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连三叶微乳的制备及其对外阴阴道假丝酵母菌病模型小鼠的作用

2020-11-02罗腾硕郑中杰张双伟蒋顺进杨馥桢

中成药 2020年10期
关键词:丙二醇小檗活性剂

罗腾硕 郑中杰 张双伟 蒋顺进 杨馥桢 张 军∗

(1.广州中医药大学中药学院, 广东 广州510006; 2.广州医科大学附属第二医院心血管疾病研究所,广东 广州510260; 3.广东容大生物股份有限公司, 广东 清远511500)

连三叶处方为治疗外阴阴道假丝酵母菌病(Vulvovaginal Candidiasis,VVC)的临床验方,由黄连、三白草、大青叶、茶树油等药物组成[1⁃2]。方中君药黄连为治疗VVC 洗剂常用药味,其有效成分小檗碱易与酸性物质成盐,水溶性较差,如小檗碱盐酸盐在冷水中溶解度仅为2 mg/mL[3],致使上市洗剂中或浓度甚低而抑菌效果差,或于制剂中易聚集、沉淀,影响制剂外观和疗效;茶树油是优良的天然抗菌精油[4],亦难以直接溶于常规洗剂。

课题组前期已制备连三叶触变凝胶剂[1],虽达到制剂载药量高目的,但小檗碱等黄连生物碱多以微粒形式分散于其中。微乳作为一种外观透明或半透明,各向同性的粒径小且均匀的热力学稳定体系[5],对难溶性药物具有较好的溶解能力[6⁃7]。黄连生物碱和茶树油是连三叶方中两类抗真菌组分,水溶性均不佳,课题组设想以茶树油为油相制备微乳,可同时稳定承载方中两类药效物质。因此本实验开展连三叶微乳的制剂工艺研究,考察其理化性质,测定其中小檗碱含量且与上市制剂进行比较;白色念珠菌为VVC 的主要病原体[8],我国大部分地区VVC 病原菌中白念珠菌所占的比例在70%~90%[9],故通过以白色念珠菌为致病菌建立VVC 模型小鼠,评价连三叶微乳的药效。

1 材料

1.1 仪器 1260 Infinity Ⅱ液相色谱仪(美国安捷伦公司);ELELA SB⁃1000 旋转蒸发仪(上海爱明仪器有限公司);AB204⁃N 分析天平(万分之一,瑞士梅特勒⁃托利多公司);85⁃2A 数显恒温磁力搅拌器(常州澳华仪器有限公司);Pilot3⁃6T 真空冷冻干燥机(北京博医康生物仪器有限公司);KQ⁃400KDE 高功率数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司);TG6⁃W 高速离心机(湖南湘宜实验室仪器开发有限公司);Zetasizer Nano ZS 激光粒度仪(英国Malvern公司);Talos F200 s 场发射透射电子显微镜(美国FEI 公司);bsc⁃1100Ⅱb2 生物安全柜(山东博科科学仪器有限公司);3870J 灭菌锅(山东新华医疗器械股份有限公司);PYX⁃DHS⁃35X⁃40 恒温培养箱(上海跃进医疗器械厂)。

1.2 试剂与药物 黄连(批号H3566214)、大青叶(批号4016511)、龙 胆(批 号 47815116 )、百 部(批 号03415418)、苦 参(批 号 45445915)、鸡冠花(批 号J1016712)、丁 香(批 号 D4516412)、三白草(批 号82413657)、香薷(批号80565112)均购于广东省药材公司中药饮片厂,经广州中医药大学中药学院张军研究员鉴定为正品。茶树油(南宁万家辉香料有限公司,批号139#);蓖麻油聚氧乙烯醚(上海麦克林生化科技有限公司,批号C10097059);1,2⁃丙二醇(天津大茂化学试剂厂,批号20171008);曲拉通(上海阿拉丁试剂有限公司,批号l1813187);聚氧乙烯40 氢化蓖麻油(德国巴斯夫有限公司,批号23660956P0);卡波姆⁃940(上海麦克林生化科技有限公司,批号C10112075);丙三醇(天津市津东天正精细化学试剂厂,批号20170617);15⁃羟基硬脂酸聚乙二醇酯(北京凤礼精求商贸有限责任公司,批号54960875LO);三乙醇胺(天津大茂化学试剂厂,批号20180117);无水乙醇(天津市致远化学试剂有限公司);聚乙二醇 300(上海阿拉丁试剂有限公司,批号H1524089);羟乙基纤维素(上海阿拉丁生化科技股份有限公司,批号33766);黄藤素(西安小草植物科技有限责任公司,批号XC20180401);雌二醇油剂(哈尔滨市中大兽药有限责任公司,批号20180806);4% 多聚甲醛溶液(中国biosharp 公司,批号1810473);沙氏葡萄糖琼脂培养基(广东环凯微生物科技有限公司,批号1072401);藻酸盐敷料(广州市科济医疗器械有限公司,批号042017002)。克霉唑阴道片(黑龙江诺捷制药有限责任公司,批号1707151);洁尔阴洗液(四川恩威制药有限公司,批号1808094)。白色念珠菌 [CMCC(F)98001](中国药品生物制品检定所提供)。

1.3 动物 KM 小鼠由广东省医学实验动物中心提供,SPF 级,雌性,体质量14~16 g,实验动物生产许可证号SCXK(粤)2018⁃0002。

2 方法

2.1 方中小檗碱在表面活性剂和助表面活性剂中溶解能力

2.1.1 连三叶浓缩液制备 取黄连、三白草、大青叶、茶树油、龙胆、百部、苦参、鸡冠花、丁香、香薷适量,分别加6、4 倍量80% 乙醇回流提取2 次,1 h/次,滤过(200 目 筛),合并滤 液,减压浓缩至250 mL,即 得(0.62 g生药/mL),备用。

2.1.2 连三叶冻干粉制备 取适量“2.1.1” 项下连三叶浓缩液于西林瓶中,冻干机设置程序降温,1 h 从室温降至-40 ℃,维持5 h;升至-20 ℃开始抽真空(真空度2 000 kPa),维持22 h,升至20 ℃继续抽真空4 h,然后自动停止抽真空,取出样品,即得。

2.1.3 色谱条件 Kromasil C18色谱柱(4.6 mm ×250 mm,5 μm);以乙腈⁃0.05 mol/L 磷酸二氢钾溶液(50 ∶50)(每100 mL 中加入十二烷基硫酸钠0.4 g,再以磷酸调节pH 值为4.0)为流动相;检测波长345 nm;柱温30 ℃;体积流量0.6 mL/min。

2.1.4 方法耐用性试验 结合前期连三叶触变凝胶中小檗碱含量测定方法[10],经专属性、精密度、重复性、稳定性、加样回收试验考察,表明本方法耐用性良好。

2.1.5 小檗碱溶解量测定 室温下,将过量连三叶冻干粉加入试管中,并分别加入5 mL 表面活性剂[蓖麻油聚氧乙烯醚(EL⁃35)、聚氧乙烯40 氢化蓖麻油(RH⁃40)、15⁃羟基硬脂酸聚乙二醇酯(HS15)、吐温⁃80(TW⁃80)、曲拉通(OP)、吐温⁃20(TW⁃20)]和5 mL 助表面活性剂[聚乙二醇300(PEG300)、1,2⁃丙二醇、丙三醇、无水乙醇],密封后超声(功率280 W、频率40 kHz)处理20 min,再放入恒温振荡仪中,37 ℃下振摇24 h 后离心,分取上清液,用甲醇稀释适宜倍数后取出,微孔滤膜过滤,高效液相色谱法测定其中小檗碱含有量,判断其在不同溶剂中的溶解能力,结果见表1。

表1 小檗碱在不同溶剂中的溶解能力

根据上述结果,确定续以溶解能力较强的3 种表面活性剂(RH⁃40、OP、TW⁃20)、3 种助表面活性剂(无水乙醇、丙三醇、1,2⁃丙二醇),两两配伍而成混合表面活性剂,考察以茶树油为油相制备微乳的成乳性。

2.2 茶树油与混合表面活性剂的成乳性观察 分别将表面活性剂及助表面活性剂按质量比1 ∶1 配伍组成混合表面活性剂,再与茶树油按质量比9 ∶1 混合,磁力搅拌下滴加蒸馏水制备微乳,并以成乳后液体的澄明度、丁达尔效应、离心后是否分层为指标,观察各组分配伍的乳化情况,结果见表2。

表2 不同表面活性剂、助表面活性剂与茶树油配伍结果

初步观察显示,以1,2⁃丙二醇为助表面活性剂,RH⁃40、OP 为表面活性剂,或无水乙醇为助表面活性剂,RH⁃40、OP、TW⁃20 为表面活性剂组合而成的混合表面活性剂与茶树油可形成微乳。由于无水乙醇易挥发,所制备的微乳稳定性欠佳,故助表面活性剂选择1,2⁃丙二醇。

基于表面活性剂RH⁃40、OP,助表面活性剂1,2⁃丙二醇对小檗碱的溶解性较强,且与茶树油有较好的成乳性,续以伪三元相图中成乳面积为指标,考察表面活性剂种类及其与助表面活性剂比例(Km)。

2.3 表面活性剂种类的确定 将RH⁃40、OP 分别与1,2⁃丙二醇按质量比1 ∶1 混合,再分别与茶树油按质量比9 ∶1至1 ∶9混合,搅拌均匀,采用蒸馏水滴定法,绘制伪三元相图并筛选出最佳表面活性剂,结果见图1。由此可知,选择OP 作为表面活性剂时微乳区域面积更大。

图1 不同表面活性剂对微乳形成影响

2.4Km的确定 将OP 与1,2⁃丙二醇按Km1 ∶1、2 ∶1、3 ∶1、1 ∶2、1 ∶3 混合,再分别与茶树油按质量比9 ∶1~1 ∶9混合,搅拌均匀,采用蒸馏水滴定法,绘制伪三元相图,并筛选出最佳Km值,结果见图2。由此可知,Km值为2 ∶1 时微乳区域面积更大。

图2 不同Km 值对微乳形成影响

2.5 微乳构型的确定 将OP 与1,2⁃丙二醇按Km2 ∶1 混合,再分别与茶树油按质量比9 ∶1、12 ∶1、15 ∶1 混合,边滴加蒸馏水边测定电导率。由图3 可知,该微乳中含水量低于45%时,体系趋于油包水(W/O)状态;含水量高于63%时,体系趋于水包油(O/W)状态。

相比于W/O 型微乳,O/W 型微乳透皮效果更佳[11],且临床顺应性更佳。因此,确定后续连三叶微乳中含水量不少于63%,制成O/W 型微乳。

2.6 连三叶微乳的制备及理化性质考察

2.6.1 连三叶微乳的制备 基于上述实验,选用OP 作为表面活性剂,1,2⁃丙二醇作为助表面活性剂,Km值为2 ∶1,且微乳体系中含水量不少于63%,拟定连三叶微乳生药量为0.4 g/mL,茶树油质量分数为3.0%,因此,确定连三叶微乳处方质量比为药液(0.62 g 生药/mL)∶茶树油∶OP ∶1,2⁃丙二醇=24 ∶1.1 ∶8 ∶4。

图3 含水量与电导率变化曲线及O/W 微乳区域确定

2.6.2 连三叶微乳理化性质考察

2.6.2.1 稳定性试验 将连三叶微乳分别于13 000 r/min离心10 min、室温及4 ℃下放置3 个月,未出现沉淀或絮凝现象,提示制剂稳定性较佳。

2.6.2.2 粒径、Zeta 电位测定 以激光粒度仪测定连三叶微乳粒径及Zeta 电位,结果见表3、图4。

表3 连三叶微乳粒径及Zeta 电位()

表3 连三叶微乳粒径及Zeta 电位()

图4 连三叶微乳粒径(a)及Zeta 电位(b)

2.6.2.3 外观形态 将连三叶微乳稀释后滴于铜网上,静止20 min 待其充分吸附后用2% 磷钨酸溶液负染15 min,晾干后于电镜下观察,结果见图5,表明微乳呈类球形,表面无黏连。

表4 上市或医院制剂洗剂中小檗碱含有量测定结果

图5 连三叶微乳TEM 图

2.7 小檗碱含有量测定

2.7.1 色谱条件与系统适用性试验 同“2.1.2” 项下。

2.7.2 供试品溶液制备 取连三叶微乳约1.0 g,精密称定,置具塞锥形瓶中,精密加入25 mL 甲醇超声处理20 min,放冷,甲醇补重后精密量取3 mL 续滤液,置10 mL量瓶中,加甲醇至刻度,摇匀,即得。

2.7.3 样品含有量测定 连三叶微乳中小檗碱含量为3.38 mg/g,显著高于部分上市或医院制剂洗剂[12],见表4。

2.8 连三叶微乳对VVC 模型小鼠的抗菌作用

2.8.1 菌种活化 取白色念珠菌,划线法接种于沙氏葡萄糖琼脂培养基中,置于30~35 ℃恒温培养箱中培养2 d,挑取单个菌落(直径大于1 mm)接种到沙氏葡萄糖液体培养基中,于30 ℃、200 r/min 下振荡16 h 后,使其处于对数生长期。

2.8.2 VVC 模型小鼠构建 小鼠随机分分为空白组、模型组、连三叶微乳组、洁尔阴组、克霉唑组,每组10 只,每2 d 背部皮下注射雌二醇0.1 mL(0.1 mg/mL),共3 次(6 d)。末次注射后第2 天,除空白组外各组小鼠阴道接种白色念珠菌,每只1×108CFU/mL,24 h 后重复感染1 次。感染结束后次日取100 μL 生理盐水灌洗每只小鼠阴道,并回收于无菌EP 管中。将灌洗液稀释50 倍后,取50 μL 接种于新制的沙氏葡萄糖琼脂培养基上,35 ℃下培养48 h,观察菌株生长情况,计算菌落数,结果见表5。

表5 连三叶微乳对VVC 模型小鼠菌落数的影响(, n=10)

表5 连三叶微乳对VVC 模型小鼠菌落数的影响(, n=10)

注:与空白组比较,#P<0.05,##P<0.01;与模型组比较,△P<0.05,△△P<0.01;与洁尔阴组比较,▲P<0.05。

2.8.3 VVC 模型小鼠给药与检测 模型组给予蒸馏水,给药组分别给予相应药液,用量均为50 μL,以藻酸盐敷料吸附后置于小鼠阴道,每次给药1 h 后取出藻酸盐敷料载体,每天2 次,连续21 d,于给药后第3、7、14、21 天取小鼠阴道灌洗液,测定白色念珠菌数量。100 μL 生理盐水灌洗每只小鼠阴道,并回收于无菌EP 管中,将灌洗液稀释50倍后取50 μL,接种于新制的沙氏葡萄糖琼脂培养基上,35 ℃下培养48 h,观察菌株生长情况,计算菌落数。实验结束后,取小鼠阴道组织进行病理观察,结果见图6。

图6 连三叶微乳对小鼠阴道组织的影响(PAS,×200)

2.8.4 统计学分析 应用SPSS 20.0 软件进行统计分析,各组菌落数为计量资料,以()表示,组间比较采用单因素方差分析。P<0.05 为差异具有统计学意义。

与空白组比较,模型组各时间点菌落数升高(P<0.01),表明造模成功。给药后第3 天,连三叶微乳组菌落数相比模型组降低(P<0.05),洁尔阴组与模型组菌落数相比差异无统计学意义(P>0.05);给药7、14、21 d 后,连三叶微乳组、洁尔阴组与模型组菌落数相比均降低(P<0.01),连三叶微乳组菌落数与洁尔阴组相比更低(P<0.05)。除模型组外,各给药组小鼠经治疗后体内均无明显菌丝(图6 中黑色箭头所指为白色念珠菌菌丝)。

3 讨论

本实验成功制备可同时溶解黄连生物碱和茶树油的微乳制剂,其中小檗碱含有量显著高于上市制剂,可为以黄连、黄柏等为主药治疗VVC 的洗剂工艺优化提供借鉴。

微乳包括W/O 型、双连续相型、O/W 型3 种构型,用于表征微乳构型的方法有:电导率法(EC)、流变法(Vis⁃cosity)、差式扫描量热法(DSC)、染色法(Staining Meth⁃od)、小角度中子散射法(SANS)等[13⁃15]。本实验通过测定不同含水量下微乳电导率的变化以表征其构型,在体系中含水量很少的时候,水位内相,油为外相,此时液滴数量很少,很难发生碰撞形成导电链;随着含水量增加,液滴的数量也增多,导电链逐渐形成,电导率逐渐上升(W/O型微乳形成阶段);含水量继续增大,溶液处于油和水都为局部连续的过渡态,此时电导率处于缓慢上升阶段;但含水量增加到一定值时,可以导电的微粒被逐渐稀释,电导率开始下降[5,16](O/W 型微乳形成阶段)。

药效学实验表明,连三叶微乳对VVC 模型小鼠药效优于洁尔阴,显示了其成药前景。

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