水合氯醛透皮贴剂的药物动力学及生物利用度研究

曾春香 严俊珍 徐佳兰 李文霞 余英剑

·实验研究·

水合氯醛透皮贴剂的药物动力学及生物利用度研究

曾春香 严俊珍 徐佳兰 李文霞 余英剑

目的 研究水合氯醛透皮贴剂的药物动力学和生物利用度。方法 以口服10%水合氯醛溶液为对照,采用回滴定法测定20只家兔使用水合氯醛透皮贴剂(贴剂组,10只)和口服溶液(口服组,10只)在相同给药浓度下的血药浓度,采用相关软件处理数据,进行药物动力学和生物利用度的分析。结果 贴剂组诱导时间(12.24±3.90)min和维持时间(300.27±30.69)min均长于口服组(8.56±2.12)、(58.81±10.15)min,差异有统计学意义(P<0.05)。贴剂组AUC0～+∞(292.10±89.56)ng/ml·h明显高于口服组(105.42±78.29)ng/ml·h,差异有统计学意义(P<0.01)。贴剂组相对生物利用度是口服组的2.77倍。结论 水合氯醛透皮贴剂与口服溶液相比,诱导时间长,维持时间长,且具有不良反应少、生物利用度高的特点。

水合氯醛；透皮贴剂；口服溶液；药物动力学；生物利用度

水合氯醛是一种具有刺鼻的辛辣气味,味微苦的无色透明结晶固体。经配置后的水合氯醛溶液是一种常见的镇静剂,临床上常用于失眠、惊厥、癫痫等症,因其具有毒性,故口服极易造成肠道刺激,导致不良反应［1-6］。透皮贴剂是指将原料药物与适宜的亲水性基质混匀后涂布于背衬材料上制成的贴膏剂,具有载药量大、吸收面积确定、给药剂量准确、操作简单、适用范围广等特点［7-10］。鉴于口服给药的不足之处,本文设计了水合氯醛透皮给药系统,将水合氯醛和亲水基质有机结合制成透皮贴剂。以水合氯醛口服溶液为对照,分别测定新西兰兔使用水合氯醛口服溶液和透皮贴剂后不同时刻的血药浓度,计算两种制剂的药物动力学相关参数,并且进一步进行统计分析和生物等效性评价,为临床提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器 新西兰兔(2.0～2.5 kg)20只,雌雄各半,购自首都医科大学动物部。水合氯醛口服溶液和透皮贴剂(水合氯醛浓度均为10%)由本实验室自制。Centrifuge 5810 R低温高速离心机购自Eppendorf,净化工作台由天津医药净化设备厂生产。水为超净水由实验室自制,其他试剂均为分析纯级,由北京化工厂提供。

1.2 方法

1.2.1 给药方法 将20只新西兰兔按照随机数字法分为贴剂组和口服组,每组10只,分别称重标记,按照以下操作进行试验：贴剂组实验前12 h用8%硫化钠脱去背部两侧毛,脱毛面积为左右各25 cm2。贴剂组采用透皮给药的方式,按照10%水合氯醛0.1 ml/10 g的剂量计算所需透皮贴剂的面积,经剪裁后贴于动物脱毛皮肤之上；口服组采用灌胃给药的方式,按照10%水合氯醛10 ml/kg的剂量计算所需口服溶液的体积,精确吸取后灌胃。在相同实验室条件下,室温18～22℃,相对湿度30%～50%,完成给药。

1.2.2 样品处理 取加有抗凝剂肝素的家兔血浆2 ml于10 ml EP管中,采用低温高速离心机3000 r/min离心10 min,将上层血清分离,后分装于Aprotimin管内,标号后贮存于-20℃冰箱待测。

1.2.3 检测方法 两组分别在给药后0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、4.0、6.0、8.0、10.0、12.0 h于耳缘静脉取血2 ml,按照‘1.2.2’项下操作处理样品后,根据《中华人民共和国药典(2000年版)》［11］规定采用回滴定法测定家兔血浆内水合氯醛的含量。精密加入氢氧化钠液(0.1 mol/L)10 ml,摇匀；放置2 min,加酚酞指示液2滴,用硫酸液(0.1 mol/L)滴定至红色消失,再加铬酸钾指示液3滴,用硝酸银(0.1 mol/L)滴定至淡红棕色,即得。每毫升氢氧化钠液(0.1 mol/L)相当于16.54 mg的水合氯醛。

1.3 观察指标 当口服溶液灌胃结束或透皮贴剂完全接触皮肤起,观察家兔状态。家兔起初活动如常,随后出现爬动时步态不稳,后肢无力,不能保持平衡的状态,此时即为诱导状态的起点。当家兔停止爬动,仰卧位不能自行翻正后,此时即结束诱导状态进入麻醉维持状态。用秒表计时,观察和记录麻醉诱导时间和维持时间。同时观察家兔药动学主要参数,并制作血药浓度曲线。

1.4 统计学方法 采用SPSS17.0统计学软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差(±s)表示,采用t检验。P<0.05表示差异具有统计学意义。采用3p97药物动力学软件进行药-时曲线的绘制。

2 结果

2.1 麻醉评价 贴剂组诱导时间(12.24±3.90)min和维持时间(300.27±30.69)min均长于口服组(8.56±2.12)、(58.81±10.15)min,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

2.2 血药浓度曲线 两组给药后血药浓度数据见表2。利用3p97药物动力学软件处理后,得到药-时曲线见图1。

表1 两组给药后诱导时间和维持时间比较(±s,min)

表1 两组给药后诱导时间和维持时间比较(±s,min)

注：与口服组比较,aP<0.05

组别 只数 诱导时间 维持时间贴剂组 10 12.24±3.90a 300.27±30.69a口服组 10 8.56±2.12 58.81±10.15

图1 两组药-时曲线(0～12 h)

表2 两组血药浓度数据(±s,ng/ml)

表2 两组血药浓度数据(±s,ng/ml)

时间(h) 血药浓度口服组(10只) 贴剂组(10只)0.5 65.25±5.89 18.67±3.15 1.0 30.02±4.75 20.16±3.57 1.5 20.14±3.02 42.18±5.02 2.0 8.27±2.41 43.16±4.76 3.0 2.17±0.89 35.97±4.23 4.0 26.78±3.46 6.0 20.10±2.19 8.0 14.89±1.97 10.0 6.18±2.08 12.0 3.16±1.36

2.3 药动学主要参数 贴剂组AUC0～+∞(292.10±89.56)mg/ml·h明显高于口服组(105.42±78.29)ng/ml·h,差异有统计学意义(P<0.01)。见表3。贴剂组相对生物利用度是口服组的2.77倍。

表3 两组药动学主要参数比较(±s)

注：Ke表示末端消除速率；Ka表示吸收速率常数；lag time表示滞后时间；t1/2(ka)表示吸收末端半衰期；t1/2(ke)表示末端消除半衰期；tmax表示达峰时间；Cmax表示药峰浓度；AUC0～+∞表示药物从零时间至所有原形药物全部消除这一段时间的药-时曲线下总面积；CL/F(s)表示体内清除率除以生物利用度；V/F(c)表示表观分布容积除以生物利用度；与口服组比较,aP<0.05,bP<0.01

参数 单位 贴剂组(10只) 口服组(10只)Ke h-1 0.186±0.056a 0.826±0.590 Ka h-1 0.428±0.167b 2.156±1.289 Lag time h 0.695±0.207b 0.226±0.152 t1/2(ka) h 2.532±0.413b 0.507±0.124 t1/2(ke) h 4.098±2.045b 0.867±0.153 tmax h 3.316±0.292b 0.589±0.122 Cmax ng/ml 36.792±7.531a 50.892±10.187 AUC0-+∞ ng/ml·h 292.10±89.56b 105.42±78.29 CL/F(s) ng·h-1/(ng·ml-1) 0.062±0.014b 0.187±0.046 V/F(c) ng/(ng·ml-1) 0.236±0.043a 0.108±0.017

3 讨论

两种给药途径设置的采血时间点相同,最后采血时间均为给药后12 h。水合氯醛口服溶液在给药0.5～1.0 h迅速达到最大吸收浓度,随之血药浓度下降,直到给药后4 h,血浆中的水合氯醛完全消失；水合氯醛透皮贴剂在给药后1.0～1.5 h迅速达到最高吸收浓度,随后血药浓度保持在有效浓度范围内,直到给药后12 h,血浆中的水合氯醛还有极小部分的存在。稳态水合氯醛两种剂型在兔血中的血药浓度数据用软件处理后,口服溶液按照一级吸收一室模型进行拟合,透皮贴剂按照零级动力学模型进行拟合,最终得到药-时曲线［12］。

水合氯醛透皮贴剂的吸收和消除都较口服制剂缓慢而持久,贴剂组的t1/2(ka)为2.532 h,口服组的t1/2(ka)为0.507 h；而贴剂组的消除半衰期t1/2(ke)为4.098 h,口服组的t1/2(ke)为0.867 h。贴剂组CL/F(s)为0.062 ng·h-1/(ng·ml-1),明显低于口服组的0.187 ng·h-1/(ng·ml-1)。贴剂组在给药1.5 h后,水合氯醛血药浓度达到稳定吸收,1.5～6.0 h间平均血药浓度可达(36.792±7.531)ng/ml的浓度范围。血药浓度保持在稳态浓度状态可达4 h。因此,水合氯醛口服溶液虽然可迅速的达到最大吸收浓度,但是其消除较快,血药浓度波动较大,麻醉效果不持久；而水合氯醛透皮贴剂虽然需要较长的麻醉诱导时间,但是一旦达峰,便可维持较长、较平稳的血药浓度,麻醉效果持久。

本研究贴剂组和口服组的AUC0～+∞分别为(292.10±89.56)ng/ml·h和(105.42±78.29)ng/ml·h,比较差异有统计学意义(P<0.01)。贴剂组相对生物利用度是口服组的2.77倍。可能是因为经皮给药一方面避免了肝脏的首过效应和胃肠道的刺激［13］,另一方面经皮给药操作简便,麻醉效果持久,给药次数较少,使得受试者依从性好,从而提高了生物利用度。

综上所述,水合氯醛透皮贴剂与口服溶液相比,麻醉效果好,给药次数少,不良反应少,生物利用度高,值得在临床推广。

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Research of pharmacokinetics and bioavailability in chloral hydrate transdermal patch

ZENG Chunxiang,YAN Jun-zhen,XU Jia-lan,et al.
Department of Pharmacy,Guangdong Shenzhen City Longgang District People’s Hospital,Shenzhen 518172,China

Objective To research pharmacokinetics and bioavailability in chloral hydrate transdermal patch.Methods The control group

oral administration of 10% chloral hydrate solution.Back titration method was applied to detected blood drug concentrations in 20 domestic rabbits receiving chloral hydrate transdermal patch(patch group,10 rabbits)and oral solution(oral group,10 rabbits)with the same administration concentration.Data were processed by related software for analysis of pharmacokinetics and bioavailability.Results The patch group had both longer induction time as(12.24±3.90)min and maintenance time as(300.27±30.69)min than(8.56±2.12)and(58.81±10.15)min in the oral group,and their difference had statistical significance(P<0.05).The patch group had obviously higher AUC0-+∞as(292.10±89.56)ng/ml·h than(105.42±78.29)ng/ml·h in the oral group,and the difference had statistical significance(P<0.01).The patch group had 2.77 times relative bioavailability as much as that in the oral group.Conclusion Comparing with oral solution,chloral hydrate transdermal patch shows longer induction time and maintenance time.It contains advantages of few adverse reactions and high bioavailability.

Chloral hydrate; Transdermal patch; Oral solution; Pharmacokinetics; Bioavailability

10.14164/j.cnki.cn11-5581/r.2017.06.096

2017-02-03］

518172 广东省深圳市龙岗区人民医院药剂科(曾春香 严俊珍 徐佳兰 李文霞)；深圳市龙岗中心医院(余英剑)

余英剑