新型薄荷醇酯类衍生物经皮促透作用评价及其促透机理的初步研究

论文摘要

L-薄荷醇（MT）具有促透作用强、毒性低、刺激性小、对亲水性和亲脂性药物均有促透作用等优点,但MT易挥发,高浓度时味辛且具有一定的皮肤刺激性。为了提高MT的促透作用,降低挥发性、气味及刺激性,本论文设计合成新型薄荷醇酯类衍生物,并对该类化合物的经皮促透作用进行了系统的研究。将MT与饱和直链脂肪酸（乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十二酸、十四酸、十六酸、十八酸）及药用辅料有机酸（油酸、乳酸、水杨酸、肉桂酸）以酯键连接,合成了十七种薄荷醇酯类衍生物,并合成了文献报道促透能力较优的薄荷乙基醚（MET）作为参比促进剂。利用1H-NMR、MS确证了目标产物的结构。对合成的薄荷醇酯类衍生物的基本化学特征参数进行计算,包括溶解度参数（SP）、油/水分配系数(KO/W)以及极化率（PLB）。分别选定不同KO/W值和酸碱性的模型药物包括利多卡因（LD,碱性）、硝酸异山梨酯（ISDN,中性）、酮洛芬（KP,酸性）和具有较大KO/W的吲哚美辛（IM）及较小KO/W的5—氟脲嘧啶（5-FU）,以大鼠皮肤为透过屏障采用水平双室扩散池,供给池一侧以肉豆蔻酸异丙酯（IPM）为溶剂,接收池一侧以PBS为接收液评价薄荷醇酯类衍生物的促透作用,结果表明:药物在IPM中的通透系数与药物和介质溶解度参数的差值正相关,且药物的稳态流量与其熔点成反比;直链饱和脂肪酸薄荷醇酯疏水链的长度对其促透作用有显著影响,对于亲水性药物5-FU而言,碳链长度与促透作用呈抛物线关系,长度为C14时促透效果最佳;而对于亲脂性药物当碳链长度为C6～C10时促透作用最强。乳酸薄荷醇酯（M-LA）可使高水溶性药物（5-FU、LD）的累积透过量（Q）显著增加,累积透过量的促透比值（ERQ）分别为3.74及4.19;肉桂酸薄荷醇（M-CA）对不同KO/W值的模型药物均无促透作用;水杨酸薄荷醇酯（M-SA）及油酸薄荷醇酯（M-OA）对低水溶性药物ISDN、KP、IM的促透作用显著强于高水溶性药物;除LD外四种模型药物的logKO/W值与辅料酸薄荷醇酯通透系数的促透比（ERP）间均呈抛物线关系{M-LA:r=0.989,（P=0.144）;M-CA:r=0.965,（P=0.216）;M-SA:r=0.786,（P=0.630）:M-OA:r=0.996,（P=0.088）}。以双氯芬酸（DA）为模型药物引入烷胺或烷醇胺（二乙胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺及N-羟乙基哌啶）制备双氯芬酸有机胺盐,并以DSC及FT-IR确证目标产物的形成,考察离子对存在时对薄荷醇酯类衍生物的促透作用的影响。DA与二乙胺（DETA）形成离子对可以改变DA的脂溶性从而显著增加其经皮透过量,其ERQ值为为4.51;但结构中含有羟基的烷醇胺阳离子对DA的经皮透过均有抑制作用;M-TET对双氯芬酸二乙胺（D-DETA）有着最为显著的促透作用,M-TET与二乙胺的联合应用可使DA的累积透过量与对照组相比增加9.74倍。以托特罗定（TOL）为模型药物寻找在压敏胶分散型（DIA）贴剂中有显著促透作用的薄荷醇酯,结果表明,M-OA在IPM溶液及DIA贴剂中均有显著促透作用;大鼠单剂量尾静脉注射酒石酸TOL溶液,经DAS（?）2.0计算后该药—时曲线符合双隔室模型（r=0.993）,TOL的中央室分布容积（Vd）及总清除率（CL）分别为3.57 L/kg和0.51L/h,药物代谢较快,6 h后血药浓度低于检测限。进行TOL贴剂的大鼠体内药动学实验,比较含有M-OA与MT及无促进剂贴剂在大鼠体内的稳态血药浓度(CSS)的差异并考察促进剂对药物在皮肤内储库作用的影响,并以贴剂体外稳态流量及静脉注射的CL值预测体内稳态血药浓度(CSSP)。经皮给药三种TOL贴剂后采用DAS（?）2.0以非隔室模型计算TOL的药动学参数,M-OA组的Cmax、CSS、AUC0-24以及AUC0-∞均显著高于MT组及无促进剂组（P<0.05）;MT组及无促进剂组的Cmax、Tmax、AUC0-24间无显著性差异（P>0.05）,但二者的AUC0-∞间有显著性差异（P<0.05）。停止给药后,三组贴剂TOL的血药浓度迅速消除,但消除速度均显著低于静脉注射（P<0.01）;无促进剂组的消除速度常数明显大于M-OA及MT组（P<0.05）,表明应用促进剂后可增强皮肤对TOL的储库作用。实验中测得无促进剂组、MT组及M-OA组贴剂的大鼠CSS值分别为0.89、0.84、1.47μg/mL;计算得到的对应的0～24 h的CSSP尸值分别为0.95、1.04和1.44μg/mL,实测值与预测值非常接近表明TOL贴剂具有良好的体内外相关性,体外评价可以在一定程度上代替体内评价用于TOL经皮给药系统开发研究。采用SPSS（?）相关分析的结果表明,当以M-OA及MT作为促进剂时,TOL在IPM中的Q8与贴剂中的Q8、贴剂的体外Q48与大鼠体内的AUC0-48间有良好的促透相关性,相关系数分别为0.941及0.993。应用扫描电镜（SEM）及衰减全反射红外（ATR-FTIR）技术,以猪耳背皮肤为模型初步探讨M-OA的促透作用机理。SEM观察经M-OA处理的皮肤发现,M-OA可抽提角质层中的脂质,造成皮表光滑度下降且皮肤表面角质间距离增大;ATR-FTIR结果显示,vSCH2及vasCH2均向高波数移动,分别从2849.5 cm-1及2919.4 cm-1移动到2851.1 cm-1及2920.9 cm-1;角蛋白的酰胺吸收峰Ⅱ带从1540.6 cm-1向低波数位移到1539.1 cm-1。M-OA促进药物经皮吸收的机理推测有以下两个方面的作用。1)M-OA可提取皮肤表面角质层中的脂质;2)可增加角质层中酰胺及亚甲基的自由度。

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中文摘要

Abstract

前言

第一章薄荷醇酯类衍生物的合成及表征

1 试剂与仪器

2 方法与结果

2.1 直链脂肪酸薄荷醇酯及肉桂酸薄荷醇酯的合成以及结构确证

2.1.1 直链脂肪酸薄荷醇酯及肉桂酸薄荷醇酯的合成方法

2.1.2 直链脂肪酸薄荷醇酯及肉桂酸薄荷醇酯的结构确证

2.2 水杨酸薄荷醇酯的合成以及结构确证

2.2.1 水杨酸薄荷醇酯的合成方法

2.2.2 水杨酸薄荷醇酯的结构确证

2.3 乳酸薄荷醇酯的合成以及结构确证

2.3.1 乳酸薄荷醇酯的合成方法

2.3.2 乳酸薄荷醇酯的结构确证

2.4 薄荷乙基醚的合成以及结构确证

2.4.1 薄荷乙基醚的合成方法

2.4.2 薄荷乙基醚的结构确证

2.5 薄荷醇衍生物结构特征参数的计算

2.5.1 溶解度参数的计算

2.5.2 其他特征参数的计算

3 讨论

3.1 酯类衍生物的选择

3.2 制备薄荷醇衍生物化学键的选择

3.3 反应路线的选择

4 小结

参考文献

第二章薄荷醇酯类衍生物体外经皮促透作用的筛选

第一节饱和直链脂肪酸薄荷醇酯促透作用的筛选

1 试剂、仪器与动物

2 方法与结果

2.1 模型药物的选择及理化常数的计算

2.1.1 模型药物的选择

2.1.2 模型药物溶解度参数的计算

2.2 模型药物体外高效液相色谱分析方法的建立

2.2.1 模型药物的色谱条件

2.2.2 模型药物的专属性考察

2.3 平衡溶解度的测定

2.4 薄荷醇酯类衍生物体外促透作用的评价

2.4.1 供给液的制备

2.4.2 离体鼠皮的制备

2.4.3 体外经皮通透实验

2.4.4 数据处理

2.4.5 薄荷醇衍生物最佳促透浓度的筛选

2.4.6 5-FU的体外经皮通透实验

2.4.7 ISDN的体外经皮通透实验

2.4.8 LD的体外经皮通透实验

2.4.9 KP的体外经皮通透实验

2.4.10 IM的体外经皮通透实验

2.5 相关分析

3讨论

3.1 选择IPM作为供给池溶剂的优缺点

3.2 IPM作为供给池溶剂对模型药物经皮吸收的影响

3.3 薄荷醇衍生物溶解度参数对其促透作用的影响

3.4 薄荷醇酯类衍生物促透作用与碳链长度的构效关系研究

第二节药用辅料有机酸薄荷醇酯促透作用的筛选

1 试剂、仪器与动物

2 方法与结果

2.1 药用辅料酸薄荷醇酯类衍生物体外促透作用的评价

2.2 5-FU体外经皮通透实验

2.3 ISDN体外经皮通透实验

2.4 LD的体外经皮通透实验

2.5 KP的体外经皮通透实验

2.6 IM的体外经皮通透实验

O/W值与辅料酸薄荷醇酯促透作用的相关分析验'>2.7 模型药物logK_O/W值与辅料酸薄荷醇酯促透作用的相关分析验

3 讨论

3.1 药用辅料酸薄荷醇酯促透作用机理探讨

3.2 脂溶性药物LD经皮透过的特殊之处

3.3 辅料酸薄荷醇酯对极性及非极性通道的影响

4 小结

参考文献

第三章离子对对薄荷醇酯衍生物促透作用的影响

第一节双氯芬酸有机胺盐的合成及表征

1 试剂与仪器

2 方法与结果

2.1 双氯芬酸盐的合成方法

2.2 双氯芬酸及其盐的DSC测定

2.3 双氯芬酸及其盐的红外光谱测定

2.4 双氯芬酸及其盐体外分析方法的建立

2.5 双氯芬酸及其盐的溶解度测定

3讨论

3.1 制备双氯芬酸有机胺盐的可行性

3.2 有机胺盐对双氯芬酸经皮吸收的潜在影响

第二节离子对及薄荷醇酯对双氯芬酸经皮透过的影响

1 试剂、仪器与动物

2 方法与结果

2.1 双氯芬酸及其盐体外分析方法的建立

2.1.1 双氯芬酸及其盐的色谱条件

2.1.2 专属性考察

2.2 薄荷醇酯衍生物体外促透作用的评价

2.2.1 薄荷醇酯衍生物最佳促透浓度的筛选

2.2.2 DA的体外经皮通透实验

2.2.3 D-K的体外经皮通透实验

2.2.4 有机胺阳离子对DA经皮通透的影响

2.2.5 薄荷醇酯对DA有机胺盐经皮通透的影响

3 讨论

3.1 供给池溶剂选择与形成离子对的关系

3.2 薄荷醇酯对DA及其盐促透作用的初步探讨

3.3 离子对DA经皮透过的影响

3.4 氢键对DA有机胺盐经皮透过的影响

3.5 DA有机胺盐熔点对其经皮透过的影响

3.6 有机胺种类对DA盐经皮透过的影响

4 小结

参考文献

第四章薄荷醇酯类衍生物对托特罗定经皮促透作用的体内外相关性研究

第一节薄荷醇酯对托特罗定在溶液及贴剂中透过量的影响

1 试剂、仪器与动物

2 方法与结果

2.1 TOL游离碱的制备方法

2.2 酒石酸TOL及TOL油/水分配系数的测定

2.3 酒石酸TOL及TOL溶解度的测定

2.4 TOL体外分析方法的建立

2.4.1 TOL的色谱条件

2.4.2 专属性考察

2.5 TOL及酒石酸TOL体外经皮透过实验

2.5.1 TOL及酒石酸TOL供给液的制备

2.5.2 TOL压敏胶分散型贴剂的制备

2.5.3 薄荷醇酯衍生物体外促透作用的评价

2.5.4 不同薄荷醇酯对TOL在IPM系统中透过的影响

2.5.5 不同类型压敏胶对TOL通透性的影响

2.5.6 促进剂对TOL在贴剂中通透性的影响

2.5.7 MT及M-OA对TOL皮肤储库作用的影响

3 讨论

3.1 压敏胶中不同功能基团对TOL透过量的影响

3.2 药物与M-LA及压敏胶相互作用对TOL透过量的影响

3.3 揭去贴剂后TOL累积透过量突然增大原因的分析

第二节托特罗定贴剂大鼠体内药动学及M-OA促透作用体内外相关性研究

1 试剂、仪器与动物

2 方法与结果

2.1 TOL体内分析方法的建立

2.1.1 TOL的色谱条件

2.1.2 血浆样品的处理

2.1.3 方法专属性考察

2.1.4 标准曲线的绘制

2.1.5 回收率的测定

2.1.6 精密度的测定

2.2 TOL在大鼠体内药动学研究

2.2.1 尾静脉注射用溶液的制备

2.2.2 血浆样品的制备

2.2.3 尾静脉注射TOL的血药浓度及药动学参数

2.2.4 TOL贴剂给药后的血药浓度及药动学参数

2.2.5 TOL贴剂给药后稳态血药浓度的预测

2.3 促透作用的相关性分析

3 讨论

3.1 大鼠静脉注射药动学参数计算的意义

3.2 皮肤储库作用对TOL消除的影响

4 小结

参考文献

第五章油酸薄荷醇酯促透作用机理初步研究

1 试剂、仪器与材料

2 方法与结果

2.1 5%促进剂溶液的配制

2.2 离体猪皮肤的制备

2.3 扫描电镜用皮肤的制备

2.4 ATR-FTIR用角质层的制备

2.5 扫描电镜的观察结果

2.6 ATR-FTIR光谱研究结果

3 讨论

3.1 对照液溶液的选择

3.2 促进剂对皮肤表面形态的影响

3.3 ATR-FTIR应用于角质层测定的原理与优势

3.4 根据ATR-FTIR结果探讨M-OA的促进作用机制

4 小结

参考文献

全文结论

1 研究工作与成果

2 研究工作的创新点

3 研究工作的不足

缩略语表

致谢

作者简介

附:发表的文章

新型薄荷醇酯类衍生物经皮促透作用评价及其促透机理的初步研究

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