中藥揮發油透皮促滲布洛芬的藥動學及體內外相關性研究

蔣秋冬++吳葉鳴++張會

[摘要]考察不同中藥揮發油透皮促滲布洛芬的藥動學及體內外相關性。以經典促滲劑氮酮為對照，分別制備含不同中藥揮發油（川芎揮發油、當歸揮發油和肉桂揮發油）的布洛芬凝膠劑，大鼠腹部給藥，考察不同揮發油對布洛芬的透皮促滲效果。與不加促滲劑的對照組相比，川芎揮發油、當歸揮發油、肉桂揮發油和氮酮促滲布洛芬的相對生物利用度分別為16187%，17105%，15137%，14866%。采用反卷積法分別對3種中藥揮發油促滲下布洛芬凝膠體內外透皮的數據進行相關性分析，結果表明含川芎揮發油、當歸揮發油和肉桂揮發油的3種布洛芬凝膠劑體內外透皮吸收結果相關性良好（r分別為0999 7，0995 2，0999 4）。川芎揮發油、當歸揮發油和肉桂揮發油能夠顯著提高布洛芬經皮給藥的生物利用度，以凝膠劑為劑型的中藥揮發油透皮促滲研究具有良好的體內外相關性。

[關鍵詞]中藥揮發油； 透皮吸收促進劑； 凝膠； 布洛芬； 體內外相關性

Evaluation of pharmacokinetics and in vitro/in vivo correlation of

ibuprofen with essential oils as penetration enhancer

following transdermal administration

JIANG Qiudong1，2， WU Yeming1，2， ZHANG Hui1，2， LIU Pei1， CHEN Jun1，2*， DUAN Jinao1*

（1Jiangsu Collaborative Innovation Center of Chinese Medicinal Resources Industrialization， Nanjing University

of Chinese Medicine， Nanjing 210023， China；

2 Pharmaceutial Research Laboratory， School of Pharmacy， Nanjing University of Chinese Medicine， Nanjing 210023， China）

[Abstract]The study was carried out to investigate the pharmacokinetics and in vitro/in vivo correlation of ibuprofen with essential oils as penetration enhancers （PE） following transdermal administration With Azone as the positive control， ibuprofen hydrogels containing Chuanxiong oil， Angelica oil or Cinnamon oil as PE were prepared and administered to the rat abdominal skin Then the pharmacokinetics of ibuprofen following transdermal administration were investigated and compared In comparison with negative control （no PE was added）， the relative bioavailability values with the addition of Chuanxiong oil， Angelica oil， Cinnamon oil and Azone as PE were determined to be 16187%， 17105%， 15137% and 14866%， respectively In vitro/in vivo correlation analysis was performed by deconvolution method and the results demonstrated a good correlation between in vitro and in vivo percutaneous absorption studies The correlation coefficients were measured to be 0999 7， 0995 2 and 0999 4 for Chuanxiong oil， Angelica oil and Cinnamon oil respectively In summary， Chuanxiong oil， Angelica oil and Cinnamon oil as PE could significantly enhance the bioavailability of ibuprofen following transdermal administration A satisfactory in vitro/in vivo correlation could be obtained by using hydrogel as the dosage form

[Key words]essential oils； penetration enhancers； hydrogel； ibuprofen； in vitro/in vivo correlation

doi：10.4268/cjcmm20162312

經皮給藥制劑由于給藥方便，已經逐漸發展成為繼口服、注射之后的主要給藥途徑之一。由于皮膚的屏障作用，經皮給藥制劑一般生物利用度受到限制，應用透皮吸收促進劑（透皮促滲劑，penetration enhancers）是解決這一問題的最常用方法。

中藥揮發油是一大類性質優良的透皮吸收促進劑[12]，具有透皮促滲效果好、安全性高并且藥效協同三大優勢。前期研究發現[3]，單萜、單萜氧、倍半萜及倍半萜氧類成分是中藥揮發油中主要成分，而透皮促滲效果往往優于單一的萜類成分[4]。含有揮發油的中藥約有300種，而目前已經應用的中藥揮發油透皮吸收促進劑有34種[5]，因此中藥揮發油作為透皮吸收促進劑還有非常大的研究空間。采用體外透皮擴散研究是目前評價揮發油透皮促滲效果的最常用方法，但還存在2個問題，第一，常應用高濃度的有機溶劑制備給藥溶液劑以同時溶解藥物和揮發油，例如80%丙二醇[4] 、60%乙醇[6]或70%乙醇[7]，而這些高濃度的有機溶劑本身就可以破壞皮膚屏障，并且溶液劑也不適合在體給藥；第二，在體藥動學研究較少，尤其缺乏體內外相關性研究，因此體外研究的可靠性還有待驗證。

川芎、當歸和肉桂是治療婦科痛經常用中藥，其揮發油均有顯著的體外促滲效果和鎮痛活性[89]。對于中藥揮發油而言，凝膠劑是一種適合揮發油成分透皮的劑型[10]，因此本文以布洛芬為模型藥物，制備了含有不同中藥揮發油的布洛芬凝膠，考察了其經皮給藥的藥動學，并且比較了其體內外透皮促滲的相關性。

1材料

LC20AT高效液相色譜儀（日本島津），包括SPD20A檢測器和SIL20A自動進樣器；BS124S電子天平（賽多利斯科學儀器有限公司）；TGL16G高速離心機（上海安亭科學儀器廠）；Micro CL21R高速冷凍離心機（美國Thermo公司）；XW80A微型渦旋混合儀（上海滬西分析儀器廠有限公司）；DKZ2恒溫振蕩水槽（上海精宏實驗設備有限公司）；TK12D型透皮擴散儀（上海鍇凱科技貿易有限公司）；i1000數字電子秤（深圳佰仕得電子有限公司）。

川芎、當歸和肉桂揮發油（采用水蒸氣蒸餾法制備[3]），布洛芬對照品（純度≥98%，美國SIGMA公司，批號MKBQ4505V），吲哚美辛對照品（純度≥97%， 中國食品藥品檢定研究所，批號100258200904），卡波姆940（美國諾譽化工，批號0101320985），氨基甲酸乙酯（烏拉坦）（國藥集團化學試劑有限公司，批號20121016）。乙腈（美國Tedia公司）、甲醇（美國Merck公司）為色譜純，超純水（實驗室自制），其他試劑均為分析純（南京化學試劑有限公司）。

雄性SD大鼠，體重（200±20） g，購于上海杰思捷實驗動物有限公司，合格證號SCXK（滬）20130006。

2方法與結果

21凝膠劑的制備

稱取 04 g 卡波姆細粉，均勻撒于30 mL純水中，充分溶脹后，加三乙醇胺調節pH 至66，加純水至400 g，攪拌均勻，作為空白凝膠基質。

精密稱取60 mg布洛芬溶于400 μL無水乙醇，精密稱取180 mg揮發油溶于200 μL無水乙醇，將上述2種溶液混合后再加入空白凝膠中混合均勻，使總質量為60 g，即制得分別含有3%川芎、當歸、肉桂揮發油以及1%布洛芬的凝膠劑。同法制備含3%氮酮的布洛芬凝膠作為陽性對照，以空白凝膠基質代替揮發油制備得到的不含促滲劑的布洛芬凝膠作為陰性對照。

22藥動學評價

221色譜條件

色譜柱為Inertsil ODS3 柱（46 mm×250 mm，5 μm），流動相為58%乙腈（磷酸調節pH 300±005），檢測波長為220 nm，柱溫25 ℃，流速為10 mL·min-1，進樣量10 μL。

222血樣的處理

大鼠全血5 000 r·min-1離心10 min，吸取200 μL上層血漿，加入100 mg·L-1吲哚美辛無水乙醇溶液10 μL作為內標，渦旋1 min，加入800 μL沉淀試劑（甲醇乙腈為1∶1），渦旋1 min，于4 ℃條件下12 000 r·min-1離心10 min，吸取上清液，按221項下色譜條件進行測定。

223方法學考察

2231體內線性關系考察取適量布洛芬對照品，精密稱定，用40%乙醇PBS溶解配制得到布洛芬系列濃度的對照品溶液。按照222項處理得到空白血漿，分別加上述布洛芬系列對照品溶液，配制成相當于布洛芬質量濃度為2016，5040，1008，2016，5040，1008 mg·L-1的標準血漿樣品，按222項下自“加入100 mg·L-1吲哚美辛無水乙醇溶液10 μL作為內標”起同法操作。以血漿樣品中布洛芬濃度為橫坐標，布洛芬與吲哚美辛的峰面積比值為縱坐標，計算布洛芬的線性回歸方程。布洛芬質量濃度在2016～1008 mg·L-1與內標峰面積的比值Y線性關系良好，標準曲線為Y=0011 96X-0027 09，r=0998 6，定量限為1008 mg·L-1。

2232專屬性考察取2231項下制備得到的空白血漿樣品、布洛芬的含內標血漿樣品，以及藥動學試驗血漿樣品，按222項處理分析，色譜圖見圖1?？梢?，布洛芬和內標（吲哚美辛）的峰形良好，分離完全，血漿內源性物質對測定無干擾。

2233精密度考察取2231項下制備得到的布洛芬質量濃度為5040，2016，1008 mg·L-1低、中、高濃度（含內標）血漿樣品，按222項處理分析，于1 d內進樣5次，計算日內精密度值。5 d內進樣5次，計算日間精密度值。日內RSD分別為40%，32%，35%，日間RSD分別為63%，10%，68%。

2234體內回收率取2231項下制備得到的布洛芬質量濃度為2016，5040，2016 mg·L-1的低、中、高濃度（含內標）血漿樣品，按222項處理分析，其與2016，5040，2016 mg·L-1標準血漿樣品的測得值之比為相對回收率，其與相應對照品溶液測得值之比為絕對回收率。布洛芬低、中、高濃度（2016，5040，2016 mg·L-1）的血漿樣品相對回收率分別為（10992±041）%，（10142±343）%，（10350±490）%，絕對回收率分別為（8740±638）%，（8504±331）%，（8970±416）%。

2235穩定性考察取2231項下制備得到的布洛芬質量濃度為5040，2016，1008 mg·L-1低、中、高濃度（含內標）血漿樣品，4 ℃儲存，于0，

2，4，8，12，24 h分別取出，按222項處理分析。布洛芬低、中、高濃度（含內標）血漿樣品4 ℃下24 h內的穩定性均RSD≤42%。

224在體透皮試驗

取SD大鼠，實驗前12 h刮凈腹部毛，禁食，可自由飲水。20%烏拉坦65 mL·kg-1麻醉后，以100 mg·kg-1的劑量給每組大鼠腹部分別涂抹5組布洛芬凝膠供試品，包括川芎揮發油組、肉桂揮發油組、當歸揮發油組、氮酮組和空白對照組，給藥面積為4 cm×4 cm。于給藥后05，1，2，3，4，6，9，12，24，48 h 眼后叢靜脈取全血05 mL，置肝素鈉抗凝離心管中。

225數據處理

根據標準曲線計算布洛芬血藥濃度，以大鼠體內不同時間點布洛芬的血藥濃度C（mg·L-1）對時間t （ h ）作圖，得到不同中藥揮發油促滲的布洛芬凝膠透皮藥時曲線，見圖2。采用DAS 30軟件進行處理，擬合方法選擇非房室模型，求算藥動學參數，血藥峰濃度Cmax，達峰時間Tmax，藥時曲線下面積AUC，半衰期t1/2，平均滯留時間MRT，結果見表1。

從AUC048可見，3種中藥揮發油促滲下布洛芬在體透皮藥時曲線下面積均顯著大于空白對照組，各組AUC048排序為：川芎揮發油組≈當歸揮發油組>肉桂揮發油組>氮酮組>空白對照組；川芎揮發油、當歸揮發油、肉桂揮發油以及氮酮組與空白對照組相比的相對生物利用度分別為16187%，17105%，15137%，14866%?？梢?，3種中藥揮發油對布洛芬在體透皮均有顯著促滲效果，且都優于氮酮，凝膠劑作為經皮給藥系統的常用劑型之一，適用于中藥揮發油在體透皮促滲研究。

23 體外透皮促滲研究

231方法學考察

色譜條件同221項下。該色譜條件下布洛芬質量濃度在101～4024 mg·L-1線性關系良好，所得標準曲線方程為：Y=24 298X-1 091，r=0999 8，定量限為010 mg·L-1。取布洛芬透皮6 h接收液1 mL，加入相當于其布洛芬含量80%，100%，120%的對照品溶液，進行加樣回收率實驗，結果分別為（9976±154）%，（9636±361）%，（9845±267）%（n=3）。日內和日間精密度RSD均小于30%。

232體外透皮促滲試驗

取大鼠腹部離體皮膚，PBS水合1 h，固定于改良的Franz擴散池上，角質層朝上，有效擴散面積為314 cm2，接收液為40%乙醇生理鹽水8 mL，37 ℃超聲脫氣30 min后加入，并加入轉子，轉速為200 r·min-1，恒溫37 ℃。供給室分別加入不同布洛芬凝膠供試品各060 g，包括川芎揮發油組、當歸揮發油組、肉桂揮發油組、氮酮組和空白對照組，每組平行5份。實驗過程中注意避光。分別于不同時間點取樣02 mL，并立即補充等溫等體積的空白接收液。取出的樣品適當稀釋，12 000 r·min-1離心10 min，取上清液按照231項下相關方法測定布洛芬的濃度。按下式計算單位面積累積透過量（Qn）。結果見圖3。

Qn=（VCn+Σn-1i=1Ci×02）÷A

式中，V為接收液體積（mL），Cn為第n個取樣點測得的藥物質量濃度（mg·L-1），Ci為第i個取樣點測得的藥物質量濃度（mg·L-1），A為擴散池有效滲透面積（cm2）。

24體內外相關性研究

選取05，1，2，3，4，6，9，12，24 h的數據，體外透皮試驗結果以累積滲透量Q表示，體內藥動學研究結果以各個時間點的AUC表示，各個時間點的

AUC 占 AUClast的比值用Fraction Input （R）表示，以體外累積透皮量占總透皮量的百分數Q′為因變量Y，Fraction Input （R） 為自變量X，進行線性回歸[11]。結果見表2～6。

各組布洛芬體內外透皮相關性依次為川芎揮發油組Y=1037 4X-4764（r=0999 7），當歸揮發油組Y=1018 6X-6826 6（r=0995 2），肉桂揮發油組Y=1049 9X-3940 5（r=0999 4），氮酮組Y=0926 9X+12220 （r=0987 8），空白對照組Y=0946 1X+12260（r=0985 3）。

當自由度df = 7時，臨界值r7，001=0898 2，各組的回歸方程相關系數r值均大于r7，001，表明5組凝膠劑中的布洛芬體內外經皮吸收相關性良好。

以上結果說明，體外透皮試驗可作為中藥揮發油在體促滲效果的參考，用于評價或預測制劑經皮給藥后的體內過程。凝膠劑作為經皮給藥系統常用劑型之一，適用于以中藥揮發油作為透皮促滲劑的透皮吸收研究。

3討論

體內外相關性 （in vivo / in vitro correlation， IVIVC） 研究的目的是尋找藥物體外特性 （in vitro characteristics） 與體內行為 （in vivo performance ） 之間的相關性，以體外實驗預測體內行為，從而減少體內研究數量以降低新藥研發成本。本研究在國內首次對中藥揮發油體內外促滲相關性進行研究，通過體內外相關性分析，發現川芎、當歸和肉桂揮發油體內外透皮促滲結果具有高度相關性，證明了體外促滲試驗可用于評價或預測中藥揮發油在體促滲效果，從而為中藥揮發油體外促滲效果代替其在體效果提供依據。

本研究中血藥濃度偏高，原因是給藥劑量大。前期研究發現[12]，布洛芬凝膠劑對小鼠痛經模型的有效鎮痛劑量為140 mg·kg-1，折算得到大鼠的有效給藥劑量應為98 mg·kg-1，因此本研究給藥劑量為100 mg·kg-1。哈娜等[13]在布洛芬顆粒劑在大鼠體內的時間藥動學研究中，線性范圍為0503 8～8060 mg·L-1，布洛芬的質量濃度為5946 mg·L-1，與本研究相當。

川芎、當歸、肉桂揮發油均具有鎮痛作用，同時也是良好的透皮吸收促進劑，在透皮促滲布洛芬的同時，還能夠與布洛芬發揮鎮痛的藥效協同作用，因此有望用于布洛芬鎮痛外用制劑的開發。3%的川芎油與氟比洛芬一起制成凝膠劑，經皮給藥于兔背部，AUC為（245±816） mg·h-1·L-1，而不含促滲劑的對照組AUC為（172±393） mg·h-1·L-1，即相對生物利用度為14244%[14]，與本研究的結果相當。對角質層的紅外研究結果表明，川芎、當歸、肉桂揮發油透皮促滲的主要機制在于干擾皮膚角質層的脂質排列，提高脂質的流動性[12]。

凝膠劑主要采用親水性基質，對于皮膚正常功能基本沒有干擾，非常適合經皮給藥，本文驗證了其可以作為中藥揮發油透皮促滲的給藥劑型。為了進一步提高透皮效果和揮發油的穩定性，未來的研究還可以考慮采用揮發油作為油相制備微乳型凝膠劑[15]。

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[責任編輯孔晶晶]