李聰 楊希之 敖華飛 孔德秋
化膿性中耳炎是耳鼻咽喉科常見疾病,其病理改變主要是中耳鼓室黏膜化膿性炎癥,主要的治療方式是抗菌藥物的使用。左氧氟沙星是一種廣譜、高效的喹諾酮類抗菌藥;泊洛沙姆407是研究、應(yīng)用最為廣泛的一種熱敏型凝膠,且具有低溫時(shí)為液態(tài),溫度升高時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z的反向熱敏凝膠特性。這樣便可以液體形式給藥,藥液在中耳內(nèi)立刻轉(zhuǎn)變成凝膠,能夠達(dá)到延長藥物在中耳內(nèi)的滯留時(shí)間,提高藥物生物利用度的效果。目前在眼部[1]、直腸[2]、陰道[3]給藥系統(tǒng)中都有過應(yīng)用報(bào)道,但在耳科罕見類似報(bào)道,故我們以泊洛沙姆407為基質(zhì)制備耳用凝膠,并對其體外釋放性能進(jìn)行檢測。
1.1 材料 左氧氟沙星(上??笊镉邢薰?;泊洛沙姆407(poloxamer 407,P407;商品名為普朗尼克F127,平均相對分子質(zhì)量:11500,上??笊镉邢薰?;左氧氟沙星對照品(中國藥品生物制品檢定所);其他試劑均為分析純。等滲磷酸鹽緩沖液(phosphate buffered saline,PBS)(1000 mL溶液中含NaH2PO41.60 g,Na2HPO47.58 g,NaCl 4.32 g,調(diào) pH 值至7.40)。
MD100-1電子天平(上海天平儀器廠),88-I型定時(shí)恒溫磁力攪拌器(上海司樂儀器有限公司),DK-8D型電熱恒溫槽(上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司),Smart Spec型分光光度計(jì)(BIO-RAD公司,美國),TK-20A型透皮擴(kuò)散試驗(yàn)儀(上海鍇凱科技貿(mào)易有限公司)。
1.2 方法
1.2.1 左氧氟沙星熱敏型凝膠的制備 采用冷溶法制備,稱取不同質(zhì)量的P407,用注射用水配成等量不同濃度的溶液。另外稱取等量左氧氟沙星加入各種溶液中,使各溶液中左氧氟沙星濃度為3 g/L,磁力攪拌器攪拌均勻,置4℃左右冰箱冷藏溶脹24 h,使凝膠充分溶脹,分散均勻,得澄清溶液。
1.2.2 相轉(zhuǎn)變溫度的測定 分別對不同濃度的P407溶液和上述制備的含左氧氟沙星的P407凝膠溶液進(jìn)行相轉(zhuǎn)變溫度測定。取一定量的溶液置于試管中,將溫度計(jì)插入凝膠溶液中,將試管置于恒溫水浴中,緩慢升溫,升溫速率約每1~2 min升高1℃;后將試管傾斜90°,觀察內(nèi)容物不流動時(shí)的溫度稱為相轉(zhuǎn)變溫度。每個(gè)樣品測3次,結(jié)果取平均值,根據(jù)適宜耳用的相轉(zhuǎn)變溫度選擇合適的樣品濃度。
1.2.3 體外釋放度的測定
1.2.3.1 紫外吸收光譜及測定波長的選擇 取處方量左氧氟沙星,用注射用水稀釋成約10 mg/L溶液。另外選擇按處方比例配制的釋放介質(zhì)——等滲PBS,以注射用水為空白對照在200~400 nm波長的范圍內(nèi)掃描,得到紫外吸收光譜(圖1)。結(jié)果表明:左氧氟沙星在293 nm的波長處有最大吸收,而PBS在此波長吸收甚微,兩者能較好分離,故選擇293 nm為測定波長。
圖1.紫外吸收光譜圖
1.2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 精密稱取左氧氟沙星對照品50 mg,置于50 mL量瓶中;加釋放介質(zhì)溶解稀釋至刻度,定容搖勻,作為對照品儲備液。分別精密量取對照品儲備液 0.30、0.45、0.60、0.75、0.90、1.05 mL,分別置于100 mL量瓶中,加釋放介質(zhì)至刻度搖勻。以釋放介質(zhì)為空白對照,在293 nm波長處測定不同濃度左氧氟沙星溶液的吸光度(A),結(jié)果在 3.0、4.5、6.0、7.5、9.0、10.5 mg/L 濃度時(shí),A 分別為 0.213、0.328、0.453、0.586、0.704、0.793。以濃度(C)對吸光度進(jìn)行線性回歸,得回歸方程為 C(mg/L)=12.582A+0.2976(r=0.9986,n=6),繼而表明左氧氟沙星的檢測濃度在3.0~10.5 mg/L范圍內(nèi)和吸光度呈良好的線性關(guān)系。
1.2.3.3 精密度試驗(yàn) 按照“1.2.3.2”項(xiàng)下的方法制備高、中、低 3 種濃度(10.5、6.0、3.0 mg/L)的左氧氟沙星對照液各3份,室溫閉光放置,分別于同一天不同時(shí)間測定5次,計(jì)算日內(nèi)左氧氟沙星吸光度的相對標(biāo)準(zhǔn)差(relative standard deviation,RSD)為 1.032%(n=5);再分別于5 d內(nèi)每天測定1次,計(jì)算日間RSD為1.639%,結(jié)果均符合方法學(xué)要求。
1.2.3.4 回收率試驗(yàn) 精密量取已知含量(3 g/L)的左氧氟沙星熱敏型凝膠2 ml,共6份,分別置于50 mL量瓶中;分別精密加入左氧氟沙星對照品儲備液3.0、4.0、5.0 mL,每個(gè)濃度各 2 份,加釋放介質(zhì)至刻度搖勻;再精密量取1 mL,置于50 mL量瓶中,加釋放介質(zhì)稀釋至刻度、搖勻,分別測定吸光度,結(jié)果見表1。
表1 回收率試驗(yàn)結(jié)果(n=5)
由表1可見:回收率結(jié)果符合方法學(xué)要求。
1.2.3.5 重復(fù)性試驗(yàn) 平行精密量取5份左氧氟沙星熱敏型凝膠各1 mL,分別置于500 mL量瓶中;加釋放介質(zhì)稀釋至刻度搖勻,分別測定吸光度并計(jì)算左氧氟沙星的含量,RSD為0.61%,結(jié)果顯示試驗(yàn)方法重復(fù)性良好。
1.2.4 體外凝膠釋藥試驗(yàn) 選用Franz立式擴(kuò)散池模型,采用TK-20A型透皮擴(kuò)散試驗(yàn)儀。將透皮擴(kuò)散試驗(yàn)儀的水浴箱控制在36.0℃恒溫,轉(zhuǎn)速為180轉(zhuǎn)/min;分別在給藥池和接受池內(nèi)加入配制的左氧氟沙星熱敏型凝膠和等滲PBS(保證PBS與皮面之間充分接觸,無氣泡),每隔一定時(shí)間取樣1 mL,然后補(bǔ)加相同體積的PBS。以釋放介質(zhì)為空白對照,測量不同時(shí)間點(diǎn)取樣的吸光度,進(jìn)而得到不同時(shí)間點(diǎn)的左氧氟沙星熱敏型凝膠的累計(jì)藥物釋放量。
2.1 左氧氟沙星熱敏型凝膠處方的設(shè)計(jì) 制備左氧氟沙星熱敏型凝膠的目的主要是使該給藥系統(tǒng)在低溫時(shí)為流動性較好的液態(tài),而中耳灌注后能夠在體溫下發(fā)生相轉(zhuǎn)變,形成半固體凝膠。本實(shí)驗(yàn)考察了不同濃度的P407溶液(16%、17%、18%、19%、20%)相轉(zhuǎn)變溫度,同時(shí)考察了不同濃度的P407添加一定量的左氧氟沙星(3 g/L)后對凝膠相轉(zhuǎn)變溫度的影響,結(jié)果見圖2。
圖2.不同溶液條件的P407濃度與凝膠溫度的關(guān)系
結(jié)果表明:隨著聚合物中P407濃度的增加,相轉(zhuǎn)變溫度逐漸降低;左氧氟沙星的加入對P407的相轉(zhuǎn)變溫度影響不大。以最接近人體中耳內(nèi)的溫度34℃左右作為相轉(zhuǎn)變溫度篩選的依據(jù),因濃度為17%的P407溶液在34℃時(shí)已形成凝膠,故選擇此濃度為耳用熱敏型凝膠的基質(zhì)。
2.2 左氧氟沙星熱敏型凝膠體外釋藥的測定 根據(jù)相轉(zhuǎn)變溫度的檢測結(jié)果,選擇濃度為17%的P407左氧氟沙星溶液(3 g/L)進(jìn)行體外藥物累積釋放量的測定,結(jié)果見圖3。
圖3.左氧氟沙星耳用熱敏型凝膠累計(jì)釋放曲線
結(jié)果表明:制備的左氧氟沙星耳用熱敏型凝膠在體外釋放過程中無突釋效應(yīng),在160 h時(shí)的累積藥物釋放量已接近90%,釋藥基本完全,表明其具有較好的控釋性。將左氧氟沙星耳用熱敏型凝膠累計(jì)釋放曲線進(jìn)行零級釋藥曲線擬合,得方程 y=0.4798x+9.2214(r=0.9872),結(jié)果符合方法學(xué)意義,即以等滲PBS為釋放介質(zhì),左氧氟沙星耳用熱敏型凝膠釋放符合零級釋藥方程。
目前化膿性中耳炎的主要治療方式[4]為全身和局部應(yīng)用抗菌藥物。全身應(yīng)用抗菌藥物的缺點(diǎn)是藥物達(dá)到患處的濃度較低,故需要的治療周期較長,對機(jī)體其他組織的影響較大。傳統(tǒng)的局部應(yīng)用抗菌藥,如滴耳液,雖然克服了全身用藥對其他組織的影響,提高了患處局部藥物濃度,但是由于中耳的解剖結(jié)構(gòu)特點(diǎn),藥物很容易從穿孔和咽鼓管流出,造成藥物在局部的作用時(shí)間短。雖然增加用藥次數(shù)可一定程度上維持局部藥物濃度,但給患者使用帶來不便。
化膿性中耳炎是由于細(xì)菌如葡萄球菌和肺炎鏈球菌等通過鼻咽管侵入中耳腔后感染,引起的中耳鼓室黏膜化膿性炎癥,其病理改變主要局限在中耳鼓室內(nèi),我們認(rèn)為主要的治療方式是局部抗菌藥物的使用。但傳統(tǒng)用藥很難使抗菌藥物在局部保持較長的作用時(shí)間,因此如何保持抗菌藥物在局部的長時(shí)間作用一直是研究化膿性中耳炎治療的關(guān)鍵。理想中的制劑應(yīng)當(dāng)滿足2個(gè)條件:①較好的緩釋性,能長期釋藥;②作用時(shí)間長,在鼓室內(nèi)能夠長時(shí)間滯留。故我們結(jié)合當(dāng)前藥劑學(xué)研究進(jìn)展,將熱敏型凝膠應(yīng)用于耳用藥物的制備。
熱敏型凝膠是一種環(huán)境敏感型凝膠,選用其中的P407作為左氧氟沙星熱敏型耳用凝膠的基質(zhì),具有表面活性和良好的安全性[5]。相關(guān)研究[6]表明它還具有較好的控釋性及足夠的藥物攜帶量、良好的耐受性及易生物降解等優(yōu)點(diǎn)。我們對自備的左氧氟沙星耳用熱敏型凝膠體外釋藥進(jìn)行了測定,在160 h時(shí)累積藥物釋放量接近90%,釋藥基本完全,且釋放符合零級釋藥方程,故基本符合理想制劑的條件。
我們選用較為直觀簡單的傾斜法來確定相轉(zhuǎn)變溫度,經(jīng)過多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)的檢測,最終確定以濃度為17%的P407溶液作為熱敏型凝膠的基質(zhì)。該濃度的P407相轉(zhuǎn)化溫度為34.4℃,最接近人體中耳內(nèi)鼓室的溫度。在體外釋放性能檢測中,我們驗(yàn)證了左氧氟沙星在紫外吸收光譜293 nm波長處有最大的吸收光譜,與相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道相符;而選作釋放介質(zhì)的等滲PBS在293 nm波長處吸收甚微,因此選定293 nm為測定左氧氟沙星熱敏型凝膠體外釋藥濃度的波長有理論意義。研究凝膠類藥物體外釋放,通??刹捎昧⑹綌U(kuò)散池或者透析袋法。鑒于制備的左氧氟沙星耳用凝膠的特性,在能較好地模擬人體中耳環(huán)境的基礎(chǔ)上,采用立式Franz擴(kuò)散池來檢測凝膠藥物的釋放,穩(wěn)定性好、操作方便、測定準(zhǔn)確。
將P407作為左氧氟沙星的緩釋載體制成左氧氟沙星熱敏型凝膠,體外實(shí)驗(yàn)取得較好效果,但是否適合應(yīng)用于體內(nèi)尚未知。本課題組將做進(jìn)一步的研究,以期使之成為中耳炎治療的理想制劑。
[1]Ma WD,Xu H,Wang C,et al.Pluronic F127-g-poly(acrylic acid)copolymers as in situ gelling vehicle for ophthalmic drug delivery system[J].Int J Pharm,2008,350(1/2):247-256.
[2]Fawaz F,Koffi A,Guyot M ,et al.Comparative in vitro-in vivo study of two quinine rectal gel formulations[J].Int J Pharm,2004,280(1/2):151-162.
[3]徐玉紅,曾繁濤,王蔓琳,等.甲硝唑陰道用原位凝膠的處方設(shè)計(jì)及體外質(zhì)量評價(jià)[J].中國藥師,2008,11(9):1025-1027.
[4]Sakamoto T,Nakagawa T,Horie RT,et al.Inner ear drug delivery system from the clinical point of view[J].Acta Otolaryngol Suppl,2010,130(2):101-104.
[5]Blonde JM,Baird L,F(xiàn)ulfs JC,et al.Dose-dependent hyperlipidemia in rabbits following administration of poloxamer 407 gel[J].Life Sci,1999,65(21):261-266.
[6]Lee SH,Lee JE,Baek WY,et al.Regional delivery of vancomycin using pluronic F-127 to inhibit methicillin resistant Staphylococcus aureus(MRSA)growth in chronic otitis media in vitro and in vivo[J].J Control Release,2004,96(1):1-7.