第二军医大学学报  2016, Vol. 37 Issue (11): 1387-1391   PDF    
吴茱萸碱羟丙基-β-环糊精包合物大鼠在体肠吸收特征
张雪, 刘宏明, 雷婷婷, 邓罗文, 张景勍     
重庆医科大学重庆高校药物工程研究中心, 重庆 400016
摘要: 目的 研究吴茱萸碱(EVO)羟丙基-β-环糊精包合物(EHD)的大鼠在体肠吸收特征。 方法 制备EHD并测定其理化性质。将健康雄性SD大鼠随机分为2组,运用单向肠灌流模型对大鼠各肠段EVO的吸收情况进行考察,使用HPLC法测定EVO的含量:Lichrospher C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为甲醇:水=75:25(体积比),流速1.0 mL/min,检测波长225 nm,柱温35℃,并对吸收速率常数(Ka)及有效渗透系数(Peff)进行计算。 结果 EHD的傅里叶红外扫描图谱中,EVO特征吸收峰减弱;差示扫描量热图谱中,EVO的吸热峰明显减小;EHD的电镜下形态与EVO和羟丙基-β-环糊精的物理混合物明显不同;肠灌流液中EVO的回收率与精密度均符合要求。EHD在十二指肠、空肠、回肠、结肠中的Ka值分别为EVO的9.07、16.22、11.04、28.86倍,差异有统计学意义(P < 0.05);Peff值分别为EVO的2.41、1.52、1.82、1.09倍,在十二指肠处差异有统计学意义(P < 0.05),在其他肠段处差异均无统计学意义。 结论 EHD能使EVO在大鼠体内的肠吸收得到明显改善。
关键词: 吴茱萸碱     包合物     高效液相色谱法     在体肠吸收    
Intestinal absorption characteristics of evodiamine hydroxypropyl-β-cyclodextrin inclusion complex in rats
ZHANG Xue, LIU Hong-ming, LEI Ting-ting, DENG Luo-wen, ZHANG Jing-qing     
Chongqing Medicine Engineering Research Center, Chongqing Medical University, Chongqing 400016, China
Supported by Grants from Chongqing Science and Technology Committee (csct2015jcyjBX0027).
Abstract: Objective To study the intestinal absorption characteristics of evodiamine (EVO) hydroxypropyl-β-cyclodextrin inclusion complex (EHD) in rats. Methods EHD was prepared and its physicochemical properties were determined. Healthy male SD rats were randomly divided into two groups. One-way intestinal perfusion rat model was employed to investigate the intestinal absorption of EVO in each segment. The concentrations of the EVO were determined by HPLC (Lichrospher C18 column[250 mm×4.6 mm, 5 μm]), with the mobile phase being methanol-water (75:25), flow rate being 1.0 mL/min, the detection wavelength being set at 225 nm, and the column temperature being 35℃. The absorption rate constants (Ka) and effective permeability coefficients (Peff) were calculated. Results The characteristic endothermal peak of EVO was decreased in the fourier transform infrared spectroscopy of EHD, and differential scanning calorimetry (DSC) of EHD showed that the endothermic peak of EVO was greatly reduced. The morphological character of EHD under electron microscope was obviously different from that of the physical mixture of EVO and hydroxypropyl-β-cyclodextrin. The coefficient of recovery and precision of EVO in the intestinal perfusion liquid met the requirement. The Ka values of EHD in the duodenum, jejunum, ileum, and colon were 9.07, 16.22, 11.04, and 28.86 folds that of the free EVO, respectively, showing significant differences between the two groups (P < 0.05). The Peff values of EHD in the duodenum, jejunum, ileum, and colon were 2.41, 1.52, 1.82, and 1.09 folds that of the free EVO, respectively, showing significant difference between the two groups only at the duodenum (P < 0.05), not at the jejunum, ileum or colon. Conclusion EHD can significantly improve the intestinal absorption of the EVO in rats.
Key words: evodiamine     inclusion complex     high performance liquid chromatography     in situ intestinal absorption    

吴茱萸碱(evodiamine,EVO)是植物吴茱萸中一种色胺吲哚类生物碱[1]。EVO具有抗肿瘤、抗炎、扩张血管、降血压、减肥、免疫抑制等药理作用[2],抗肿瘤活性是其最受关注的药理活性之一[3-5]。但EVO水溶性极差,生物利用度低。包合物作为新的药物载体能够提高难溶性药物的溶解性,提高药物的疗效、减少药物对皮肤黏膜以及胃部的刺激性[6]。近年来少有研究对EVO及其制剂的在体肠吸收进行报道,本课题首次将EVO与羟丙基-β-环糊精(hydroxypropyl-β-cyclodextrin,HP-β-CD)制备成吴茱萸碱羟丙基-β-环糊精包合物(evodiamine hydroxypropyl-β-cyclodextrin inclusion complex,EHD),并采用单向肠灌流法研究EHD在大鼠各肠段的吸收特征,为EVO的临床研究提供一定依据。

1 材料和方法 1.1 材料 1.1.1 药品与试剂

EVO (纯度 > 99%,武汉远城科技发展有限公司);HP-β-CD ( > 99%,江苏泰兴新鑫医药辅料有限公司);Krebs-Ringer缓冲液[7](自制:NaCl 7.80 g,KCl 0.35 g,CaCl2 0.37 g,NaHCO3 1.37 g,KH2PO4 0.32 g,MgCl2 20 mg,D-葡萄糖1.40 g,蒸馏水溶解定容至1 000 mL,HCl和NaOH调节pH至6.5);甲醇(色谱纯,上海国药集团化学试剂有限公司);其余试剂均为分析纯。

1.1.2 仪器与设备

1100型高效液相色谱仪(美国Agilent公司);STA449型综合热分析仪(德国Netzsch公司);HL-1型恒流泵(上海青浦沪西仪器厂);TGL-16B型高速台式离心机(上海安亭科学仪器厂);HHS-4S型电子恒温不锈钢水浴锅(上海康路仪器设备有限公司)。

1.1.3 实验动物

清洁级雄性SD大鼠购自重庆医科大学实验动物中心[动物许可证号:SCXK (渝) 2012-0001],体质量(250±20) g。

1.2 EHD的制备

按处方量(HP-β-CD与EVO的摩尔比为1:1)称取约120 mg HP-β-CD和30 mg EVO于干净的研钵内,加蒸馏水后研磨1 h,40℃真空干燥2 h,用丙酮洗涤,干燥后即得EHD。

1.3 EHD理化性质的检测 1.3.1 傅里叶红外光谱分析

采用KBr压片法分别对EVO、HP-β-CD、EVO与HP-β-CD的物理混合物以及EHD在400~4 000 cm-1内进行红外扫描[8]

1.3.2 差示扫描量热分析

以空铝坩埚为对照物,另一铝坩锅加入10 mg样品,升温速率为10℃/min,扫描范围0~350℃,量程±25 V,气体为氮气[9]。分别对EVO、HP-β-CD、EVO与HP-β-CD的物理混合物和EHD进行差示扫描量热分析。

1.3.3 光镜分析

分别取少量的EVO、HP-β-CD、EVO与HP-β-CD的物理混合物和EHD置于不同的载玻片上,将载玻片置于显微镜上,放大200倍观察并照相。

1.4 HPLC含量测定方法的建立 1.4.1 色谱条件

所用色谱柱为大连依利特Lichrospher C18柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);柱温35℃;流动相甲醇:水=75:25(体积比),流速1.0 mL/min;检测波长225 nm;进样量20 μL。

1.4.2 样品处理

取适量待测肠灌流液,加入适量甲醇,涡旋混合5 min,16 000×g离心10 min,吸取上清液待测。

1.4.3 专属性实验

按照1.4.1项下色谱条件,将空白肠灌流液、EVO对照品溶液、EHD肠灌流液按1.4.2项处理后分别进样,考察其专属性。

1.4.4 标准曲线的建立

精密称取EVO 10.5 mg,用适量甲醇溶解后,转移至100 mL棕色容量瓶中,甲醇定容至刻度,摇匀,得100 μg/mL对照品溶液。精密量取对照品溶液100、300、500、1 000、2 000、3 000、4 000 μL,分别置于10 mL棕色容量瓶中,加甲醇稀释,定容,摇匀,得到质量浓度为1~40 μg/mL的系列标准溶液。分别取各标准溶液20 μL进样,记录峰面积,以峰面积(A)对EVO的浓度(C)进行线性回归。

1.4.5 精密度和回收率

分别制备低、中、高质量浓度(1、10、30 μg/mL)的EVO溶液,各质量浓度分别平行配制3份,测定回收率。同日内每个浓度连续进样5次,计算日内精密度;连续5 d测定浓度,计算日间精密度。

1.4.6 肠灌流液的稳定性

用大鼠空白肠灌流液配制低、中、高质量浓度(1、10、30 μg/mL)的EVO溶液,各质量浓度平行配制3份,置于(37.0±0.5)℃的水浴中孵育,分别于0、1、2、4 h取样测定EVO含量。

1.5 灌流液的配制 1.5.1 EVO灌流液的配制

称取EVO 18.0 mg,用Krebs-Ringer液稀释并定容至200 mL,配制成质量浓度为90 μg/mL的EVO灌流液。

1.5.2 EHD灌流液的配制

称取含EVO 18.0 mg的EHD,用Krebs-Ringer液稀释并定容至200 mL,配制成质量浓度为90 μg/mL的EHD灌流液。

1.6 大鼠肠灌流实验

将SD大鼠随机分成2组,禁食12 h,全程不禁水,分别用EVO及EHD进行在体肠灌流实验。每只大鼠分别腹腔注射3.5%水合氯醛(10 mL/kg)麻醉后固定。沿腹中线打开腹腔约3 cm。分别在十二指肠上端和往下10 cm处、空肠上端和往下10 cm处、盲肠上端往上10 cm处,以及结肠上端往下10 cm处剪开一个小口,插管结扎。将这4个肠段用生理盐水浸润的纱布盖上,并将肠内容物冲洗干净。将100 mL Krebs-Ringer循环液放入恒温水浴(37℃)中,再将恒温至37℃的Krebs-Ringer液以0.4 mL/min流速在肠段灌流10 min,平衡后将Krebs-Ringer液排空。然后换15 mL的EHD或EVO药物循环液(相当于含EVO 90 μg/mL),以流速0.25 mL/min进行单向灌流实验。4肠段出口处分别用25 mL的容量瓶接流出液体,1 h后结束灌流实验。取下4个25 mL容量瓶用Krebs-Ringer液稀释至刻度。实验结束后处死大鼠,剪下肠段,测量长度(L)和内径(R),计算药物的吸收速率常数(Ka)和有效渗透系数(Peff)。Ka=(X0-Xt)/C0tπR2LPeff=Q×ln (Xin/Xout)/2πRL;其中,X0为0时药物量,Xtt时灌流液中剩余药物量,C0为0时药物浓度,t为灌注时间,Q为流速,XinXout分别为流入和流出的药物量,RL分别为各灌流肠段的内径和长度[10]

1.7 统计学处理

应用Origin 8软件分别对Ka和Peff进行统计学分析,检验水准(α)为0.05。

2 结果 2.1 EHD傅里叶红外光谱扫描结果

图 1可知,EVO的特征吸收峰是1 144 cm-1(C-N)、1 510 cm-1和1 507 cm-1(苯环的吸收峰)、746 cm-1和733 cm-1(苯环上的邻位取代基),HP-β-CD的特征吸收峰是1 630 cm-1(糖苷键结构),EHD和EVO与HP-β-CD的物理混合物图谱中药物特征吸收峰1 144 cm-1峰消失,746 cm-1和733 cm-1峰消失,代表苯环的1 510 cm-1吸收峰减弱,且EHD减弱程度明显强于EVO与HP-β-CD的物理混合物,表明EHD形成。

图 1 EVO、HP-β-CD、EVO与HP-β-CD的物理混合物和EHD的红外图谱 Fig 1 FTIR of EVO, HP-β-CD, physical mixture and EHD

2.2 EHD差示扫描量热分析结果

图 2可知,EVO在287.5℃有一个吸热峰,为药物的熔融峰。HP-β-CD没有吸热峰,EVO与HP-β-CD的物理混合物在该温度时有此吸热峰,而在EHD中该吸热峰明显减小,表明EVO与HP-β-CD形成了包合物EHD。

图 2 EVO、HP-β-CD、EVO与HP-β-CD的物理混合物和EHD的差示扫描量热法分析图谱 Fig 2 DSC curves of EVO, HP-β-CD, physical mixture and EHD

2.3 EHD在电镜下的形态

图 3D可见有新的物质形成,即形成了包合物EHD, 形态与EVO与HP-β-CD的物理混合物明显不同。

图 3 EVO、HP-β-CD、EVO与HP-β-CD的物理混合物和EHD的显微照片 Fig 3 Microphotographs of EVO, HP-β-CD, physical mixture and EHD

2.4 方法学实验 2.4.1 专属性实验

在1.4.1项色谱条件下,EVO峰形良好且辅料不干扰其测定,保留时间为5.7 min。

图 4 肠灌流液的色谱图 Fig 4 Chromatogram of intestinal perfusion liquid

2.4.2 标准曲线的建立

建立标准曲线得回归方程:A=213.68C-23.633,r=0.999 7,结果表明EVO在1~40 μg/mL浓度范围内与峰面积呈良好的线性关系。

2.4.3 精密度和回收率

EVO的平均回收率为99.85%,RSD为0.162%,符合方法学要求。低、中、高浓度的日内精密度RSD分别为2.2%、1.8%、1.4%,日间精密度RSD分别为1.2%、2.7%、2.5%,符合方法学要求。

2.4.4 肠灌流液的稳定性

结果显示低、中、高浓度EVO溶液的RSD分别为1.1%、0.9%、0.7%,说明在4 h内EVO肠灌流液稳定性较好。

2.5 大鼠肠灌流实验

图 5可知,EHD在各肠段的Ka值以及Peff值均高于EVO,且EHD在十二指肠、空肠、回肠、结肠中的Ka值分别为EVO的9.07、16.22、11.04、28.86倍, Peff值分别为EVO的2.41、1.52、1.82、1.09倍。EHD在结肠处的Ka值大于十二指肠、空肠、回肠的Ka值(P < 0.05);在十二指肠处的Peff值大于空肠、回肠、结肠的Peff值(P < 0.05)。EVO在不同肠段的Ka值和Peff值差异均无统计学意义。各肠段EHD与EVO的Ka值差异均有统计学意义(P < 0.05);十二指肠处EHD与EVO的Peff值差异有统计学意义(P < 0.05),其他肠段处差异均无统计学意义。说明将EVO制备成EHD后能提高EVO的吸收。

图 5 大鼠各肠段的吸收速率常数(Ka, A)和有效渗透系数(Peff, B) Fig 5 Absorption rate constants (Ka, A) and effective permeability coefficients (Peff, B) in each intestinal segment

3 讨论

肠灌流法分为单向灌流法和循环灌流法,它是最接近体内真实吸收状态的药物肠道吸收模型,与体内情况相关性很好,可用于研究药物在肠道的吸收程度及药物透过率等[11]。其中,单向灌流法是药物肠吸收动力学研究的主要方法。本实验采用单向灌流法对大鼠各肠段药物吸收进行研究。

实验结果表明,EHD和EVO在整个肠段均有吸收,且EHD在肠道内的吸收高于游离EVO。EHD与EVO各肠段间的Ka值差异均有统计学意义(P < 0.05),说明制备成EHD后EVO在各肠段的吸收都有明显提高;EVO不同肠段的Ka值差异无统计学意义,EHD的Ka值分别为结肠>空肠>十二指肠>回肠,其在结肠处的Ka值与十二指肠、回肠、空肠处差异均有统计学意义(P < 0.05),说明将EVO制备成EHD后药物在结肠处吸收程度最好。胡江波等[12]将EVO制备成水包油型复方吴茱萸碱纳米乳,并考察其在体肠吸收情况,结果显示EVO的Ka值是十二指肠大于空肠、回肠、结肠,复方吴茱萸碱纳米乳的Ka值是回肠大于空肠、结肠、十二指肠,说明将EVO制备成制剂后不同肠段的吸收情况发生了改变。研究表明,根据Peff的大小将吸收能力分为3类:Peff < 0.3×10-5 cm·s-1表明吸收差,Peff > 2×10-5 cm·s-1表明吸收完全,介于两者之间为中等吸收[7, 13]。EHD和EVO在4个肠段的Peff均大于2×10-5 cm·s-1,表明其在大鼠各肠段的吸收完全。且EHD的Ka值和Peff值与EVO相比都有明显的提高。可能是由于EHD的组成成分HP-β-CD能提高难溶性药物EVO的溶解性,减少药物对胃肠道的刺激,促进药物与肠黏膜的融合,从而提高胃肠道对药物的吸收。

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