吳先闖, 郝海軍, 張永州, 宋曉勇* , 劉瑜新, 張紅芹
(1. 河南大學(xué)淮河醫(yī)院,河南 開封475000;2. 上海醫(yī)藥工業(yè)研究院,上海200437;3. 國家中藥制藥工程技術(shù)研究中心,上海201203)
姜黃素(curcumin)是中藥姜黃的主要成分,具有抗菌、消炎、抗氧化、抗病毒及抗腫瘤等多種藥理活性[1-3]。但是,姜黃素水溶性差,半衰期短,生物利用度很低,極大地限制了其在臨床上的應(yīng)用。磷脂復(fù)合物(phospholipid complex or phytosomes)是藥物和磷脂通過氫鍵、分子間作用力等方式形成的非共價結(jié)合物,在改善中藥有效成分的理化性質(zhì)方面有著廣泛應(yīng)用[4-6],它既可增強水溶性藥物的脂溶性,也可增強脂溶性藥物的水溶性,從而提高藥物在胃腸道中的吸收、生物利用度和療效。但是,很多研究表明[6],藥物和磷脂之間的結(jié)合力很弱,容易受到胃腸液、pH、酶等因素的影響而解離出原形藥物,從而失去增加溶解度或吸收的作用,因此磷脂復(fù)合物不同給藥形式對藥物的生物利用度有較大的影響。
本實驗通過比較姜黃素磷脂復(fù)合物水分散體、固體分散體及油制劑對生物利用度的影響,篩選出理想的給藥形式,為開發(fā)姜黃素磷脂復(fù)合物或其他藥物-磷脂復(fù)合物的口服制劑提供有價值的參考。
1.1 藥品與試劑 姜黃素對照品(中國食品藥品檢定研究院,批號110752-201005);姜黃素原料藥(西安榮升生物技術(shù)有限公司,批號100624);大黃素對照品 (天津科曼思特有限公司,批號20120301);大豆磷脂(上海太偉藥業(yè)有限公司);姜黃素磷脂復(fù)合物(自制,批號20140928);聚乙烯吡咯烷酮、司盤-80、冰醋酸、羧甲基纖維素鈉(國藥集團化學(xué)試劑有限公司);中鏈甘油三酸酯(馬來西亞吉隆坡甲洞集團);其余試劑均為分析純。
1.2 儀器 U3000 型HPLC 色譜儀(美國戴安公司);BP-210D 型電子天平(賽多利斯科學(xué)儀器北京有限公司);RE-5298A 型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海雅榮生化設(shè)備儀器有限公司);DZF 型真空干燥箱(北京中科環(huán)試儀器有限公司);KL512 型氮吹儀(北京康林科技有限公司)。
1.3 動物 SD 大鼠24 只,雌雄各半,體質(zhì)量(300 ±20)g (上海斯萊克實驗動物有限公司,許可證號SCXK [滬]2003-0003)。
2.1 姜黃素磷脂復(fù)合物的制備[7]取姜黃素和大豆磷脂(摩爾比1 ∶1)置于圓底燒瓶中,加入適量四氫呋喃,55 ℃下避光攪拌4 h,減壓旋蒸除去四氫呋喃,再加入適量正己烷,攪拌10 min,過濾,減壓旋蒸除去溶劑。然后,將其溶于無水乙醚中,過濾除去未參加反應(yīng)的姜黃素,減壓旋蒸除去無水乙醚,40 ℃真空干燥箱放置24 h,即得,再充入氮氣,密封保存。
2.2 姜黃素磷脂復(fù)合物固體分散體的制備[8]取姜黃素磷脂復(fù)合物與PVP K30 適量 (質(zhì)量比為1 ∶5),加入無水乙醇,攪拌3 h,減壓旋蒸除去溶劑,55 ℃下真空干燥12 h,即得,再充入氮氣,密封保存。
2.3 灌胃供試液的配制
2.3.1 姜黃素、磷脂復(fù)合物、固體分散體混懸液的制備 取姜黃素、磷脂復(fù)合物及固體分散體適量,置于含0.5%CMC-Na 的蒸餾水中,超聲分散,配制成60 mg/mL (以姜黃素計)的混懸液,即得。
2.3.2 姜黃素磷脂復(fù)合物油制劑的制備 取磷脂復(fù)合物適量,加入少量司盤-80,研磨后溶解于中鏈甘油三酯中,制成60 mg/mL (以姜黃素計)的油制劑,即得。
2.4 分組、給藥與血樣采集 將24 只SD 大鼠隨機分為4 組,每組6 只,禁食不禁水。12 h 后,按1 g/kg 給藥量(以姜黃素計)分別灌胃給予姜黃素、磷脂復(fù)合物水分散體、固體分散體和油溶液。接著,于0.25、0.5、0.75、1、1.5、2、4、6、8、12 h 進行眼眶取血(約0.5 mL),離心3 min(轉(zhuǎn)速3 000 r/min),小心分取上層血漿,置于離心管中,-20 ℃冰箱保存。
2.5 對照品溶液的制備 精密稱取姜黃素15.84 mg,置于250 mL 量瓶中,甲醇溶解并定容,搖勻,即得質(zhì)量濃度為63.36 μg/mL 的姜黃素對照品溶液;精密稱取大黃素5.00 mg,甲醇溶解并定容至25 mL,精密量取1.0 mL,甲醇定容至10 mL,再精密量取2.5 mL,甲醇定容至10 mL,即得大黃素對照品溶液。
2.6 血漿樣品的處理[9-10]取血漿樣品200 μL,置于離心管中,精密加入內(nèi)標大黃素溶液 (5 μg/mL)25 μL,再加入醋酸乙酯500 μL,渦旋混合3 min,離心10 min (轉(zhuǎn)速10 000 r/min)。然后,轉(zhuǎn)移上層有機相于另一離心管中,氮氣吹干,用200 μL 流動相復(fù)溶,渦旋混合3 min,離心10 min (轉(zhuǎn)速10 000 r/min),進樣20 μL 進行測定。
2.7 大鼠血漿中姜黃素的測定
2.7.1 色譜條件 Waters C18色譜柱(250 mm ×4.6 mm,5 μm);柱溫30 ℃;流動相為乙腈-2%醋酸水溶液(55 ∶45);檢測波長420 nm;體積流量1.0 mL/min;進樣量20 μL。
2.7.2 方法學(xué)考察[9-10]
2.7.2.1 標準曲線的繪制 分別精密吸取姜黃素對照品貯備液0.05、0.1、1、2、4 mL,置于10 mL 量 瓶 中,得 到0.316 8、0.633 6、6.336、12.672、25.344 μg/mL 一系列質(zhì)量濃度,然后分別精密吸取姜黃素對照品溶液25 μL,置于2 mL離心管中,氮氣吹干,再加入空白血漿200 μL,渦旋混合3 min,得到質(zhì)量濃度分別為0.039 6、0.079 2、0.792、1.584、3.168 μg/mL 的姜黃素血漿溶液,按“2.6”項下方法處理,在“2.7.1”項色譜條件下進樣檢測。以姜黃素和大黃素的峰面積之比為縱坐標(Y),血漿中姜黃素的質(zhì)量濃度為橫坐標(C),繪制標準曲線。結(jié)果顯示,血漿樣品中姜黃素的質(zhì)量濃度在0.039 6 ~3.168 μg/mL時,姜黃素和大黃素的峰面積之比與姜黃素的質(zhì)量濃度之間具有良好的線性關(guān)系,回歸方程為Y=0.099 0 C+0.051 1 (r=0.999 4)。
2.7.2.2 方法學(xué)驗證 分別取質(zhì)量濃度為0.039 6、0.792、3.168 μg/mL 的姜黃素血漿溶液適量,按“2.6”項下方法處理,在“2.7.1”項色譜條件下進樣檢測。結(jié)果,日內(nèi)精密度RSD 分別為5.19%、3.82% 和3.14%,而日間精密度(連 續(xù) 3 d)RSD 分 別 為 7.42%、5.29% 和4.99%。再取以上3 個質(zhì)量濃度的姜黃素血漿溶液200 μL (每個質(zhì)量濃度3 份),氮氣吹干,分別加入質(zhì)量濃度為4.95 μg/mL 的姜黃素對照品300 μL,渦旋混合3 min,按“2.6”項下方法處理,在“2.7.1”項色譜條件下進樣檢測,計算加入量和回收量。結(jié)果,3 個質(zhì)量濃度的平均加樣回收率分別為95.47%、96.82%、106.95%,RSD 分別為7.41%、9.58%、8.88%。再取以上3 個質(zhì)量濃度的姜黃素血漿溶液各3 份,分別冰凍/解凍3次,按“2.6”項下方法處理,在“2.7.1”項色譜條件下進樣檢測,考察其穩(wěn)定性。結(jié)果,3 個質(zhì)量濃度的RSD 分別為5.66%、7.17%、6.09%,表明反復(fù)凍融對血漿樣品的檢測結(jié)果無明顯影響。
2.8 不同給藥形式的大鼠體內(nèi)藥動學(xué)結(jié)果 姜黃素磷脂復(fù)合物按不同給藥形式,分別給大鼠灌胃,按“2.6”項下方法處理,在“2.7.1”項色譜條件下進樣檢測,并繪制血藥濃度-時間曲線,見圖1。
圖1 姜黃素和姜黃素磷脂復(fù)合物不同給藥形式血藥濃度-時間曲線(±s,n=6)Fig.1 Concentration-time curves of curcumin and different administration of curcumin-phospholipid complex (±s,n=6)
主要藥動學(xué)參數(shù)采用3P97 程序統(tǒng)計矩模型進行計算,數(shù)據(jù)以“±s”的形式表示,結(jié)果見表1。由此可知,姜黃素磷脂復(fù)合物的各給藥形式均可提高姜黃素的口服吸收生物利用度,其水分散體與固體分散體的AUC0-∞與原料藥相比,具有顯著性差異,但這兩種分散體之間無顯著性差異。另外,將姜黃素磷脂復(fù)合物以油制劑形式給藥時,與原料藥的AUC0-∞相比,差異非常顯著,而且與水或固體分散體的AUC0-∞相比,也有顯著性差異,并且其t1/2與tmax均有所延長。
表1 姜黃素和姜黃素磷脂復(fù)合物不同給藥形式的主要藥動學(xué)參數(shù)(±s,n=6)Tab.1 Main pharmacokinetic parameters of curcumin and different administration of curcumin -phospholipid complex (±s,n=6)
表1 姜黃素和姜黃素磷脂復(fù)合物不同給藥形式的主要藥動學(xué)參數(shù)(±s,n=6)Tab.1 Main pharmacokinetic parameters of curcumin and different administration of curcumin -phospholipid complex (±s,n=6)
注:與姜黃素比較,* P <0.05,**P <0.01;與姜黃素磷脂復(fù)合物或磷脂復(fù)合物固體分散體比較,△P <0.05
參數(shù) 單位 姜黃素 姜黃素磷脂復(fù)合物 磷脂復(fù)合物固體分散體 磷脂復(fù)合物油制劑tmax h 0.68 ±0.10 1.17 ±0.23 1.19 ±0.22 1.89 ±0.29*Cmax μg·mL -1 0.76 ±0.12 1.02 ±0.18* 1.26 ±0.19* 1.84 ±0.23*t1/2 h 1.51 ±0.16 2.12 ±0.19 2.49 ±0.22 3.39 ±0.25*AUC0-t μg·h·mL -1 1.39 ±0.18 5.73 ±0.92** 6.00 ±1.26** 10.28 ±2.32**△AUC0-∞ μg·h·mL -1 1.62 ±0.23 8.19 ±2.00** 8.87 ±2.21** 12.94 ±3.11**△
影響口服制劑生物利用度的關(guān)鍵因素是溶解性質(zhì)及溶出速率。藥物制備成磷脂復(fù)合物后,溶解性質(zhì)得到改善,有利于藥物順利通過胃腸道黏膜,增加進入血液循環(huán)的量,但它并未改善難溶性藥物的疏水性,因此其溶出速率較慢,而固體分散體可提高藥物的溶出速率及溶出度,有利于提高其生物利用度。將姜黃素磷脂復(fù)合物制備成固體分散體后,雖然可改善藥物從磷脂復(fù)合物中的溶出速率及溶出度,但其生物利用度與磷脂復(fù)合物相比,并未得到明顯提高。研究表明[11],當藥物形成磷脂復(fù)合物后,它與磷脂的分子間作用力并不是很緊密,在水相或其他因素作用下,磷脂復(fù)合物在水中將重新解離成藥物活性分子和磷脂分子,因而失去了增加藥物溶解度、促進藥物吸收的作用。因此,固體分散體技術(shù)與磷脂復(fù)合物聯(lián)用時,未必能進一步提高藥物的生物利用度。
磷脂復(fù)合物常采用新技術(shù)被制備成納米粒、微乳、亞微乳、膠束等,但在制備過程中,磷脂復(fù)合物難免與水相接觸,容易導(dǎo)致它在給藥之前就發(fā)生解離[12],而且被制備成不同形式后,制劑的穩(wěn)定性[6,13-14]及載藥量[15]也存在較大的問題。但是,它以油制劑形式給藥時,可降低因胃腸道各因素的干擾而發(fā)生解離的幾率,而且油性基質(zhì)本身或其水解產(chǎn)物也可促進藥物的吸收,另外由于磷脂復(fù)合物在油制劑中的溶解度較好,因此載藥量較高。從藥動學(xué)研究結(jié)果來看,姜黃素磷脂復(fù)合物以油制劑形式給藥時,其AUC0-∞與原料藥相比,有非常顯著地提高(7.99 倍);與磷脂復(fù)合物水或固體分散體相比,也有顯著性提高(分別為1.58 或1.46 倍),而且Cmax延長至 (1.89 ± 0.29)h;t1/2延長至(3.39 ±0.25)h,表現(xiàn)出一定緩釋效果。
本實驗表明,油制劑在磷脂復(fù)合物給藥系統(tǒng)中具有較大的優(yōu)勢,而且其制備過程較為簡單,有利于工業(yè)化生產(chǎn),推動我國中藥現(xiàn)代化進程。但是,磷脂復(fù)合物油制劑在體內(nèi)的吸收機理、不同油基質(zhì)對磷脂復(fù)合物生物利用度和穩(wěn)定性的影響等問題仍有待于作進一步研究。
[1] 狄建彬,顧振綸,趙笑東,等. 姜黃素的抗氧化和抗炎作用研究進展[J]. 中草藥,2010,41(5):18-21.
[2] 沃興德,丁志山,袁 巍,等. 姜黃素及其衍生物抑制腫瘤作用的實驗研究[J]. 浙江中醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2005,29(2):53-61.
[3] 許東暉,王 勝,金 晶,等. 姜黃素的藥理作用研究進展[J]. 中草藥,2005,36(11):1737-1740.
[4] Hao H J,Jia Y Z,Han R. Phytosomes:an effective approach to enhance the oral bioavailability of active constituents extracted from plants[J]. J Chin Pharm Sci,2013,22(5):385-392.
[5] 張紅芹,郝海軍,樊敏偉,等. 磷脂復(fù)合物在經(jīng)皮及黏膜給藥系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 中成藥,2014,36(1):153-157.
[6] 郝海軍,張紅芹,賈幼智,等. 采用制劑新技術(shù)提高中藥磷脂復(fù)合物的溶出度和生物利用度研究進展[J]. 中草藥,2013,44(17):2474-2479.
[7] Maiti K,Mukherjee K,Gantait A,et al. Curcumin-phospholipid complex:Preparation,therapeutic evaluation and pharmacokinetic study in rats[J]. Int J Pharm,2007,330(1-2):155-163.
[8] 張立超,張和平,全山叢,等. 固體分散技術(shù)提高磷脂復(fù)合物中姜黃素的溶出度[J]. 中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,2008,39(12):905-908.
[9] 唐 勤,顧 勇,李 納,等. 姜黃素磷脂復(fù)合物殼聚糖微球在大鼠體內(nèi)藥動學(xué)研究[J]. 中草藥,2013,44(14):1939-1943.
[10] 羅見春,何 丹,尹華峰,等. 姜黃素磷脂復(fù)合物的藥代動力學(xué)評價[J]. 第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報,2014,35(7):754-757.
[11] Xiong J,Guo J,Huang L,et al. The use of lipid-based formulations to increase the oral bioavailability of Panax notoginseng saponins following a single oral gavage to rats[J]. Drug Dev Ind Pharm,2008,34(1):65-72.
[12] Wu H Y,Long X Y,Yuan F,et al. Combined use of phospholipid complexes and self-emulsifying microemulsions for improving the oral absorption of a BCS class IV compound,baicalin[J]. Acta Pharm Sinica B,2014,4(3):217-226
[13] Zhang Z W,Huang Y,Gao F,et al. Daidzein-phospholipid complex loaded lipid nanocarriers improved oral absorption:in vitro characteristics and in vivo behavior in rats[J]. Nanoscale,2011,3(4):1780-1787.
[14] Wei W,Shi S J,Liu J,et al. Lipid nanoparticles loaded with 10-hydroxycamptothecin phospholipid complex developed for the treatment of hepatoma in clinical application[J]. J Drug Target,2010,18(7):557-566.
[15] Peng Q,Gong T,Zhuo J,et al. Enhanced oral bioavailability of salvianolic acid B by phospholipid complex loaded nanoparticles[J]. Pharmazie,2008,63(9):661-666.