三種基源冰片對不同分子量藥物促透效果的差異研究

廖玉瑤 郭淑娟 周晴 楊翠婷 石艷雙 戴幸星 史新元

冰片屬芳香開竅藥，能引藥由肌表直達腠理，是目前應用較廣泛的中藥揮發油類促透劑之一[1-3]。根據2020版《中華人民共和國藥典》規定，冰片有三種基源，包括天然冰片(右旋龍腦)、艾片(左旋龍腦)、合成冰片(合成龍腦)[4]。三者性味歸經、功能主治、用法用量相近，因此在臨床用藥上并未嚴格區分。由于天然冰片與艾片產量少、成本高，在臨床應用上主要以合成冰片為主[5]。但是三種基源冰片的旋光性不同，化學成分有差異，不同基源的冰片與待促透藥物及角質層之間均存在相互選擇，這有可能導致對藥物促透效果的差異，葉惠嫻等[6]發現天然冰片較合成冰片對大黃素的促透效果更強，而陸洋等[7]發現合成冰片較艾片對梔子苷的促透效果更強。那么這三者在臨床應用上是否可以互為替代品，不加區別呢？特別是對于低成本的合成冰片，如果可以相互替代，顯然是減少成本并保護植物資源的好選擇。因此，研究三種基源冰片對藥物促透效果的影響，可為冰片的開發應用提供參考。

藥物分子量(molecular weight，MW)是影響其經皮吸收的主要因素之一。有研究認為適宜的經皮吸收藥物應該具有較小的MW、較高的溶解度、較低的熔點以及合適的分配系數對數值(logP值，其在1～3范圍內更易于透皮)[8-9]。對于MW較大的藥物而言，尋找可行的經皮促透方法，是經皮給藥系統的一大挑戰。因此，本文選擇兩種logP值一致(logP=1.3)，但MW差異較大的藥物川芎嗪(MW=136)與秋水仙堿(MW=399)為模型藥物，考察三種基源冰片對其促透效果的差異，為冰片在中藥外用制劑中的合理應用提供參考，也為川芎嗪和秋水仙堿經皮給藥制劑研究提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物

SPF級健康雄性SD大鼠，5～6周齡，體質量(200±10)g，由斯貝福(北京)實驗動物科技有限公司提供，合格證號：SCXK(京)2016-0002。

1.2 試劑與儀器

天然冰片(批號：FY24030602)、艾片(批號：FY2403WG09)、合成冰片(批號：FY2035GA01)、秋水仙堿(批號：FY15000715)純度均≥95%，購自南通飛宇生物科技有限公司；川芎嗪(批號：r03822)純度≥98%，購自百奧百樂生物科技有限公司；乙腈(色譜純，批號：175157)、甲醇(色譜純，批號：155759)，購自賽默飛世爾科技(中國)有限公司。無水乙醇(分析純，批號：20170515)，購自北京化工廠；蒸餾水購自廣州屈臣氏食品飲料有限公司；PBS緩沖液(pH = 7.2～7.4，批號：20171120)，購自北京索萊寶科技有限公司。

高效液相色譜儀(1260，美國安捷倫科技公司)，智能透皮擴散儀(TP-6，天津市新天光分析儀器技術有限公司)，電子天平(BP211D，德國賽多利斯科學儀器有限公司)。

1.3 川芎嗪和秋水仙堿含量測定方法的建立

1.3.1 色譜條件 川芎嗪：Agilent Extend-C18色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，流動相為乙腈—水(40∶60)，流速1 mL/分鐘，檢測波長282 nm，柱溫25 ℃，進樣量10 μL。秋水仙堿： Agilent Extend-C18色譜柱(4.6 mm×250 mm，5 μm)，流動相為甲醇-水溶液(45∶55)，流速1 mL/分鐘，檢測波長353 nm，柱溫25 ℃，進樣量10 μL。

1.3.2 對照品溶液的配制 川芎嗪：精密稱取川芎嗪對照品30.5 mg，置50 mL容量瓶中，加甲醇適量使溶解并定容，即得濃度為610 μg/mL的川芎嗪對照品溶液。秋水仙堿：精密稱取秋水仙堿對照品10.3 mg，置25 mL容量瓶中，加適量甲醇使溶解并定容，即得濃度為412 μg/mL的秋水仙堿對照品溶液。

1.3.3 方法專屬性考察 分別取透皮實驗空白接收液、川芎嗪和秋水仙堿對照品溶液、川芎嗪和秋水仙堿體外透皮實驗接收液，按其色譜條件進行分析，結果顯示接受液中其他成分對川芎嗪和秋水仙堿的測定無干擾。

1.3.4 線性關系考察 川芎嗪：精密移取川芎嗪對照品溶液0.5、1、3、5、8、10 mL于10 mL容量瓶，加甲醇定容至10 mL，得到系列濃度的川芎嗪對照品溶液，按其色譜條件進行測定，以峰面積(Y)對質量濃度(X)進行線性回歸。川芎嗪對照品回歸方程為Y= 29.34X+179.89，r= 0.9996，表明川芎嗪在30.05～610.00 μg/mL范圍內具有良好的線性關系。秋水仙堿：精密移取秋水仙堿對照品溶液0.01、0.02、0.1、0.2、0.5、1、2 mL于10 mL容量瓶，加甲醇定容至10 mL，得到系列濃度的秋水仙堿對照品溶液，按其色譜條件進行測定，以峰面積(Y)對質量濃度(X)進行線性回歸。秋水仙堿對照品回歸方程為Y=24.57X+6.77，r= 0.9994，表明秋水仙堿在0.41～82.40 μg/mL范圍內具有良好的線性關系。

1.3.5 精密度考察 分別取川芎嗪線性范圍內低、中、高三個濃度(30.05、305.00、610.00 μg/mL)和秋水仙堿線性范圍內低、中、高三個濃度(2.06、41.20、82.40 μg/mL)的對照品溶液，每個濃度1日內連續進樣6次，按其色譜條件進行測定，計算二者的日內精密度；以上樣品連續3天內進樣，按其色譜條件進行測定，計算二者的日間精密度。川芎嗪低、中、高三個濃度的日內精密度分別為0.13%、0.10%、0.09%，日間精密度分別為0.37%、0.15%、1.39%，均小于2.0%；秋水仙堿低、中、高三個濃度的日內精密度分別為0.90%、0.36%、0.15%，日間精密度分別為1.74%、0.67%、0.40%，均小于2.0%。以上結果表明儀器精密度良好。

1.3.6 穩定性考察 分別取川芎嗪和秋水仙堿體外透皮實驗接收液，分別于0、4、8、12、24、36 小時進樣分析，測得川芎嗪RSD為1.12%，秋水仙堿RSD為1.56%。表明川芎嗪和秋水仙堿體外透皮接收液在36小時內穩定。

1.4 體外經皮滲透試驗

1.4.1 供試品溶液的制備 分別取三種基源冰片和藥物適量，置2 mL容量瓶中，加80%丙二醇溶液適量使溶解并定容，即得含冰片30 mg/mL(3%)和含藥物 30 mg/mL(3%)的供試品溶液。

1.4.2 體外透皮實驗 取雄性SD大鼠處死后，剃除腹部毛發，剪取腹部正中部位皮膚，去除皮下脂肪組織，用PBS緩沖液清洗干凈，備用。將處理后的大鼠腹部皮膚固定于Franz擴散池之間(擴散池有效擴散面積為3.14 cm2，接收池體積為20 mL)，供給池分別加入2 mL供試品溶液，為使接收池中藥物溶解達漏槽條件，接收池中選擇含20%乙醇的PBS緩沖液為透皮接收液。溫度設置為32℃，接收池攪拌轉子轉速為300 r/分鐘。分別于0、2、4、6、8、10、12小時在接收池取樣1 mL，并補充等體積的空白接收液，所得樣品過濾后，采用HPLC測定接收液中藥物的含量。

1.5 數據處理和統計分析

藥物的單位面積累計滲透量Qn，μg/cm2按下式計算:

其中，Cn和Ci為第n個和第i個取樣點測得的藥物濃度，V0為擴散池接收室體積(20 mL)，Vi為每次取樣的體積(1 mL)，A為皮膚有效面積(3.14 cm2)。

將Qn與時間作圖得到藥物經皮滲透動力學曲線，其中直線部分(6～12小時)的斜率即為穩態透皮速率[J，μg/(cm·h)]，直線部分反向延長線與X軸的交點即為滯后時間(Tlag，h)。促透效率(ER)按下式計算:

ER=Je/J0

其中，Je為加入促滲劑之后的穩態透皮數率，J0為不加促滲劑的穩態透皮速率。

2 結果

2.1 不同基源冰片對川芎嗪經皮滲透的影響

三種基源冰片對川芎嗪的經皮滲透動力學曲線及相關滲透參數見圖1和表1。結果顯示，對照組川芎嗪的12小時累計滲透量達到(2004.47±351.82) μg/cm2，川芎嗪由于自身分子量小，具有良好的經皮滲透能力。分別加入三種冰片后，川芎嗪的累計滲透量增加到1～2倍，表明三種基源冰片對川芎嗪均有明顯的促透作用，但三者促透效果的差異不顯著。同時，相比于天然冰片與艾片，合成冰片的滯后時間小于對照組川芎嗪，表明合成冰片能縮短川芎嗪的起效時間。綜合促透效率與滯后時間，三種基源冰片促透的效果排序為：合成冰片>天然冰片>艾片。

注：A 天然冰片；B 艾片；C 合成冰片；D 對照組。

2.2 不同基源冰片對秋水仙堿經皮滲透的影響

三種基源冰片對秋水仙堿的經皮滲透動力學曲線及相關滲透參數見圖2和表2。結果顯示，對照組秋水仙堿的12小時累計滲透量為(100.15±59.85)μg/cm2，秋水仙堿由于分子量大，自身的透皮能力較差。分別加入三種冰片后，秋水仙堿的累計滲透量增加到3～6倍，表明三種冰片對秋水仙堿均有明顯的促透作用，且三者間存在顯著差異。三種冰片的滯后時間均小于對照組秋水仙堿，表明其均能縮短秋水仙堿的起效時間。綜合促透效率與滯后時間，三種基源冰片促透的效果排序為：天然冰片>合成冰片>艾片。

注：A 天然冰片；B 艾片；C 合成冰片；D 對照組。

滲透動力學曲線(n=3)

2.3 不同基源冰片對兩種分子量藥物促透效率的比較

三種基源冰片對兩種分子量大小藥物的促透效果如表3所示。對于同一藥物，三種基源冰片的促透效率存在差異，盡管三種冰片對川芎嗪促透效果的差異并不顯著，但從數值上可以觀察到對于兩種藥物而言，天然冰片與合成冰片的促透效果更強。此外，三種基源冰片對秋水仙堿的促透效率均顯著高于川芎嗪的促透效率，表明三種冰片對大分子藥物的促透效果更佳。

表3 不同基源冰片對兩種分子量藥物的促透效率

3 討論

本文研究結果表明，對于同一藥物而言，三種基源冰片的促透效果有所差異，其中天然冰片與合成冰片均顯示出較艾片更好的促透效果。不論何種冰片，最主要的功效成份都是龍腦(2-莰醇)，但純度和旋光性有所差別，天然冰片應含右旋龍腦96%以上，艾片應含左旋龍腦85%以上，合成冰片中消旋龍腦含量應在55%以上[10]，這造成了三種基源冰片在透皮吸收、黏膜滲透、體內藥效等多方面的差異[11-13]。此外，冰片促透的主要作用部位在皮膚的角質層，富含手性物質神經酰胺[14]。因此，基于三種基源冰片的旋光性與角質層神經酰胺的手性中心，促透劑與皮膚之間可能存在立體選擇性[15-16]，導致三種冰片的促透效果差異。對于不同分子量的藥物而言，三種基源冰片對秋水仙堿的促透效率均大于對川芎嗪的促透效率，表明冰片對分子量較大的藥物比對分子量較小的藥物促透效果更顯著。角質層是藥物經皮吸收的主要屏障，其脂質排列緊密， 間隙小[17]， 分子量較大的藥物不易穿透角質層脂質，滲透能力弱。已有研究表明，冰片的促透機制包括擾亂角質層類脂與誘導瞬時孔等[18]，從而能有效地促進大分子量藥物的經皮滲透[19]。

表1 不同基源冰片對川芎嗪的相關滲透參數

表2 不同基源冰片對秋水仙堿的相關滲透參數

受資源與成本的限制，目前市場上以合成冰片為主，但有研究認為合成冰片在很大程度上效果不及天然冰片[5]。通過本研究發現，三種基源冰片均能顯著提高兩種分子量藥物的體外經皮滲透率。對小分子藥物，合成冰片有較好的促透效果；對于難以透皮吸收大分子藥物，三種冰片均具有高于小分子的促透效果，合成冰片的促透效果雖不及天然冰片，但高于艾片。因此，從來源與成本角度考慮，在以冰片為促透劑的現代中藥外用制劑研發中，合成冰片是可行的選擇。