盐酸氟西汀胃漂浮海藻酸钙缓释微球体内外研究
2016-09-21沈龙华邓艳平汪效英吴宏霞余祥彬
沈龙华, 邓艳平, 汪效英, 吴宏霞, 余祥彬
盐酸氟西汀胃漂浮海藻酸钙缓释微球体内外研究
沈龙华, 邓艳平, 汪效英, 吴宏霞, 余祥彬
目的制备盐酸氟西汀海藻酸钙胃漂浮微球,考察胃漂浮制剂的体内滞留及生物利用度。方法采用离子凝胶-烘干法制备海藻酸钙胃漂浮微球,以百忧解为参比制剂,测定微球体外释放情况,并采用残余药量法考察微球胃肠转运行为,建立柱前衍生-HPLC荧光检测法测定胃漂浮微球大鼠体内血药浓度,计算药代动力学参数和生物利用度。结果胃漂浮微球体外释放较慢,释放曲线符合Higuchi方程,在胃中的滞留时间>8 h,血药浓度更平稳,生物利用度明显提高。结论所制胃漂浮微球具有缓释的效果,可以延长胃中滞留时间,提高药物的生物利用度。
胃; 药用制剂; 微球体; 剂量效应关系,药物; 生物利用度
胃漂浮制剂是基于流体动力学平衡体系的原理设计的,是由药物、一种或多种亲水胶体及其他辅料组成[1]。因制剂的密度比胃液密度低,口服后制剂与胃液接触,在制剂表面形成凝胶屏障,阻碍亲水凝胶水化速度进一步加快,维持骨架密度小于胃内容物的密度而达到漂浮的目的[2]。胃漂浮制剂受胃排空的影响较小,在胃中形成储库,缓慢释放出药物,延长药物在胃中的释药时间[3],释放的药物到达吸收部位被吸收,甚至部分药物可在胃中被吸收,亦可提高在碱性环境中溶解度较差药物的溶出,同时有利于胃和小肠近端的局部给药[4]。
盐酸氟西汀用于治疗抑郁症,目前使用较多的剂型为礼来公司生产的百忧解分散片。口服给药后大部分药物在小肠近端吸收,而仅有少量在胃吸收。小肠内环境呈弱碱性,易致呈酸性的盐酸氟西汀被氧化,吸收量减少,药效下降,生物利用度降低,胃肠不良反应增大。将其制成胃漂浮制剂,可延长其在胃中停留时间,起缓释作用,在胃中缓慢释放后到达小肠近端被完全吸收,避免短时间内大量药物释放被氧化,从而提高生物利用度,增加疗效。
本研究以盐酸氟西汀为模型药物,制成盐酸氟西汀海藻酸钙胃漂浮微球(sodium alginate-fluoxetine hydrochloride-microspheres,SA-FLU-MS),参考吴君华等考察布地奈德肠溶缓释微丸在大鼠各肠段残余药量的研究方法[5],考察胃漂浮制剂胃中滞留情况,并进行药代动力学实验考察其生物利用度。
1 材料与方法
1.1仪器与试剂高效液相色谱仪[1100系列,安捷伦科技(中国)有限公司];紫外分光光度计(FZ UV-2100PC型,上海尤尼柯仪器有限公司);智能溶出度仪(ZRS-8G,天津大学无线电厂);盐酸氟西汀对照品(批号1100513-200401,中国药品生物制品检定所);盐酸氟西汀原料药(批号20101008,含量99.2%,珠海远城医药化工有限公司);盐酸氟西汀分散片(百忧解,Prozac,批号0738A,礼来苏州制药有限公司);海藻酸钠(sodium alginate,SA,批号35242,上海阿拉丁化学有限公司);十二烷基硫酸钠(sodium dodecyl sulfate,SDS,批号20120326,天津市科密欧化学试剂有限公司);4-(N-氯甲酰甲基-N-甲氨基)-7-硝基-2,1,3-苯并恶二唑(NBD-COCl,含量>92%,批号MYE4N-CM,上海阿拉丁化学有限公司);SD大鼠(雌雄各半,福州吴氏实验动物中心提供);其他试剂为色谱纯。
1.2方法
1.2.1SA-FLU-MS的制备参照文献[6]的方法,精密称取盐酸氟西汀、海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素、十二烷基硫酸钠、碳酸氢钠溶解备用,于85 ℃水浴中边搅拌边依次将上述药物及辅料加入海藻酸钠溶液中,持续搅拌制得含药凝胶,将含药凝胶滴入饱和氯化钙固化液,过滤,干燥得SA-FLU-MS。
1.2.2SA-FLU-MS体外释药特性考察
1.2.2.1溶液配制盐酸氟西汀对照品溶液:精密称取盐酸氟西汀对照品17 mg,以0.5% SDS溶液溶解并定容至50 mL,配制成340 μg/mL储备液。溶出介质:配制0.5%SDS溶液为溶出介质,用于溶解药物和溶出度考察。
1.2.2.2线性关系考察精密吸取储备液,用0.5% SDS溶液稀释成一系列浓度为3.4,6.8,10.2,13.6,17,20.4,23.8,27.2 μg/mL对照液,于226 nm处测定,记录吸光度A,以吸光度A为纵坐标,浓度c为横坐标进行线性回归。
1.2.2.3溶出度的测定取本品,按照溶出度测定法(中国药典2010版附录XC第一法),以1 000 mL 0.5%SDS溶液为溶出介质,溶出介质温度(37.0±0.5)℃,转速100 r/min,将制得微球精密称取适量(含药量20 mg/粒)装胶囊,并将胶囊投入转篮内,于3,5,10,30,45,60,75,90,120,150,180 min取样5 mL,每次取样后立即补充新鲜介质5 mL,溶出液经0.8 μm滤膜滤过,取续滤液,在226 nm处测定吸光度A。代入标准曲线计算药物浓度及累积释放百分数。
1.2.3SA-FLU-MS在大鼠体内胃肠转运行为的研究采用动物解剖内容物残量法初步测定SA-FLU-MS 体内转运行为,以考察其胃定位效果。取SD大鼠30只,雌雄各半,体质量250 g,随机分成对照组和微球组,灌胃剂量10 mg/kg(按体质量换算),给药前禁食12 h,自由饮水。对照组给予Prozac混悬液(浓度为4 mg/mL)灌胃,微球组给予SA-FLU-MS。给药前5 min灌胃1.5 mL生理盐水,给药后每隔1 h灌胃1 mL生理盐水,以保证大鼠胃内含有充足的胃液。给药后1,2,4,6,8 h每组采用乙醚麻醉处死3只,立即取出胃和小肠近端(十二指肠和空肠)、远端(回肠和结肠)所有内容物。
1.2.3.1内容物样品处理取大鼠内容物(胃、小肠近端、远端),转移所有内容物至10 mL离心管中,用5 mL甲醇冲洗所有内容物,10 000 r/min匀浆混匀1 min,4 000 r/min离心10 min,取上清液2 mL,15 000 r/min离心10 min,取上清液200 μL加入乙腈稀释相应倍数(胃8倍,小肠近端、远端2倍),涡旋混匀1 min后,15 000 r/min离心10 min,取上清液进样20 μL,记录峰面积。
1.2.3.2大鼠胃肠道中残余药量测定分析方法的建立
1.2.3.2.1色谱条件色谱柱:Kromasil TC-C18ODS(4.6×200 mm,5 μm);流动相:乙腈∶PBS(pH 7.5,含0.2%三乙胺)40∶60;流速:1 mL/min;波长:Ex=230 nm,Em=305 nm;柱温:30 ℃;进样量:20 μL。
1.2.3.2.2标准曲线的建立精密称取盐酸氟西汀对照品10 mg,甲醇定容至50 mL,制成200 μg/mL储备液。精密吸取储备液适量,用甲醇稀释成浓度为3.125,6.25,12.5,25,50,100,200 μg/mL系列溶液。分别取100 μL空白胃、小肠(近端、远端)的内容物溶液,加入10 μL上述溶液,成系列浓度的对照品溶液(浓度分别为0.312 5,0.625,1.25,2.5,5,10,20 μg/mL),每个浓度各3份,涡旋振荡1 min,15 000 r/min离心10 min,取上层清液,按“1.2.3.2.1”条件进样20 μL,以峰面积对浓度作线性回归。
1.2.3.2.3精密度考察将盐酸氟西汀加入胃内容物中(小肠近端和远端内容物同法操作),配制成低、中、高(0.625,5,10 μg/mL)3种浓度的含药内容物样品,按“1.2.3.1”方法进行处理后,进样20 μL进行色谱分析,1 d内连续测定5次,连续测定3 d。测得的峰面积经相应内容物标准曲线计算浓度及相对标准偏差(relative standard deviation,RSD)。
1.2.3.2.4方法回收率取9份空白内容物,每剂量组3份,分别精密加入低、中、高3种浓度(0.625,5,10 μg/mL)盐酸氟西汀对照品溶液,按“1.2.3.1”方法处理,进行色谱分析,测得峰面积经相应标准曲线计算浓度,比较实测值与理论值,计算RSD。
1.2.4SA-FLU-MS胶囊在大鼠体内药代动力学及生物利用度的研究采用柱前衍生-高效液相色谱法进行血药浓度测定,选用液-液萃取法对样品进行处理,数据通过DAS ver1.0软件进行一、二室模型拟合,计算药代动力学相关参数及生物利用度。
1.2.4.1动物实验参照文献[7],取SD大鼠雌雄各6只,体质量(250±20)g,在实验条件下饲养7 d 后,随机分成2组,给药前禁食12 h,不禁水。分别灌胃给予Prozac混悬液(浓度为4 mg/mL)和实验室自制的SA-FLU-MS胶囊1粒,给药剂量30 mg/kg(按体质量换算剂量为10 mg/kg,该剂量下血药浓度偏低,不利检测,故加大给药剂量)。对照组于给药前和给药后0.25,0.5,1,2,4,6,9,12,24,48 h自眼眶静脉丛取血,微球组则于给药前和给药后1,2,4,6,9,12,24,48,72 h取血,置于预先经肝素处理的离心管中,4 000 r/min离心5 min后分取上层血浆,-20 ℃保存,待测。
1.2.4.2血浆样品处理精密吸取血浆样品100 μL置于离心管中,依次加入双蒸水200 μL,20%碳酸钠溶液100 μL,涡旋混匀1 min,加入1 mL正己烷-异丙醇(97∶3)混合液,涡旋振荡2 min,15 000 r/min离心5 min,吸取上层有机相850 μL于另一离心管中,置于60 ℃恒温水浴氮气吹干(约3 min),残渣加入100 μL浓度为54 μg/mL的NBD-COCl溶液,混匀1 min后高速(15 000 r/min)离心5 min,置于60 ℃恒温水浴中避光反应2 h,取出样品放置于-20 ℃冰柜中冷却30 min终止反应,加入50 μL双蒸水,混匀,高速离心后,取上清液50 μL进样[8]。
1.2.4.3FLU大鼠体内血药浓度测定方法的建立
1.2.4.3.1色谱条件色谱柱:Amethyst C-18(4.6×150 mm);流动相:乙腈∶水(65∶35);流速:1 mL/min;波长:Ex=481 nm,Em=532 nm;柱温:35 ℃;进样量:50 μL。
1.2.4.3.2溶液配制盐酸氟西汀对照品溶液:配制浓度为14.4 μg/mL(即14 400 ng/mL)储备液,-20 ℃条件下保存备用,临用前恢复至室温后用甲醇稀释至所需浓度。
NBD-COCl溶液:配制浓度为2.7 mg/mL的NBD-COCl储备液,置于-20 ℃冰箱保存,使用前平衡至室温用乙腈稀释成浓度为54 μg/mL。
1.2.4.3.3标准曲线建立精密量取盐酸氟西汀对照品溶液适量,用甲醇稀释成浓度为225,450,900,1 800,3 600,7 200,14 400 ng/mL系列溶液。吸取大鼠空白血浆100 μL置于离心管中,分别加入上述浓度的系列溶液10 μL,配制成浓度为22.5,45,90,180,360,720,1 440 ng/mL血浆样品,按“1.2.4.2”方法操作,参照“1.2.4.3.1”条件进样分析,以峰面积为纵坐标(y),浓度为横坐标(x),进行线性回归。
1.2.4.3.4专属性试验比较空白血浆、空白血浆加盐酸氟西汀对照品及大鼠灌胃给药后血浆样品的色谱图,考察方法专属性。
1.2.4.3.5冻融试验配制低、中、高(45,360,720 ng/mL)3种含药血浆样品各5份,分别于室温和4 ℃放置24 h或-20 ℃冰箱冻存7 d,按“1.2.4.2”处理,经标准曲线计算药物浓度,考察其稳定性。
1.2.4.3.6精密度考察配制低、中、高(45,360,720 ng/mL)3种含药血浆样品各5份,按“1.2.4.2”方法处理后,1 d内每个样品连续进样5次,进样3 d,峰面积经标准曲线计算日间和日内精密度。
1.2.4.3.7方法回收率取低、中、高浓度(45,360,720 ng/mL)3种含药血浆样品各3份,按“1.2.4.2”处理,进行色谱分析,峰面积代入标准曲线计算浓度,根据测得浓度与理论浓度比值计算方法回收率。
1.2.4.3.8提取回收率精密吸取空白血浆100 μL,加入不同浓度盐酸氟西汀对照品溶液,配制成相当于含有药物浓度为45,360,720 ng/mL的血浆样品,按“1.2.4.2”处理后进样分析,记录峰面积为A1;另取相同浓度盐酸氟西汀甲醇对照品溶液,氮气吹干,加入100 μL NBD-COCl复溶、衍生化反应,产物同法进样分析,记录峰面积A2。计算低、中、高3种浓度的提取回收率,公式如下:
提取回收率=(A1/A2)×100%
2 结 果
2.1SA-FLU-MS体外释药特性考察结果
2.1.1溶出标准曲线以吸光度A对药物浓度c进行线性回归,得回归方程:
A=3.38×10-2c+1.80×10-2
r=0.999 9
盐酸氟西汀溶液在3.40~27.2 μg/mL浓度范围线性关系良好。
2.1.2SA-FLU-MS体外释药SA-FLU-MS和百忧解的累积释放曲线见图1。在0.5%SDS溶液中溶出良好,以Prozac为参比,SA-FLU-MS具有缓释的效果。数据进行方程拟合,以Higuchi方程(R=0.97)最为适宜。
2.2SA-FLU-MS在大鼠胃肠道中残余药量测定结果
2.2.1标准曲线以相应内容物中药物的峰面积(y)对药物浓度(x)作线性回归,得3条标准曲线分别为:
胃内容物标准曲线:y=62.77x+1.896,r=0.999
小肠近端内容物标准曲线:y=64.07x+29.37,r=0.998
小肠远端内容物标准曲线:y=64.18x+7.459,r=0.998
结果显示药物在3种内容物中的线性范围均为0.312 5~20 μg/mL,在此期间内线性关系良好,以信噪比=10∶1计算,最低定量限为200 ng/mL。
2.2.2精密度和方法回收率试验低、中、高3种浓度盐酸氟西汀胃内容物日内RSD分别为8.70%,4.11%和2.25%,日间RSD分别为9.85%,3.42%和2.15%;低、中、高3种浓度盐酸氟西汀十二指肠和空肠内容物日内RSD分别为12.40%,4.42%和3.69%,日间RSD分别为11.40%,3.76%和2.95%,低、中、高3种浓度盐酸氟西汀回肠和结肠内容物日内RSD分别为10.41%,6.74%和4.05%,日间RSD分别为10.54%,6.55%和4.07%,RSD均<15%,回收率为85%~105%,符合体内样品测定要求。
2.2.3盐酸氟西汀在大鼠不同肠段中药物残余量测定结果参比制剂(Prozac)和受试制剂(SA-FLU-MS)在胃、小肠近端和小肠远端的残余平均药物浓度结果见图2~4。2 h后参比制剂(Prozac)胃中浓度开始大幅度下降,在小肠近段(吸收部位)浓度较低,而在小肠远端(非吸收部位)浓度较大(图2~4)。参比制剂与受试制剂在胃中浓度存在显著差异(表1),结合药物体内吸收过程分析,受试制剂吸收优于参比制剂。
2.3SA-FLU-MS胶囊大鼠体内药代动力学研究结果
2.3.1标准曲线盐酸氟西汀在血浆中的标准曲线为:
y=1.288×10-1x+3.464,r=0.999 9(n=3)线性范围为22.5~1440 ng/mL。以信噪比10∶1计算,最低定量限为20 ng/mL。
2.3.2专属性试验FLU与NBD-COCl的衍生产物色谱峰保留时间约为9.321 min,内源性物质不干扰氟西汀衍生产物的测定(图5)。
2.3.3冻融试验低、中、高3种不同浓度的盐酸氟西汀血浆样品室温(RSD为4.70%,4.11%和2.38%)、4 ℃(RSD为4.42%,3.69%和2.53%),-20 ℃(RSD为6.74%,4.95%和3.21%)冻存,样品RSD均在15%以内,样品基本稳定。
2.3.4精密度、方法回收率和提取回收率试验经测定,浓度分别为45,360和720 ng/mL的血浆样品的日内精密度RSD分别为10.48%,7.91%和6.75%,日间精密度RSD分别为11.47%,8.00%和5.68%,方法回收率均>85%(分别为97.24%,93.68%和94.21%),提取回收率均>75%(分别为82.77%,77.65%和83.27%),可以满足生物样品的分析要求。
2.3.5血药浓度测定结果大鼠灌胃给予Prozac混悬液和SA-FLU-MS胶囊后,2 h内分散片在血液中的浓度大于SA-MS-FLU胶囊(图6)。
血药浓度-时间数据经DAS ver1.0软件进行一、二室模型拟合,以AIC和拟合优度为指标判断适合模型,结果表明Prozac混悬液和SA-FLU-MS胶囊的药动行为符合单室模型,适合权重为1/C2,主要动力学参数见表2。
表2分散片混悬液和SA-FLU-MS胶囊血中的动力学参数
Tab 2The kinetic parameters of Prozac and SA-FLU-MS in blood
AUC:药时曲线下面积; MRT:平均滞留时间.
由数据可知,大鼠灌胃Prozac混悬液后,具有单室模型特征,药物达峰时间为2 h,最大血药浓度为669.54 μg/L,药时曲线下面积(area under concentration-time curve,AUC)为5 868.64 μg·L-1·h,平均滞留时间(mean retention time,MRT)为8.06 h。将盐酸氟西汀制成胃漂浮制剂后,药动学参数发生明显的变化,药物达峰时间延长至9 h,MRT延长至20.28 h,最大血药浓度增加至881.23 μg/L,AUC增大至17 515.05 μg·L-1·h。
2.3.6相对生物利用度计算SA-FLU-MS胶囊对Prozac混悬液的相对生物利用度(Fr)按公式计算:
计算结果显示,SA-FLU-MS相对生物利用度为普通分散片的298%。
3 讨 论
实验初期分别以双蒸水、0.1 mol/LHCl及不同浓度SDS的水溶液为溶出介质对SA-FLU-MS的溶出进行考察,结果显示,在0.5%SDS溶液中药物释放较为完全,主要是因为体系中形成新的增溶胶束。
本研究采用动物解剖内容物残量法初步测定微球体内转运行为,考虑机体是运动的,药物释放后逐渐到达吸收部位(小肠近端),因此测定药物在胃中和小肠中的药量来预测不同时间段药物在体内的转运情况。该法可操作性强,并可很好地检测胃漂浮制剂在体内转运情况,为考察胃漂浮制剂在体内滞留情况提供新方法。
盐酸氟西汀及体内代谢产物测定方法有HPLC-DAD法及HPLC-FLD法等[9-10]。盐酸氟西汀结构中含有仲胺基团,可与衍生化试剂发生衍生化反应,产物经荧光法检测灵敏度更高,可满足较低血药浓度的测定需求,同时还可避免样品中的杂质和内源性杂质的干扰。本文考虑选用衍生法进行血药浓度的测定。衍生试剂分别选择丹黄酰氯、NBD-COCl进行筛选[11-12],以最低检测浓度为指标,同时筛选乙酸乙酯、甲基叔丁基醚、正己烷、正己烷-异丙醇(97∶3)混合液、氯仿共5种萃取剂,以专属性和提取回收率为指标,确定血浆药物萃取试剂。
参比制剂在胃中浓度下降较快是因为大鼠的胃排空时间约2 h,普通分散片受胃排空的影响被转移离开胃而到达肠内,致使残余药量大幅下降;而本研究研制的胃漂浮微球可在胃液中保持漂浮状态,受胃排空的影响较小,滞留于胃中缓慢释放药物,故在胃中的残余药量较多,据此证实SA-FLU-MS 的确可实现胃漂浮的目的,动物解剖内容物残量法适用于胃漂浮制剂体内滞留情况的考察。残余药量的测定在一定程度上反应药物在体内的释放、吸收等情况,残余药量多反推药物释放较少,间接论证胃漂浮微球具有缓释的效果。
参比制剂百忧解分散片是速释制剂,可在体内迅速释放药物后吸收进入血液,而SA-FLU-MS胶囊在体内需先经骨架溶蚀后药物方可释放,故在前期释放药物较少。Prozac混悬液的吸收时间短,SA-FLU-MS胶囊吸收时间和MRT较长,具有缓释的效果。
综上所述,胃漂浮微球体内外的试验结果均反映胃漂浮给药系统的特点。本研究所选用的胃肠滞留考察方法简单,便于操作。胃漂浮制剂具有缓释作用,可提高口服生物利用度,具有可观的理论价值和应用前景。
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(编辑:张慧茹)
A Study on Fluoxetine Hydrochloride Floating Calcium Alginate MicrospheresinVitroAndinVivo
SHEN Longhua, DENG Yanping, WANG Xiaoying, WU Hongxia, YU Xiangbin
College of Pharmacy, Fujian Medical University, Fuzhou 350108,China
ObjectiveTo prepare fluoxetine hydrochloride incorporated sodium alginate microspheres and explore their retention time and bioavailabilityinvivo.MethodsThe ion gel method was used to prepare microspheres.Ultraviolet spectrophotometry (UV) test was introduced for releasing rateinvitro.The residual quantity method was used to study gastrointestinal tract transfer behavior.The drug concentration in blood was assayed by HPLC with pre-column derivatization and fluorescence detection.The pharmacokinetic parameters and bioavailability were calculated.ResultsThe microspheres released slowly.It could be described by Higuchi model.The retention time of microspheres was more than 8 h.The results showed that floating microspheres released slowly and had longer drug concentration duration; it improved bioavailability.ConclusionThe microspheres can remain floating longer.Results of pharmacokinetics indicates that microspheres have a good sustained release efficacy, with higher bioavailability.
stomach; pharmaceutical preparations; microspheres; dose-response relationship, drug; biological availability
2015-11-04
福建省科技厅高校产学合作科技重大项目(2015Y4005)
福建医科大学 药学院,福州350108
沈龙华(1987-),女,助教,医学硕士
余祥彬. Email: 13905004666@139.com
R322.44; R45; R451; R944.9
A
1672-4194(2016)02-0082-07