倍他司汀经皮吸收贴剂的处方优化

李渊茹，方 亮



倍他司汀经皮吸收贴剂的处方优化

李渊茹，方 亮*

（沈阳药科大学药学院，辽宁沈阳 110016）

目的制备倍他司汀经皮吸收贴剂，以便更好地用于美尼尔综合征的治疗。方法采用有机溶媒挥散法制备倍他司汀压敏胶分散型贴剂；通过体外经皮渗透实验进行处方优化，实验装置为水平双室扩散池，以离体兔皮为通透屏障，采用控制单因素变量法筛选贴剂系统中的压敏胶、背衬层以及促透剂；通过家兔皮肤刺激性实验初步考察贴剂的安全性。结果倍他司汀贴剂中采用Duro-Tak®87-4098压敏胶为基质，CoTranTM9722为背衬层，载入-薄荷醇作为促透剂。所制备的倍他司汀贴剂无皮肤刺激性。结论处方优化后的倍他司汀贴剂体外12 h经皮累积渗透量显著增加，为倍他司汀经皮吸收贴剂的后续研究提供了一定的实验依据。

药剂学；处方优化；体外经皮渗透实验；倍他司汀；贴剂

倍他司汀（betahistine，以下简称为BH），化学名称为-甲基-2-吡啶乙胺，化学结构式见图1，临床常用于治疗美尼尔综合征（Ménière's disease，以下简称MD）等引起的眩晕。MD可产生严重的眩晕，多持续数小时之久，而且早期呈现反复性、间断性，给患者的生活带来巨大的痛苦。BH是组胺H1受体的弱激动剂，H3受体的强拮抗剂，对H2受体几乎没有作用，其作用机制主要是具有脑及内耳血管舒张作用。BH有长期用药作用不减退的特点，也可用于预防眩晕的产生[1]。但目前BH上市剂型只有口服制剂和注射剂。有文献报道BH首过效应大[2]，且其半衰期只有3.0～4.0 h，口服制剂无法避免首过效应，且一天三次用药，而注射剂易感染、不方便、病人顺应性差。

作者拟将倍他司汀制成经皮吸收贴剂，以避免肝脏首过作用，同时便于长期给药，通过体外经皮渗透实验对倍他司汀经皮吸收贴剂系统中的压敏胶、背衬层以及化学促透剂筛选进行研究，并考察了所制备贴剂的皮肤刺激性。

Fig. 1 The chemical structure of betahistine

1 仪器与材料

高效液相色谱仪配置有L-2130液相色谱泵、L-7420可变波长紫外吸收检测器（日本Hitachi公司），Agilent C8色谱柱（250 mm×4.6 mm，5 μm，Agilent科技有限公司），旋转蒸发仪（上海爱朗仪器有限公司），科德士宠物用电推剪（深圳科德士电器科技有限公司），Braun贴面剃须刀（博朗上海有限公司），水平透皮仪（沈阳天美达有限公司），Xiang yi H-2050R高速台式冷冻离心机（长沙湘仪离心机仪器有限公司），圆周振荡器IKA®MS 3 B S25（上海浦盐贸易有限公司），AL-104电子天平（上海梅特勒-托利多仪器有限公司）

盐酸倍他司汀（纯度质量分数98.5%，湖北兴银河化工有限公司），乙酸乙酯、无水乙醇（分析纯，天津富宇精细化工有限公司），氢氧化钠（江苏汉邦科技有限公司），磷酸二氢钾（西陇化工有限公司），Duro-Tak®87-4098压敏胶、Duro-Tak®87-2677压敏胶、Duro-Tak®87-2852压敏胶、Duro-Tak®87-2287压敏胶（德国Henkel公司），CoTranTM9700、CoTranTM9701、CoTranTM9720、CoTranTM9722、CoTranTM9726（3M中国有限公司），-薄荷醇（-menthol，MT，成都科龙化工试剂厂），-甲基吡咯烷酮（-methylpyrrolidone，NMP）、氮酮（azone，AZ）（上海阿拉丁试剂有限公司），Transcutol P（TP，淮安河源化学有限公司），丙二醇（propylene glycol，PG，南京化学试剂有限公司），甲醇（色谱纯，天津康科德有限公司），磷酸（天津科密欧化学试剂有限公司），油酸（oleic acid，OA）、三乙胺（天津博迪化工有限公司），十二烷基硫酸钠（sodium dodecyl sulfate，SDS）、医用纱布（山东禹王试剂公司），医用防过敏胶布（石家庄奥伟医药有限公司），乌来糖（天津基准化学试剂有限公司）。

日本大耳白兔，雄性，体质量1.5～2.0 kg，许可证号SCXK（辽）2014-0002。

2 方法与结果

2.1 倍他司汀游离碱的制备

倍他司汀游离碱是由盐酸倍他司汀制备的。精密称取盐酸倍他司汀固体约3 g，完全溶解于3 mL重蒸水中，滴加质量分数为40%氢氧化钠溶液至不再产生白色油状物，此时溶液pH约为12。将上述液体完全转移至分液漏斗中，加入与该水相大约相同体积的乙酸乙酯萃取3次，合并有机相，并将有机相（上层）置于具塞锥形瓶中，加入足够量的无水硫酸钠至震荡出现白色浑浊，放置24 h充分干燥。于50 ℃水浴加热下旋蒸，充分挥干溶剂后得微带黄色的透明液体，即倍他司汀游离碱。

2.2 分析条件的建立

2.2.1 色谱条件

色谱柱：Agilent C8色谱柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）；流动相：甲醇-体积分数0.1%的磷酸水溶液（体积比18∶82），用三乙胺调节pH值至6.20；检测波长：260 nm；柱温：40 ℃；流速：1.0 mL·min-1；进样量：20 μL；内标为10.28 mg·L−1对乙酰氨基酚。

2.2.2 标准曲线的绘制

盐酸倍他司汀储备液的制备：精密称定盐酸倍他司汀41.7 mg，置于100 mL量瓶中，用“2.2.1”条所述的流动相溶解，定容，摇匀即得。

内标储备液的制备：精密称定对乙酰氨基酚51.4 mg，置于50 mL量瓶中，用“2.2.1”条所述的流动相溶解，定容，摇匀，作为对乙酰氨基酚储备母液。精密量取上述储备母液1 mL，加至100 mL量瓶中，用“2.2.1”条所述的流动相溶解，定容，摇匀即得。

盐酸倍他司汀标准溶液的制备：精密量取0.50、1.00、2.00、5.00、10.00和20.00 mL 上述盐酸倍他司汀储备液置于100 mL量瓶中，用“2.2.1”条所述的流动相稀释、定容，摇匀。分别取上述标准溶液20 μL，按“2.2.1”条色谱条件进行测定，以药物峰面积与内标峰面积比（i/s）为纵坐标，以倍他司汀的质量浓度（）为横坐标，绘制工作曲线，进行线性回归，求得线性回归曲线方程i/s= 6.030×10-2– 4.060×10-2，= 0.999 0。结果表明：盐酸倍他司汀质量浓度在2.09~83.40 mg·L−1内，药物和内标的峰面积比与药物质量浓度呈良好的线性相关性。

2.3 离体兔皮的制备

作者采用离体兔皮作为皮肤屏障，离体兔皮的制备方法同文献[3]。制备好的兔皮−70 ℃冷冻储存，30 d内使用。

2.4 倍他司汀经皮吸收贴剂的制备

采用有机溶媒挥散法制备倍他司汀压敏胶分散型贴剂。将一定量的药物置于25 mL烧杯中，加入适量乙醇溶解药物后，将不同种类的促透剂加入其中并均匀分散，再加入一定量压敏胶基质，磁力搅拌2 h混匀，静置10 min等气泡挥散完毕。将上述混合物在防黏层上涂布成均匀的具有一定厚度的压敏胶层，室温下放置10 min，再于50 ℃烘箱中放置10 min，挥去有机溶剂后取出，表面覆盖上背衬层，切割成规定形状即得倍他司汀经皮吸收贴剂。

2.5 体外经皮通透实验

采用水平双室扩散池考察贴剂的体外经皮通透特性，其药物有效透过面积为0.95 cm2。实验流程与文献[4]一致。

2.6 数据处理

单位面积药物累积通透量作为表示药物经皮渗透水平的重要参数，其计算公式如下：

其中：为单位面积累积透过量（g·cm−2），为扩散池的体积（3.0 mL），为每次取样体积，和1分别为第次和第（-1）次取样时接收液中的药物质量浓度，为有效经皮渗透面积（0.95 cm2）。将单位面积的累积透过量（）对时间(，h）作图，直线部分的斜率即为稳态通透速率（ss，g·h−1·cm−2）。所有数据都用检验进行统计学处理，显著性水平规定为< 0.05。

2.7 处方优化

2.7.1 压敏胶基质的筛选

压敏胶（pressure-sensitive adhesive，PSA）指对压力敏感、只需轻轻施压即可与被粘物牢固粘合的胶黏剂。作为压敏胶分散型贴剂的基质，它不仅作为药物的载体，还可以调节药物的释放。PSA对药物的透过行为有很大影响，因此，作者首先对PSA进行了筛选。按“2.4”条中的方法制备以Duro-Tak®87-4098压敏胶、Duro-Tak®87-2677压敏胶、Duro-Tak®87-2852压敏胶和Duro-Tak®87-2287压敏胶4种PSA为基质的贴剂，并进行体外经皮通透实验，考察压敏胶基质对BH经皮渗透变化的影响，结果见表1。

Table 1 In vitro permeation parametersof BH patches with different pressure sensitive adhesives (PSA) through excised rabbit skin(±s, n= 3-4)

表1 由不同种类的压敏胶制得的BH贴剂的经兔皮体外渗透实验参数(±s, n= 3-4)

Table 1 In vitro permeation parametersof BH patches with different pressure sensitive adhesives (PSA) through excised rabbit skin(±s, n= 3-4)

Type of PSA1×10-6Q12 h/( g·cm−2)1×10-6Jss/(g·h-1·cm−2) Duro-Tak®87-4098325.94±23.9515.93±2.04 Duro-Tak®87-2677276.81±29.4814.48±1.26 Duro-Tak®87-2852199.14±31.3315.36±2.21 Duro-Tak®87-2287267.24±45.866.90±1.03

由表1可知，采用Duro-Tak®87-4098型压敏胶制备的贴剂可获得最大的12 h单位面积累积透过量以及最大的稳态通透速率，Duro-Tak®87-2677压敏胶与Duro-Tak®87-2852压敏胶含有羧基官能团，Duro-Tak®87-2287压敏胶含有羟基官能团，可能是因为羧基和羟基与BH的仲胺基相互作用，从而影响了BH从这些压敏胶中的释放。因此确定BH经皮给药贴剂以Duro-Tak®87-4098型压敏胶为基质。

2.7.2 背衬层的筛选

背衬层是药物压敏胶分散型贴剂的重要组成之一。它不仅可以提供整洁的外观，将含药物的胶层与外界隔开，使活性成分等不会轻易损失，药物胶层也不会受外界污染，形成封闭完整的给药系统；而且，背衬层与含药胶层直接接触，它还可以影响药物从贴剂中的释放以及皮肤的水合状态[5]。作者选择3M公司的CoTranTM9700、CoTranTM9701、CoTranTM9720、CoTranTM9722和CoTranTM9726 五种型号的背衬层进行比较。

在压敏胶基质中加入压敏胶固体质量的5% BH和一定量的溶剂，按“2.4”条方法操作，制备5 种不同背衬层的BH贴剂，相应的体外透过性参数见表2。

由表2可知，CoTranTM9722具有最大透过量。比较这些CoTran系列背衬层的性质，可以发现：CoTranTM9722的氧气通透量（oxygen transmission）与水分通透量（moisture-vapor transmission rate）均较低，氧气通透量低，可能可以保护药物；水分通透量低可以一定程度增加皮肤水合度，从而提高药物单位面积通透量。因此选用CoTranTM9722作为BH贴剂的背衬层。

Table 2 The effects of backing films on permeation parameters of BH patch through excised rabbit skin (±s, n= 3-4)

表2 不同种类的背衬层制得的BH贴剂对BH经兔皮体外渗透参数的影响(±s, n= 3-4)

Table 2 The effects of backing films on permeation parameters of BH patch through excised rabbit skin (±s, n= 3-4)

Type of backing films1×10-6Q12 h/(g·cm−2)1×10-6Jss/(g·h-1·cm−2) CoTranTM9700342.62±29.9220.94±1.90 CoTranTM9701305.06±13.5120.07±1.27 CoTranTM9720276.44±44.1611.36±1.34 CoTranTM9722454.20±48.9619.77±4.50 CoTranTM9726325.94±23.9515.93±2.04

2.7.3 促透剂的筛选

在改善药物经皮通透性的众多方法中，使用化学促透剂法，因其安全性高、使用方便、种类多样等特点得到了最为广泛的应用。作者选取了具有不同油水分配系数值（logo/w）的6种常用的经皮吸收促透剂AZ、OA、NMP、MT、PG和TP，考察这些促透剂对BH经皮渗透行为的影响。

对于原始人类来说，最大的对象莫过于头顶上的天与脚底下的地了。这是他们的生存空间，是他们的环境。这天是太伟大了，日月星辰云霞出入其间，给大地带来光明与黑暗，也带来梦幻与联想；地虽然没有天那样神秘，但地也同样极为伟大。海水、湖泊、河流、平原、森林，还有那千奇百怪的动物、花草均在这大地上，成为人触手可亲的真实的世界。原始人最为崇拜的对象无疑就是天地了。

在压敏胶基质中加入压敏胶固体质量的5% BH和一定量的溶剂，分别加入压敏胶固体质量的5%上述经皮吸收促透剂，按“2.4”条方法操作制备6种贴剂，并进行体外经皮通透性实验，结果见表3。

Table 3 The effects of chemical penetration enhancers on permeation parameters of corresponding BH transdermal patches (±s, n= 3-4)

表3 不同种类化学促透剂对BH贴剂中药物的经皮渗透参数的影响(±s, n= 3-4)

Table 3 The effects of chemical penetration enhancers on permeation parameters of corresponding BH transdermal patches (±s, n= 3-4)

Type of chemical enhancerslog Ko/w1×10-6Q12 h/ (g·cm−2)1×10-6Jss/(g·h-1·cm−2)Q (with enhancer) / Q (control) Control—454.20±48.9619.77±4.501 AZ6.58349.35±43.139.10±0.930.77 OA7.70479.55±17.1219.32±3.171.06 NMP−0.40459.09±28.2920.41±3.641.01 MT3.20587.72±73.9520.32±1.341.29 PG－1.01483.07±43.9121.58±2.331.06 TP−0.62408.79±19.5915.93±1.790.90

由表3可知，只有具有中等亲脂性的促透剂MT对BH具有显著促透作用（<0.05），亲水性较强的OA、NMP、PG和TP对BH透过几乎无影响（>0.05），AZ对于该体系中的BH有抑制作用（<0.05）。促透剂对药物的促透作用具有专属性，对于BH来说，其经皮通透水平很可能与促透剂的亲脂性和化学结构相关。MT具有中等极性，它对BH的促透效果最强，可能是因为皮肤中起主要屏障功能的角质层（stratum corneum，SC）是半极性的微环境，MT更容易分配进入并改变角质层细胞间脂质区域。所以，BH贴剂中最终选择MT作为促透剂。

经过处方筛选，最终采用Duro-Tak®87-4098压敏胶为基质，CoTranTM9722为背衬层，载入-薄荷醇作为促透剂来制备BH贴剂，其外观平整，无析晶现象，结果如图2所示。

Fig. 2 The appearance of BH transdermal patch of the optimized formulation

2.8 倍他司汀贴剂的家兔皮肤刺激性试验

由于贴剂直接贴敷于皮肤，其安全性至关重要。因此，作者根据SFDA在2005年颁布的《化学药物刺激性、过敏性和溶血性研究技术指导原则》（以下简称为指导原则）的相关要求，进行了所制BH贴剂的家兔皮肤刺激性试验。刺激性是指非口服给药制剂给药后对给药部位产生的可逆性炎症反应。刺激性试验主要是观察动物的血管、肌肉、皮肤、黏膜等部位接触受试物后是否引起红肿、充血、渗出、变性或坏死等局部反应。

2.8.1 试验方法

根据指导原则，采用同体左右侧自身对比法进行试验，并以质量分数10% SDS的水溶液为阳性对照组、以不加任何处理为空白对照组，同时设有空白贴剂组。试验前24 h仔细给家兔侧腹部剃毛，保证不损伤皮肤，有损伤的皮肤不能进行试验。家兔左侧腹部贴敷BH贴剂和空白贴剂，给药面积为2.5 cm×2.5 cm，给药时间为12 h；右侧为空白对照和阳性对照组，阳性对照组涂抹质量分数为10%的SDS水溶液0.5 mL，然后用两层纱布覆盖，再用无刺激性医用胶带固定，给药时间为4 h。贴敷结束后，除去贴剂和阳性对照物，并用温水清洁给药部位。在去除药物后的第1、24、48和72小时，肉眼观察并记录涂敷部位的水肿（edema，Ed）和红斑（erythema，Er）程度。

2.8.2 实验结果与评价

根据指导原则中的对皮肤刺激性反应评分标准（表4），分别对BH贴剂、空白贴剂以及阳性对照组对家兔皮肤刺激性反应进行评分，然后计算每一观察时间点各实验组皮肤反应积分的平均分值（total score，TS），以家兔水肿和红斑指数积分的平均值进行评价，即如下式所示：

其中，为受试动物数，为观察次数。然后，按表5进行刺激强度评价，评价结果见表6，刺激性实验结果见图3。

Table 4 Grading standard of skin irritation reaction

Table 5 Evaluation standard of the intensity of skin irritation.

Table 6 Evaluation results of skin irritation of BH patch, blank patch and SDS solution

Fig. 3 Samples of skin irritation after application of BH patch, blank patch and SDS solution

由表6可知，涂抹质量分数10%SDS水溶液后，家兔发生了明显的皮肤刺激性反应。清除SDS后1 h时，家兔皮肤只出现了轻度红斑，24 h时，家兔出现明显的红斑和轻度水肿，48 h和72 h时，甚至出现了紫红色红斑和结痂，说明该试验用家兔能够正常表达皮肤刺激性反应。空白对照组并未出现皮肤刺激性。而空白贴剂和BH贴剂在清除后1 h均出现了轻微红斑，可能是由于揭去贴剂产生的撕扯力所致，在24、48和72 h均无红斑，也无红肿现象，说明BH贴剂对家兔皮肤无刺激性。

3 讨论

a. 作者主要考察了压敏胶、背衬层以及促透剂对BH的经皮渗透行为的影响以及所制贴剂的刺激性。压敏胶以及背衬层均直接与药物接触，且与药物发生相互作用，它们对药物的渗透行为的影响不容忽略。

b. 目前，促透剂的作用机制被广泛接受的是Barry提出的脂质-蛋白分配理论，普遍认为SC是药物通透的主要屏障，MT对BH经皮渗透起促进作用，可能是因为MT可以改变细胞间脂质的结构，增加了脂质双分子层的流动性，但其促进效果不强。其余多种促透剂对BH均不表现出促进作用，可能是因为BH本身的皮肤渗透能力已经很好，促透剂的作用不再显著。药物的经皮吸收主要有两大障碍：药物从贴剂中的扩散、释放以及皮肤屏障。对于BH的Duro-Tak®87-4098型压敏胶体系来说，可能影响BH通透量的主要因素是药物从贴剂中的扩散和释放。

c. 所制BH贴剂对家兔皮肤无刺激性。

[1] LACOUR M, HEYNING P, NOVOTNY M, et al.Betahistine in the treatment of Ménière’s disease[J]. Expert Opinion Neuropsychiatric Disease and Treatment, 2007, 3(4): 429–440.

[2] CHEN X Y, ZHONG D F, DUAN J L, et alLC-MS-MS analysis of 2-pyridylacetic acid, a major metabolite of betahistine: application to a pharmacokinetic study in healthy volunteers[J]. Xenobiotica, 2003, 33(12): 1261-1271.

[3]XI Honglei, CUN Dongmei, FANG Liang, et alIntra-articular drug delivery from an optimized topical patch containing teriflunomide and lornoxicam for rheumatoid arthritis treatment: Does the topical patch really enhance a local treatment[J]. Journal of Controlled Release, 2013, 169(1): 73-81.

[4] FANG Liang, KOBAYASHI Y, NUMAJIRI S, et al. The enhancing effect of a triethanolamine-ethanol-isopropyl myristate mixed system on the skin permeation of acidic drugs[J]. Biological and Pharmaceutical Bulletin, 2002, 25(10): 1339-44.

[5] LIU Nannan, ZHANG Yaqiong, FANG Liang, et alEffect of backing films on the transdermal delivery of donepezil from patches[J]. AAPS Pharm Sci Tech, 2014, 15(6): 1569-1573.

(本篇责任编辑：赵桂芝)

Formulation optimization of betahistine transdermal patch

LI Yuanru, FANG Liang*

（,,110016,）

Objective The aim of the present study was to prepare betahistine patches in order to cure Ménière's disease more effectively. Methods In the study, organic solvent evaporation technique was used to prepare the drug-in-adhesive patch of betahistine. Pressure sensitive adhesives, backing films and chemical enhancers of the betahistine patch were screened throughpermeation experiments, which were carried out by using side-by-side horizontal diffusion cells through excised rabbit skin. Skin irritation experiments were done in rabbit. Result Based on the results of above-mentioned single-factor screening tests, the optimized formulation of betahistine patch was determined as Duro-Tak®87-4098 pressure sensitive adhesive, CoTranTM9722 backing film and-mentholas chemical enhancer. The result of the skin irritation experiment revealed that the BH patch showed no irritation.Conclusion The optimized betahistine patch showed increased permeation behavior. This study provides basis for the follow-up research.

pharmaceutics; formulation optimization;permeation experiment; betahistine;transdermal patch

（2016）03–0069–09

10.14146/j.cnki.cjp.2016.03.001

R 94

A

2015-04-16

李渊茹(1989-), 女(汉族), 山西曲沃人, 硕士研究生,E-mail hazikaxi@126.com;

方亮(1964-), 男(朝鲜族), 吉林和龙人, 教授, 博士, 博士生导师, 主要从事经皮药物递送系统的研究, Tel. 024-23986330, E-mail fangliangspu@aliyun.com。