pH值对酮洛芬体外透皮性能的影响

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pH值对酮洛芬体外透皮性能的影响
于秋菊1ꎬ王晓丽2
(1.徐州生物工程职业技术学院ꎬ徐州㊀221006ꎻ2.江苏省肿瘤医院药学部ꎬ南京㊀210018)摘㊀要㊀目的㊀探讨pH值对酮洛芬理化性质及经皮渗透性能的影响ꎬ为其制备微乳凝胶研究提供实验依据ꎮ方法㊀使用高效液相色谱(HPLC)法测定酮洛芬在水和pH值分别为5.0ꎬ6.8ꎬ7.4ꎬ8.0ꎬ9.0下的平衡溶解度(S)㊁表观油水分配系数(P)㊁稳态渗透速率(Js)㊁渗透系数(Ps)ꎻ采用多元线性回归建立药物的离体透皮参数与pH值㊁S㊁P的相关性ꎮ结果㊀32ħ时ꎬ酮洛芬属难溶性药物ꎬ在pH值为7.4时ꎬ溶解度㊁Js㊁Ps均最大ꎬP最小ꎻ多元线性回归结果显示pH值㊁S㊁P与Js成线性相关性ꎬ回归方程为:Js=-0.268pH+1.099S-0.141P+92.121ꎮ结论㊀通过调节pH值ꎬ可以改善酮洛芬的S㊁P㊁Jsꎬ通过结果分析在pH值为7.4的磷酸盐缓冲液(PBS)溶液中ꎬ酮洛芬可获得较高的溶解度㊁脂溶性及皮肤通透性ꎮ
关键词㊀酮洛芬ꎻpH值ꎻ透皮ꎻ多元线性回归
中图分类号㊀R971.1ꎻTQ460.6㊀㊀㊀文献标识码㊀A㊀㊀㊀文章编号㊀1004-0781(2020)09-1281-
04
DOI㊀10.3870/j.issn.1004 ̄0781.2020.09.019㊀㊀㊀㊀㊀开放科学(资源服务)标识码(OSID)
EffectofpHValueontheinVitroPercutaneousPermeabilityofDextralKetoprofenYUQiuju1ꎬWANGXiaoli2(1.XuzhouVocationalCollegeofBioengineeringꎬXuzhou221006ꎬChinaꎻ2.DepartmentofPharmacyꎬJiangsuCancerHospitalꎬNanjing210018ꎬChina)
ABSTRACT㊀Objective㊀TostudytheeffectofpHvalueonthephysicochemicalpropertiesandin ̄vitropercutaneouspermeabilityofketoprofen(KP)andtoprovideexperimentalbasisforthepreparationofmicroemulsiongel.㊀Methods㊀HPLCmethodwasusedtodeterminetheequilibriumsolubility(S)ꎬapparentoilwaterpartitioncoefficient(P)ꎬsteadystatepermeabilityrate(Js)ꎬandpermeabilitycoefficient(Ps)ofKPinwaterandphosphatebuffersaline(PBS)whenpHvalueswas5.0ꎬ6.8ꎬ7.4ꎬ8.0ꎬand9.0ꎬrespectively.MultiplelinearregressionwasusedtoestablishthecorrelationbetweentheinvitrotransdermalparametersꎬpHꎬSandP.㊀Results㊀At32ħꎬKPisinsolubleinwater.InthePBSofpH7.4ꎬKPshowedlargestequilibriumsolubilityꎬJsandPs.ThemultivariatelinearregressionresultsshowedthatpHꎬSꎬPandJsarelinearlycorrelated.Theregressionequationwas:Js=-0.268pH+1.099S-0.141P+92.121.㊀Conclusion㊀ByadjustingthepHꎬtheSꎬPꎬandJsoftheKPcanbeimproved.AccordingtotheresultsꎬtheKPcanobtainhighersolubilityꎬlipidsolubilityꎬandskinpermeabilityinaPBSsolutionwithapHof7.4.
KEYWORDS㊀KetoprofenꎻpHꎻPercutaneouspermeationꎻMultiplelinearregression
㊀㊀酮洛芬主要用于治疗风湿性㊁类风湿关节炎㊁骨关节炎和强直性脊椎炎等[1]ꎮ目前ꎬ国内外上市的剂型主要有片剂㊁胶囊剂㊁注射剂㊁栓剂㊁外用洗剂等ꎮ酮洛芬由于溶解度小ꎬ口服生物利用度低且长期服用会导致胃肠道刺激性[2]ꎮ经皮给药制剂的研究表明ꎬ其可以避免肝脏首关效应及胃肠道刺激性[3 ̄4]ꎮ笔者通过对酮洛芬在不同pH值条件下的体外透皮速率研究ꎬ考察pH值条件对药物透皮速率及渗透系数间的关系ꎬ以指导酮洛芬微乳凝胶[5]的制备ꎮ
1㊀仪器与试药㊀
1.1㊀仪器㊀Agilent1200高效液相色谱仪(美国Agilent公司)ꎻ精密酸碱计(HM ̄60G)ꎻ药物透皮扩散收稿日期㊀2019-01-10㊀修回日期㊀2019-03-05
作者简介㊀于秋菊(1984-)ꎬ女ꎬ江苏丰县人ꎬ讲师ꎬ硕士ꎬ研究方向:药物制剂新剂型ꎮORCID:0000 ̄0002 ̄6048 ̄1972ꎮ电话:0516-83628047ꎬE ̄mail:177670606@163.comꎮ
通信作者㊀王晓丽(1986-)ꎬ女ꎬ江苏南京人ꎬ主管药师ꎬ学士ꎬ研究方向:药理学ꎮE ̄mail:307279994@qq.comꎮ实验仪(RYJ ̄12B)ꎻ循环水式多用真空泵(SHB ̄B88)ꎻ精密数显恒温水浴锅(J ̄HH ̄6A)ꎻ电子天平(千分之一ꎬFA2204B)ꎻ超声波清洗器(US ̄22D)ꎮ
1.2㊀药品与试剂㊀酮洛芬对照品(上海顺勃生物工程有限公司ꎬ批号:100177ꎬ含量:99.9%)ꎻ酮洛芬原料药(批号:160601ꎬ含量:99.54%ꎬ武汉祥和精细化工有限公司)ꎻ甲醇(一级色谱纯)ꎻ磷酸二氢钾㊁磷酸氢二钾㊁磷酸二氢钠㊁磷酸氢二钠㊁磷酸㊁正辛醇㊁无水乙醇㊁聚乙二醇㊁1ꎬ2 ̄丙二醇㊁氢氧化钠均为分析纯ꎮ
1.3㊀动物㊀豚鼠(徐州医科大学提供ꎬ批号:170622ꎬ豚鼠体质量约300g)ꎮ动物许可证号:SCXK(苏)2012 ̄0002ꎬ饲养环境温度18~25ħꎬ湿度45%~55%ꎬ光照100lxꎬ给予豚鼠生长繁殖饲料ꎬ每天饮水2次ꎮ2㊀方法与结果㊀
2.1㊀分析方法的建立㊀
2.1.1㊀色谱条件及专属性实验㊀参照文献[6]介绍的高效液相色谱(HPLC)法ꎬ结合酮洛芬理化性质ꎬ通过实验筛选出酮洛芬的色谱条件为:色谱柱:COSMOSIL
3C18 ̄EB柱(4.6mmˑ250mmꎬ5μm)ꎻ流动相:pH值4.5磷酸盐缓冲液 甲醇=(18 72)ꎻ检测波长:258nmꎻ流速:1.0mL min-1ꎻ柱温:25ħꎻ进样量:10μLꎮ在上述条件下ꎬ酮洛芬的保留时间约为7.1minꎬ柱效ȡ5000ꎬ空白不干扰药物测定ꎮ酮洛芬的高效液相色谱图见图
1ꎮ
图1㊀空白与酮洛芬对照品的高效液相色谱图㊀
Fig.1㊀HPLCchromatogramofblanksolutionand
ketoprofencontrol㊀
2.1.2㊀标准曲线的绘制㊀精密称取的酮洛芬原料药
0.0050gꎬ置50mL量瓶中ꎬ用流动相稀释至刻度ꎬ摇
匀ꎬ得浓度为100μg mL-1的储备液ꎮ精密量取储备
液1.0ꎬ4.0ꎬ6.0ꎬ8.0ꎬ10.0mL分别置20mL量瓶中ꎬ用
流动相稀释至刻度ꎬ摇匀ꎬ用孔径0.45μm滤膜滤过ꎬ
按浓度由低到高进样分析ꎮ以峰面积A为纵坐标ꎬ浓
度(Cꎬμg mL-1)为横坐标进行线性回归ꎬ回归方程为
A=136.04C-45.003ꎬr=0.9992ꎮ结果表明:酮洛芬在
5.0~50μg mL-1的范围内ꎬ线性关系良好ꎮ
2.1.3㊀分析方法的确证㊀精密度实验:分别量取酮洛
芬对照品储备液适量ꎬ配制酮洛芬线性范围内低㊁中㊁
高3个浓度(约8.0ꎬ24.0ꎬ48.0μg mL-1)的样品ꎬ于
日内分别连续进样3次ꎬ测定不同样品的浓度ꎬ结果
RSD值分别为1.94%ꎬ1.19%ꎬ1.08%ꎬ均小于2.0%ꎬ说
明精密度良好ꎮ
稳定性实验:精密量取储备液3.2mLꎬ置于10mL
量瓶中ꎬ用流动相稀释至刻度ꎬ摇匀ꎬ用孔径0.45μm
滤膜滤过ꎬ取20μL续滤液分别于0ꎬ2ꎬ4ꎬ8ꎬ12ꎬ24h
测定峰面积ꎬ代入回归方程求出浓度ꎬ结果显示ꎬRSD
值为1.75%ꎬ即24h内含量测定结果稳定ꎮ
回收率实验:精密量取储备液1.0ꎬ3.0ꎬ5.0mLꎬ用
流动相稀释至刻度ꎬ摇匀ꎬ经孔径0.45μm滤膜滤过ꎬ
后用进样针取续滤液20μL进样分析ꎬ以测得量与加
入量比较ꎬ计算回收率ꎬ结果平均回收率分别为
101.9%ꎬ102.69%ꎬ100.21%ꎬRSD值分别为1.67%ꎬ
1.51%ꎬ0.73%ꎬ表明回收率符合方法学要求ꎮ
2.2㊀酮洛芬理化性质的测定㊀
2.2.1㊀溶解度的测定㊀为了研究pH值对酮洛芬透皮
吸收的影响ꎬ本实验测定了酮洛芬在不同pH值条件
下的溶解度[温度(32ʃ1)ħ]ꎬ由于酮洛芬为一弱酸
性药物ꎬ故而选择缓冲液的pH值分别为5.4ꎬ6.8ꎬ7.4ꎬ
8.0ꎬ9.0ꎮ结果见图
2ꎮ
㊀㊀图2㊀酮洛芬在不同pH值PBS中平衡溶解度比较(n=
3)㊀
Fig.2㊀EquilibriumsolubilityofketoprofeninPBSwith
differentpHvalue(n=3)㊀
由图2可知ꎬ酮洛芬的溶解度随着pH值的升高
呈递增趋势ꎬ但在pH值8.0条件下小于pH值7.4的
溶解度ꎬ可能是由于酮洛芬分子结构中同时带有羰基
和羧基ꎬ但当处于pH值9.0的碱性环境中时ꎬ由于溶
剂离子化效应增大ꎬ其溶解度又有所增高ꎮ
2.2.2㊀酮洛芬表观油水分配系数(P)的测定㊀制备酮
洛芬的饱和正辛醇溶液ꎬ精密量取该溶液2mL置于具
塞试管中ꎬ分别加入被正辛醇饱和过的纯化水㊁pH值
5.0ꎬ6.8ꎬ7.4ꎬ8.0ꎬ9.0的缓冲液5.0mL后ꎬ放入振荡器
中ꎬ水浴温度(32ʃ1)ħꎬ避光振摇24hꎮ离心ꎬ分离ꎮ
分取上㊁下层溶液各10μL进样ꎬ测定酮洛芬在水相
(Cw)及油相中的浓度(Co)[7]ꎮ油水分配系数P用下
式计算:
P=Co/Cw㊀㊀㊀(1)
当采用不同pH值磷酸盐缓冲液为水相时ꎬ酮洛
芬的P见图3所示ꎮ
图3表明ꎬ以纯化水为水相时ꎬ32ħ下ꎬ酮洛芬在
正辛醇/水体系中的油水分配系数为1.604ꎬ较小ꎮ随
着水相pH值的增加ꎬ酮洛芬的油水分配系数迅速下
降ꎬ可能是由于当药物以分子型存在时在水中的溶解
度较小ꎬ油中溶解度较大ꎬ因为酮洛芬的解离常数为
5.3ꎬ与5.4较为接近ꎬ也就是说酮洛芬在pH值为5.4
的缓冲液中分子型比例最大ꎬ故而油水分配系数较大ꎬ
且随着pH值的增加分子型比例逐渐减小ꎬ故而其油
水分配系数随着pH值的增加而逐渐降低ꎬ在pH值为
9.0时又有些微上升

㊀㊀图3㊀酮洛芬在不同pH值磷酸盐缓冲液 ̄正辛醇体系中
的油水分配系数㊀
Fig.3㊀PvalueofketoprofeninthesystemofphosphatebufferwithdifferentpHandn ̄octanol㊀
2.3㊀体外经皮渗透实验㊀
2.3.1㊀皮肤的选择与处理㊀取健康豚鼠ꎬ处死后剥离腹部皮肤ꎬ在0.4%硫化钠溶液中浸泡2hꎬ小心除去表面毛发及皮下脂肪㊁粘连的结缔组织等ꎬ继续在0.9%氯化钠溶液中浸泡30minꎬ清洗3遍ꎬ于-20ħ保存备用
[8]

2.3.2㊀接受液的筛选㊀由于酮洛芬在pH值7.4溶液中溶解度最大ꎬ但为了更好地满足漏槽条件[9]ꎬ在该缓冲盐中加入20%乙醇㊁20%丙二醇和20%聚乙二醇ꎬ以提高酮洛芬的溶解度ꎬ测量方法同 2.2.1 ꎬ结果酮洛芬的溶解度分别为852.34ꎬ631.67ꎬ428.46μg mL-1ꎮ
可见ꎬ加入乙醇使溶解度增加较为显著ꎬ原因可能
是乙醇为小分子且含有一个羟基ꎬ可部分与酮洛芬中的羧基结合为酯ꎬ从而大大增加溶解度ꎮ故选择20%乙醇 ̄pH值7.4缓冲液作为接受液ꎮ
2.3.3㊀累积渗透量的测定㊀本实验中ꎬ累积渗透量(Q)按公式(2)计算[10 ̄11]:
Q=
6.5ˑCn+
ðn-1
i=1
2ˑCiA
㊀㊀㊀(2)
cn为第n个取样点浓度ꎬci为第i个取样点浓度ꎬA为扩散池面积ꎬ6.5为接收池容积ꎮ以Q为纵坐标ꎬ时间t为横坐标ꎬ进行线性回归ꎬ所得直线的斜率即为稳态渗透速率常数Js[12](μg cm2 h-1)ꎮ将Js除以酮洛芬在扩散池中药物的平衡浓度Cd(μg mL-1)(由
相应pH值时的溶解度转换出)可求得表观经皮渗透
系数Ps(cm h-1)ꎬ如公式(3)所示ꎬ
Ps=Js/Cd㊀㊀㊀(3)
结果见表1ꎮ
表1㊀酮洛芬在不同pH值的体外透皮吸收动力学参数比较㊀
Tab.1㊀ComparisonofkineticsparametersofketoprofeninvitrotransdermalabsorptionatdifferentpHvalue㊀
xʃsꎬn=6
pH值Q方程
Js/
[μg (cm2) h-1]Ps/
(cm h-1)R5.0Q=61.462t+210.58
61.462ʃ0.0321.007ʃ0.0110.99306.8Q=83.800t+658.9783.800ʃ0.098
1.122ʃ0.0540.99857.4Q=324.86t+454.5324.86ʃ0.0671.453ʃ0.0760.99398.0Q=206.94t+322.13206.94ʃ0.0711.257ʃ0.0310.99889.0
Q=232.47t+354.89
232.47ʃ0.0621.242ʃ0.062
0.9924
由表1可知ꎬ在pH值为7.4时ꎬ酮洛芬的Js和Ps最大ꎬ且与其溶解度成正比ꎬ与油水分配系数成反比ꎬ由此可见ꎬpH值对酮洛芬透皮渗透性影响较大ꎬ药物溶解和扩散程度决定了药物经皮渗透的速率与程度ꎮ
2.4㊀多元线性回归分析㊀
2.4.1㊀回归方程的假设检验及评价㊀以Js为因变量ꎬpH值㊁S㊁P作为自变量ꎬ利用SPSS19.0版统计学软件进行多元线性回归分析ꎮ结果模型的R=1.000ꎬR方=
0.999ꎬ调整R方=0.997ꎬ标准估计的误差=5.884773ꎬP=0.034<0.05ꎬ表明所建方程有统计学意义ꎮ回归模型方差分析结果见表2ꎮ
表2㊀回归模型方差分析结果㊀
Tab.2㊀Resultsofvarianceanalysisofregressionmodel㊀模型平方和df均方FSig.回归47716.179
315905.393
459.288
0.034
残差34.631134.631
统计
47750.810

由表2可知ꎬ所建立模型的变量均有统计学意义ꎮ
2.4.2㊀多元线性回归方程的建立㊀方法同 2.4.1 项ꎮ结果见表3ꎬ可得到多元线性回归方程的回归系数ꎮ
自变量pH值的β1=-0.268ꎬS的β2=1.099ꎬP的β2=-0.141ꎬ即3个自变量对因变量Js的影响作用大小为S>pH>Pꎮ由多元线性回归得出的线性回归方程为Js=-19.635pH+1.686S-5.116P+92.121(n=5ꎬR=1.000ꎬs=5.885)ꎬR=1.000ꎬ表示数据之间的相关性较
表3㊀各因素回归系数㊀
Tab.3㊀Regressioncoefficientofeachfactors㊀
模型
非标准化系数
B标准误差标准系数
(β)tSig.共线性统计量
容差VIF
常量92.12130.3363.0370.203
pH值-19.6354.265-0.268-4.6040.1360.2144.680S1.6860.0631.09926.7320.0240.4292.332P-5.1161.876-0.141-2.7270.2240.2723.680
好ꎮ
3㊀讨论㊀
本实验通过测定酮洛芬在不同pH值PBS溶液中的溶解度及油水分配系数ꎬ并通过考察酮洛芬在不同溶媒中的溶解度ꎬ确定满足漏槽条件的接受液ꎬ通过测定酮洛芬在不同pH值PBS溶液中的体外透皮特性ꎮ结果表明ꎬpH值对酮洛芬的理化性质与体外透皮性能均有很大影响ꎬ在pH值为7.4的PBS溶液中ꎬ酮洛芬可获得较高的溶解度㊁脂溶性及皮肤通透性ꎬ为酮洛芬微乳凝胶的制备奠定实验基础ꎮ
本研究回归分析结果表明ꎬ多元线性回归模型基本可以用于预测分析pH值㊁S㊁P与药物渗透活性的变化趋势ꎬ可以计算获得最佳pH值㊁S㊁Pꎬ可以通过辅料的加入改变药物的pH值ꎬ以调节酸式体与碱式体的存在比例ꎬ以改善药物的透皮吸收ꎮ
参考文献
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