宜的劑型通過皮膚給藥的方式，精確控制藥物在體內的代謝過程，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。醇質體是一種由磷脂和乙醇組成的具有脂質體雙分子層結構的囊泡給藥系統[10]。醇質體相對于脂質體，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層，有利于藥物的吸收[11]。

經皮給藥的局限性在于皮膚的屏障作用。目前，增強藥物吸收最簡單、經濟的方法是在相應制劑中添加合適的透皮吸收促進劑。透皮吸收促進劑是一類能滲透進入皮膚并降低藥物通過皮膚時所受阻力的化學物質，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劑，分別考察它們對格列美脲醇質體經皮吸收的影響，結果顯示各促透劑均能顯著改善藥物的經皮吸收，其中1%氮酮Jss、Kp最優，1%薄荷醇Tlag最優。但是，促透劑的促透指標各有優劣，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]、灰關聯聚類法等[15]。熵權模糊評判模型已在商業、教育、環境等領域有了廣泛的應用[16-17]。熵權的概念來源于熱力學概念，熵表示的是不確定性的量度。熵權法在體系權重的確定中可避免個人主觀偏差，提高指標權重的準確度[18]。評判透皮吸收促進劑優劣的評價指標Jss、ER、Kp、Tlag的因素分級標準本身具有模糊特征。模糊綜合評價是指在對評價對象進行綜合評價時，加入模糊數學的思想，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，基于熵權的模糊綜合評價法用于透皮吸收促進劑的評價具有客觀性及適用性強的特點[19]。與目前已經應用在促透劑評價的主成分分析法、模糊綜合評價法、灰關聯聚類法等方法相比，在指標的權重上利用熵權的原理，信息熵越小，指標值的變異程度越大，指標的權重也越大，避免了主觀因素對指標權重的影響。模糊綜合評判就是對多種影響因素的事物或現象進行總的評價，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，比傳統的評價方法更能符合現象的實際情況。本研究采用基于熵權的模糊綜合評價法對各透皮吸收促進劑的促透性能進行了評價，結果顯示1%薄荷醇對格列美脲醇質體具有最佳的經皮吸收促進作用。