禹 瑞,楊 璞,崔曉鴿,陳四清
(1.鄭州澍青醫(yī)學高等??茖W校,河南 鄭州 450064; 2.河南中醫(yī)藥大學,河南 鄭州 450046)
根皮素主要存在于草莓、梨、蘋果等果蔬中,具有抗菌、抗氧化、降血糖、心血管保護等活性[1],可有效抑制肝癌細胞增殖,促進細胞凋亡[2],并且毒性極?。?],具有開發(fā)成護肝、抗肝癌新藥的潛力。但該成分溶解度為26.51 μg/mL[4],油水分配系數(lgP) 為1.22[5],在胃腸道中容易被破壞[6],體內穩(wěn)定性差,并且它也是多藥耐藥相關蛋白2 (MRP2)、P-gp 蛋白底物[6],導致其口服生物利用度僅為8.676%[6],目前已有膠束[7]、磷脂復合物[4-5]、納米結構脂質載體[8]、醇質體[9]等相關報道。
前期報道,脂質體囊材主要由磷脂組成,生物相容性高,可增加藥物溶解度、穩(wěn)定性,并促進其吸收[10-11]; 磷脂具有保護肝功能、抗肝癌的協(xié)同作用[12],可使肝癌高?;颊呤芤?,是一種藥輔兩用材料,但前者混懸液儲存穩(wěn)定性較差,而后者在處方中極易發(fā)生氧化[4]。前體脂質體可有效解決脂質體穩(wěn)定性問題[13-14],并且儲存方便,故本實驗制備根皮素前體脂質體,并考察其體內藥動學,以期為該制劑后續(xù)開發(fā)提供依據。
1.1 儀器 AUY220 型電子分析天平(日本島津公司); 安捷倫1100 型高效液相色譜儀(美國安捷倫公司); Zetasizer Nano Z 型激光粒度儀(英國馬爾文儀器有限公司); CD-X15 型實驗室超聲儀(深圳市亦為實業(yè)有限公司); HB10 型旋轉蒸發(fā)儀(德國IKA 公司); SH-2-001 型磁力攪拌器、HH-1型恒溫水浴鍋、HY-5 型恒溫振蕩器(常州市億能實驗儀器廠); HM-D12 型氮氣吹掃儀(山東恒美電子科技有限公司); HS-100 型離心機(德國THF科學儀器公司)。
1.2 試劑與藥物 根皮素對照品(批號110366-202009,純度98.2%,中國食品藥品檢定研究院); 根皮素原料藥(批號191022,純度97.0%,武漢福鑫化工有限公司)。膽固醇(批號20201012,亳州克拉瑪爾生物科技有限公司); 大豆磷脂(批號20210420,磷脂酰膽堿含量90%,上海艾韋特醫(yī)藥科技有限公司); 甘露醇(批號190516,山西錦洋藥用輔料有限公司); 蔗糖(批號200118,湖南九典制藥股份有限公司)。
1.3 動物 清潔級SD 大鼠,雌雄兼具,體質量180~200 g,由河南省動物實驗中心提供,動物生產許可證號SCXK (豫) 2020-0001,實驗室飼養(yǎng)至220~240 g 時進行實驗。
2.1 根皮素含量測定
2.1.1 色譜條件 Phenomenex C18色譜柱(4.6 mm×250 mm,5 μm); 流動相乙腈-水(35 ∶65); 體積流量1.0 mL/min; 柱溫30 ℃; 檢測波長285 nm;進樣量10 μL。
2.1.2 線性關系考察 稱取根皮素對照品20 mg,置于100 mL 量瓶中,乙腈超聲溶解定容,得200 μg/mL 貯備液,精密量取適量,流動相依次稀釋至 5、2.5、1、0.1、0.25、0.05 μg/mL,在“2.1.1” 項色譜條件下各進樣10 μL 測定。以對照品峰面積(Y) 對其質量濃度(X) 進行回歸,得方程為Y=13.152 5X+0.896 0 (r=0.999 6),在0.05~5 μg/mL 范圍內線性關系良好。
2.1.3 供試品溶液制備 取前體脂質體約0.1 g(根皮素含量約為1.15 mg),置于10 mL 量瓶中,加入pH 為6.8 的PBS 緩沖液8 mL,固定于振蕩器(100 r/min) 上振蕩至無不溶性顆粒產生,定容,0.45 μm 微孔濾膜過濾,取0.5 mL 至50 mL 量瓶中,加流動相(功率250 W) 超聲處理5 min,稀釋定容至刻度,搖勻,即得。
2.1.4 方法學考察 取0.05、1、5 μg/mL 對照品溶液適量,在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定6 次,測得根皮素峰面積RSD 分別為0.40%、0.29%、0.46%,表明儀器精密度良好。取供試品溶液適量,于0、2、6、12、24、48 h 在“2.1.1”項色譜條件下進樣測定,測得根皮素含量RSD 為0.60%,表明溶液在48 h 內穩(wěn)定性良好。取同一份前體脂質體,按“2.1.3” 項下方法平行制備6份供試品溶液,在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定,測得根皮素含量RSD 為1.52%,表明該方法重復性良好。取前體脂質體粉末0.05 g,共9 份,分為低、中、高3 組,分別加入貯備液1.5、3、4.5 mL,按“2.1.3” 項下方法制備供試品溶液,在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定,測得根皮素平均加樣回收率分別為100.79%、99.26%、101.24%,RSD 分別為0.63%、1.16%、0.57%。
2.2 前體脂質體制備 采用載體沉積法[14-15],取根皮素原料藥20 mg 及處方量大豆磷脂、膽固醇,置于圓底燒瓶中,加入20 mL 無水乙醇超聲處理3 min 至溶解澄清,作為有機相。取處方量載體(乳糖) 過120 目篩,置于茄形瓶中,并固定于旋轉蒸發(fā)儀上,將有機相通過導管分3 次加到載體中(以防止載體材料發(fā)生粘連),得混懸液,45 ℃減壓旋蒸除去無水乙醇,即得。臨用前取約0.1 g,加入pH 為6.8 的PBS 緩沖液10 mL 振蕩15 min,過0.45 μm 微孔濾膜,作為混懸液。
2.3 包封率、粒徑、Zeta 電位測定 取前體脂質體混懸液2 mL,置于超濾離心管中(截留分子量10 kDa),13 500 r/min 離心15 min,取超濾液,測定游離根皮素量(W1); 另取2 mL,按“2.1.3”項下方法測定總根皮素量(W0),計算包封率,公式為包封率= [(W0-W1)/W0] ×100%。取前體脂質體混懸液0.1 mL,加入蒸餾水5 mL,搖勻后取適量至比色皿中,在粒度分析儀上測定其粒徑、PDI; 另取適量至Zeta 電位專用器皿中,測定其Zeta 電位。
職工論壇是院內文化的體現(xiàn)。院內職工可隨時在企業(yè)號內參與論壇活動,在論壇上發(fā)布一些正能量、學術性等的文字、圖片、小視頻等內容,增強大家相互學習的積極性,提高醫(yī)院的創(chuàng)效能力;此外,院內職工還可直接通過企業(yè)號查看及收發(fā)郵件,并提供職工信箱、職工訴求等渠道。
2.4 處方優(yōu)化 采用Box-Behnken 響應面法。
固定根皮素用量20 mg,前期預實驗發(fā)現(xiàn)磷脂與膽固醇比例、脂(磷脂+膽固醇) 藥比、載(乳糖) 脂比對包封率影響較大,故分別作為自變量X1、X2、X3,因素水平見表1,再以包封率為因變量Y優(yōu)化處方,平行3 次,結果見表2。
表1 因素水平Tab.1 Factors and levels
表2 試驗設計與結果(n=3)Tab.2 Design and results of tests (n=3)
圖1 各因素響應面圖Fig.1picture_figure_titleResponse surface plots for various factors
表3 方差分析Tab.3 Analysis of variance
2.5 驗證試驗 由圖1 可知,最優(yōu)處方為磷脂與膽固醇比例4.82 ∶1,脂藥比16.48 ∶1,載脂比4.2 ∶1,包封率為83.88%,為了便于操作,將其修正為磷脂與膽固醇比例4.8 ∶1,脂藥比16.5 ∶1,載脂比4.2 ∶1。按優(yōu)化處方平行制備3 批樣品,加入水相制成混懸液,按“2.3” 項下方法測定包封率,測得其數值為83.06%,與預測值83.88%接近(相對偏差為-0.98%)。再按“2.3”項下方法測得平均粒徑為216.84 nm (圖2),PDI為0.117,Zeta 電位為-22.76 mV (圖3)。另外,前脂質體中根皮素含量為1.15%。
圖2 根皮素前體脂質體粒徑分布Fig.2 Particle size distribution of phloretin proliposomes
圖3 根皮素前體脂質體Zeta 電位Fig.3 Zeta potential of phloretin proliposomes
2.6 形態(tài)觀察 取前體脂質體混懸液適量,蒸餾水稀釋50 倍,混勻后滴2 ~3 滴至銅網上,鋪展,1.5%磷鎢酸染色,晾干,在透射電鏡 (13 000倍) 下觀察其形態(tài),結果見圖4。由此可知,該制劑基本呈球形或橢圓形,并且粒徑小于在激光粒度儀下觀察時,這是因為在前者需先進行干燥,失水后其粒徑會變小。
圖4 根皮素前體脂質體透射電鏡圖Fig.4 Transmission electron microscopy image of phloretin proliposomes
2.7 體外釋藥研究 參考文獻[8] 報道,取前體脂質體粉末適量(根皮素含量均為8 mg),加入5 mL 模擬胃液制成混懸液,置于透析袋中(截留分子量8 ~12 kDa),扎緊; 另取8 mg,直接分散于溶出介質中。設定介質為1 000 mL 模擬胃液,溫度為37 ℃,攪拌槳轉速為75 r/min,于0、0.25、0.5、0.75、1、1.5、2、3、4、6、8、10、12、18 h各取樣5 mL,并及時補充5 mL 空白介質,0.45 μm 微孔濾膜過濾,測定累積釋放度,同法考察在模擬腸液中的釋藥情況,結果見圖5。由此可知,原料藥在模擬胃液、模擬腸液中的累積釋放度分別為15.17%、9.89%,而前體脂質體分別提高至90.24%、64.60%。
2.8 晶型分析 取根皮素、空白輔料(不含藥物,輔料比例同前體脂質體)、物理混合物(藥物與輔料比例同前體脂質體)、根皮素前體脂質體粉末適量,進行X 射線粉末衍射 (XRPD) 分析,設定掃描范圍 (2θ) 為3° ~45°,掃描速度為4°/min,結果見圖6。由此可知,原料藥在6.9°、9.7°、14°、27.3°等處出現(xiàn)特征晶型峰; 物理混合物中仍可見根皮素晶型峰,表明簡單混合未使原料藥晶型發(fā)生變化; 前體脂質體圖譜中僅見空白輔料晶型峰,原料藥特征晶型峰均消失,表明它轉變?yōu)闊o定形物質[16-17]。
2.9 穩(wěn)定性研究 取前體脂質體及其混懸液適量,置于恒溫恒濕箱中(溫度25 ℃,相對濕度55%),于0、15、30、45、60、75、90 d 取樣,測定包封率,結果見圖7。由此可知,混懸液在60 d 時包封率降低至10%以下,而前體脂質體仍在80%以上,表明后者穩(wěn)定性良好。
圖7 不同時間點根皮素前體脂質體及其混懸液包封率(n=3)Fig.7 Encapsulation efficiencies of phloretin proliposomes and their suspension at different time points (n=3)
2.10 體內藥動學研究
2.10.1 分組、給藥與采血 取根皮素及其前體脂質體粉末適量,加入pH 為6.8 的PBS 緩沖液振蕩15 min 制成藥液 (根皮素質量濃度5 mg/mL)。12 只大鼠隨機分為2 組,禁食過夜,按40 mg/kg劑量灌胃給藥,其中根皮素采血點為0.25、0.5、1、1.5、1.75、2、3、4、5、6、8 h,其前體脂質體采血點為0.25、0.5、1、1.25、1.5、2、3、5、6、8、12 h,采血量均約為0.25 mL,置于肝素浸潤離心管中,3 500 r/min 離心2 min。
2.10.2 血漿樣品處理 參考文獻[4,6] 報道,將血漿樣品置于37 ℃水浴中解凍,精密吸取0.1 mL至空白離心管中,加入1 mL 乙腈密封后渦旋5 min,4 ℃、10 000 r/min 離心5 min,取上清液至離心管中,45 ℃氮氣吹干,0.1 mL 乙腈復溶,12 000 r/min 離心5 min,取10 μL 上清液。
2.10.3 線性關系考察 取根皮素對照品適量,空白血漿制成質量濃度分別為1 600、800、400、200、100、20 ng/mL 的血漿對照品溶液,按“2.10.2” 項下方法處理,在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定。以對照品峰面積(Y) 對其質量濃度(X) 進行回歸,得方程為Y=1.323 6X+14.28(r=0.996 5),在20 ~1 600 ng/mL 范圍內線性關系良好。
2.10.4 方法學考察 取空白血漿、灌胃給藥12 h后血漿樣品、血漿對照品溶液(20 ng/mL) 適量,在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定,結果見圖8,可知根皮素分離度理想,表明該方法專屬性良好。取20、400、1 600 ng/mL 血漿對照品溶液適量,同一天內在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定6次,測得根皮素峰面積RSD 分別為6.60%、7.18%、5.32%,表明該方法日內精密度良好; 同法每天測定1 次,連續(xù)6 d,測得根皮素峰面積RSD 分別為8.04%、5.43%、6.19%,表明該方法日間精密度良好。取同一份血漿樣品,按“2.10.2” 項下方法平行制備6 份供試品溶液,在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定,測得根皮素峰面積RSD 為3.68%,表明該方法重復性良好。取同一份血漿樣品,在溫度25 ℃、相對濕度55%下于0、2、4、6、12、24 h 在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定,測得根皮素峰面積RSD 為6.01%,表明樣品在24 h 內穩(wěn)定性良好。取20、500、1 500 ng/mL血漿對照品溶液適量,在“2.1.1” 項色譜條件下進樣測定,測得根皮素平均加樣回收率分別為94.10%、92.53%、97.85%,RSD 分別為5.16%、7.61%、6.08%。
圖8 根皮素HPLC 色譜圖Fig.8 HPLC chromatograms of phloretin
2.10.5 結果分析 血藥濃度-時間曲線見圖9,再采用DAS 2.0 軟件中的非房室模型計算主要藥動學參數,結果見表4。由此可知,與原料藥比較,前體脂質體tmax縮短(P<0.05),Cmax、AUC0~t、AUC0~∞升高(P<0.01),相對生物利用度增加至2.44 倍,而t1/2無明顯變化(P>0.05)。
圖9 根皮素血藥濃度-時間曲線(n=6)Fig.9 Plasma concentration-time curves for phloretin(n=6)
表4 根皮素主要藥動學參數(±s,n=6)Tab.4 Main pharmacokinetic parameters for phloretin (±s,n=6)
表4 根皮素主要藥動學參數(±s,n=6)Tab.4 Main pharmacokinetic parameters for phloretin (±s,n=6)
注: 與根皮素比較,**P<0.01。
參數單位根皮素根皮素前體脂質體tmaxh1.78±0.281.18±0.22*t1/2h3.72±0.663.51±0.72 Cmaxng·mL-1503.49±152.771 190.61±355.94**AUC0~tng·mL-1·h1 303.26±174.783 186.11±550.34**AUC0~∞ng·mL-1·h1 384.50±188.393 292.74±578.81**
前期預實驗發(fā)現(xiàn),包封率隨著膽固醇比例增加先升后降,可能是由于適量膽固醇可增加脂質體穩(wěn)定性、包封率,但其用量過大時會引起膜超負荷[18],導致包封率反而降低,最終選擇磷脂與膽固醇比例3 ∶1 ~6 ∶1 進行優(yōu)化。脂藥比對脂質體包封率也有較大影響,脂質(膽固醇+磷脂) 用量過小時不能有效包裹藥物,導致包封率較低,而過大時會導致材料浪費,最終選擇10 ∶1 ~20 ∶1 進行優(yōu)化。載體用量過低時,前體脂質體重建困難[19],而過高時其本身形成的冰晶會破壞脂質體,導致包封率降低[20],最終選擇2 ∶1 ~6 ∶1 進行優(yōu)化。另外,磷脂本身具有保護肝功能、抗肝癌的協(xié)同作用[12],可作為“藥輔合一” 材料[21]。
本實驗發(fā)現(xiàn),根皮素前體脂質體在模擬胃液中的累積釋放度高于模擬腸液中,可能是一方面前體脂質體在前者中的穩(wěn)定性不佳[21],原料藥釋放更容易,而另一方面原料藥在堿性介質中不穩(wěn)定[6],影響了在模擬腸液中的累積釋放度; 前體脂質體tmax顯著縮短,可能與其釋藥速率較快有關[22]; 前體脂質體Cmax、相對生物利用度升高,可能是由于它可降低原料藥粒徑,從而促進后者溶出[15,20];前體脂質體增加了原料藥在胃腸液中的穩(wěn)定性,提高了其進入血液循環(huán)的量。另外,無定形藥物往往具有更高的吸收程度[7,11]; 藥物粒徑較小時可增加與胃腸道的接觸面積,從而便于吸收[11,22]。但普通脂質體在胃腸道中的穩(wěn)定性不高,并且外排蛋白(MRP2、P-gp) 的外排作用[6]最終影響了根皮素Cmax、相對生物利用度的提高程度。今后,將對脂質體表面進行修飾以增加其穩(wěn)定性[23],從而更有利于吸收。