中药抗生素牛至油注射亚微乳的制备及药效学研究

来源 :湖北中医药大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:cqsuifeng
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目的:近年来,临床上长期滥用抗生素导致的“广泛耐药性”、“超级细菌”等问题对人民生命造成了严重的危害,广大民众急盼药学工作者能寻找传统化药抗生素的替代品,因此新型中药抗生素的研发已刻不容缓。牛至油是从植物牛至中提取的挥发油,为淡黄色油状液体,世界范围内均有以此为原料的人用药品和保健品。长期以来,欧美各国把它作为食品的抗菌防腐保鲜剂,也是我国民间常用的中药和动物饲料添加剂之一,具有安全、高效、绿色等特点。本课题根据现代中药制剂的特点和要求,旨在开发一种能防治由于细菌引起的感染类疾病的新型中药绿色抗生素—牛至油注射亚微乳。它与目前市场上相关制剂相比具有更好的稳定性、对消化道无刺激、起效迅速、生物利用度高,该制剂的研发不但填补了牛至油类注射剂临床用药的空白,且药材原料来源广泛、无毒性、绿色环保,是一种非常理想的化药抗生素替代品,其突出了中药的优势和特点,开拓了中药抗生素的发展方向。方法:(1)以“单因素水平试验和正交试验法”考察了牛至挥发油水蒸汽蒸馏提取工艺,并以结合“Box-Benhnken响应面法”优化了牛至挥发油减压提取工艺,然后比较2种提取工艺所得挥发油化学成分的差异,同时通过“纸片扩散法”考察了2种工艺所得挥发油抗菌性的不同;(2)采用GC-MS法对牛至药材不同部位(花-叶,茎,根)所得挥发油的化学成分和种类进行全面的比较与分析,同时结合“管碟法、DPPH自由基清除率实验、铁氰化钾总还原能力实验”考察了各部位挥发油的抗菌性和抗氧化性,为牛至油生物活性的研究提供了实验依据;(3)采用GC-MS法考察了7个不同产地牛至药材所得挥发油的质量差异,测定其中3种成分(香荆芥酚、麝香草酚、对-聚伞花素)的含量,结合“内标法”对其中3种成分(香荆芥酚、麝香草酚、对-聚伞花素)的含测方法进行方法学考察,并确定其含量大小;(4)先采用“单因素水平试验和比较分析法”考察了牛至油的物性参数(溶解度、相对密度、折光率、电导率、pH值、黏度、ζ电势等),然后采用“正交实验设计和Box-Benhnken响应面法”考察了处方中注射用油、大豆卵磷脂、泊洛沙姆188的配比及用量,优化了牛至油注射亚微乳的处方,最后采用“正交设计结合指标评价法”确定了牛至油注射亚微乳的制备工艺及灭菌工艺;(5)采用HPLC法对牛至油注射亚微乳中3种成分(香荆芥酚、麝香草酚、对-聚伞花素)的含测方法进行了系统适应性及方法学考察,并确定3种成分的含量;(6)采用透射电镜法、粒径及粒度分布测定法、葡聚糖凝胶法、铂金板法等测定了成品乳剂的物性参数(外观、粒径、包封率、表面张力、电导率、pH值、ζ电势等),再通过“稳定性试验、溶血试验、血管刺激性试验、MTD和LD50值的测定”考察了成品乳剂的稳定性、安全性、刺激性和急性毒性;(7)采用“ELISA试剂法”以大鼠血清中“IL-6、IL-10、TNF-α、CRP”的含量变化为评价指标,考察了牛至油注射亚微乳的抗肺炎作用,同时采用“MTT法,小鼠NK细胞活性实验,小鼠单核-巨噬细胞功能的碳廓清试验和腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞试验”评价了牛至油提高机体免疫力的功能;(8)采用“血药浓度法”考察了牛至油注射亚微乳在健康SD大鼠体内的药动学过程,并结合“DAS 2.0药动学分析软件”确定了其主要的药动学参数。结果:(1)水蒸汽蒸馏法提取牛至挥发油的最佳工艺为:药材粉碎至粗粉,加10倍量水,浸泡2 h,提取8 h;减压提取法提取牛至挥发油的最佳工艺为:液料比10:1,压强558 mbar,加热回流4.23 h;两种方法比较研究表明:水蒸汽蒸馏法和减压提取法所得挥发油成分的种类不同(常压提取法共鉴定出25种成分,减压提取法鉴定出23种成分),存在一定的差异性,同时麝香草酚和香荆芥酚等抑菌成分,随着提取压强的改变呈现一定的变化规律,从而影响牛至油的抑菌效果。(2)从各提取部位所得挥发油的化学成分来分析,花-叶中最多,根其次,茎中最少,花-叶中鉴定出37个化合物,占挥发油总量的98.78%;茎中鉴定出11个化合物,占挥发油总量的99.51%,根中鉴定出29个化合物,占挥发油总量的98.97%,三种不同提取部位的挥发油共鉴定出化合物59个,其中3个化合物(香荆芥酚、麝香草酚、石竹素)为共有成分;牛至不同部位所得挥发油都具有抑菌活性,花-叶油的抑菌活性要强于根油和茎油;各部位挥发油对DPPH的清除作用为:花-叶油>根油>茎油,各部位挥发油随着浓度的增加,还原能力也逐渐增加。当浓度小于1.25 mg/mL时,无法判断哪种挥发油的还原能力较强,但当浓度大于1.25 mg/mL时,各提取部位挥发油的还原能力出现明显的差异,还原能力的大小为:花-叶油>根油>茎油。(3)通过综合比较7个产地的牛至药材分析发现,湖北团风、江西九江、陕西西安3个地区的牛至药材品质较优,其三种成分(香荆芥酚、麝香草酚、对-聚伞花素)的总量>50%;经GC-MS分析及内标法最终确定每1mL牛至挥发油中含麝香草酚为462.1 mg,香荆芥酚为138.9 mg,对-聚伞花素42.4 mg,3种成分的总含量>600 mg,综合考虑各产地、环境、气候及采收时间的差异,最终确定每1mL牛至挥发油中含有麝香草酚、香荆芥酚、对-聚伞花素三者总含量不应<500 mg。(4)对牛至油的理化性质及参数考察发现,牛至油脂溶性较强,易溶非极性的醚类、酮类、油脂类及无水乙醇中;常温下的相对密度为0.9511,具有一定的黏度(3.311±0.018 mPa·s);常温下其电导率、ζ电势几乎0;pH值显弱酸性,其折光率会随温度的升高逐渐增加;对制剂工艺学优化后,确定牛至油注射亚微乳处方为:牛至油1g,大豆卵磷脂1.9 g,泊洛沙姆188 2.4 g,注射大豆油(LCT:MCT=1:1)22 g,甘油2 g,油酸0.34 g,BHT 0.2 g,注射用水加至100 mL;制备工艺为将油、水两相在60℃下混合,边加边搅拌,然后收集溶液,采用高速剪切机,档位调节至F档(19000 r·min-1),剪切30 min得到初乳;收集初乳并转入高压均质机中,在1000 bar的压力下,均质10次后,得到终乳,即为成品;牛至油注射亚微乳的灭菌工艺最终确定为:将介质pH值调节为68,采用105℃45 min进行湿热灭菌,即可。(5)牛至油亚微乳中麝香草酚的含量为4.561mg/mL;香荆芥酚的含量为1.033 mg/mL;对-聚伞花素的含量为0.185mg/mL(6)对牛至油亚微乳的性状、物性参数、稳定性、安全性等考察发现,成品乳剂的粒子外观呈球状,粒径大小基本一致,粒径分布均匀,平均粒径(Z-ave)为135.44±2.66 nm,粒径分布(PDI)为0.124±0.003,ζ电势为-36.10±1.15 mv,常温下黏度为12.14×10-33 Pa·s,pH=6.43,渗透压=283osm·kg-1,各项物性参数符合相关要求;稳定性试验结果表明:经高速离心、冷-热交替循环及6个月的长期试验考察各项物性参数未见明显变化;安全性试验表明成品乳剂无明显溶血及血管刺激性现象,急毒试验表明:牛至油亚微乳的半数致死量(LD50)为1.35 mg/g。(7)药效试验研究表明:牛至油亚微乳低剂量给药组IL-6、IL-10、TNF-α和CRP含量低于模型组,肺炎症状得到轻微改善,但与模型组比较并不明显。牛至油亚微乳中、高剂量组IL-6、IL-10、TNF-α和CRP含量均明显低于模型组,说明牛至油亚微乳能够有效地降低各细胞因子的分泌,有效改善了肺炎症状;牛至油提高机体免疫力试验结果表明:牛至油具有明显提高小鼠吞噬细胞的吞噬能力及NK细胞活性的作用,同时小鼠的脾脏及胸腺指数增加明显,说明牛至油有较强的促动物生长的能力。(8)牛至油注射亚微乳在大鼠体内药物动力学参数为:以麝香草酚为指标AUC(0-t)=170266.1 ng/L*min,Cmax=7695.175ng/L,Tmax=5 min,t1/2z=60.013 min CLz=1.184 L/min/kg,Vz=106.973 L/kg,MRT(0-∞)=43.541 min;以香荆芥酚为指标AUC(0-t)=72690.93 ng/L*min,Cmax=3132.741 ng/L,Tmax=5 min,t1/2z=55.101 min,CLz=1.499 L/min/kg,Vz=119.186 L/kg,MRT(0-∞)=39.877 min,说明牛至油亚微乳在体内生物利用度高,起效快,适合静注给药。结论:(1)牛至药材采用不同的提取工艺,所得挥发油化学成分的种类及抗菌性有明显的差异,减压提取相比常压提取所得挥发油的抗菌性更强,且麝香草酚和香荆芥酚的含量会随着压强的改变而发生规律性变化,表明不同的提取方法可能会直接影响牛至油的抗菌性;(2)牛至药材不同部位(花-叶、茎、根)所得挥发油,均具有抗菌性和抗氧化性,其中牛至药材的“地下部分”(根)与“地上部分”(花-叶、茎)含有同类抗菌性成分,同时根中还含有大量脂肪酸类化合物(棕榈酸、亚油酸、亚麻酸),该类化合物在根部含量极高(相对百分含量大于60%),它们的存在对于发掘牛至药材新的药效作用可能具有一定的意义,故应予适当保留或开发;(3)本研究所确定的牛至油亚微乳的处方、制备工艺、灭菌工艺均被证明其实用性强,操作简单,重现高,所得成品乳剂粒径较小,粒度分布均匀,表面张力大大降低,ζ电势<-36 mv,包封率>85%,稳定性强,可推广于实际生产中;(4)本研究中首次建立了原料药-牛至油中3种成分(香荆芥酚、麝香草酚、对-聚伞花素)的GC-MS含测方法,同时建立成品乳剂中3种成分(香荆芥酚、麝香草酚、对-聚伞花素)的HPLC含测方法,结果表明上述2种方法专属性强,重现性高,精密度良好,可用于对原料药(牛至油)及制剂(牛至油亚微乳)的质量控制及检验;(5)本研究首次通过初步药效试验验证了牛至油具有较好的抗炎和提高机体免疫力的作用,这与以往的文献报道是相吻合,其中抗炎作用的发现为牛至油开辟更为广泛的研究方向,也为牛至油相关制剂的研发提供了一定参考及依据。
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