李娟娟, 申宝德, 程 玲, 邱 玲, 沈 刚, 武 娜, 袁海龙*, 尹蓉莉
(1.成都中医药大学药学院,四川成都611137;2.中国人民解放军第三○二医院,北京100039)
外翻肠囊法研究波棱瓜子总木脂素纳米混悬剂的大鼠肠吸收特性
李娟娟1,2, 申宝德2, 程 玲1,2, 邱 玲1,2, 沈 刚1,2, 武 娜2, 袁海龙2*, 尹蓉莉1*
(1.成都中医药大学药学院,四川成都611137;2.中国人民解放军第三○二医院,北京100039)
摘要:目的 利用肠外翻模型,研究波棱瓜子总木脂素纳米混悬剂(tota11ignans of Herpetospermum caudigerum nanosuspension,HTL-NS)在大鼠体外的肠吸收特性,并与波棱瓜子总木脂素混悬剂(tota1 1ignans of Herpetospermum caudigerum coarse suspensions,HTL-CS)进行对比。方法 以波棱甲素与波棱素在大鼠的肠吸收参数为指标,考察不同质量浓度HTL-NS在大鼠十二指肠、空肠、回肠的吸收状况。结果 HTL-NS中2种成分在各肠段的累计吸收量、吸收速率常数和表观渗透系数随着质量浓度的增加而增加,并且明显高于HTL-CS(P<0.05或P<0.01);波棱甲素与波棱素在空肠吸收最好,而十二指肠与回肠的吸收无显著性差异(P>0.05)。结论 HTL在体内的吸收可能为被动吸收,HTL-NS能有效改善HTL肠吸收。
关键词:波棱瓜子总木脂素;纳米混悬剂;外翻肠囊法;波棱甲素;波棱素
尹蓉莉(1952—),女,博士,博士生导师,研究方向为中药制剂。Te1:13689056666,E-mai1:yinrong1i@163.com
波棱瓜子是葫芦科植物波棱瓜Herpetospermum caudigerum Wa11.的干燥成熟种子。《中华人民共和国卫生部药品标准.藏药标准》1995年版波棱瓜子药材项下记载,其味苦,性寒,能清腑热、胆热,具有清热解毒、去火降热、助消化的作用,用于治疗肝热、黄疸性传染型肝炎等症[1]。本课题组经多年研究确定,波棱瓜子抗肝炎的有效部位为总木脂素,并将其开发成治疗慢性乙型肝炎的5类新药——肝能滴丸[2]。然而,波棱瓜子总木脂素(tota1 1ignans of Herpetospermum caudigerum,HTL)为难溶性成分,溶解度低、溶出慢限制了药物的吸收,进而影响其药效的发挥。
纳米混悬剂(nanosuspensions,NS)为一种普遍适用于难溶性药物的制剂形式,是采用少量表面活性剂或高分子聚合物作为稳定剂的“纯药物”粒子所构成的一种纳米分散体系。其处方简单,不含其他载体材料,载药量接近100%,药物以纳米状态存在,高度分散且比表面积大,能够提高药物的可润湿性、饱和溶解度及溶解速度[3],利于药物的溶出和吸收,从而显著提高药物的生物利用度。
为提高波棱瓜子总木脂素的溶解度和生物利用度,本课题组前期采用高压均质工艺,制备波棱瓜子总木脂素纳米混悬剂(HTL-NS),结果表明,该方法能显著增加HTL的溶出度[4]。本实验以波棱瓜子总木脂素中2种有效成分波棱甲素和波棱素为指标,采用外翻肠囊法研究HTL-NS在不同肠段的吸收特性,并与波棱瓜子总木脂素混悬剂(HTLCS)进行比较。
QE-300万能粉碎机(浙江屹立工贸有限公司);DZF-620真空干燥箱(北京中兴伟业仪器有限公司);TGL-16GB台式离心机(上海安亭科学仪器厂);BAS124S电子天平(赛多利斯科学仪器北京有限公司);LC-20A岛津液相色谱仪(日本岛津公司);XW-80A涡旋混合器(海门市其林贝尔仪器制造有限公司);GYB40-10S高压均质机(上海东华高压均质机厂)。
波棱瓜子饮片由江苏正大清江制药有限公司提供,经解放军302医院袁海龙研究员鉴定为葫芦科植物波棱瓜Herpetospermum pedunculosum Wa11.的干燥种子。波棱瓜子总木脂素(自制,批号140612);波棱甲素对照品(自制,纯度大于98%,批号121205);波棱素对照品(自制,纯度大于98%,批号121201)。十二烷基硫酸钠(SDS,北京凤礼精求商贸有限责任公司);聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30,北京凤礼精求商贸有限责任公司)。乙腈为色谱纯,其他试剂均为分析纯;K氏液[5](称取CaC120.37 g、葡萄糖1.4 g,分别加少量蒸馏水溶解,再称取NaC1 7.8 g、KC1 0.35 g、NaH2PO40.32 g、NaHCO31.37 g、MgC120.02 g,加蒸馏水溶解后与溶解的CaC12及葡萄糖混匀,蒸馏水定容至1 L,即得pH=7.4的K试液)。
Wistar大鼠,雌雄各半,体质量(200±20)g,由军事医学科学院实验动物中心提供,动物许可证号SCXK(军)2012-004。适应性喂养2 d后进行实验,实验前禁食12 h,自由饮水。
2.1 HTL-CS及HTL-NS供试液的制备 采用高压均质法制备HTL-NS,称取1 g HTL加入到含0.2 g SDS和0.3 g PVPK30的100 mL K氏液中,充分搅拌混匀,高速剪切(10 000 r/min)5 min,即得HTL-CS。将所得HTL-CS转入高压均质机,在压力1 000 bar条件下高压乳匀10圈,即得HTL-NS[4]。
分别精密移取HTL-CS和HTL-NS适量,K氏液定容,配制成150、300、600 μg/mL(以HTL计)的低、中、高剂量的混悬液,作为肠囊供试液,备用。
2.2 肠吸收液样品的处理 精确移取HTL-CS或HTL-NS肠吸收液200 μL,氮气吹干,加入色谱纯甲醇300 μL溶解,超声3 min,涡旋1 min,4 000 r/min离心5 min,取上清液,即得。HTL-CS、HTL-NS供试液及空白肠吸收液采用相同的处理方法。
2.3 方法学考察
2.3.1 HPLC色谱条件 Kromasi1-C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流动相为乙腈-2%冰醋酸(22∶78);体积流量为1.0 mL/min;检测波长为280 nm;柱温为室温;进样量为20 μL。
2.3.2 对照品溶液的制备 精密称取波棱甲素11.80 mg、波棱素5.10 mg,甲醇溶解并定容至25 mL,制得含波棱甲素472 μg/mL、波棱素204 μg/mL的混合对照品溶液。
2.3.3 专属性 比较波棱甲素、波棱素对照品溶液、空白肠吸收液、HTL-CS和HTL-NS供试液的色谱行为,发现各色谱峰处的杂质不干扰测定。见图1。
2.3.4 线性关系考察 精密移取适量混合对照品溶液于10 mL量瓶中,用K氏液稀释并定容至刻度,配制成一系列标准溶液。其中,波棱甲素的质量浓度分别为7.87、15.74、31.48、62.96、78.70、157.40、314.80 μg/mL;波棱素的质量浓度分别为3.40、6.80、13.60、27.20、34.00、68.00、136.00 μg/mL,于“2.3.1”项色谱条件下进行测定,以质量浓度(μg/mL)对峰面积进行线性回归,求得波棱甲素线性回归方程为Y1= 7 601.6X1-7 490.5,r=1.000 0,表明其在7.87~314.80 μg/mL内线性关系良好;波棱素线性回归方程为Y2=531.56X2-136.6,r=0.999 3,表明其在3.40~136.00 μg/mL内线性关系良好。
1.波棱甲素 2.波棱素 A.空白肠吸收液 B.混合对照品C.肠吸收液1 herpetrion 2.herpetin A.b1ank intestina1sac f1uid B.mixed reference substance C.intestina1sac f1uid图1 样品专属性试验Fig.1 Specificity tests for samp les
2.3.5 精密度 分别精密移取混合对照品溶液适量,用K氏液配制低、中、高(波棱甲素分别为15.74、31.48、62.96 μg/mL,波棱素6.80、13.60、27.20 μg/mL)3个质量浓度的对照品溶液,1d测定3次,计算日内精密度,发现2个成分的RSD均小于2%。每一质量浓度连续测定3 d,计算日间精密度,发现2个成分的RSD在1.5%~3.5%,符合生物样品分析要求。
2.3.6 稳定性试验 按“2.3.5”项下方法分别取低、中、高质量浓度的混合对照品溶液,置于37℃水浴中保温,分别在6、12、24 h取样,按照“2.3.1”项下色谱条件测定其含量变化,平行操作3次,计算平均值,与零时测定值比较。结果显示,不同质量浓度对照品溶液在37℃存放6、12、24 h后,3次测定平均值与零时测定值相差均在2%以内,表明稳定性较好,符合生物样品分析要求。
2.3.7 回收率试验 按“2.3.5”项下方法分别取低、中、高质量浓度的混合对照品溶液,依照“2.2”项下方法处理,每个质量浓度重复进样3次,分别测定峰面积,按“2.3.3”项下标准曲线方程求得药物质量浓度,比较测得与实际质量浓度,求得平均回收率。结果,波棱甲素与波棱素平均回收率分别为101.19%、102.05%,RSD分别为2.1%、2.3%。
2.4 大鼠离体肠外翻模型[6]将大鼠随机分为HTL-CS及HTL-NS高、中、低(相当于HTL 600、300、150 μg/mL)剂量6个组,每组5只。腹腔注射10%水合氯醛4 mL/kg,固定于手术板上,打开腹腔,取出十二指肠(距幽门1 cm处取10 cm)、空肠(距幽门15 cm处取10 cm)及回肠(盲肠上20 cm处取10 cm)。用K氏液灌流冲洗肠内容物,接着将小肠移至通入含5% CO2混合氧气的K氏液中,小心剥离肠表面的脂肪和血管,冲洗干净后翻转,使小肠黏膜面向外,浆膜层向内。用手术线分别将翻转后的各肠段结扎成约10 cm长的小囊,并加入2 mL空白K氏液,并将其移入3个装有不同质量浓度的HTL-CS或HTL-NS供试液的玻璃试管中,保持37℃恒温,并持续通入混合氧气以保持离体肠管活性。分别在15、30、60、90、120 min时,从肠囊内取样0.2 mL,置于0.5 mL EP管内,并补入等量的肠营养液。实验结束后,测量各肠囊长度和内径。将各时间点样品按“2.2”项下方法处理,取续滤液20 μL,进样测定样品中波棱甲素及波棱素含有量。
2.5 数据处理[6-7]
药物吸收速率Ka: Ka=d Q/d t
式中,Q为药物单位面积累计吸收量(μg/cm2),Cn为n时间点实际检测质量浓度(μg/mL),A为肠段面积(cm2),Ka为药物吸收速率[μg/(min .cm2)],d Q/d t为以药物的累计吸收量对时间作相关回归分析得出的斜率,Papp为表观渗透系数(cm/min),C0为0 min时肠囊外各成分的初始质量浓度(μg/ mL)。所得数据以±s表示,各组间数据比较采用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析,P<0.05认为有显著性差异。
3.1 HTL-CS与HTL-NS在不同肠段单位面积累积吸收量Q的比较 结果显示,HTL的吸收呈剂量依赖性增加,HTL-NS组中波棱甲素与波棱素的Q值显著大于同质量浓度HTL-CS(P<0.05或P<0.01);与回肠组相比,2个成分在空肠吸收显著升高(P<0.05或P<0.01),十二指肠的吸收略有升高,但无显著性差异(P>0.05)。因此,HTL-NS能显著提高HTL在大鼠小肠的吸收,见表1。
表1 HTL-CS与HTL-NS中的两个有效成分在大鼠不同肠段的Q值(±s,n=5)Tab.1 Q values of two effective com ponents(herpetrion and herpetin)in HTL-CS and HTL-NS in different parts of rats' small intestines(±s,n=5)
表1 HTL-CS与HTL-NS中的两个有效成分在大鼠不同肠段的Q值(±s,n=5)Tab.1 Q values of two effective com ponents(herpetrion and herpetin)in HTL-CS and HTL-NS in different parts of rats' small intestines(±s,n=5)
注:与HTL-CS比较,*P<0.05,**P<0.01;与同剂量回肠比较,#P<0.05,##P<0.01
波棱甲素/(10-2×μg.cm-2肠段 HTL质量浓度/ (μg.mL-1)波棱素/(10-2×μg.cm-2)HTL-CS HTL-NS HTL-CS HTL-NS十二指肠 150 0.83±0.14 2.04±0.21*)0.40±0.15 0.89±0.16 300 2.29±0.27 5.82±0.33** 0.93±0.13 2.18±0.24**600 6.38±0.45 13.84±0.47**## 2.71±0.27 5.88±0.31**##空肠 150 2.13±0.19# 5.37±0.25**## 0.93±0.18 1.94±0.11**##300 5.73±0.28## 13.94±0.54**## 2.01±0.18# 5.47±0.32**##600 12.37±0.53## 29.38±1.55**## 6.29±0.43## 14.38±0.788*##回肠 150 1.02±0.13 2.83±0.22** 0.54±0.13 0.97±0.21 300 2.78±0.27 6.59±0.31** 1.32±0.15 2.38±0.25**600 7.29±0.32 15.38±0.44** 3.28±0.24 6.93±0.37**
3.2 HTL-CS与HTL-NS在不同肠段的吸收速率Ka和Papp比较 由表2、表3可知,波棱甲素与波棱素的吸收参数Ka与Papp值在各肠段均按空肠、而回肠、十二指肠的顺序依次降低,空肠显著大于其他各肠段(P<0.05或P<0.01),回肠与十二指肠吸收无显著性差异(P>0.05);HTL-NS组中2个有效成分显著大于同质量浓度HTL-CS(P<0.05 或P<0.01);随着药物质量浓度的增加,2个成分在各肠段的吸收参数均随之增大且无饱和现象。结果显示,波棱甲素与波棱素均在大鼠空肠吸收最好且吸收具有剂量依耐性,提示空肠为最佳吸收部位,吸收机制为被动扩散。
表2 HTL-CS与HTL-NS中两个有效成分在大鼠不同肠段的K a(±s,n=5)Tab.2 Kaof two effective com ponents(herpetrion and herpetin)in HTL-CS and HTL-NS in different parts of rats' small intestines(±s,n=5)
表2 HTL-CS与HTL-NS中两个有效成分在大鼠不同肠段的K a(±s,n=5)Tab.2 Kaof two effective com ponents(herpetrion and herpetin)in HTL-CS and HTL-NS in different parts of rats' small intestines(±s,n=5)
注:与HTL-CS比较,*P<0.05,**P<0.01;与同剂量回肠比较,#P<0.05,##P<0.01
波棱甲素/[10-4×μg.min-1.cm-2肠段 HTL质量浓度/ (μg.mL-1]波棱素/[10-4×μg.min-1.cm-2]HTL-CS HTL-CS HTL-CS HTL-NS十二指肠 150 0.82±0.09 2.23±0.52*)0.61±0.04 1.18±0.21 300 2.19±0.17 5.04±1.16** 0.95±0.08 1.89±0.62**600 5.54±0.42 13.86±1.19**## 2.74±0.11 5.52±0.95**#空肠 150 1.85±0.10 4.85±0.67**## 1.18±0.27 2.49±0.49**##300 6.52±0.44## 11.86±1.62**## 2.52±0.32## 4.51±0.72**##600 16.32±0.25## 35.57±2.08**## 7.50±0.29## 13.45±0.96**##回肠 150 0.95±0.10 2.73±0.46** 0.64±0.09 1.32±0.25**300 2.71±0.34 5.39±1.12** 1.07±0.09 2.50±0.69**600 7.30±0.513 15.64±1.15** 3.17±0.10 6.29±0.95**
外翻肠囊法作为一种离体药物吸收的模型,因操作简单、重复性好等优点在药物吸收及肠壁转运机制等方面得到了广泛应用[8],可用于研究吸收促进剂和不同制剂的吸收作用及机制,寻找药物在小肠中的最佳吸收位置等[9-10]。此外,外翻肠囊模型保留了完整的组织和黏膜的特性,可在体外模拟体内生理状态下不同肠段对药物的吸收情况,研究结果可靠[6]。
表3 HTL-CS与HTL-NS中两个有效成分在大鼠不同肠段的P app(±s,n=5)Tab.3 Pappof two effective com ponents(herpetrion and herpetin)in HTL-CS and HTL-NS in different parts of rats'small intestines(±s,n=5)
表3 HTL-CS与HTL-NS中两个有效成分在大鼠不同肠段的P app(±s,n=5)Tab.3 Pappof two effective com ponents(herpetrion and herpetin)in HTL-CS and HTL-NS in different parts of rats'small intestines(±s,n=5)
注:与HTL-CS比较,**P<0.01;与同剂量回肠比较,##P<0.01
波棱甲素/(10-4×cm.min-1肠段 HTL质量浓度/ (μg.mL-1)波棱素/(10-4×cm.min-1)HTL-CS HTL-NS HTL-CS HTL-NS十二指肠 150 3.66±0.40 9.92±2.33** 5.80±0.40 11.23±2.01 )** 300 5.55±0.38 11.19±2.58** 4.50±0.38 10.98±2.97**600 7.27±0.47 15.41±2.33** 6.51±0.26 13.15±2.25**空肠 150 8.22±0.44## 21.57±2.98**## 11.25±2.58## 23.67±2.67**##300 14.48±2.57## 26.36±2.60**## 12.01±1.53## 23.49±2.44**##600 18.14±2.82## 39.52±2.31**## 17.89±0.71## 32.02±2.30**##回肠 150 4.21±0.43 12.14±2.04** 6.12±0.82 12.55±2.48**300 6.01±0.76 11.98±2.49** 5.09±0.47 11.92±2.92**600 8.12±0.57 17.37±1.28** 7.54±0.53 14.96±2.25**
波棱甲素和波棱素为波棱瓜子中发现的抗病毒活性成分,含有量高且活性强[11-12]。本实验以波棱甲素和波棱素为指标,采用外翻肠囊法研究比较HTL-NS与HTL-CS肠吸收特性,建立了同时测定HTL肠吸收液中波棱甲素和波棱素的HPLC方法。结果表明,HTL-NS的各吸收参数Q、Ka、Papp均显著高于HTL-CS(P<0.05或P<0.01),提示纳米混悬剂可改善难溶性中药有效部位吸收;HTL-NS 和HTL-CS在各肠段的累积吸收量为空肠>回肠>十二指肠,提示HTL在小肠最佳吸收部位可能为空肠;2种有效成分在150~600 μg/mL质量浓度范围内未发生饱和现象,吸收具有剂量和时间依赖性,符合Ficks扩散原理,提示其吸收机制为被动扩散。HTL制成纳米混悬剂后,肠吸收显著改善,分析原因可能为HTL制成纳米混悬剂后,粒径显著减小,比表面积增大,提高了药物的饱和溶解度,药物溶出快,吸收增加[13]。另外,纳米粒对黏膜的黏附性强,延长了药物在肠道的滞留时间,促进了药物的吸收[14]。本实验结果表明,纳米混悬剂可以作为增加难溶性中药有效部位在肠道的吸收,改善生物利用度,增强疗效的有效途径。
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Characteristics of rats' intestinal absorption of total lignans of Herpetospermum caudigerum nanosuspension by everted gut sacs
LI Juan-juan1,2, SHEN Bao-de2, CHENG Ling1,2, QIU Ling1,2, SHEN Gang1,2, WU Na2,YUAN Hai-1ong2*, YIN Rong-1i1*
(1.College of Pharmacy,Chengdu University of Traditional ChineseMedicine,Chengdu 611137,China;2.No.3O2 Hospital of PLA,Beijing 1OOO39,China)
ABSTRACT:AIM To investigate the characteristics of rats' intestina1absorption of tota11ignans of Herpetospermum caudigerum nanosuspension(HTL-NS)and compare the absorption difference between HTL-NS and the tota1 1ignans of Herpetospermum caudigerum coarse suspensions(HTL-CS)based on the everted gut mode1 in vitro. M ETHODS The intestina1absorption parameters of herpetrion and herpetin were the indices for the eva1uation of absorption characteristics of HTL-NS in rats' duodenum,jejunum and i1eum.RESULTS The overa11accumu1ative absorption,absorption rate constants and apparent absorption coefficients of HTL-NS,risingwith the increasing concentration,weremarked1y higher than those of HTL-CS at each intestina1 segment(P<0.05 or P<0.01). There was existed absorption difference in herpetrion and herpetin in different intestine parts.The best absorption site was found in the jejunum,and no significant difference(P>0.05)was observed in the duodenum and i1eum. CONCLUSION HTL shows its passive diffusion process,and HTL-NS can effective1y improve the intestina1absorption of HTL.
KEY WORDS:tota11ignans of Herpetospermum caudigerum nanosuspension;everted gut sacs;herpetrion;herpetin
*通信作者:袁海龙(1970—),男,博士,研究员,博士生导师,研究方向为中药新型给药系统。Te1:(010)66933367,E-mai1:yh1pharm@126.com
作者简介:李娟娟(1990—),女,硕士生,研究方向为中药新制剂、新剂型、新技术。E-mai1:714429827@qq.com
基金项目:国家新药创制重大专项(2015ZX09101025);北京市科委重点项目(Z14110700220000)
收稿日期:2015-03-23
doi:10.3969/j.issn.1001-1528.2016.01.011
中图分类号:R969.1
文献标志码:A
文章编号:1001-1528(2016)01-0053-05