硼类化合物在滴眼剂中抑菌效力的探讨

肖璜，王似锦，周发友，马仕洪，胡昌勤

(中国食品药品检定研究院化学药品检定所，北京100050)

硼类化合物在滴眼剂中抑菌效力的探讨

肖璜，王似锦，周发友，马仕洪，胡昌勤*

(中国食品药品检定研究院化学药品检定所，北京100050)

探讨硼类化合物(硼酸、硼砂)在滴眼剂中的抑菌效力。通过实验设计不同浓度的硼酸、硼砂供试品组，测定其抑菌效力。结果表明，在牛磺酸滴眼剂品种中，3组供试品组对真菌组达到抑菌效力的判断标准。但在细菌组中，3组供试品组未达到抑菌效力判断标准。在氯霉素滴眼剂中，白色念珠菌98001、金黄色葡萄球菌26003、铜绿假单胞菌10104组均满足抑菌效力的判断标准，但对大肠埃希菌44102未体现出明显抑菌作用。硼类化合物(硼酸、硼砂)在1 mg/mL剂量下即具有一定的抑菌效力。因此在滴眼剂处方设计时，硼类化合物抑菌效力需被正视，同时需结合配伍注意控制使用剂量。

硼类化合物;硼酸;硼砂;抑菌效力

眼用制剂目前在售的主要为多剂量包装。由于在使用和保存过程中存在微生物污染的风险，因此，多剂量眼用制剂一般通过添加抑菌剂，以防止或抑制微生物的生长繁殖。硼酸、硼砂作为硼酸盐离子缓冲对在各种药物制剂中被广泛作为pH调节剂［1-2］，但在文献收集过程中发现，在中药领域，已发现硼酸、硼砂的抗菌作用［3］，在食品领域，硼类化合物的毒害已引起人们的关注［4］。目前，在滴眼剂制剂过程中常用的抑菌剂根据化学结构和性质通常分为五类:季铵盐类(苯扎溴铵、苯扎氯铵)、有机汞类(硫柳汞、醋酸苯汞)、醇类(三氯叔丁醇、苯甲醇)、对羟基苯甲酸酯类(羟苯乙酯、羟苯甲酯)、酸及其盐类(山梨酸、醋酸氯已定)［5］。但是硼酸、硼砂在滴眼剂中的抑菌效力尚未见有研究报道。在近年的全国药品评价性抽验中，因为本实验室承担滴眼剂品种的抑菌效力研究工作，所以对于处方中对最终制剂抑菌效力具有影响的物质进行了持续的关注和研究［6-8］。在此对研究结果进行讨论展示。希望获得更多相关制剂方面人员的关注，以进一步完善滴眼剂处方。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 菌株金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)CMCC(B)26003、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)CMCC(B)10104、大肠埃希菌(Escherichia coli)CMCC(B)44102、白色念珠菌(Candida albicans)CMCC(F)98001、黑曲霉(Aspergillus niger)CMCC(F)98003均来自中国食品药品检定研究院医学菌种保藏中心，以上菌种均使用第3代菌种。

1.1.2 培养基沙氏葡萄糖琼脂(SDA)无菌平皿培养基和胰酪大豆胨琼脂(TSA)无菌平皿培养基均购于上海诺狄生物科技有限公司。

1.1.3 试剂硼酸和硼砂均购于国药集团化学试剂有限公司。

1.2 方法

1.2.1 菌株制备金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、大肠埃希菌采用TSA培养基，32.5℃培养18～24 h;白色念珠菌采用SDA培养基，22.5℃培养48 h，以上菌株均采用比浊法用0.9%无菌氯化钠溶液制成含菌量约为107～108cfu/mL的菌悬液。黑曲霉采用SDA斜面培养基，22.5℃培养7 d，加入含0.05%聚山梨酯80的0.9%无菌氯化钠溶液洗脱，制成含菌量约为107～108cfu/mL的孢子菌悬液。

1.2.2 供试品配置供试品均以无菌水进行配置，其中牛磺酸采用A、B、C三组供试品，氯霉素采用D组供试品。具体配置成分为A组:1 mg/ mL硼酸;B组:0.5 mg/mL硼酸和0.5 mg/mL硼砂;C组:1 mg/mL硼砂;D组:15.8 mg/mL硼酸和0.65 mg/mL硼砂。供试品分别装量至离心管中，每管10 mL。

1.2.3 抑菌效力测定参照药典标准按1%量加菌，使供试品内5株菌的菌液终浓度为105～106cfu/mL，充分混匀，置22.5℃避光保存，参照2010版和2015版中国药典，分别在0 h、6 h、24 h、7 d、14 d、28 d对供试品中存活的微生物进行计数，依据相应判断标准进行结果分析。

2 结果与分析

2.1 实验设计背景

基于2015年全国药品评价性抽验中本实验室承担的牛磺酸滴眼剂品种和2013年本实验室承担的氯霉素滴眼剂品种，在前期调研厂家处方和汇总市场抽验收样信息后确定供试品浓度。目前市场上牛磺酸滴眼剂产品处方中硼酸、硼砂的最大投料量均为1 mg/mL。同时，处方中仅有少数厂家同时投料硼酸、硼砂作为缓冲对使用，多数厂家单独投料硼砂。在前期文献收集中，见最低浓度为2%硼酸浓度眼部刺激的报道［9］，因此在配置时选择最大投料量作为单独投料组和投料量中值作为缓冲对组配置供试品进行考察。

市场上氯霉素滴眼剂产品处方中硼酸、硼砂的投料量差异极大，同时较牛磺酸滴眼剂产品处方中投料量高出很多，且多为缓冲对共同使用，故本次研究选择硼酸、硼砂的投料中位值:硼酸15.8 mg/mL和硼砂0.65 mg/mL配置缓冲对组供试品进行考察。

2.2 牛磺酸滴眼剂抑菌效力

牛磺酸滴眼剂抑菌效力测试结果见图1。根据药典相关要求，图中均为菌数lg值。

在2010版中国药典抑菌剂效力检查法指导原则中规定滴眼剂抑菌剂抑菌效力判断标准为“细菌:7 d菌数下降不少于1.0 lg，14 d菌数下降不少于3.0 lg，14～28 d菌数不增加;真菌:与初始值比，7、14、28 d菌数均不增加”。其中不增加是指试验菌增加的数量不超过0.5 lg。在真菌(白色念珠菌98001和黑曲霉菌98003)组中，可见3组供试品组达到抑菌效力的判断标准。其中，白念珠菌组7、14、28 d菌数较初始菌数均不增加;而黑曲霉组中缓冲对组(B)和硼砂组(C)7、14、28 d菌数较初始菌数均不增加，硼酸组(A)28 d菌数下降了1.0 lg。在细菌(金黄色葡萄球菌26003、铜绿假单胞菌10104、大肠埃希菌44102)组中，3组供试品组未达到抑菌效力判断标准。但通过数据比较可发现，硼酸组(A)的抑菌效力比缓冲对组(B)和硼砂组(C)稍高:金黄色葡萄球菌28 d菌数下降1 lg，比其他两组菌数下降更多;铜绿假单胞菌菌数呈下降趋势，而其他两组菌数均呈上升趋势。

由此可见，在1 mg/mL投料量下，硼酸、硼砂两种硼类化合物均具有一定的抑菌作用，抑菌效果在真菌组表现最为明显。

图1 牛磺酸滴眼剂供试品组不同监测时间点菌落计数lg值结果Fig.1lg values of colony count at different time points in the testing taurine eye drops groups

2.3 氯霉素滴眼剂抑菌效力

由于牛磺酸滴眼剂硼酸组(1 mg/mL)中，真菌(黑曲霉98003)表现了较强的抑菌性，因此在氯霉素滴眼剂硼酸投料量为15.8 mg/mL情况下，对黑曲霉并未做考察。抑菌效力测试结果见图2。根据药典相关要求，图中均为菌数lg值。

图2 氯霉素滴眼剂供试品组不同监测时间点菌落计数lg值结果Fig.2lg values of colony count at different time points in the testing chloramphenicol eye drops groups

由图2可见，真菌(白色念珠菌98001)组和细菌(金黄色葡萄球菌26003、铜绿假单胞菌10104)组均满足2010版药典规定的判断标准，同时数据均较图1中下降显著。同时，细菌(大肠埃希菌44102)组与牛磺酸滴眼剂中3组供试品组相同，均未体现出明显抑菌作用。

从抑菌效力大小比较，氯霉素滴眼剂处方中硼酸、硼砂中位值缓冲对组抑菌效力显著高于牛磺酸滴眼剂处方中硼酸最大投料量组和硼砂最大投料量组。

3 讨论

3.1 抑菌效力标准改变

2015年12月1日，中国药典执行版本将由2010版改为2015版。需要指出的是，2015版药典中抑菌效力标准针对新产品研发审批，而已有上市品种的评估仍延用2010版药典标准。

在2015版中国药典1121抑菌效力检查法中规定眼用制剂抑菌效力判断分为A标准和B标准。A标准为“细菌:6 h菌数下降不少于2 lg，24 h菌数下降不少于3 lg，28 d试验菌未恢复生长;真菌:7 d菌数下降不少于2 lg，28 d菌数不增加”;B标准为“细菌:24 h菌数下降不少于1 lg，7 d菌数下降不少于3 lg，7 d到28 d菌数不增加;真菌:14 d菌数下降不少于1 lg，14 d到28 d菌数不增加”。A标准是指应达到的抑菌效力标准，特殊情况下，如抑菌剂可能增加不良反应的风险，则至少应达到B的抑菌效力标准。比较2010版药典和2015版药典中标准要求，2015版药典增加了6 h和24 h的观测点，即使是相对要求低的B标准，仍比2010版药典要求更加严格。牛磺酸滴眼剂品种6 h和24 h菌数结果中，金黄色葡萄球菌(26003)、大肠埃希菌(44102)、黑曲霉菌(98003)确实呈现了菌数增长的趋势。而6 h和24 h的观察期，恰恰是患者在滴眼液使用过程中可能的间隔时段，因此，监测点的增加，能够更好地模拟因使用不当造成的污染。同时，标准应用中体现的抑菌剂不良反应的风险，一直是近年来研究人员关注的话题［10-11］。这一问题，更多的应该从处方设计的角度去解决和避免。但在本实验室对滴眼剂连续跟踪研究发现，我国滴眼剂现有品种中处方设计环节较为薄弱。

3.2 硼类化合物抑菌效力

对比两次实验处方采集数据可见，氯霉素滴眼剂商品配方中硼类化合物(硼酸、硼砂)投料量显著高于牛磺酸滴眼剂商品配方。然而，氯霉素滴眼剂中主药氯霉素本身属于抗生素类品种，具有广谱抗菌性;牛磺酸滴眼剂中主药牛磺酸为体内合成能力弱，主要依靠外源摄入的体内存在的条件必须氨基酸［12］，未见抗菌报道。在非抗生素类滴眼剂中，具有低抑菌效力的硼类化合物使用较少，而抗生素类滴眼剂中，硼类化合物使用较大。此类滴眼剂处方设计的合理性值得思考。有报道指出硼砂与青霉素、头孢菌素、先锋霉素、呋喃旦啶、四环素类药物共同使用，可减少这些药物的再吸收，降低治疗效果;与氨基糖苷类抗生素如链霉素、卡那霉素、庆大霉素、新霉素、妥布霉素同用，均使毒副作用增加，甚至危及生命［3］。同时有报道指出，在抗生素类滴眼剂利福平品种中，使用磷酸盐缓冲液相对于硼酸盐缓冲液更为合理，不会发生配位反应生成新的化合物［2］。因此，抗生素类滴眼剂中硼类化合物的使用合理性需要引起相关制剂专业人士重视。如果目前生产工艺仍需使用硼类化合物，那么其用量也需进行考察。牛磺酸滴眼剂处方单独最大投料量(1 mg/mL)供试品组中硼酸、硼砂两类硼类化合物均具有一定的抑菌作用。氯霉素滴眼剂处方中位值投料量(硼酸15.8 mg/mL和硼砂0.65 mg/mL)供试品组抑菌作用极强。然而，有报道在兔眼刺激性实验中单次给药2%硼酸即造成轻微刺激，而多次给药造成中度刺激［9］。因此，硼类化合物的投料量在增大的同时也意味着使用过程中不良反应发生率的提高，需要综合考虑增大投料量导致的各种后果。

综上所述，硼类化合物在低剂量(1 mg/mL)即具有一定的抑菌效力，在滴眼剂处方研发阶段需考虑其抑菌效力和配伍并控制使用剂量。同时，在滴眼剂制剂过程中除作为pH调节剂使用外，根据其化学结构和性质，硼类化合物应归于酸及其盐类的抑菌剂。

［1］王宇红，陈晓蕾，周萍.鱼腥草滴眼液pH调节剂和抑菌剂选择研究［J］.中国药业，1999，8(11):12-13.

［2］王德启，范红涛.滴眼用利福平眼用缓冲液的选择［J］.安徽医药，2011，15(10):1222-1223.

［3］翟卫红，马富春，晁宏梅.中药硼砂研究进展［J］.动物医学进展，2007，28(8):87-91.

［4］傅武胜，陆秋艳，吕华东，等.食品中硼及其化合物的风险评估［J］.海峡预防医学杂志，2011，17(4):16-18.

［5］张世磊，贺艳丽.眼用制剂抑菌剂综述［J］.食品与药品，2010，12(9):343-347.

［6］肖璜，林吉恒，陈万胜，等.四国药典中抑菌剂效力检查法的比较［J］.中国药品标准，2014，15(1):10-12.

［7］肖璜，林吉恒，陈万胜，等.氯霉素滴眼液中尼泊金乙酯含量合理性的探讨［J］.中国药师，2014，17(5):785-788.

［8］林吉恒，肖璜，陈万胜，等.氯霉素滴眼剂处方中硫柳汞含量的合理性分析［J］.中国药师，2014，17(10):1687-1690.

［9］梁光江，王延东，叶成添，等.滴眼剂中几种常用抑菌剂的兔眼刺激性实验［J］.中国药房，2010，21(21):1964-1966.

［10］张琛，王志昕，邓世靖，等.防腐剂对兔角结膜上皮细胞毒性及玻璃酸钠保护作用的实验研究［J］.眼科新进展，2008，28 (2):85-89.

［11］尚悦，韩鹏，许华玉.关于眼用制剂中添加抑菌剂的思考［J］.中国药品标准，2014，15(1):12-15.

［12］潘朝旺，曹宇.牛磺酸对眼睛保护作用的研究进展［J］.中国民族民间医药，2013，22(7):57-58.

The antimicrobial effect of boron compounds in the eye drops

XIAO Huang，WANG Si-jin，ZHOU Fa-you，MA Shi-hong，HU Chang-qin
(Inst.for Chem.Drug Control，National;Acad.for Food＆Drug Control，Beijing 100050)

The microbial inhibition effects of boric compounds(boric acid，borax)in the eye drop formulation were investigated through designing different concentration of tested boric acid and borax and determination of their microbial inhibition effects.The results showed that boric compounds(boric acid，borax)had antimicrobial effect when the concentration level was above 1 mg/mL.Therefore，when designing the eye drop prescription，the microbial inhibition effect of boric compounds should be faced up to.At the same time when combining with the compatibility and the control of using dose it need to pay attention.

boric compounds;boric acid;borax;microbial inhibition effect

Q939.9;R988.1

A

1005－7021(2016)04－0058－04

10.3969/j.issn.1005－7021.2016.04.010

2015年国家药品抽验任务完善标准专题(55)

肖璜女，助理研究员，硕士。从事药品微生物检验工作。Tel:010-67095509，E-mail:anyway00000@126.com

*通讯作者。男，研究员，博土生导师。主要从事药物质量分析与质量评价的研究。Tel:010-67095308，E-mail:hucq@nifdc.org.cn

2016-03-22;

2016-04-26