应用抛物线拟合法初探薄荷醇的最佳促透皮吸收浓度

盛平，肖海容，叶秋莹，陈兰，王晖

(1.广东三九脑科医院 药剂科，广东 广州 510510； 2.广东药科大学 中药学院，广东 广州 510006)



应用抛物线拟合法初探薄荷醇的最佳促透皮吸收浓度

盛平1，肖海容2，叶秋莹2，陈兰1，王晖2

(1.广东三九脑科医院 药剂科，广东 广州 510510； 2.广东药科大学 中药学院，广东 广州 510006)

目的 运用抛物线拟合法探讨薄荷醇的最佳促透皮吸收浓度。方法 以双氯芬酸钠为模型药物，采用不同浓度的薄荷醇通过离体大鼠皮肤渗透释药试验，在不同时间点取样，测定接受液中双氯芬酸钠的浓度，计算累积渗透量、渗透速率和增渗倍数等指标，运用抛物线拟合法评价不同浓度的薄荷醇的促渗效果。结果 不同浓度薄荷醇对双氯芬酸钠的透皮吸收均有促进作用，1.00%、2.00%、4.00%薄荷醇组与对照组比较差异有统计学意义(P<0.01)，而0.25%、0.50%薄荷醇组与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论 经抛物线拟合法计算得出薄荷醇的最佳质量浓度为3.22%。

抛物线拟合法； 薄荷醇； 双氯芬酸钠； 经皮吸收

评价促渗剂的促渗效果的指标有累计渗透量、透皮速率、增渗倍数和时滞等，但目前的研究主要是采用单一指标或是多个相关指标简单的比较，并不能合理、全面地反映促渗剂的促渗效果。一般来说，透皮速率和稳态流量越大，滞后时间越短，促渗剂的促渗效果越好[1]，但并不是所有的促渗剂都能达到理想的促渗效果，如何综合评价促渗剂的促渗效果，是目前研究的一个重点和难点。现代药物化学结构与通透性定量关系研究表明，药物皮肤通透性可与其亲脂性、分子量、酸碱性等理化参数建立一定相关关系[2]。大量研究表明，薄荷醇通过干预皮肤脂质层来影响其屏障功能，从而发挥促透作用[3-4]。为了更科学地评价薄荷醇的促透作用，本文以双氯芬酸钠为模型药物，采用数学建模方法—抛物线拟合法优选出其最佳促透浓度。

1 材料与仪器

1.1 动物

SD大鼠，雌雄各半,体质量180～200 g，广东省医学实验动物中心提供，合格证号: SCXK(粤)2003-0002。

1.2 仪器

THZ-82型数显水浴恒温振荡器(江苏金坛市宏华仪器厂)；UV-3100PC型紫外可见分光光度计(惠普公司)；AE240电子分析天平(梅特勒-托利多仪器有限公司)；透皮扩散装置(自制)[5]。

1.3 试药与试剂

氮酮(福建寿宁美菲思生物化学品厂，批号:20020627)；薄荷醇(上海品纯试剂有限公司，批号：200808268)；双氯芬酸钠(中国药品生物制品检定所，批号：H00328-200502)；其他试剂均为分析纯。

2 方法

2.1 离体皮肤的准备

小心剃去大鼠背部的毛，处死后剥下背部皮肤，去除皮下脂肪组织，用生理盐水反复冲洗，直至无混浊为止。放入4 ℃冰箱中保存，1周内用完。

2.2 双氯芬酸钠的测定方法[6]

2.2.1 测定波长的选择 取双氯芬酸钠适量，用生理盐水配成质量浓度为25 μg/mL的溶液，以生理盐水为空白，在200～400 nm范围内扫描得紫外吸收光谱。结果显示，双氯芬酸钠在275 nm处有最大吸收。

2.2.2 标准曲线的制备 准确称取双氯芬酸钠50.00 mg，置于50 mL容量瓶中，用生理盐水溶解定容，制成质量浓度为1 mg/mL的储备液。精密量取储备液适量，用生理盐水稀释成质量浓度为50.00、40.00、35.00、30.00、25.00、20.00、15.00、12.50、10.00、6.25 μg/mL的系列溶液，分别在275 nm波长处测定吸光度。以吸光度为纵坐标，质量浓度为横坐标进行线性回归，得标准曲线方程为Y=0.023 3X+0.068 6(r=0.997 3)，表明双氯芬酸钠质量浓度在6.25～50.00 μg/mL范围内与吸光度线性关系良好。

2.2.3 稳定性试验 取双氯芬酸钠适量，加生理盐水配成质量浓度为5.00、15.00、25.00、30.00 μg/mL的溶液，分别在0、2、4、8、24 h于275 nm处测定吸光度。结果表明，双氯芬酸钠在生理盐水中24 h内基本稳定。

2.3 释放液和接收液的制备

释放液分为6组：不含促透剂的空白对照组及含质量浓度分别为0.25%、0.50%、1.00%、2.00%、3.00%、4.00%薄荷醇的试验组，分别用体积分数70%的乙醇作为溶媒[7]，接收液为生理盐水，双氯芬酸钠的质量浓度为1%，

2.4 透皮吸收试验

将处理好的皮肤固定于本实验室建立的双室透皮扩散装置上，以离体SD大鼠皮为渗透屏障进行体外透皮吸收试验，释放液用量为0.1 mL，接收液为5 mL，温度为(37.0±0.5) ℃，振速为150 r/min，扩散面积为0.502 cm2。在2、4、8、12、24 h分别取4.0 mL，同时补加等量的接收液。按“2.2”项下方法测定吸光度，代入回归方程，计算质量浓度。

2.5 数据处理

2.5.1 透皮试验结果的数据处理 将每次测定的质量浓度代入下式，计算累积透过量(Q):

式中，Cn为第n个取样点的药物质量浓度(μg/mL)，Ci为第i个取样点的药物质量浓度(μg/mL)，A为扩散面积。

以累积透过量(Q)对时间(t)进行线性回归，所得方程的斜率即为透皮速率(P)。增渗倍数为用药组透皮速率与对照组透皮速率之比。

2.5.2 抛物线拟合法评价促透效率 为求算薄荷醇促进双氯芬酸钠透皮吸收的最佳浓度，采用了三次抛物线拟合[8]建立了各时间项下双氯芬酸钠透皮吸收量与薄荷醇质量分数关系的数学模型:

y=a+bx+cx2+dx3，

式中，x为薄荷醇的质量分数，a为常数项，b、c、d分别为一次项、二次项、三次项的系数，y为透皮吸收量。

用BASIC语言在计算机上运行抛物线拟合程序，得不同时间项下拟合的曲线方程，求极值得最佳质量浓度。

3 结果

3.1 不同浓度薄荷醇对双氯芬酸钠经皮渗透的影响

根据标准曲线求出药物的质量浓度，计算含不同质量浓度薄荷醇的双氯芬酸钠在12h内的累积透过量(见表1)，求算出透皮速率和增渗倍数(见表2)，以累积透过量为纵坐标，时间为横坐标作图，得双氯芬酸钠累积透过量-时间曲线(见图1)。可见，不同浓度薄荷醇(0.25%、0.5%、1.00%、2.00%、4.00%)对双氯芬酸钠的透皮吸收均有促进作用，尤以2.00%薄荷醇透皮作用最显著。将0.25%、0.50%、1.00%、2.00%、4.00%薄荷醇组的透皮速率分别与对照组(不含薄荷醇)比较，1.00%、2.00%、4.00%薄荷醇组差异有统计学意义(P<0.01)，0.25%、0.50%薄荷醇组差异无统计学意义(P>0.05)。

表1 不同释放液中的双氯芬酸钠累积透过量

表2 不同质量浓度薄荷醇对双氯芬酸钠透皮速率的影响

ρ(薄荷醇)/%透皮速率/(μg·cm-2·h-1)增渗倍数044.99±9.34-0.2556.06±15.731.250.5057.28±23.421.271.0074.72±9.44**1.662.0080.12±10.64**1.784.0070.36±18.83**1.56

与不含薄荷醇组比较：**P<0.01。

图1 不同释放液中双氯芬酸钠累积透过量-时间曲线

3.2 抛物线拟合法的应用

不同时间项下拟合的三次曲线方程分别为：

Y2 h=640.296 235 6-434.753 882 7x+ 312.297 289 2x2-49.668 440 7x3，

Y4 h=886.704 494 7-603.279 018x+ 411.561 162 9x2-64.411 288x3，

Y8 h=1 053.810 287 6-453.256 127 3x+ 360.776 814 7x2-59.232 643 9x3，

Y12 h=1 395.100 684 6-685.507 636 9x+541.601 032 3x2-91.988 985 9x3，

Y24 h=2 444.210 086 5-1 986.907 646 9x+1 460.217 826 8x2-247.287 040 4x3，

抛物线回归方程建立后，求最佳薄荷醇浓度的问题即为求极值，对以上5组方程求导，yc=dy/dx，且yc=dy/dx=0时y有极大值，则

Y2h′=149.005 322 1x2-624.594 578 4x+434.753 882 7=0，

Y4h′=193.233 864x2-823.122 325 8x+603.279 018=0，

Y8h′=177.697 931 7x2-721.553 629 4x+453.256 127 3=0，

Y12h′=275.966 957 7x2-1 083.202 065x+685.507 636 9=0，

Y24h′=741.861 121 2x2-2 920.435 654x+1 986.907 647=0，

4 讨论

中药透皮促进剂具有促透效果好，副作用小等特点，是目前透皮促进剂研究的重点之一。薄荷挥发油主要含有饱和环状醇，能通过与脂质分子形成连续的氢键，扰乱脂质分子紧密有序的排布，降低其屏障功能，增大胆固醇分子对膜流动性的作用，从而发挥促透作用[9]。

评价促透剂的促透效果时，可以尝试与计算机或者各种数理统计模型结合起来，运用数理研究方法如灰关联聚类法[1]、功效函数法[10]、抛物线拟合法[11]研究促透剂对皮肤吸收的影响及促透剂的促透性质，将多个指标进行综合评价，可得到理论最佳配方。本文结果提示，不同质量浓度的薄荷醇促透效果各有不同，在此基础上采用抛物线拟合法建立了不同质量浓度薄荷醇对双氯芬酸钠透皮吸收率的数学模型，得到薄荷醇对双氯芬酸钠的最佳质量浓度为3.22%。据文献[12]报道，3%的薄荷醇促透效果不错，该结果与本文计算的理论最佳质量浓度较为接近。抛物线拟合法可简单快速推算出理论最佳浓度，为促透剂综合评价提供一种简便的方法[8]，但仍需进一步试验以验证该建模推算的理论值。

[1] 王晖，李昕，许碧莲，等.灰关联聚类法对几种促透剂促透效果的综合评价[J].中国中药杂志，2004,29(5):417-420.

[2] 王景雁，兰颐，茹庆国，等.氮酮对不同亲脂性中药有效成分的经皮促透作用研究[J].北京中医药大学学报，2016,39(2):155-161.

[3] 黄钊.薄荷醇通过影响皮肤KC内PLC活性而产生促透作用的研究[D].广州：广东药学院，2013.

[4] 兰颐，王景雁，陶野，等.薄荷油与薄荷醇促进中药成分经皮吸收的对比研究[J].中国中药杂志，2016,41(8)：1516-1522.

[5] 许卫铭，王宗锐，刘刚，等.一种高效率的药物透皮吸收实验装置的改进[J].中国药理学通报，1997,13(2):185-187.

[6] 黄冬,吴铁,林坚涛,等.丁香挥发油与氮酮对双氯芬酸钠促透作用的比较研究[J].中国药房，2008,19(21):1623-1625.

[7] 徐伟,许卫铭,王宗锐. 薄荷醇与乙醇对水杨酸在完整小鼠皮肤透皮吸收影响[J].中成药，1997,19(1):5-6.

[8] 程远国，王澜，戴国华，等.抛物线拟合法研究氮酮(Azone)促进左旋咪唑透皮吸收的最佳浓度[J].兽医大学学报，1992,12(2):166-169.

[9] 万光.薄荷醇经皮促透作用及其机理的多尺度研究[D].北京：首都医科大学，2016.

[10] 颜培争，王文铭.功效系数法在煤炭材料消耗评价中的应用[J].矿山机械，2005，33(6):115-117.

[11] 鹤丹，王建明，吴婉莹.利用数学原理筛选苦参经皮给药吸收促进剂的最佳比例[J].中医药信息，2006,23(4):63-64.

[12] 王景雁,兰颐,林红梅,等.薄荷醇对不同logP值中药有效成分经皮吸收的促透研究[J].中国新药杂志，2016,25(2):202-209.

(责任编辑：陈翔)

Application of parabolic fitting method to the optimum transdermal absorption concentration

SHENG Ping1，XIAO Hairong2，YE Qiuying2，CHEN Lan1，WANG Hui2

(1.DepartmentofPharmacy,Guangdong999BrainHospital,Guangzhou510510,China； 2.SchoolofTraditionalChineseMedicine,GuangdongPharmaceuticalUniversity,Guangzhou510006,China)

Objective To investigate the optimum concentration of menthol to promote transdermal absorption by using parabolic curve fitting. Method The penetration of diclofenac sodium was determined by different time and different concentrations of menthol through the separated rat skin. Amount of cumulative infiltration,infiltration rate and enhancement ratio were evaluated. Parabolic curve fitting was used to evaluate the effect of different concentrations of menthol on promoting permeation. Result All concentrations of menthol promoted penetration of diclofenac sodium on transdermal absorption compared with the control group. There were significant difference among 1.00%,2.00%,4.00% menthol group on the penetration (P<0.01),and no significant difference was observed between the 0.25% and 0.50% menthol group (P>0.05). Conclusion The optimum concentration of menthol was 3.22% to promote diclofenac sodium transdermal absorption.

parabolic curve fitting method; menthol; diclofenac sodium； transdermic absorption

2016-10-21

广东省人才培养模式创新实验区(粤教高函[2014]97号);广东省联合培养研究生示范基地(粤教研函[2015]2号)

盛平(1958—)，女，主任药师，从事临床药物学研究；通信作者：王晖(1964—)，男，硕士，教授，从事外用中药药理学研究，Email:gdwanghui2006@126.com。

时间：2016-12-22 10:26

http://www.cnki.net/kcms/detail/44.1413.R.20161222.1026.001.html

R965

A

1006-8783(2016)06-0675-04

10.16809/j.cnki.1006-8783.2016102101