熵权模糊综合评判模型评价不同促透剂对格列美脲醇质体经皮吸收的影响

梁振生，梁凤根，黄翠敏，刘灼波

(广州中医药大学第一附属医院药学部，广东 广州 510405)

格列美脲是第3代磺酰脲类口服降糖药，可增强胰岛素对血糖的摄取作用[1]。然而，格列美脲溶解度较差，制剂容易出现生物利用度低的问题，导致低血糖、头晕、头痛、胃部不适、胃灼热、恶心和腹泻等多种不良反应[2]，开发格列美脲外用制剂可有效避免上述问题。相较传统的口服给药与静脉给药，经皮药物传递系统具有诸多优点，例如可以避免肝脏首过效应和胃肠道不良反应，同时改善患者的依从性，可提供持续可控的血药浓度[3]。皮肤角质层是皮肤的主要屏障，也是限制药物经皮吸收的主要屏障，选择合适的促透剂可显著增强药物的经皮吸收，本研究分别选择了薄荷醇、丙二醇、油酸、氮酮和卡必醇作为促透剂，考察各促透剂对格列美脲醇质体[4]经皮吸收的影响，并采用熵权模糊综合评判模型对结果进行综合分析，以期获得对格列美脲醇质体具有最佳促透效果的促透剂。

1 材料与方法

1.1 试剂

格列美脲(质量分数≥98%，批号： 93479-97-1，美国西格玛奥德里奇试剂厂)；磷脂(上海蓝季科技发展有限公司)；乙腈(美国FISH公司)；胆固醇(上海蓝季科技发展有限公司)；乙醇(天津大茂化学试剂有限公司)；丙二醇(中国医药上海化学试剂公司)；油酸(中国医药上海化学试剂公司)；氮酮、薄荷醇、卡必醇(上海阿拉丁生化科技股份有限公司)。

1.2 仪器

TGL-20KR高速冷冻离心机(上海安亭科学仪器厂)；DB超声波清洗机(上海超声波仪器设备有限公司)；FRANZ扩散池(江苏予华仪器有限公司)；LC-20AT 型高效液相色谱仪(日本岛津)；LDZ5-2 离心机(北京医用离心机厂)。

1.3 动物

SD大鼠，SPF级，雄性，购买于广东省医学实验动物中心，许可证号SCXK(粤)：2018-0002，编号44007200068426。

1.4 格列美脲醇质体的制备[4]

取磷脂0.3 g和格列美脲0.3 g混匀，加入体积分数40%乙醇10 mL，剧烈搅拌溶解，超声助溶，转移至圆底烧瓶，30 r/min搅拌均匀，1 mL/min细流状缓慢加入磷酸盐缓冲溶液6.5 mL，搅拌10 min。4 ℃下超声处理3个周期(5 min工作，5 min休息)。4 ℃冷藏备用。

1.5 不同促透剂对格列美脲醇质体经皮吸收的影响

准确称取1.0 g卡波姆940，溶解于100 mL蒸馏水中，搅拌30 min，逐滴加入1 mol/L NaOH溶液制备凝胶，分别加入质量分数1%薄荷醇、1%丙二醇、1%油酸、1%氮酮和1%卡必醇，搅拌均匀，加入格列美脲醇质体获得格列美脲醇质体凝胶。

大鼠处死后，小心分离背腹两侧皮肤，避免皮肤破损，动物剪去除鼠毛。钝器去除皮下脂肪层，获得透皮试验用皮肤。4 ℃生理盐水洗净待用。

FRANZ扩散池进行透皮试验：大鼠皮肤固定于接受池底部，角质层朝上，扩散面积0.502 cm2，加入0.2 g凝胶。接受液为生理盐水。37 ℃、120 r/min振荡，分别在2、4、8、12、24 h接取吸收液4.0 mL，并补加等量生理盐水[5]。参考文献[6]分别计算累积渗透量(Jss)、渗透系数(Kp)、增渗倍数(ER)和时滞(Tlag)。

接收液用乙腈沉淀蛋白，采用HPLC法检测格列美脲质量分数[7]：10 μL上样；0.22线μm滤膜过滤样品；色谱柱为250 mm×4.6 mm Diamonsil C18柱；流动相为乙腈-0.15%冰醋酸(体积比7∶3)；检测波长为228 nm；流速为1 mL/min；柱温为40 ℃。

1.6 基于熵权模糊法的综合评价[8-9]

1.6.1 确定评价对象集、因素集和评语集 依据促透剂评价指标和种类，设置对象集=(促透剂促透能力)，因素集=(Jss、Kp、ER和Tlag)，评语集=(优、良、中、一般和差)。

1.6.2 熵权综合法确定权重 对大者为优或小者为优的指标进行均一化处理：

定义i个指标的熵：

确定i个指标的熵权：

1.6.3 模糊隶属度函数模型 由于促透剂指标好坏程度分级标准都是模糊的，故采用隶属函数来刻画分级界限，公式如下：

Rik(Xi)=

1.7 模糊综合评价

按照熵权法确定权系数得到各评判因素的权重分配：W=[w1，w2，…，wn]， 通过模糊变换，可得到一个模糊子集，即综合评判结果：B=W。R=[b1，b2，b3…，bm]。

2 结果

2.1 不同促透剂对格列美脲醇质体经皮吸收的影响

将时间-药物累积渗透量绘制药物促透曲线，经过线性化得到Higuchi方程，分别计算得到Jss、Kp、ER和Tlag，结果见表1和图1。可见，1%氮酮组的Jss和Kp均显著高于空白组、1%油酸组和1%丙二醇组，差异具有统计学意义(P<0.01或P<0.05)；1%薄荷醇Tlag显著低于空白组、1%丙二醇组、1%油酸组、1%氮酮组和1%卡必醇组，差异具有统计学意义(P<0.01或P<0.05)；以上结果表明1%氮酮组Jss和Kp最优，1%薄荷醇组Tlag最优。

表1 不同促透剂对格列美脲醇质体经皮吸收参数的影响

组别Jss/(μg·h-1·cm-2)Kp×10-3/(cm2·h-1)ERTlag /h空白组5.04±0.51∗∗0.50± 0.05∗∗0.505.98±0.41##1%薄荷醇14.40±1.451.44±0.221.430.97±0.221%丙二醇13.26±1.46∗1.32±0.14∗1.315.47±0.38##1%油酸11.05±0.89∗∗1.10±0.09∗∗1.091.47±0.52#1%氮酮14.95±1.731.50±0.162.974.74±0.22##1%卡必醇14.64±0.971.46±0.092.90 2.55±0.49##

与1%氮酮组比较：*P<0.05，**P<0.01；与1%薄荷醇组比较：#P<0.05，##P<0.01。

图1不同促透剂对格列美脲醇质体经皮吸收参数的影响

Figure1Effects of different transdermal enhancers on percu-taneous absorption parameters of glimepiride ethosome

2.2 建立各评价指标的等级标准

针对上述透皮数据参数，以空白组指标作为一般等级，等级差=(指标的最大数值-指标最小数值/3)+指标最小数值标准差，优=一般等级+3×等级差，良=一般等级+2×等级差，中=一般等级+等级差，差=一般等级-等级差。计算得检测指标Jss、ER、Kp、Tlag的等级标准见表2。

表2 各评价指标的等级标准Table 2 Grade standard of each index

2.3 建立不同促透剂评价指标的评价矩阵

依据模糊隶属度函数模型，建立各评价指标的评价矩阵。

2.4 不同促透剂各评价标准的权重系数

依据熵权综合法确定权重同促透剂各评价标准的权重系数，结果见表3。

表3 不同促透剂各评价标准的权重系数Table 3 Weight coefficients of evaluation standards for different penetration enhancers

2.5 不同促透剂的综合评价结果

从表4可见，1%薄荷醇评语为优的最大隶属度为0.385，1%丙二醇评语为良的最大隶属度为0.227，1%油酸评语为良的最大隶属度为0.240，1%氮酮评语为优的最大隶属度为0.291，1%卡必醇评语为优的最大隶属度为0.247。以上结果表明，1%薄荷醇对格列美脲醇质体具有最佳的经皮吸收促进作用。

表4 不同促透剂对格列美脲醇质体经皮吸收的模糊综合评判及评价结果

Table4Fuzzy comprehensive evaluation and evaluation results of each penetration enhancer on percutaneous absorption of glimepiride ethosome

促透剂优良中一般差1%薄荷醇0.3850.3420.0000.0000.0001%丙二醇0.0480.2270.1630.0090.0001%油酸0.0720.2400.1500.0000.0001%氮酮0.2910.0470.0180.0940.0001%卡必醇0.2470.0350.2110.0000.000

3 讨论

经皮给药传递系统以适宜的剂型通过皮肤给药的方式，精确控制药物在体内的代谢过程，选择性地把期望浓度的药物传递到作用部位，从而得到最佳治疗效果。醇质体是一种由磷脂和乙醇组成的具有脂质体双分子层结构的囊泡给药系统[10]。醇质体相对于脂质体，具有更高的包封率，可携带各种化合物，且更容易穿透皮肤角质层，有利于药物的吸收[11]。

经皮给药的局限性在于皮肤的屏障作用。目前，增强药物吸收最简单、经济的方法是在相应制剂中添加合适的透皮吸收促进剂。透皮吸收促进剂是一类能渗透进入皮肤并降低药物通过皮肤时所受阻力的化学物质，能可逆地降低皮肤的屏障性能而又不损害皮肤的其他功能[12]。本研究为克服格列美脲口服制剂的不足，制备了格列美脲醇质体，并分别选择薄荷醇、丙二醇、油酸、氮酮和卡必醇作为透皮吸收促进剂，分别考察它们对格列美脲醇质体经皮吸收的影响，结果显示各促透剂均能显著改善药物的经皮吸收，其中1%氮酮Jss、Kp最优，1%薄荷醇Tlag最优。但是，促透剂的促透指标各有优劣，并不能简单地由此得出各促透剂的综合促透性能。

目前，透皮吸收促进剂的综合评价方法有主成分分析法[13]、模糊综合评价法[14]、灰关联聚类法等[15]。熵权模糊评判模型已在商业、教育、环境等领域有了广泛的应用[16-17]。熵权的概念来源于热力学概念，熵表示的是不确定性的量度。熵权法在体系权重的确定中可避免个人主观偏差，提高指标权重的准确度[18]。评判透皮吸收促进剂优劣的评价指标Jss、ER、Kp、Tlag的因素分级标准本身具有模糊特征。模糊综合评价是指在对评价对象进行综合评价时，加入模糊数学的思想，从而将一些模糊信息定量化，提高评价的精确度，适用于具有模糊特征的评价对象。因此，基于熵权的模糊综合评价法用于透皮吸收促进剂的评价具有客观性及适用性强的特点[19]。与目前已经应用在促透剂评价的主成分分析法、模糊综合评价法、灰关联聚类法等方法相比，在指标的权重上利用熵权的原理，信息熵越小，指标值的变异程度越大，指标的权重也越大，避免了主观因素对指标权重的影响。模糊综合评判就是对多种影响因素的事物或现象进行总的评价，且在评判过程中最显著的特征就是涉及模糊因素。促透效果本身具有模糊特性，因而建立促透效果量模糊评判的理论与模型，比传统的评价方法更能符合现象的实际情况。本研究采用基于熵权的模糊综合评价法对各透皮吸收促进剂的促透性能进行了评价，结果显示1%薄荷醇对格列美脲醇质体具有最佳的经皮吸收促进作用。