立体异构单萜醇油酸酯的制备及促透活性评价

王贺平 初天哲 李小娜 王晶 武晨思 耿丹丹 赵利刚

引用本文: 王贺平, 初天哲, 李小娜, 王晶, 武晨思, 耿丹丹, 赵利刚. 立体异构单萜醇油酸酯的制备及促透活性评价[J]. 化学通报, 2021, 84(6): 578-584, 590. shu
Citation:  Heping Wang, Tianzhe Chu, Xiaona Li, Jing Wang, Chensi Wu, Dandan Geng, Ligang Zhao. Syntheses and Enhancing Effect Evaluation of the Stereoisomeric Monoterpene Alcohol Oleates[J]. Chemistry, 2021, 84(6): 578-584, 590. shu

立体异构单萜醇油酸酯的制备及促透活性评价

    通讯作者: 赵利刚  男, 博士, 教授, 主要从事药物制剂研究。E-mail: tsyxzlg@163.com
  • 基金项目:

    河北省自然科学基金项目 H2019209254

    华北理工大学杰出青年基金项目 JQ201713

    河北省"第三批青年拔尖人才"项目 

摘要: 本文以互为立体异构体的香叶醇(GER)、橙花醇(NER)为先导化合物,采用酰氯酯化法合成油酸香叶醇酯(GER-dC18)、油酸橙花醇酯(NER-dC18),并考察GER、NER、GER-dC18、NER-dC18作为促透剂对多奈哌齐(DNP)的促透活性差异。通过体外释放试验、红外光谱法和分子模拟技术初步探究其促透机制,结果发现,所选用促透剂不仅能够促进DNP从压敏胶中释放,而且能够作用于角质层脂质及角蛋白并促进水合作用来降低角质层的屏障功能,从而增加DNP的经皮透过。其中,(E)构型的GER-dC18对DNP具有最优的促透效果,有望为经皮制剂的开发提供关键的辅料。

English

  • 经皮给药系统(TDDS)是药物经皮肤吸收进入体循环的新型给药系统[1],与传统制剂相比具有避免首过效应、维持稳定的血药浓度、安全性高等优点。但皮肤角质层因致密的“砖泥结构”阻碍了药物的透过,大部分药物直接经皮给药后不能满足临床治疗的需求。应用经皮吸收促透剂可逆性改变角质层屏障作用是当前最简单、廉价的首选方法[2]。其中萜烯类化合物由于其来源于天然而被认为是一种安全有效的促透剂。香叶醇(GER)、橙花醇(NER)为(E/Z)构型异构的无环单萜醇,已有报道其对多种药物具有促透活性[3, 4],但对其立体异构体的促透活性差异尚无报道。多奈哌齐(DNP)是一种可逆的乙酰胆碱酯酶抑制剂,为常用的治疗阿尔兹海默症的药物[5]。目前主要以片剂、胶囊剂为主,口服给药顺应性差,还会引起首过效应、胃肠道刺激等副反应。DNP具有较小的相对分子质量(Mr=379.49)和适宜的油水分配系数(logP=3.91)[6],将其制成经皮制剂有利于提高生物利用度和用药顺应性[7]。本文结合课题组前期研究[5],合成GER、NER的油酸酯类衍生物,旨在进一步提高其促渗透活性并降低其刺激性,探究立体异构体酯类衍生物间的促透活性差异并初步阐明其促渗透机制。

    LC-2010A高效液相色谱仪(日本Shimadzu公司),ODS-2HYPERSIL高效液相色谱柱(美国Thermo Fisher公司);TP-01卧式双室扩散池(沈阳天美达科学仪器有限公司);RC-8溶出度测试仪(天津新天光技术开发有限公司);NEXUS 70傅里叶变换衰减全反射红外光谱仪(美国Thermo Fisher公司)。

    DURO-TAK 87-4098、87-4287、87-2052(国民淀粉工业上海有限公司);DNP、GER、NER(纯度质量分数≥98.0%,北京迈瑞达科技有限公司);油酸(AR级,天津市致远化学试剂公司);甲醇(GR级,美国Thermo Fisher公司)。

    实验动物:质量为2.5±0.2 kg的雄性大耳白兔,取自华北理工大学实验动物中心,合格证号SCXK(京)2019-0008,实验过程均符合《实验动物调查伦理指南》。

    因萜醇羧酸酯直接合成较为困难,故通过酰氯反应,合成GER-dC18、NER-dC18,其反应路线如图式 1所示。具体反应过程如下:将油酸(7.34g)与氯化亚砜(6.18g)投入装有冷凝回流装置的圆底烧瓶中,60℃下油浴反应3h,在45℃下减压蒸馏除去过量的氯化亚砜直至收集瓶内无液滴流出,即得油酰氯。冷却至室温后,将油酰氯缓慢滴加至混有三乙胺(1.45g)的GER或NER(2.0g)中,并加入适量四氢呋喃(THF)作为溶剂。75℃油浴下继续反应4h,通过薄层色谱法验证反应是否完全。确保反应完全后,将油酸单萜醇酯粗产物用乙酸乙酯溶解,5% NaOH溶液调节pH为8.0,收集上层有机相并水洗2次,无水MgSO4干燥6h后除去溶剂。粗产物经柱层析硅胶以石油醚:乙酸乙酯(20:1,体积比)进行洗脱。后经1H NMR和MS检测产物结构,并通过气相法检测GER-dC18、NER-dC18的纯度分别为96.6%、95.1%,得其产率分别为82.5%、81.3%。

    图式 1

    图式 1.  GER-dC18(c)、NER-dC18 (d)的制备路线
    Scheme 1.  The synthetic routes of GER-dC18 (c) and NER-dC18 (d)

    GER-dC18:1H NMR (600MHz,CDCl3) δ:0.89 (t,3H,18′-H),1.37~1.25 (m,20H,4′~7′-,12′~17′-H),1.60 (m,2H,3′-H),1.62 (s,3H,9-H),1.71 (m,6H,8-,10-H),2.03~2.01 (m,4H,8′-,11′-H),2.11~2.08 (m,4H,4-,5-H),5.12 (t,1H,J=6.9 Hz,6-H),2.34~2.33 (t,2H,J=7.2 Hz,2′-H),4.16~4.15 (d,2H,J=7.2 Hz,1-H),5.44 (t,1H,J=4.6 Hz,2-H),5.24~5.23(dt,2H,9′-,10′-H);ESI-MS m/z:418.69 [M+H]+

    NER-dC18:1H NMR (600MHz,CDCl3) δ:0.91 (t,3H,18′-H),1.39~1.25 (m,20H,4′~7′-,12′~17′-H),1.61 (m,2H,3′-H),1.63 (s,3H,9-H),1.70 (s,3H,8-H),1.77 (s,3H,10-H),2.04~2.03(m,4H,8′-,11′-H),2.15~2.13 (m,4H,4-,5-H),5.13 (t,1H,J=5.4 Hz,6-H),2.30~2.29 (t,2H,J=7.9 Hz,2′-H),4.15 (d,2H,J=7.3 Hz,1-H),5.47 (t,1H,J=5.1 Hz,2-H),5.36~5.35(dt,2H,9′-,10′-H);ESI-MS m/z:418.69 [M+H]+

    取5.0g盐酸多奈哌齐溶于20mL纯水中,缓慢滴加5%的NaOH溶液,待混合溶液pH为12.0时停止滴加(因DNP的pKa值为8.84,故较高的溶液pH可使其以分子状态存在)。加入乙酸乙酯萃取后转移至分液漏斗中静置10min,分离出上层有机相并向其中加入无水MgSO4干燥3h,旋蒸除去乙酸乙酯得到淡黄色油状液体4.13g,产率为90.5%。

    将雄性大耳兔背部朝上固定于兔架台上,麻醉后剔除背部兔毛,注意保持兔皮完整性,切忌剃破,空气栓塞法处死后剥下背部皮肤,剔除皮下脂肪及黏膜组织,切割成1cm2大小,存储于密封袋中,置-80℃冰箱中保存。使用前用生理盐水解冻并观察皮肤有无破损。

    1.5.1   色谱条件

    使用ODS-2HYPERSIL色谱柱(150mm× 4.6mm),分析条件如下,流动相:甲醇-10mmol/L乙酸铵溶液(92:8,v/v),冰醋酸调节pH至7.0;检测波长:271nm;柱温:40℃;流速:1.0mL/min;进样量:20μL;内标为40μg/mL尼泊金异丙酯溶液。

    1.5.2   标准曲线的绘制

    精确称取20mg DNP,以甲醇为溶剂配制浓度为0.2、0.5、1.0、2.0、10、20、60、100 μg/mL的标准溶液,与40μg/mL尼泊金异丙酯溶液混匀经HPLC检测。以DNP系列标准溶液浓度(c)为横坐标,样品与内标的峰面积比值(Ai/As)为纵坐标做标准曲线,得到DNP的标准曲线求得:Ai/As=0.01c-0.0005,r=1,表明在0.2~100 μg/mL的浓度范围内DNP具有良好的线性关系。高、中、低三种浓度的日内精密度均值分别为RSD=1.58±0.05%、1.53±0.12%、1.62±0.15%,日间精密度均值分别为RSD=0.95±0.26%、1.27±0.23%、1.51±0.14%,回收率均值分别为:99.2±0.08%、98.6±0.10%、98.1±0.06%。

    以乙酸乙酯为溶剂,配制浓度为150mg/mL的DNP溶液,取1mL与处方量促透剂、DURO-TAK系列压敏胶(87-2052、87-4098、87-4287)混合搅拌20min以至均匀,静置10min。将混合物均匀涂布于防粘层上,置于50℃烘箱中15min以除去溶剂,覆盖背衬层,制得厚度为100±10μm的压敏胶型贴剂。

    因丙烯酸酯型压敏胶的高黏度,晶体的生长需要一定的时间,故将所制贴片留样,使用XS-213型生物显微镜,10倍物镜下连续观察4周,结果表明,所制备贴剂均无结晶析出,可进行后续试验。

    以改良卧式双室扩散池为实验装置,水浴循环温度设为32℃,将1.0cm2大小的贴剂去除防黏层后贴于兔皮角质层侧,保证接触面平整无气泡并用夹子固定,接收池内加入磷酸盐缓冲溶液(PBS,pH 7.4),恒速搅拌。于实验开始后的第2、4、6、8、10、12和24 h取样2mL,并同时补充2mL新鲜的PBS溶液。样品经4℃、4000r/min下离心5min,取上清液300μL与同体积内标溶液混匀,进行HPLC测定。

    数据处理:将渗透曲线绘制成24h累积渗透量(Q24h)与时间的关系,以评估促透剂促进药物渗透的效果,见式(1)。

    $ Q=\left(c_{i} \times V+\sum_{i=1}^{n-1} c_{i-1} \times V_{i}\right) / A $

    (1)

    式中,Q为单位面积的累计透过量(μg·cm-2),cici-1为第i次和第i-1次取样时的DNP浓度,Vi为单次取样量,V为扩散池的容量(3.5mL),A为扩散池有效扩散面积(0.95cm2)。

    以累计透过量Q对时间t作图,所得直线的斜率为稳态通透速率(Js),见式(2);将线性部分外推到与横坐标直线的交点为滞后时间(Tlag)。

    $ J_{s}=\frac{d Q_{r}}{A d t} $

    (2)

    增渗比(ER)为含促透剂组与不含促透剂组的Q24h的比,表示促透剂的活性大小,见式(3)。

    $ \mathrm{ER}=\frac{Q_{24 \mathrm{~h}}(\text { with enhancer })}{Q_{24 \mathrm{~h}}(\text { without enhancer })} $

    (3)

    选择含不同促透剂的DNP贴剂进行体外释放度测定实验。参考《中国药典》贴剂的释放实验步骤,溶出杯中加入900mL的磷酸盐缓冲溶液,将温度调至32±0.5℃,将贴剂释放面朝上固定于碟网之间,并与桨底相距25±2 mm处平行放置[11],于搅拌开始后第0.5、1、2、4、6、8、10、12、24 h取样5mL,并及时补充5mL空白介质。样品经0.45μm针头过滤器过滤后注入离心管中,室温下4000r/min下离心5min,与同体积内标液混合,涡旋20s,通过HPLC检测。

    利用Materials Studio 7.0软件建立分子模型,研究加入促透剂后药物与角质层脂质的相互作用强度及系统稳定性。DNP、神经酰胺、促透剂的结构取自ChemDraw 16.0数据库,在Forcite模块、COMPASSII力场下进行结构优化,并通过Blend模块进行混合,在Dreiding力场下计算并比较各化合物间结合的键能、键长,并根据键能值选择最优混合构象。

    将大耳兔背部毛发剃净,确保无破损或红肿,标记15个面积为1.0cm2的不同区域,随机分为5组(A:无水乙醇,B:GER,C:NER,D:GER-dC18,E:NER-dC18),并向区域内涂抹20μL含或不含促透剂的无水乙醇溶液,待其渗透30min后将兔子以空气栓塞法处死,迅速剥离背部皮肤,剪下给药区域,用滤纸吸干皮肤表面残留药液,室温下干燥15min,利用ATR-FTIR光谱仪进行检测,以ZnSe为全反射的结晶材料,入射角设为45°,检测波长为1000~4000 cm-1,扫描200次,使用Oringe 7.0软件对红外吸收峰进行分析。

    将大耳白兔剔除背部兔毛,仔细检查并标记5个面积为1.0cm2的无破损皮肤区域,涂抹20μL含或不含促透剂的无水乙醇溶液。5个区域随机分为:(a)无水乙醇对照组;(b)以GER为促透剂的无水乙醇溶液;(c)以NER为促透剂的无水乙醇溶液;(d)以GER-dC18为促透剂的无水乙醇溶液;(e)以NER-dC18为促透剂的无水乙醇溶液。其中,GER、NER的浓度分别为3%(w/v),GER-dC18、NER-dC18的浓度为醇的等摩尔浓度进行实验。待溶液渗透1h后,以空气栓塞法处死兔子,剥离背部皮肤,剪下标记区域,将其固定于4%多聚甲醛溶液中,后包埋于石蜡中进行冠状切片,并进行H-E染色。所得组织切片在Olympus显微镜下观察[12]

    酯化反应为吸热过程,温度升高,反应速率加快,促进酯的形成,但过高的温度还会造成GER、NER及其酯发生氧化[9],故选择沸点适宜的THF在其回流温度下反应。此外,三乙胺在此反应中能够作为缚酸剂中和反应产生的HCl加速反应正向进行。在反应过程中,将GER/NER、油酰氯的投料比定为1:2(物质的量之比)以保证GER/NER反应完全。但此时体系中仍有油酰氯残留,故加入NaOH溶液水解油酰氯,并调节溶液pH。结合课题组前期研究[10],在上述反应条件下制得的GER-dC18、NER-dC18收率较高,未见明显副反应产物。

    2.2.1   压敏胶基质的选择

    将制备的不同基质的DNP分散型贴剂进行体外经皮渗透实验。其中压敏胶所含官能团类型、DNP在不同基质中的稳态渗透速率(Js)及24h累计透过量(Q24h)见表 1。由表可见,含-OH的DURO-TAK 87-4287与其他两种压敏胶相比具有显著性差异(P < 0.05),对DNP的Q24h达到185.64±27.32μg·cm-2Js为9.24±2.54μg·cm-2·h-1。同时发现,含-COOH的87-2052型压敏胶几乎对DNP无透过。研究表明[13],碱性药物与含羧基基团压敏胶产生的离子相互作用在动力学和热力学两个方面都能抑制药物的释放,从而降低药物的扩散速率;而含-OH压敏胶对碱性药物有显著的增强药物-压敏胶混溶性而不明显降低药物热力学活性的特征,可以增加药物负荷从而提高药物皮肤透药量。同时,-OH属于弱氢键的受体和供体[14],因此DNP通过弱氢键的方式中断了87-4287压敏胶分子的相互作用[15],从而增加了压敏胶的迁移率。故在后续体外渗透实验中压敏胶基质均选择DURO-TAK 87-4287。

    表 1

    表 1  不同型号压敏胶对DNP经皮渗透的影响
    Table 1.  Effects of different types of pressure sensitive adhesives on penetration of DNP (mean±SD, n=4)
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    DURO-TAK 功能基团 Js/(μg·cm-2·h-1) Q24h/(μg·cm-2)
    87-2052 -COOH 0.33±0.04 6.20±1.08
    87-4287 -OH 9.24±2.54 185.64±27.32
    87-4098 None 5.15±1.15 96.79±20.17
    2.2.2   最佳促透浓度的选择

    分别制备GER、NER浓度分别为1%、3%、5%的DNP贴剂并进行体外经皮渗透实验。如图 1所示,不同浓度的GER和NER呈现出相似的促透趋势。3%、5%浓度的GER对DNP的24h累积透过量分别为270.14±54.90μg·cm-2、300.47±21.81μg·cm-2;3%、5%浓度的NER对DNP的24h累积透过量分别为291.71±48.93μg·cm-2、303.42±24.14μg·cm-2,对DNP的促透活性均无显著性差异。有报道称,促透剂的促透作用在达到一定值之前具有浓度依赖性,之后不再成比例增加而是趋于平稳或随浓度升高活性降低[16]。一般情况下,要求添加少量的促透剂来获得最大的皮肤促透效果,适量的促透剂不仅可以减少制剂中所需药量,还可以降低毒性和刺激性等副作用的风险。因此选择含3%的GER、NER及等摩尔浓度的油酸酯进行后续实验。

    图 1

    图 1.  含有不同浓度的GER(a)、NER(b)时DNP的24h累计透过量
    Figure 1.  Q24h of DNP in patches with different concentrations of GER (a) and NER (b)
    2.2.3   GER-dC18、NER-dC18的促透活性评价

    质量分数为3%的GER、NER与等摩尔浓度的GER-dC18、NER-dC18对DNP的渗透参数(Q24hJsTlag和ER)列于表 2中。结果显示,与空白组相比,所有促透剂对DNP的经皮吸收具有促透作用(P < 0.05),且(E)构型的GER-dC18对DNP的促透效果最好,Q24h值达到370.37±42.44 μg·cm-2,为空白组的2.00倍,且与(Z)构型NER-dC18相比具有显著性差异(P < 0.05)。我们认为,将GER、NER改造成GER-dC18、NER-dC18后因亲脂性的改变,使其更易与脂质双分子层的疏水区结合,从而扰乱细胞间脂质区域的紧密排列结构,提高DNP的经皮透过量。但因(Z)构型的化合物易发生自身凝聚[17],故与GER-dC18相比,NER-dC18在皮肤角质层中的分布更加不均匀,从而影响促透活性。

    表 2

    表 2  不同促透剂对DNP的经皮促透
    Table 2.  Effect of enhancers on permeation parameters of DNP (mean±SD, n=4)
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    促透剂 Q24/(μg·cm-2) Js/(μg·h-1·cm-2) Tlag/h-1 ER
    空白 185.64±27.32 9.24±2.54 4.17 1
    GER 270.14±54.90* 13.30±2.05* 4.94 1.45
    NER 291.71±48.93* 15.75±2.09* 5.98 1.57
    GER-dC18 370.37±42.44** 19.06±1.53** 4.43 2.00
    NER-dC18 300.84±44.56* 15.77±1.66* 4.19 1.62
    注:*与空白组相比,有显著差异(P < 0.05);**与单萜醇相比具有显著差异(P < 0.05)。

    药物在经皮贴剂中的透皮渗透包括药物从贴剂中释放和经皮吸收两个过程[18]图 2所示为含或不含促透剂的DNP贴剂的24h内体外释放度,与空白组相比,除NER外,其他促透剂组均增强了DNP的释放(P < 0.05),且GER-dC18的促释放作用最强,其累积释放度达到60.13%,高于NER-dC18。由此可见,促透剂在促进DNP从压敏胶中释放起着重要的作用,可能机制为促透剂的加入通过影响药物与压敏胶的相互作用,增大了压敏胶的体积自由度[19]

    图 2

    图 2.  含或不含促透剂的DNP贴剂累计释放度
    Figure 2.  Cumulative percentage of DNP patch release with or without enhancer

    角质层(SC)脂质中的神经酰胺被认为是维持皮肤屏障功能的重要成分[20],其中神经酰胺NP(CER-NP)与人类CER 3相当,故常被用作模型探究促透剂对皮肤脂质的影响[21, 22]。使用Materials Studio软件得到NP、DNP和促透剂混合后的最小能量体系如图 3所示。与促透剂混合前,DNP羰基中的氧原子与NP的氢原子间形成氢键,但在加入促透剂后的混合体系中发现促透剂与NP具有相似的关联位点,氢键形成于促透剂与NP之间,这意味着NP对促透剂的亲和力强于DNP。此外,键能值为负表明分子间存在相互作用,且键能绝对值的大小与相互作用强度成正比例。在DNP-NP的二元体系中,键能为-1.011kcal·mol-1,而GER、NER、GER-dC18、NER-dC18与NP间的对接能量分别为-1.526、-1.512、-1.659、-1.624 kcal·mol-1,其键能绝对值均显著高于DNP-NP,这表明促透剂的加入导致DNP渗透量增多的原因之一可能是促透剂优先与角质层脂质中的神经酰胺结合,促透剂在脂质极性区域的占用干扰了药物与神经酰胺的相互作用,导致大量游离DNP在SC中扩散从而进行透皮吸收,此外,与其他促透剂组相比,GER-dC18与NP结合的键能值最大,这为其促透能力最强提供合理的解释,且与体外经皮促透结果一致。

    图 3

    图 3.  DNP、神经酰胺与促透剂间的氢键相互作用
    Figure 3.  Hydrogen bond interaction between DNP, ceramide and penetration enhancer

    ATR-FTIR可提供应用促透剂后皮肤脂质排列变化及与皮肤角蛋白相互作用的信息[23]。由图 4可见,脂质的特征吸收峰分别为CH2的对称振动吸收峰(vs CH2=2848.69cm-1)及不对称振动吸收峰(vas CH2=2918.12cm-1);角蛋白的特征吸收峰为酰胺Ⅰ带(1639.39cm-1)及酰胺Ⅱ带(1544.89cm-1),代表蛋白质的二级结构[24]。除此之外,皮肤角质层中的的脂质吸收峰-OH振动为3278.79cm-1。与空白组相比,实验组中vs CH2vas CH2均向高波数发生移动,且GER-dC18、NER-dC18组的vsCH2位移较GER、NER更大。有研究表明,CH2伸缩振动峰的位移大小与CH2的偏转/全反构象体的比例有关,反映脂质侧链自由度水平[25]。CH2振动吸收峰向高波数移动,说明CH2发生偏转,破坏脂质的有序结构,导致排列紊乱。GER-dC18、NER-dC18组较高的vsCH2位移说明两者对脂质侧链的干扰程度更强,脂质结构紊乱程度大,可以更好地,促进DNP的吸收。但结果发现GER-dC18、NER-dC18两者的CH2振动吸收峰没有差异,这说明(E/Z)构型异构的结构差异对角质层脂质没有影响。

    图 4

    图 4.  含或不含促透剂的皮肤ATR-FTIR光谱图
    Figure 4.  ATR-FTIR spectra with or without penetration enhancers

    与空白组相比,含促透剂组的酰胺Ⅰ带的吸收峰均向低波数移动,这说明加入促透剂后,角质层蛋白质二级结构中的α-螺旋向β-折叠和无规则卷曲转换,这可能是促透剂的空间位阻和亲脂性因素对角蛋白构象产生了挤压,从而使角质蛋白分子间的空隙增加[26]。其中,NER-dC18的酰胺Ⅰ带吸收峰向低波数方向移动位移最大,说明NER-dC18对蛋白质结构的稳定性影响最大。然而NER-dC18对DNP的促透力弱于GER-dC18,这说明(E/Z)构型异构的结构差异会影响皮肤角质层中蛋白质的结构变化,但这不是影响药物促透的最主要因素。

    与空白组相比,促透剂组的-OH振动吸收峰均向高波数移动,这代表着皮肤角质层发生水合作用,角质细胞膨胀,脂质结构变得疏松,有利于药物尤其是亲水性药物的透过[27],GER-dC18的位移最大,表明GER-dC18发生水合作用促透的能力最强,这与体外渗透实验结果一致。这说明(E)构型的GER-dC18可能更容易促进皮肤表面角蛋白中含氮物质与水结合[28],产生更强的角质层水合作用,使角质层软化膨胀,从而促进DNP的渗透。

    综上,NER、GER及其油酸酯通过破坏脂质有序排列、促进蛋白质二级结构的转化、增加皮肤角质层水合作用而促进DNP的透皮吸收。其中,(E)构型GER-dC18主要通过促进皮肤角质层水合作用而具有更强的促透能力。

    图 5为在10倍放大倍数下含或不含促透剂的兔皮肤组织切片图像。图 5(a)为不含促透剂时的皮肤组成及细胞形态,清晰可见排列在表皮最外层的角质层,真皮内的血管、毛囊和腺体等附属器官均未见任何炎症细胞。然而促透剂处理后的皮肤组织切片均显示角质层变薄,这可能与脂质双分子层构象的变化有关[29],促透剂的两亲性结构干扰脂质双分子层的排列,从而打乱了角质层中有序的脂质堆积。以GER、NER为促透剂时,可见在真皮内出现水肿,表皮处出现水疱,而在GER-dC18及NER-dC18组中未见,这可以归因于与单萜醇酯相比,单萜醇的极性更大[30],由此可见将单萜醇改造成单萜醇酯可降低对皮肤的刺激性,使用更加安全。

    图 5

    图 5.  含或不含促透剂的兔皮肤组织学切片

    (a)空白组;(b)以GER为促透剂;(c)以NER为促透剂;(d)以GER-dC18为促透剂;(e)以NER-dC18为促透剂,A:角质层;B:水疱;C:水肿

    Figure 5.  Histological sections of rabbit skin with or without penetration enhancers

    通过酰氯酯化反应合成了(E/Z)构型的GER-dC18、NER-dC18,促透机制研究表明其不仅能够促进DNP从压敏胶中释放,还能通过影响角蛋白构象、扰乱脂质侧链有序性及发生水合作用从而增加药物经皮渗透。其中,(E)构型GER-dC18具有较高的促透能力且对皮肤刺激性较低,有望作为高效、低毒的新型促透剂进行下一步深入研究。


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  • 图式 1  GER-dC18(c)、NER-dC18 (d)的制备路线

    Scheme 1  The synthetic routes of GER-dC18 (c) and NER-dC18 (d)

    图 1  含有不同浓度的GER(a)、NER(b)时DNP的24h累计透过量

    Figure 1  Q24h of DNP in patches with different concentrations of GER (a) and NER (b)

    图 2  含或不含促透剂的DNP贴剂累计释放度

    Figure 2  Cumulative percentage of DNP patch release with or without enhancer

    图 3  DNP、神经酰胺与促透剂间的氢键相互作用

    Figure 3  Hydrogen bond interaction between DNP, ceramide and penetration enhancer

    图 4  含或不含促透剂的皮肤ATR-FTIR光谱图

    Figure 4  ATR-FTIR spectra with or without penetration enhancers

    图 5  含或不含促透剂的兔皮肤组织学切片

    Figure 5  Histological sections of rabbit skin with or without penetration enhancers

    (a)空白组;(b)以GER为促透剂;(c)以NER为促透剂;(d)以GER-dC18为促透剂;(e)以NER-dC18为促透剂,A:角质层;B:水疱;C:水肿

    表 1  不同型号压敏胶对DNP经皮渗透的影响

    Table 1.  Effects of different types of pressure sensitive adhesives on penetration of DNP (mean±SD, n=4)

    DURO-TAK 功能基团 Js/(μg·cm-2·h-1) Q24h/(μg·cm-2)
    87-2052 -COOH 0.33±0.04 6.20±1.08
    87-4287 -OH 9.24±2.54 185.64±27.32
    87-4098 None 5.15±1.15 96.79±20.17
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    表 2  不同促透剂对DNP的经皮促透

    Table 2.  Effect of enhancers on permeation parameters of DNP (mean±SD, n=4)

    促透剂 Q24/(μg·cm-2) Js/(μg·h-1·cm-2) Tlag/h-1 ER
    空白 185.64±27.32 9.24±2.54 4.17 1
    GER 270.14±54.90* 13.30±2.05* 4.94 1.45
    NER 291.71±48.93* 15.75±2.09* 5.98 1.57
    GER-dC18 370.37±42.44** 19.06±1.53** 4.43 2.00
    NER-dC18 300.84±44.56* 15.77±1.66* 4.19 1.62
    注:*与空白组相比,有显著差异(P < 0.05);**与单萜醇相比具有显著差异(P < 0.05)。
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  • 发布日期:  2021-06-18
  • 收稿日期:  2020-11-04
  • 接受日期:  2020-12-01
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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