CN102018655A

CN102018655A - 一种透皮给药组合制剂

Info

Publication number: CN102018655A
Application number: CN2009100925529A
Authority: CN
Inventors: 高云华; 张锁慧; 徐百
Original assignee: Technical Institute of Physics and Chemistry of CAS
Current assignee: Suzhou Natong Biological Nanometer Technology Co., Ltd.
Priority date: 2009-09-17
Filing date: 2009-09-17
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2029-09-17
Also published as: CN102018655B

Abstract

本发明提供一种透皮给药组合制剂，该透皮给药组合制剂包括微针阵列和凝胶制剂，该凝胶制剂中含有左旋肉碱和/或其衍生物。本发明的透皮给药组合制剂实现了使大量左旋肉碱进入体内并能保持血液中相对平稳的左旋肉碱浓度，且延长了药物在组织中的分布时间，从而解决了左旋肉碱注射给药难于在组织中蓄积的问题。另一方面微针辅助左旋肉碱透皮给药途径避免了口服给药因肠道对左旋肉碱吸收的限速过程，因此其生物利用度明显高于口服给药。与其它透皮给药制剂相比，本发明中的左旋肉碱的经皮渗透量有显著提高。

Description

一种透皮给药组合制剂

技术领域

本发明涉及一种透皮给药组合制剂。

背景技术

左旋肉碱又称肉毒碱，维生素BT，化学名是L-β-羟基-γ-三甲胺丁酸，极易溶于水，是人类必需的营养物质，是一种与体内脂肪酸代谢有关的化合物。左旋肉碱作为载体以脂酰肉碱的形式将长链脂肪酸从线粒体膜外运送到膜内，起到促进脂肪酸代谢以供人体组织需要的功能。临床研究发现心血管系统疾病、糖尿病、肝病、肾病以及肌肉运动障碍患者，都伴有体内左旋肉碱缺乏现象。人体本身具有合成左旋肉碱的能力，但对于老人和婴儿来说，由于体内缺乏生成左旋肉碱所需要的酶，比较容易产生左旋肉碱缺乏症。随着科技的发展，医学家们对左旋肉碱及其衍生物的作用进行了进一步的研究，发现左旋肉碱的多种临床作用，如改善心肌缺血状况和心律失调、减少心肌梗塞引起的心损伤。另外，左旋肉碱还对脂肪肝、肾病、高血脂以及糖尿病引发的并发症等疾病均有很好的疗效。左旋肉碱衍生物也有重要的功能，能治疗心脑血管病、记忆力衰退、老年痴呆等疾病。左旋肉碱或其衍生物正引起人们极大的兴趣与关注。

目前，含左旋肉碱的药物制剂通常为适合口服给药的片剂、胶囊等剂型，然而由于口服给药时药物在胃肠道的降解和肝脏首过效应，导致药物的生物利用度降低，并且具有波动性，仅为3-15％。另外一种常见的剂型是适合于静脉注射给药的注射剂。静脉注射虽然有效，但是注射点容易造成皮肤局部损伤、出血，同时，药物代谢速度过快，导致达到药效时间短暂。因此不适合长期以及慢性疾病的治疗。因此，传统的经口服和静脉注射的给药方式均不是左旋肉碱或其衍生物最为理想的给药方式。

一种新型的给药途径是透皮给药。透皮给药技术可以使药物以相对恒定的速度通过皮肤，经毛细血管吸收进入体循环，起到全身以及局部治疗作用。但是，皮肤角质层作为人体的天然屏障，使得亲水性强的药物很难穿越皮肤进入体内。因此，为了克服人体皮肤对药物进入体内的障碍，增进药物渗透性，需要结合有效的经皮促渗技术。目前，常用的促渗技术有化学促渗剂、电致孔、离子导入、微针以及超声。如其中具有一定阵列的微针给药系统作用皮肤后，留下微小的亲水孔道，小分子的药物会以较高的渗透速率进入体内产生治疗作用，并且不会留下皮肤创伤。但是目前还没有适合于左旋肉碱的特别有效的透皮给药制剂。

发明内容

本发明的目的是克服目前的左旋肉碱药物制剂给药方式存在的缺点，提供一种适合于左旋肉碱和/或其衍生物透皮给药的透皮给药组合制剂，从而使大量左旋肉碱和/或其衍生物长时间缓慢和有效的释放到体内。

本发明的目的是应用微针辅助透皮给药的方式来增加左旋肉碱的生物利用度以及药物在各组织脏器中的含量，提供一种优于传统口服给药以及静脉注射给药方式的左旋肉碱组合制剂。

本发明提供了一种透皮给药组合制剂，其中，该透皮给药组合制剂包括微针阵列和凝胶制剂，该凝胶制剂中含有左旋肉碱和/或其衍生物。

根据本发明的一种实施方式，本发明的透皮给药组合制剂中，所述微针的截面形状是圆锥形或多面锥形，微针的高度在50-400微米之间，针尖直径在100纳米-10微米之间，微针最大截面的锥角是30-60度。

根据本发明的另一种实施方式，本发明的透皮给药组合制剂中，所述左旋肉碱和/或其衍生物的总含量是所述凝胶制剂总重量的0.1-55重量％。所述左旋肉碱衍生物选自左旋肉碱的药物可接受酰化物、左旋肉碱的药物可接受盐以及左旋肉碱的药物可接受酰化物的可接受盐等所组成的组中的至少一种。进一步优选的所述左旋肉碱衍生物选自乙酰左旋肉碱、丙酰左旋肉碱、左旋肉碱盐酸盐、左旋肉碱酒石酸盐、左旋肉碱富马酸盐、左旋肉碱乳清酸盐、左旋肉碱柠檬酸盐、左旋肉碱谷氨酸盐、左旋肉碱棕榈酸盐、左旋肉碱苹果酸盐、乙酰左旋肉碱盐酸盐、丙酰左旋肉碱盐酸盐、戊二酰左旋肉碱盐酸盐、富马酰左旋肉碱盐酸盐以及谷氨酰左旋肉碱盐酸盐等所组成的组中的至少一种。

根据本发明的另一种实施方式，本发明的透皮给药组合制剂中，所述凝胶制剂为皮肤外用软膏或皮肤外用贴片。当所述凝胶制剂为皮肤外用软膏时，该皮肤外用软膏包括凝胶基体和分散在该凝胶基体中的左旋肉碱和/或其衍生物，所述凝胶基体含有水、生物相容性高分子共聚物、保湿剂和防腐剂。其中，以该凝胶基体的总重量为基准，在该凝胶基体中所述生物相容性高分子共聚物的含量为0.01-10重量％，所述保湿剂的含量为0.01-10重量％，所述防腐剂的含量为0.01-5重量％，所述水的含量为75-99.97重量％。

当所述凝胶制剂为具有自身黏附性的皮肤外用贴片时，该皮肤外用贴片包括凝胶贴片基体和分散在该凝胶贴片基体中的左旋肉碱和/或其衍生物，所述凝胶贴片基体含有水、生物相容性高分子共聚物、黏附剂、保湿剂和防腐剂。其中，以该凝胶贴片基体的总重量为基准，在该凝胶贴片基体中所述生物相容性高分子共聚物的含量为0.5-30重量％，所述黏附剂的含量为0.01-15重量％，所述保湿剂的含量为0.01-10重量％，所述防腐剂的含量为0.01-5重量％，所述水的含量为40-99.47重量％。

本发明通过将左旋肉碱制成凝胶制剂，并将该凝胶制剂与微针阵列配合作用，从而获得本发明的透皮给药组合制剂。通过将该透皮给药组合制剂用于透皮给药，与静脉注射相比，微针阵列作用皮肤无痛感，不会留下感染点，在给药期间可以保持恒定有效的血药浓度，并且药物在各组织中持续作用时间较长，避免静脉注射起效时间短以及很难在组织中富集的缺点；与口服制剂相比，本发明使用的凝胶制剂由皮肤吸收，没有口服制剂的峰谷现象，并且避免了小肠对于左旋肉碱吸收的限速步骤，提高了药物的生物利用度。本发明提供的适合于透皮给药的左旋肉碱或其衍生物的药物剂型，为简单、方便和有效地治疗和/或预防一些长期性疾病和慢性疾病提供了可能。

另外，需要特别说明的是，常规的结合微针阵列的透皮给药药物，每天进入体内循环的药物总量一般低于几十毫克。然而本发明的发明人却发现，采用本发明的透皮药物组合制剂，只需6小时左旋肉碱和/或其衍生物的渗透量却能达到200mg/鼠，而且该左旋肉碱和/或其衍生物的生物利用度也可达到81.7％，由此可见，本发明利用透皮给药方式实现了使大量左旋肉碱进入体内并保持血液中相对平稳的左旋肉碱浓度，能够达到提高生物利用率和延长药效的目的。与其它透皮给药制剂相比，本发明中的左旋肉碱的透皮渗透量有显著提高、拓宽了适用于经皮给药的药物剂量范围且能够实现极为优异的药效，因此本发明的透皮给药组合制剂特别适合于左旋肉碱的透皮给药。

实施例的实验结果表明，本发明的透皮给药组合制剂具有较高的透皮渗透性。大鼠体内试验结果表明，在用药6小时内，左旋肉碱进入大鼠体内的药物量可达到200mg/鼠，而对于传统的透皮给药途径以及微针促渗的透皮给药途径都没有实现如此大量的透皮渗透量。与传统的给药方式比较而言，微针辅助左旋肉碱透皮给药途径提供了一种持续、相对稳定的血药浓度，延长了药物在组织中的分布时间，从而解决了左旋肉碱注射给药难于在组织中蓄积的问题。另一方面微针辅助左旋肉碱透皮给药途径避免了口服给药因肠道对左旋肉碱吸收的限速过程，因此其生物利用度明显高于口服给药。本发明通过多次给药的药效学实验来验证本发明的左旋肉碱凝胶制剂经微针辅助给药后具有降低血脂的功效。

附图说明

图1为微针最大横截面锥角示意图。

图2为微针阵列处理后的皮肤，左旋肉碱和/或其衍生物透皮渗透性的曲线图。

图3为大鼠注射、口服以及微针辅助左旋肉碱体内血药浓度随时间变化的曲线图。

图4为大鼠体内不同组织中药物浓度随时间变化的曲线图。

图5为大鼠体内甘油三酯降低量与凝胶制剂中左旋肉碱浓度关系的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种透皮给药组合制剂，该透皮给药组合制剂包括微针阵列和凝胶制剂，该凝胶制剂中含有左旋肉碱和/或其衍生物的。

优选情况下，所述凝胶制剂的pH值为5-7.5。在上述pH值范围内，所述凝胶制剂的储存稳定性好。所述凝胶制剂的pH值可以通过碱性物质，如NaOH、三乙醇胺中的一种来调节。

所述凝胶制剂中左旋肉碱和/或其衍生物的含量可以在较大范围内变化，但优选情况下，所述凝胶制剂中含有左旋肉碱和/或其衍生物的总含量为凝胶制剂总重量的0.1-55重量％，进一步优选为5-50重量％。当每克凝胶制剂中左旋肉碱总含量低于5重量％时，进入体内的药物浓度偏低，可以起到局部药效，很难达到应用于全身循环的治疗目的。当每克凝胶制剂中左旋肉碱总含量高于50重量％时，进入体内的药物量不会有明显的提高，同时，制剂中载药量过高会影响到制剂的外观形态。在上述优选的含量范围内，药物可以进入全身循环发挥药效，并且制剂的外观形态比较好。

所述左旋肉碱衍生物可以是左旋肉碱的药物可接受酰化物、左旋肉碱的药物可接受盐以及左旋肉碱的药物可接受酰化物的可接受盐中的一种或几种。优选情况下，所述左旋肉碱衍生物是乙酰左旋肉碱、丙酰左旋肉碱、左旋肉碱盐酸盐、左旋肉碱酒石酸盐、左旋肉碱富马酸盐、左旋肉碱乳清酸盐、左旋肉碱柠檬酸盐、左旋肉碱谷氨酸盐、左旋肉碱棕榈酸盐、左旋肉碱苹果酸盐、乙酰左旋肉碱盐酸盐、丙酰左旋肉碱盐酸盐、戊二酰左旋肉碱盐酸盐、富马酰左旋肉碱盐酸盐以及谷氨酰左旋肉碱盐酸盐中的一种或几种，这些左旋肉碱衍生物具有与左旋肉碱比较相似的物理化学性质和医疗功效。有研究报道，将左旋肉碱、乙酰左旋肉碱以及丙酰左旋肉碱结合使用，对于精子活动能力较弱类的男性不育症有比较好的疗效，因此对于本发明的制剂中的活性成份可以是一种或几种的混合物。

左旋肉碱或其衍生物的结构式如下所示：

本发明的透皮给药组合制剂中，上述左旋肉碱和/或其衍生物是所述凝胶制剂中的活性成分。除了上述活性成分外，所述凝胶制剂还含有其它用于辅助形成凝胶制剂的凝胶基体。所述凝胶基体为以水溶性高分子材料为主制备而成的水溶性凝胶基体，水溶性凝胶基体具有载药量大以及可塑性好的特点，不仅对主药无影响，而且对皮肤无刺激无过敏现象。本发明提供的凝胶制剂可以以各种透皮给药的制剂形式使用，对于不同的给药形式，凝胶制剂的基体可能不同。例如，当所述凝胶制剂为皮肤外用软膏时，所述凝胶基体含有水、生物相容性高分子共聚物、保湿剂和防腐剂。其中以该凝胶基体的总重量为基准，在该凝胶基体中所述生物相容性高分子共聚物的含量优选为0.01-10重量％，所述水的含量优选为75-99.97重量％。进一步优选情况下，以该凝胶基体的总重量为基准，在该凝胶基体中所述生物相容性高分子共聚物的含量为0.01-5重量％，所述水的含量为89-99.96重量％。

为了赋予该凝胶制剂优异的储存性，所述凝胶基体还含有防腐剂，以该凝胶基体的总重量为基准，在该凝胶基体中所述防腐剂的含量可以为0.01-5重量％，优选为0.01-1重量％。

为了赋予该凝胶制剂优异的外观形态和含水量，所述凝胶基体还含有保湿剂，以该凝胶基体的总重量为基准，在该凝胶基体中保湿剂的含量可以为0.01-10重量％，优选为0.01-5重量％。

当所述凝胶制剂为具有自身黏附性的皮肤外用贴片时，该皮肤外用贴片包括凝胶贴片基体和分散在该凝胶贴片基体中的左旋肉碱和/或其衍生物，所述凝胶贴片基体含有水、生物相容性高分子共聚物、黏附剂、保湿剂和防腐剂，其中以该凝胶基体的总重量为基准，在该凝胶贴片基体中所述生物相容性高分子共聚物的含量优选为0.5-30重量％，所述黏附剂的含量优选为0.01-15重量％，所述水的含量优选为40-99.47重量％。进一步优选情况下，以该凝胶贴片基体的总重量为基准，在该凝胶贴片基体中所述生物相容性高分子共聚物的含量为1-25重量％，所述黏附剂的含量为0.01-10重量％，所述水的含量为49-重量98.96％。

为了赋予该凝胶制剂优异的外观形态和含水量，所述凝胶贴片基体还含有保湿剂，以该凝胶贴片基体的总重量为基准，在该凝胶贴片基体中保湿剂的含量可以为0.01-10重量％，优选为0.01-5重量％。

为了赋予该凝胶制剂更好的赋形性以及保护皮肤抗菌的效果，降低其它成分对于药物的吸附作用，所述凝胶贴片基体还可以含有填充剂，以该凝胶贴片基体总重量为基准，在该凝胶贴片基体中所述填充剂的含量可以为0-15重量％，优选为0.01-10重量％。

为了赋予该凝胶制剂优异的储存性，所述凝胶贴片基体还含有防腐剂，以该凝胶贴片基体的总重量为基准，在该凝胶贴片基体中所述防腐剂的含量可以为0.01-5重量％，优选为0.01-1重量％。

当所述凝胶制剂为具有自身黏附性的皮肤外用贴片时，该皮肤外用贴片可以包括支撑体，也可以不包括支撑体。当该皮肤外用贴片包括支撑体时，所述凝胶制剂附着在支撑体的表面上。使用时，将凝胶制剂与皮肤接触即可。所述支撑体的材质可以是无纺布、聚醋酸乙酸酯、聚乙烯醇、醋酸纤维素、棉布和法兰绒中的一种或几种。所述支撑体的厚度一般为0.1-2毫米，凝胶制剂的厚度可以为0.2-5毫米，优选为0.5-3毫米，进一步优选为1-2毫米。

所述生物相容性高分子共聚物为在药典中允许使用的水溶性药物辅料中的一种或几种；优选为卡波姆、壳聚糖、甲基纤维素、羧甲基纤维素、羧乙基纤维素、羧丙基纤维素、甲壳素、葡聚糖及其衍生物、β-环糊精、聚左旋乳酸、黄原胶、明胶、聚乙烯醇、聚酰胺酯中的一种或几种，所述生物相容性高分子共聚物的重均分子量优选为0.5×10⁴-5×10⁶，进一步优选为1×10⁴-1×10⁶，更进一步优选为5×10⁴-5×10⁵。

所述黏附剂可以为各种具有粘合功能的试剂，例如，可以为聚维酮、羧甲基纤维素钠、羧乙基纤维素钠、甲基纤维素钠、乙基纤维素钠、羟甲基纤维素钠、羟乙基纤维素钠、羧丙基甲基纤维素钠、黄原胶、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚异丁烯、和聚丙烯酸中的一种或几种，优选为聚维酮和/或羧甲基纤维素钠。所述聚维酮的重均分子量优选为1×10⁴-1×10⁶。

所述填充剂可以为各种不与主药发生反应，对药物释放及透皮吸收无影响的填料，例如可以为高岭土、氧化锌、碳酸钙中的一种或几种。优选情况下，所述填充剂的粒子直径为1-100微米。在上述优选条件下，粒子直径1-50微米。

所述保湿剂为可以为各种具有保湿功能的试剂，例如，可以为甘油、丙二醇、丁二醇、二棕榈酰羟脯氨酸、聚乙二醇、透明质酸中的一种或几种。所述聚乙二醇的重均分子量优选为1×10²-5×10⁴，进一步优选为2×10²-2×10⁴，更进一步优选为5×10²-5×10³。

所述防腐剂可以为各种能够用于药品防腐的试剂，例如，可以为EDTA二钠、EDTA二钾、山梨醇、木糖醇、尼泊金甲酯钠盐、尼泊金乙酯钠盐、尼泊金丙酯钠盐、尼泊金甲酯钾盐、尼泊金乙酯钾盐、尼泊金丙酯钾盐中的一种或几种。

本发明提供的上述凝胶制剂的制备方法简单，只要能得到凝胶体即可，可以先将凝胶基体的各种成分混合制备成凝胶基体，然后再将凝胶基体与活性成分混合均匀；也可以直接将凝胶基体的各种成分与活性成分混合均匀制备成凝胶制剂。

本发明将上述凝胶制剂与微针阵列配合作用，从而获得本发明的透皮给药组合制剂。在应用本发明的透皮给药组合制剂时，使用微针阵列作用于皮肤，在皮肤上同时产生微孔，微孔深度一般为80-100微米，在不会产生痛觉的前提下，实现皮肤表皮致孔。将所述凝胶制剂应用于上述微针致孔区，该凝胶制剂中的左旋肉碱或其衍生物将沿着小孔的水化孔道通过皮肤，进入体循环。

所述微针可以是现有技术中的各种微针，其截面形状是圆锥形或者多面锥形，微针高度可以在50-400微米之间，针尖直径可以在100纳米-10微米之间，微针最大截面的锥角为30-60度。所述微针最大截面的锥角是指沿所述微针的轴向截面的夹角，如图1所示的θ角。所述微针的材质可以是各种材质，例如可以是不锈钢微针、金属微针、玻璃微针、硅针或者与高分子材料一体成型的可降解微针。所述硅针可以购自苏州纳生微电子有限公司，所述不锈钢微针、金属微针、玻璃微针或者与高分子材料一体成型的可降解微针分别可以按照相应文献(见实施例部分)中公开的方法制备得到。

使用本发明的透皮给药组合制剂给药期间，大量左旋肉碱和或/其衍生物以较高且相对恒定的渗透速率通过皮肤致孔区进入体内，进而通过体循环分布到各组织中，达到相对稳定的血药浓度以及发挥局部药效的特点。

另外，需要特别说明的是，常规的结合微针阵列的透皮给药药物，每天进入体内循环的药物一般低于几十毫克。然而本发明的发明人却发现，采用本发明的透皮药物组合制剂，只需6小时左旋肉碱/或其衍生物的渗透量却能达到200mg/鼠，而且该左旋肉碱和/或其衍生物的生物利用度也可达到81.7％，由此可见，本发明利用透皮给药方式实现了提高左旋肉碱生物利用度和延长药效的目的。与其它常规的透皮给药药物相比，本发明中的左旋肉碱的透皮渗透量有显著提高，拓宽了适合于经皮给药的药物的剂量范围且能够实现极为优异的药效，因此本发明的透皮给药组合制剂特别适合于左旋肉碱的透皮给药。

本发明的透皮给药组合制剂可以用于治疗原发性或继发性左旋肉碱缺乏症导致的心肌病以及心脏病所导致的慢性心衰；也可以用于降低血脂、提高人体运动能力和减肥等作用；还可以用于治疗肾透析肉碱缺乏症，改善贫血、低血压、乏力、心律失常及心绞痛。

下面通过实施例来说明本发明中的含有左旋肉碱和/或其衍生物的凝胶制剂及其制备方法，和透皮给药组合制剂的使用方法。

实施例1-13用于说明本发明透皮给药组合制剂中含有左旋肉碱和/或其衍生物的凝胶制剂及其制备方法，其中实施例1-9和13制备的是皮肤外用软膏，实施例10-12制备的是皮肤外用贴片。

实施例1

称取0.025g的卡波姆980，加入4.86g的超纯水中，静置4h至分散均匀后，加入少量三乙醇胺调节pH值至6-8之间，加入0.1g的甘油、0.01g的尼泊金甲酯，涡旋振荡20s，得到水凝胶基体。称取6.25g左旋肉碱加入到5g水凝胶基体中，超声混匀后，得到作为皮肤外用软膏的水凝胶制剂，放置4℃冰箱中备用。其中以水凝胶基体(卡波姆980、甘油、尼泊金甲酯和水)的总重量为基准，水凝胶基体中卡波姆980的含量为0.5重量％，甘油的含量为2重量％，尼泊金甲酯的含量为0.2重量％，余量为超纯水。

实施例2-4

按照实施例1的方法制备凝胶制剂，不同的是，5g水凝胶基体中加入左旋肉碱的量分别为900mg、2200mg和6250mg，得到凝胶制剂中左旋肉碱含量分别为15重量％、30重量％和55重量％的凝胶制剂。

实施例5

称取1g的卡波姆971、2g的左旋肉碱、1g乙酰左旋肉碱以及1g丙酰左旋肉碱、1g的丙二醇、0.48g的尼泊金乙酯钠盐、0.02g的EDTA二钠，加入到7.5g的超纯水中，静置4h至分散均匀后，加入三乙醇胺调节pH值至6-8之间。超声20s，室温搅拌，得到可塑性的作为皮肤外用软膏的水凝胶制剂，放置4℃冰箱中备用。其中，以水凝胶基体(卡波姆971、丙二醇、尼泊金乙酯钠盐、EDTA二钠和超纯水)的总重量为基准，水凝胶基体中超纯水的含量为75重量％，卡波姆971的含量为10重量％，丙二醇的含量为10重量％，尼泊金乙酯钠盐的含量为4.8重量％，EDTA二钠的含量为0.2重量％。

实施例6

称取0.24g的壳聚糖，加入5g的2重量％的醋酸水溶液(经过0.22μm微孔滤膜过滤除菌)，室温搅拌，分散均匀后，慢慢加入浓度为0.5M的NaOH调节pH值至6-8之间。加入0.1g甘油、0.01g尼泊金甲酯、0.003g透明质酸，涡旋振荡20s后，加入5ml浓度为40mg/ml的乙酰左旋肉碱水溶液，室温搅拌均匀后，得到作为皮肤外用软膏的凝胶制剂，放置4℃冰箱中备用。其中乙酰左旋肉碱含量为19.3mg/g凝胶，以凝胶基体(水、壳聚糖、醋酸、甘油、尼泊金甲酯和透明质酸)的总重量为基准，凝胶基体中壳聚糖的含量为2.3重量％，甘油含量为0.97重量％，醋酸的含量为0.97重量％，尼泊金甲酯的含量为0.1％，透明质酸含量为0.03重量％余量为水。

实施例7

称取0.01g的卡波姆940，加入99.97ml浓度为100mg/ml的左旋肉碱酒石酸盐的水溶液，静置4h至分散均匀后，加入少许1M的NaOH调节pH值至6-8之间，涡旋振荡20s。加入0.01g的透明质酸、0.01g的尼泊金丙酯钠盐、室温搅拌，混匀后，得到作为皮肤外用软膏的水凝胶制剂，放置4℃冰箱中备用。其中左旋肉碱酒石酸盐的含量为100mg/g凝胶，以凝胶基体(水、卡波姆940、透明质酸和尼泊金丙酯钠盐)的总重量为基准，凝胶基体中卡波姆940的含量为0.01重量％，尼泊金丙酯钠盐的含量为0.01重量％，透明质酸含量为0.01重量％，余量为水。

实施例8

将0.2g甲基纤维素分散于20ml超纯热水中(80℃)。置于冰箱中冷藏过夜以形成溶液。将0.08g的卡波姆934分散于20ml超纯水中，加入1M的NaOH溶液调节pH值至6.0-8.0。将0.003g的EDTA-二钠、0.003g的透明质酸溶解于5ml含有1g左旋肉碱富马酸盐的水溶液中。将甲基纤维素水溶液、卡波姆934水凝胶和含有EDTA-二钠、透明质酸和左旋肉碱富马酸盐的水溶液进行混合，室温搅拌，涡旋振荡1min，得到作为皮肤外用软膏的凝胶制剂，放置4℃冰箱中备用。其中左旋肉碱富马酸盐的含量为22mg/g凝胶，以凝胶基体(水、甲基纤维素、卡波姆934、EDTA二钠和透明质酸)的总重量为基准，凝胶基体中甲基纤维素的含量为0.4重量％，卡波姆934的含量为0.2重量％，EDTA二钠的含量为0.006重量％，透明质酸浓度为0.006重量％，余量为超纯水。

实施例9

称取0.05g的卡波姆980，溶解于10ml的超纯水中，加入少许0.5M的NaOH，以减少卡波姆980溶胀时间，充分溶胀后再加入0.5M的NaOH以调节pH至6-8之间。加入10mg乙酰左旋肉碱盐酸盐，0.002g尼泊金乙酯，超声助溶后，得到作为皮肤外用软膏的凝胶制剂，放置4℃冰箱中备用。其中乙酰左旋肉碱盐酸盐含量为1mg/g凝胶，以凝胶基体(水、卡波姆980和尼泊金乙酯)的总重量为基准，凝胶基体中卡波姆980的含量为0.50重量％，尼泊金乙酯的含量为0.02重量％，余量为超纯水。

实施例10

将3g卡波姆971，1.25g尼泊金甲酯钠盐分散于10ml超纯水中，加入三乙醇胺调节pH值至6，制成卡波姆971水凝胶。室温搅拌。将12g明胶，1.25g尼泊金甲酯与7.5g聚乙烯吡咯烷酮K-30(重均分子量为50000)加入到10ml的超纯水中，并且在60℃条件下混合均匀，制成复合明胶溶液；将上述30.75g复合明胶溶液与上述14.25g卡波姆971水凝胶混合均匀后，加入5g甘油，制成凝胶贴片基体，然后加入18g左旋肉碱，混合均匀后，涂布于无纺布上，即得皮肤外用贴片制剂。其中，以凝胶贴片基体(水、卡波姆971、尼泊金甲酯、明胶、聚乙烯吡咯烷酮K-30和甘油)的总重量为基准，凝胶贴片基体中所述卡波姆971的含量为6重量％，尼泊金甲酯的含量为5重量％，明胶的含量为24重量％，聚乙烯吡咯烷酮K-30的含量为15重量％，甘油的含量为10重量％，余量为超纯水。

实施例11

将0.2g卡波姆980，0.005g尼泊金甲酯分散于50ml超纯水中，加入三乙醇胺调节pH值至6，制成卡波姆980水凝胶。室温搅拌。将0.3g明胶，0.005g尼泊金甲酯与0.01g聚乙烯吡咯烷酮K-30(重均分子量为50000)加入到49.47ml的超纯水中，并且在60℃条件下混合均匀，制成复合明胶溶液；将上述49.785g复合明胶溶液与上述50.205g卡波姆980水凝胶混合均匀后，加入0.01g甘油，制成凝胶贴片基体，然后加入15g左旋肉碱，混合均匀后，涂布于无纺布上，即得皮肤外用贴片制剂。其中，以凝胶贴片基体(水、卡波姆980、尼泊金甲酯、明胶、聚乙烯吡咯烷酮K-30和甘油)的总重量为基准，凝胶贴片基体中所述卡波姆980的含量为0.2重量％，尼泊金甲酯的含量为0.01重量％，明胶的含量为0.3重量％，聚乙烯吡咯烷酮K-30的含量为0.01重量％，甘油的含量为0.01重量％，余量为超纯水。

实施例12

将1.5g明胶、1.2g聚乙烯醇(重均分子量为1×10⁵)加入到20ml含有0.045g尼泊金甲酯的水溶液中，在60℃条件下混合均匀，制成复合明胶溶液。将1.2g聚丙烯酸钠(重均分子量为1×10⁷)、3g高岭土(粒子直径小于等于10微米，主要成份SiO₂含量为53.7％，Al₂O₃的含量为44.97％)混合后加入到2.1g甘油中搅拌，然后加入上述复合明胶溶液，60℃条件下搅拌制成凝胶贴片基体，然后加入1g的左旋肉碱搅拌均匀，涂布于无纺布上，即得皮肤外用贴片制剂。其中以凝胶贴片基体(明胶、聚乙烯醇、尼泊金甲酯、高岭土、聚丙烯酸钠和甘油)的总重量为基准，凝胶贴片基体中明胶的含量为5重量％，聚乙烯醇的含量为4重量％，尼泊金甲酯的含量为0.15重量％，聚丙烯酸钠的含量为4重量％，甘油的含量为7重量％，高岭土的含量为10重量％，余量为水。

实施例13

3g左旋肉碱加入到97g实施例1制得的水凝胶基体中，得到左旋肉碱浓度为3重量％的凝胶制剂。

对比例1

将3g大分子蛋白BSA(重均分子量为68000)加入到97g实施例1制得的水凝胶基体中，得到大分子蛋白BSA浓度为3重量％的凝胶制剂。

性能测试

(1)透皮渗透性试验：分别使用不锈钢微针阵列(微针阵列的规格为每平方厘米含有484根微针，微针高度为300μm，针尖直径为1μm，微针最大横截面的锥角θ是45度，相邻针尖的距离为800μm，按照文献中W.Martanto，S.P.Davis，N.R.Holiday，J.Wang，H.S.Gill，and M.R.Prausnitz，Transdermal Delivery of Insulin Using Microneedles in Vivo，Pharmaceutical Research，21(2004)947-952中的方法制备)、与硅片一体成型的实心硅针阵列(微针阵列的规格为每平方厘米含有484根微针，微针高度为150μm，针尖直径为1μm，微针最大横截面的锥角θ是45度，相邻针尖的距离为800μm，苏州纳生微电子有限公司出品)和与高分子材料一体成型的可降解微针阵列(微针阵列的规格为每平方厘米含有484根微针，微针高度为400μm，针尖直径为1μm，微针最大横截面的锥角θ是45度，相邻针尖的距离为800μm，按照文献J.H.Parka，M.G.Allenb，M.R.Prausnitz Biodegradable polymer microneedles：Fabrication，mechanics and transdermal drug delivery，Journal of Controlled Release 104(2005)51-66中介绍的方法制备)三种材质的微针分别作用于面积为0.66cm²的皮肤30s后，分别将300mg的上述实施例5-9以及13制得的水凝胶制剂(皮肤局部制剂)涂覆于微针作用部位，或将实施例10-12的皮肤外用贴片固定于微针作用部位；应用经典的Franz的直立夹套式扩散池，扩散池的规格为：扩散面积为0.66cm²，接受液体积为2.5ml，通过计算8小时内药物的累积渗透量(单位为mg/cm²)来评价了左旋肉碱和/或其衍生物的体外透皮渗透性(高效液相的方法测定左旋肉碱和/或其衍生物浓度)。实验所用皮肤材料是应用植皮刀从猪耳朵上植取厚度为800μm的皮肤。

左旋肉碱和/或其衍生物透皮8小时的累积渗透量的结果如表1所示，其中实施例5的左旋肉碱和其衍生物体外透皮渗透性曲线还如图2所示。

表1

从表1和图2的结果可以得出这样的结论：使用本发明的透皮给药组合制剂，在微针阵列辅助的条件下，左旋肉碱和/或其衍生物的透皮渗透性非常高，并且三种材质的微针都可以达到促进左旋肉碱和/或其衍生物透皮渗透性的作用。

通过实施例13与对比例1比较可以看出，在相同给药浓度和同样的微针作用的情况下，微针辅助左旋肉碱凝胶制剂的渗透量远远高于常规模型药物大分子蛋白BSA凝胶制剂的渗透量。

(2)体内药代动力学实验：选择体重为250±20g的健康的雄性SD大鼠为实验对象。实验前大鼠适应一周，所有大鼠在实验前一天禁食不禁水。将大鼠分为3组，第一组以及第二组中每组包括三只大鼠。第三组中共包括二十三只大鼠，其中三只用来测试血液中药物浓度，另外二十只用来测试组织中药物含量。第一组为静脉注射组，给药剂量为200mg/鼠，注射液是浓度为200mg/ml的左旋肉碱水溶液。第二组为口服给药组，给药剂量为200mg/鼠，口服剂是200mg/ml的左旋肉碱水溶液。第三组为微针辅助透皮给药组，给药剂量为750mg/鼠。第一组大鼠采用尾静脉注射给药方式，分别在0min，3min，6min，10min，20min，30min，1h，2h，4h，8h和12h采集血液测试药物浓度；第二组大鼠采用灌胃口服给药方式，分别在0min，30min，1h，2h，4h，6h和8h采集血液测试药物浓度；第三组微针辅助透皮给药组：选用硅针阵列(微针阵列的规格为每平方厘米含有484根微针，微针高度为150μm，针尖直径为1微米，微针最大横截面的锥角θ是45度，相邻针尖的距离为800μm，苏州纳生微电子有限公司出品)作用于第三组大鼠皮肤30s，皮肤作用面积2cm²，将实施例1的水凝胶制剂制成水凝胶贴片固定于微针作用部位，6个小时后移走贴片，并且测定贴片剩余药物含量。血液样品采集时间分别是将贴片固定后0h、0.6h、1h、2h、4h、6h、7h、8h、12h时间点，取血清测试左旋肉碱的血药浓度。静脉注射组、口服给药组以及微针透皮给药组血药浓度曲线如图3所示。

结果表明，微针辅助左旋肉碱实际进入体内的药物量为200mg/鼠(通过测试体内试验结束后，贴片上的剩余左旋肉碱的含量测定，来计算实际进入体内的药物量。结果表明微针辅助左旋肉碱实际进入体内的药物量为200mg/鼠)，远远高于常规透皮给药的药物渗透量。

另外，对第三组的大鼠进行组织样品采集，采集时间分别是0h、3h、6h、9h、12h。大鼠的组织样品包括心脏、肾脏、肝脏以及胸肌。组织中药物含量随时间变化曲线如图4。

其中血液以及组织中左旋肉碱浓度测试采用经典的酶法试剂盒，试剂盒购自(BIOTENSEC法国)，Cat.No.066。表2归纳了口服给药以及微针透皮给药组药代动力学参数。

表2

	C_max	T_max	AUC_0-∞(mg.h.mL^-1)	F_ab
					口服	54μg/ml	2h	0.269	8.40％
微针透皮	462μg/ml	4h	2.573	81.70％

C_max为最高血药浓度；T_max为达到最高血药浓度所对应的时间；

AUC_0-∞(mg.h.L^-1表示血药浓度-时间曲线下面积；F_ab表示绝对生物利用度。

图3、图4和表2所示的体内药代动力学试验结果表明，静脉注射给药后，左旋肉碱的血药浓度降低非常快，3min的血药浓度为3.9mg/ml，2h的血药浓度仅为271μg/ml。口服给药后，血药浓度(C)处于相对低的范围，达到最高血药浓度(C_max)的时间为2h，C_max 54μg/ml，绝对生物利用度仅为8.40％。微针透皮后，血药浓度保持在相对较高的范围，并且在2h到6h期间血药浓度相对稳定，C_2h＝337μg/ml～C_6h＝442μg/ml。生物利用度达到81.70％。给药结束后，左旋肉碱很快从血液中代谢，但在组织中仍有存留。因此，使用本发明的透皮药物组合制剂，在微针辅助的条件下，使左旋肉碱可以大量进入体内循环，并在较长时间内维持血液浓度相对稳定。与口服给药相比，大大提高了左旋肉碱的生物利用度，由于起效时间长，在组织中有较大量的蓄积。这也解决了注射给药后，药物很难在组织中蓄积的弊端。

(3)体内药效学实验：选择体重为170±20g的健康的雄性SD大鼠为实验对象。通过外源性高脂饲料喂养8周后，检测到大鼠的甘油三脂的含量比饲养前高出8到10倍，并且体重增至饲养前的2到2.5倍。与硅片一体成型的实心微针阵列(微针阵列的规格为每平方厘米含有484根微针，微针高度为150μm，针尖直径为1μm，微针最大横截面的锥角θ是45度，相邻针尖的距离为800μm，苏州纳生微电子有限公司出品)作用皮肤30s，皮肤作用面积2cm²，将实施例2-4的水凝胶制剂以及实施例1的水凝胶基体(即不含左旋肉碱)分别给药到上述施针部位，实施例1中不含药物的水凝胶基体和实施例2-4中含药物的水凝胶制剂中药物含量依次为0重量％(零剂量)、15重量％(低剂量)、30重量％(中剂量)和55重量％(高剂量)。施针部位上含有的药物水凝胶总重量为1.2克，连续给药20次后，取血样分析甘油三酯的含量变化，结果绘于图5中。从图5可以看出，使用本发明的透皮给药组合制剂后，甘油三酯的降低量均高于对照组。

Claims

1.一种透皮给药组合制剂，其特征是：该透皮给药组合制剂包括微针阵列和凝胶制剂，该凝胶制剂中含有左旋肉碱和/或其衍生物。

2.根据权利要求1所述的透皮给药组合制剂，其中，所述微针的截面形状是圆锥形或多面锥形，微针的高度在50-400微米之间，针尖直径在100纳米-10微米之间，微针最大截面的锥角是30-60度。

3.根据权利要求1所述的透皮给药组合制剂，其中，所述左旋肉碱和/或其衍生物的总含量是所述凝胶制剂总重量的0.1-55重量％。

4.根据权利要求1或3所述的透皮给药组合制剂，其中，所述左旋肉碱衍生物选自左旋肉碱的药物可接受酰化物、左旋肉碱的药物可接受盐以及左旋肉碱的药物可接受酰化物的可接受盐所组成的组中的至少一种。

5.根据权利要求1或3所述的透皮给药组合制剂，其中，所述左旋肉碱衍生物选自乙酰左旋肉碱、丙酰左旋肉碱、左旋肉碱盐酸盐、左旋肉碱酒石酸盐、左旋肉碱富马酸盐、左旋肉碱乳清酸盐、左旋肉碱柠檬酸盐、左旋肉碱谷氨酸盐、左旋肉碱棕榈酸盐、左旋肉碱苹果酸盐、乙酰左旋肉碱盐酸盐、丙酰左旋肉碱盐酸盐、戊二酰左旋肉碱盐酸盐、富马酰左旋肉碱盐酸盐以及谷氨酰左旋肉碱盐酸盐所组成的组中的至少一种。

6.根据权利要求1或3所述的透皮给药组合制剂，其中，所述凝胶制剂为皮肤外用软膏或皮肤外用贴片。

7.根据权利要求6所述的透皮给药组合制剂，其中，所述凝胶制剂为皮肤外用软膏，该皮肤外用软膏包括凝胶基体和分散在该凝胶基体中的左旋肉碱和/或其衍生物，所述凝胶基体含有水、生物相容性高分子共聚物、保湿剂和防腐剂。

8.根据权利要求7所述的透皮给药组合制剂，其中，以所述凝胶基体的总重量为基准，在该凝胶基体中所述生物相容性高分子共聚物的含量为0.01-10重量％，所述保湿剂的含量为0.01-10重量％，所述防腐剂的含量为0.01-5重量％，所述水的含量为75-99.97重量％。

9.根据权利要求6所述的透皮给药组合制剂，其中，所述凝胶制剂为具有自身黏附性的皮肤外用贴片，该皮肤外用贴片包括凝胶贴片基体和分散在该凝胶贴片基体中的左旋肉碱和/或其衍生物，所述凝胶贴片基体含有水、生物相容性高分子共聚物、黏附剂、保湿剂和防腐剂。

10.根据权利要求9所述的透皮给药组合制剂，其中，以所述凝胶贴片基体的总重量为基准，在该凝胶贴片基体中所述生物相容性高分子共聚物的含量为0.5-30重量％，所述黏附剂的含量为0.01-15重量％，所述保湿剂的含量为0.01-10重量％，所述防腐剂的含量为0.01-5重量％，所述水的含量为40-99.47重量％。