張鈺婧,崔 虹,叢登立*
(吉林大學(xué)藥學(xué)院,長春 130021;2.吉林人參研究院,通化 134001)
人參是五加科植物人參(Panax ginseng C.A.Mey.)的干燥根和根莖,自古以來素有“百草之王”之稱,具有大補元氣、復(fù)脈固脫等功效[1]。隨著人參不同藥用部位的開發(fā),以人參為原料的加工產(chǎn)品在醫(yī)藥、保健品等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍也在不斷拓寬,預(yù)計未來人參產(chǎn)業(yè)將會處于快速發(fā)展的階段,這就需要對有限的人參資源加以合理的利用。
人參在蒸制成紅參的炮制過程中,水蒸氣對人參進行熏蒸,凝結(jié)冷卻而成的水溶液,常被稱作蒸參水[2]。蒸參水常被視為紅參加工過程中的副產(chǎn)物而被舍棄,紅參的市場規(guī)模大,年產(chǎn)量高,蒸參水的隨意丟棄造成資源浪費。實際上,蒸參水中有人參皂苷、人參多糖、黃酮類、揮發(fā)油等多種生物活性成分,在皮膚美白、抗衰老等方面均有貢獻[3]。本文基于蒸參水中主要成分人參皂苷類的藥理活性,綜述及展望蒸參水中人參皂苷類成分在皮膚制劑中的使用現(xiàn)狀和開發(fā)前景,為蒸參水在皮膚給藥系統(tǒng)、化妝品工藝和保健品等行業(yè)中的廣泛應(yīng)用提供參考。
人參中含有皂苷類、多糖類、揮發(fā)油、有機酸及其酯、甾醇及其苷、黃酮類、維生素類、無機元素等成分。蒸參水是一種暗棕色、混濁且粘稠狀水溶液,其化學(xué)成分復(fù)雜,具有人參皂苷(見表1)、人參多糖、揮發(fā)油、氨基酸等多種生物活性成分。
表1 蒸參水中的人參皂苷及其藥理活性
人參中的皂苷類成分一般被分為達瑪烷型四環(huán)三萜和齊墩果酸型兩大類,其中達瑪烷型四環(huán)三萜最為常見。通常情況下,根據(jù)其取代羥基的數(shù)量,將達瑪烷型四環(huán)三萜進一步分成原人參二醇型四環(huán)三萜和原人參三醇型四環(huán)三萜。蒸參水中研究報道最多的生物活性成分為人參皂苷類成分,人參皂苷具有抗炎、抗衰老、提高免疫力、神經(jīng)保護等藥理活性[4,5]。
人參多糖淀粉含量高,成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜,根據(jù)單糖不同分為中性多糖和果膠糖兩大類,人參中提取的多糖多具有增強免疫力、抗衰老等功效[32]。人參多糖水溶性較好,人參炮制過程中得到的蒸參水中含有一定量的人參多糖。姚燕等[33]通過對蒸參湯進行薄層定性檢測,研究發(fā)現(xiàn)蒸參湯中具有多糖成分,且隨著濃度增大,人參多糖收率增加。人參多糖本身毒副作用小,安全性高,但由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,單糖組成、糖苷鍵連接等情況復(fù)雜,導(dǎo)致其開發(fā)利用困難,目前主要在食品、保健品開發(fā)以及日化用品等方面的應(yīng)用較多。
蒸參水中的活性成分還有揮發(fā)油,如石油烯、金合歡烯等人參倍半萜類化合物,具有抗炎、抑菌、增強免疫力等功效。由于揮發(fā)油多具有香氣,是人參香精的主要成分,故其在日化香精等方面也有一定的應(yīng)用[34]。此外,蒸參水中還有多種氨基酸、維生素等成分,能夠有效增強人體免疫力[3],在保健品等方面具有開發(fā)的潛力。
透皮制劑是通過皮膚給藥以達到全身治療目的的一種給藥途徑,被認為是繼口服給藥、注射給藥之后的第三大給藥系統(tǒng)。其主要作用機制分為三個步驟,藥物有效成分的釋放,穿透皮膚或黏膜,吸收并產(chǎn)生相應(yīng)作用。透皮給藥作為非侵入式給藥方式,能夠有效避免藥物首過效應(yīng),使用方便,相較于口服制劑等更安全便捷。在醫(yī)藥行業(yè)中,透皮制劑常用于傷口敷料的研發(fā),抗皮膚衰老等應(yīng)用。人參皂苷具有抗炎、抗菌、抗光老化等作用,能夠有效促進肉芽組織形成、修復(fù)傷口及皮膚美白等[32]。蒸參水中的人參皂苷在皮膚制劑中的應(yīng)用,詳見圖1。
透皮貼劑是通過貼在皮膚上,利用皮膚的滲透性吸收藥物,進一步進入血液循環(huán)并產(chǎn)生藥效的一種藥物控釋系統(tǒng),一般由藥物、粘合劑、增透劑、透皮吸收增強劑和支持材料等多個部分組成。透皮貼劑是皮膚給藥制劑中常用劑型之一,且在透皮給藥制劑的研究中,以中藥透皮貼劑的研究較多。朱玉欣等[35]研制一種含有人參皂苷Rb1 的巴布貼劑,作用于穴位區(qū)皮膚,能提高微血管收縮活動振幅,具有針灸穴位治療的可替代性。人參皂苷Rb1 能夠抑制α-黑素細胞刺激激素(α-MSH)刺激B16 細胞的黑素生成,在此基礎(chǔ)上,Wang 等[36]開發(fā)了一種含人參皂苷Rb1 膠原蛋白透皮貼劑,具有抑制黑色素生成、皮膚美白的作用。
納米纖維支架是一種能夠鑲嵌藥物作為遞送支架的材料,其具有較高的孔隙率和良好的水蒸氣滲透性,可為細胞呼吸和氣體滲透提供有利的環(huán)境,并抑制微生物的繁殖[37]。Sun 等[38]設(shè)計一種裝有人參皂苷Rg3 的透明質(zhì)酸涂層PLGA 靜電紡絲纖維支架,使其具有了緩釋作用,促進傷口愈合并抑制疤痕生成;Cheng 等[39]設(shè)計具有聚多巴胺涂層的PLGA 纖維素支架,并利用堿性成纖維細胞生長因子固定人參皂苷Rg3,使載藥支架具有促進兔耳創(chuàng)面早期傷口愈合的功能,同時人參皂苷Rg3 的釋放還可以抑制后期肥厚性疤痕的形成;Xiong 等[40]利用聚氨酯和海洋多糖構(gòu)建了納米纖維材料,負載人參皂苷Rg3 后,成功驗證敷料具有提升燒傷創(chuàng)面愈合的能力。
人參皂苷具有類膽固醇的甾體母核結(jié)構(gòu),這一結(jié)構(gòu)使其具有了納米載體和自身藥物作用的雙功能特性。Zou 等[41]實現(xiàn)了八種人參皂苷(Rg1,Re,Rf,Rb1,Rc,Rb2,Rb3 和Rd)和胰島素的納米級顆粒制備,總皂苷自組裝形成的殼層作為納米載體,在5 min 內(nèi)暫時滲透到細胞中,并迅速從細胞中排出以進行更深地滲透,同時人參皂苷引起的角質(zhì)層脂質(zhì)紊亂,有利于胰島素的滲透,皮膚作為倉庫,連續(xù)釋放納米顆粒,提高納米顆粒的穩(wěn)定性且避免首過效應(yīng),有利于體內(nèi)持續(xù)釋藥。
脂質(zhì)體一般是由磷脂和膽固醇構(gòu)成,具有雙層脂質(zhì)結(jié)構(gòu)的藥物遞送系統(tǒng)。傳統(tǒng)脂質(zhì)體是通過皮膚遞送藥物,脂質(zhì)體作為藥物的載體,包裹藥物并增加其在皮膚上的滯留時間,實現(xiàn)藥物的延遲釋放和持續(xù)性輸送。同時,脂質(zhì)體與皮膚表面的角質(zhì)層相似,能夠與皮膚融合并改善藥物的透皮吸收,常用于局部給藥[42]。Jung 等[43]構(gòu)建了負載人參皂苷Rg3 的大豆磷脂脂質(zhì)體,此脂質(zhì)體能夠減輕皮膚成纖維細胞受紅外線刺激,具有抗皮膚老化的作用。Huang 等[44]構(gòu)建了負載人參皂苷Rg3 脂質(zhì)體的微針脂質(zhì)體,能夠顯著降低IL-17、IL-23 和TNF-α 水平,并可能通過抑制STAT3/p-STAT3 信號通路的激活來有效緩解牛皮癬。
水凝膠是親水性質(zhì)的三維網(wǎng)狀凝膠,可作為藥物的載體,還能夠與皮膚形成一層保濕膜,增加皮膚的濕潤程度,改善藥物溶解性和穩(wěn)定性的同時,促進藥物在皮膚上的滲透和吸收。水凝膠在透皮制劑的研究中,因具有良好的生物相容性和生物可降解性,且柔韌性接近組織,常用作傷口敷料。Jin 等[45]通過構(gòu)建PLGA1600-PEG1000-PLGA1600 水凝膠,負載人參皂苷Rg3,使其具有抗炎活性,通過激活ErK 信號通路,起到抗大鼠肛周潰瘍的作用;Zheng 等[46]通過構(gòu)建負載人參皂苷Rg3 的由黃原膠、透明酸鈉和殼聚糖構(gòu)成的夾心水凝膠,能夠有效降低炎癥反應(yīng),促進兔耳的傷口愈合;Peng 等[47]通過構(gòu)建泊洛沙姆407 和透明質(zhì)酸熱敏型水凝膠,負載人參皂苷Rg3,能夠調(diào)節(jié)MAPK 和NF-κB 信號通路增強自噬蛋白的表達,同時調(diào)節(jié)傷口微生物群的多樣性以促進傷口修復(fù)。
蒸參水常被歸為人參經(jīng)炮制加工制作紅參過程中的副產(chǎn)物,在工業(yè)生產(chǎn)過程中被忽視,造成資源浪費。隨著對人參藥用部位的持續(xù)開發(fā),人們對生活質(zhì)量的要求不斷提高,人參資源的合理利用就成為了關(guān)鍵。蒸參水作為液體,工業(yè)生產(chǎn)提取量大且不易運輸和保存,通過制劑工藝,將蒸參水制作成安全、有效且穩(wěn)定的劑型,使其在醫(yī)藥行業(yè)及化妝品行業(yè)等領(lǐng)域發(fā)揮價值。據(jù)以往報道,蒸參水中具有多種生物活性成分,大多具有一定的美白、抗皮膚衰老的功效,尤其是蒸參水中的多種人參皂苷類成分,還具有抗菌、抗炎等生物活性。透皮制劑應(yīng)用于皮膚給藥,方便且安全,有效合理利用蒸參水中的活性成分,使蒸參水“變廢為寶”。
在生產(chǎn)應(yīng)用上,蒸參水資源的開發(fā)利用也是目前的難點。首先,蒸參水的有效成分雖種類豐富,但是以往研究報道中,不同的炮制工藝對蒸參水的有效成分種類及含量影響較大,導(dǎo)致不同批次、不同工藝條件下的蒸參水質(zhì)量參差不齊,加大了開發(fā)利用的難度;其次,蒸參水的有效成分種類復(fù)雜,總多糖、總皂苷類的制劑開發(fā)難度大,關(guān)于人參皂苷的制劑多為單體成分的開發(fā),尤其人參皂苷Rg3 相關(guān)透皮制劑產(chǎn)品較多,理論上,人參皂苷單體大多結(jié)構(gòu)相似,且具有抗炎等生物活性,是否其他單體類皂苷也具有與其相當(dāng)?shù)拈_發(fā)潛力?同時,總皂苷制劑的開發(fā)是否能夠起到“1+1>2”的效果?解決這些問題需要更為深入的研究。首先必須通過嚴格把控中藥材的質(zhì)量,規(guī)范紅參炮制加工的流程,保證蒸參水的質(zhì)量,以確保安全性和有效性;同時,關(guān)于人參皂苷在透皮制劑中的應(yīng)用還需要深入挖掘,總皂苷成分在透皮制劑中的應(yīng)用需要深入研究,包括制劑的載藥量、藥物的穩(wěn)定性和透皮性等。
綜上所述,蒸參水在透皮制劑的研究中顯示出了巨大的潛力和優(yōu)勢。通過對蒸參水的有效利用,不僅可以減少廢物的排放和環(huán)境污染,還能夠有效利用人參加工品的資源,提高生產(chǎn)效益。總之,蒸參水的開發(fā)利用在透皮制劑中具有廣闊的應(yīng)用前景,深入解決相關(guān)問題,有望實現(xiàn)蒸參水的資源化利用,推動透皮制劑領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展。