CN102085174B

CN102085174B - 一种具有镇痛抗炎作用的苯甲酰乌头原碱透皮凝胶剂

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Publication number: CN102085174B
Application number: CN200910220428.6A
Authority: CN
Inventors: 汪晴; 孙玉明; 张晴
Original assignee: Dalian University of Technology
Current assignee: Dalian University of Technology
Priority date: 2009-12-03
Filing date: 2009-12-03
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2029-12-03
Also published as: CN102085174A

Abstract

一种具有镇痛抗炎作用的苯甲酰乌头原碱透皮凝胶剂，该凝胶剂包括0.1～10％苯甲酰基乌头原碱、2～30％透皮促渗剂、60～95％溶剂、1～20％凝胶基质；将苯甲酰基乌头原碱、透皮促渗剂、溶剂溶解在凝胶基质中，制成凝胶剂；本发明的苯甲酰基乌头原碱不仅保留了乌头碱的镇痛抗炎生理活性，且毒性显著降低，经皮给药可以使药物直达病灶，同时安全性进一步提高；苯甲酰基乌头原碱与乌头碱的经皮渗透行为基本一致，可以直接渗透进入皮肤快速起效；以苯甲酰基乌头原碱制备凝胶剂的动物药效试验表明其镇痛抗炎的药理作用明显确切。

Description

一种具有镇痛抗炎作用的苯甲酰乌头原碱透皮凝胶剂

技术领域

本发明属于医药领域，具体涉及一种具有镇痛抗炎作用的苯甲酰乌头原碱透皮凝胶剂。

背景技术

乌头是重要的中药材，传统上外用制剂以生乌头(川乌、草乌等)入药，而内服则是以乌头的炮制品(附子等)入药，主要是因为人们认为生乌头镇痛效果强毒性大，制乌头生理活性小但毒性低。所以生乌头适合于外用而制乌头适合于内服。生乌头中含有各类双酯型生物碱，包括乌头碱、中乌头碱和次乌头碱等成分(见图1)，这些成分均具有不同程度的生理活

图1主要乌头生物碱结构式

(AC：乌头碱，MA：中乌头碱，HA：次乌头碱，BAC：苯甲酰基乌头原碱，BMA：苯甲酰基中乌头碱，BHA：苯甲酰基次乌头碱。)

性，乌头碱具有镇痛、抗炎、强心、减慢心率和提高心肌收缩、增强免疫力和麻醉等多种生理活性。尽管乌头碱有这样多的生理作用，但是由于其毒性作用很强，人致死剂量仅为4mg左右，因此生乌头入药给人们带来了很大的安全性担忧，使其应用受到极大限制，因此我国对于含有生乌头等毒性药材新药和改剂型研究十分慎重。由于皮肤给药安全性较高，尤其对于毒性比较大的药物采用外用给药会明显改善人们对其安全性方面的担忧，自古以来，与口服给药采用乌头的炮制品不同，中药传统外用制剂中均采用生乌头给药的方式。近年来关于乌头的化学成分的研究越来越深入，采用乌头提取物和其单体生物碱进行皮肤给药的方法越来越受到人们的关注，采用乌头类生物碱经皮给药治疗疼痛和炎症的专利已被授权(专利号：CN100409847C)。

长期以来，人们对乌头生物碱的药理和毒理进行了大量系统研究，以期在提高安全性的前提下增加疗效，现代药理学研究证明，乌头碱具有镇痛、麻醉、消炎、降压等作用^[1]([1]杜贵友，方文贤主编.有毒中药现代化研究与合理应用.人民卫生出版社，2003：556～567)，但毒性强，其致死量为2～5mg，从染毒至死亡只需8min-4 h^[2]([2]陈冀胜，郑硕主编.中国有毒植物.北京：科学出版社，1987：465-49)。乌头碱的小鼠灌胃、皮下注射、腹腔注射和静脉注射的LD50分别为1.8mg/kg、0.27～0.38mg/kg、0.3～0.38mg/kg和0.12～0.27mg/kg；中乌头碱的小鼠灌胃、皮下注射、腹腔注射和静脉注射的LD50分别为1.9mg/kg/、0.2～0.26mg/kg、0.21～0.30mg/kg和0.1～0.13mg/kg；次乌头碱分别为5.8mg/kg、1.19mg/kg、1.10mg/kg和0.47mg/kg，三种双酯型生物碱是乌头属中药中毒性最强的成分，当其水解掉一个酯键，变成单酯型生物碱时，毒性降低，当两个酯键均水解掉，变成胺醇型生物碱时，毒性很小^[3]-[6]([3]周远鹏，江京莉.附子的研究一VI.附子中乌头碱及其有关化合物的药理作用.中药药理与临床，1992，8(5)：45-49。[4]秦永刚，张美荣，张建平，等.不同蒸煮时间对附子强心作用及心脏毒性的影响.医学信息，2002，15(10)：618。[5]吴荣祖.附子减毒与增效一中药附子传统加工工艺创新研究.药品评价，2005，2(5)：380-382。[6]傅梅红，章春宜，毛淑杰.炮制对关白附中有毒成分次乌头碱含量影响研究.中国中药杂志，1997，22(5)：280-282)。还有研究指出乌头煎煮后口服给药镇痛抗炎活性增加^[7]([7]张宏，彭成.附子、川乌、草乌叶时间、剂与药效的相关研究.成都中医药大学博士论文，2005年)。

目前采用乌头碱彻底水解形成的乌头胺在医药方面的应用已经申请专利并授权(专利号：ZL200510020579.9)。采用中乌头碱及水解产物的药物组合及其制剂专利也申报专利(公开号：CN101031298A)。一些对乌头碱进行水解制备单酯型乌头碱的专利已申请专利(公开号：CN101434577A和CN101423495A)。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有镇痛抗炎作用的苯甲酰乌头原碱透皮凝胶剂。采用苯甲酰基乌头原碱替代乌头碱通过皮肤给药，在提高安全性的前提下增加镇痛抗炎作用，采用凝胶剂形式通过皮肤进行给药，更利于苯甲酰基乌头原碱的快速释放，迅速缓解或减轻疼痛症状。

本发明提供了一种具有镇痛抗炎作用的苯甲酰乌头原碱透皮凝胶剂，该凝胶剂包括苯甲酰基乌头原碱、透皮促渗剂、溶剂、凝胶基质；其重量百分比为苯甲酰基乌头原碱0.1～10％、透皮促渗剂2～30％、溶剂60～95％、凝胶基质1～20％。

本发明提供的苯甲酰乌头原碱透皮凝胶剂的处方优选为：

a)苯甲酰基乌头原碱10％重量

油酸10％重量

乙醇5％重量

水(pH5.5)70％重量

羧甲基纤维素钠5％重量

b)苯甲酰基乌头原碱1％重量

薄荷醇20％重量

PEG400 20％重量

水(pH4.5)39％重量

羟丙甲基纤维素20％重量

c)苯甲酰基乌头原碱0.5％重量

氮酮2％重量

甘油10％重量

乙醇10％重量

水(pH6.5)75.5％重量

卡波姆2％重量

d)苯甲酰基乌头原碱0.1％重量

冰片10％重量

甘油10％重量

乙醇3.9％重量

水(pH6.5)75％重量

卡波姆1％重量。

本发明提供的苯甲酰乌头原碱透皮凝胶剂，所述透皮促渗剂为高级脂肪酸(油酸、丁酸、月桂酸、亚油酸)、C₁₄～C₁₈的高级脂肪醇、薄荷酮、薄荷醇、氮酮、冰片、樟脑中至少一种；溶剂为乙醇、丙二醇、甘油、PEG400、水(用盐酸调pH值为4.5～6.5)中至少一种；凝胶基质为卡波姆(carbomer)、海藻酸钠、明胶、聚乙烯醇、纤维素衍生物(甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素)、胶体硅中至少一种。

苯甲酰基乌头原碱的制备如下：取适量的乌头碱原料药，将其溶解在微量甲醇中，加入纯净水，油浴煮沸2～3h，经过一次水解后旋转蒸发，得到苯甲酰基乌头原碱粉末。苯甲酰基乌头原碱纯度大于90％。

本发明还提供了苯甲酰基乌头原碱透皮凝胶剂的制备方法如下：将苯甲酰基乌头原碱溶解在适宜的凝胶基质中，制备成苯甲酰基乌头原碱凝胶。由于采用的各种制剂的基质组成不同，所以对于不同的剂型和相同剂型不同的基质需要采用不同的复配技术，鉴于苯甲酰基乌头原碱在醇和偏酸性水中溶解性比较好，因此制备溶解型制剂可采用乙醇、丙二醇、PEG400等和采用显酸性水作为溶剂，优选采用纤维素衍生物或显酸性的基质(如聚丙烯酸、卡波姆等)作为凝胶基质载体。

本发明的苯甲酰乌头原碱透皮凝胶剂具有镇痛抗炎作用。

本发明在已有研究的基础上，采用苯甲酰基乌头原碱凝胶透皮给药，旨在解决乌头碱毒性强，在外用制剂中应用受到限制的问题。采用对乌头碱部分水解产生单酯型乌头碱一苯甲酰基乌头原碱，保持乌头碱原有的镇痛抗炎生理活性和良好的经皮渗透性能，同时降低毒性。因此，苯甲酰基乌头原碱通过皮肤给药，不仅经皮渗透性好，镇痛抗炎活性强，而且比较安全可靠，能使其镇痛抗炎活性得到充分发挥。

经皮给药之所以能够产生疗效，主要是药效成分穿透角质层和活性表皮进入循环系统或者深层组织中发挥疗效，药物分子进入皮肤不仅和药物分子量、而且与药物分子的油水分配系数logP有关，本研究发现乌头碱logP在1左右，而苯甲酰基乌头碱是-1左右，乌头胺极性更强，尽管从分子量上看乌头碱＞苯甲酰乌头碱＞乌头胺，但是极性次序恰好相反，因此从增加透皮渗透速率和降低毒性等多方面考虑，苯甲酰乌头碱是一种比较理想的外用镇痛抗炎活性成分，动物体外经皮渗透实验结果表明，苯甲酰基乌头原碱的经皮渗透速率等同甚至高于乌头碱。小鼠扭体和热板试验结果显示，苯甲酰基乌头原碱凝胶剂约在15～20分钟起效，与乌头碱一致，镇痛效果明显，起效时间明显快于扶他林和美洛昔康对照组，而且持续时间比乌头碱长，也更安全。因此，对于需要快速缓解和解除疼痛临床症状，苯甲酰基乌头原碱凝胶剂具有良好的应用前景。

本发明的优点在于：苯甲酰基乌头原碱不仅保留了乌头碱的镇痛抗炎生理活性，且毒性显著降低，经皮给药可以使药物直达病灶，同时安全性进一步提高；苯甲酰基乌头原碱与乌头碱的经皮渗透行为基本一致，可以直接渗透进入皮肤快速起效；以苯甲酰基乌头原碱制备凝胶剂的动物药效试验表明其镇痛抗炎的药理作用明显确切。

具体实施方式

下面的实施例将对本发明予以进一步的说明，但并不因此而限制本发明。

实施例1

按照上述所示配方(重量百分比)将卡波姆与水混合搅拌，将溶解的低浓度NaOH溶液加入上述液体中搅拌制备凝胶基质，将药物用甘油和乙醇溶解后与促渗剂一同加入上述凝胶中搅拌均匀，制成凝胶。

实施例2

按照上述所示配方(重量百分比)将卡波姆与蒸馏水混合搅拌，将溶解的低浓度NaOH溶液加入上述液体中搅拌制备凝胶基质，将药物用甘油和乙醇溶解后与促渗剂一同加入上述凝胶中搅拌均匀，制成凝胶。

实施例3

按照上述所示配方(重量百分比)将羟丙甲基纤维素与水(pH5.5)混合溶胀，将药物与PEG混合搅拌溶解并薄荷醇搅拌均匀，将上述溶液与溶胀好的基质混合搅拌均匀，制成凝胶。

实施例4

按照上述所示配方(重量百分比)将羧甲基纤维素钠与水(pH4.5)混合溶胀，将药物与乙醇混合搅拌溶解并加入油酸搅拌均匀，将上述溶液与溶胀好的基质混合继续搅拌将药物完全溶解，制成凝胶。

实施例5

按照上述所示配方(重量百分比)将甲基纤维素与部分水(pH4.5)混合溶胀，将药物与其余酸性水混合搅拌溶解并加入月桂醇搅拌均匀，将上述溶液与溶胀好的基质混合继续搅拌将药物完全溶解，制成凝胶。

实施例6

按照上述所示配方(重量百分比)将羟丙基纤维素与部分乙醇混合溶胀，将药物与其余乙醇混合搅拌溶解并加入樟脑搅拌均匀，将上述溶液与溶胀好的基质混合继续搅拌将药物完全溶解，制成凝胶。

实施例7

按照上述所示配方(重量百分比)将丁酸与水混合(pH5～6)，将部分水与海藻酸钠混合溶胀，将药物与其余水混合搅拌溶解，将上述药液与溶胀好的基质混合继续搅拌将药物完全溶解，制成凝胶。

实施例8

按照上述所示配方(重量百分比)将明胶与甘油混合放置使明胶溶胀，加入部分水加热到60度将明胶溶解，将药物与其余水混合搅拌溶解，将上述药液与溶解好的明胶基质混合继续搅拌将药物完全溶解后冷却制成凝胶。

实施例9

按照上述所示配方(重量百分比)首先将水加热到60度，加入聚乙烯醇缓慢溶解，将药物溶解在乙醇中并加入亚油酸搅拌均匀，将上述两种溶液混合保温搅拌，将药物完全溶解后冷却，制成凝胶。

实施例10

实施例11

实施例12

实施例13

实施例14乌头碱与苯甲酰基乌头原碱经皮渗透比较实验

适宜条件下乌头中生物碱主要水解产物为苯甲酰基乌头原碱，其含量可达到90％以上。本实验采用全皮和去角质层皮肤体外经皮渗透实验确定了乌头碱与苯甲酰基乌头原碱的经皮渗透动力学参数。

表1乌头碱经皮渗透动力学参数

从表1可以看出，乌头碱活性表皮的24h累计透过量、稳态速率分别是全皮的2.7倍、1.3倍，时滞提前4.78个小时；活性表皮扩散系数是角质层的25倍。

表2苯甲酰基乌头原碱经皮渗透动力学参数

从表2中可知苯甲酰基乌头原碱对全皮24h累计透过量约为16μg/cm²，是乌头碱的1.1倍，对活性表皮的24h累计透过量是乌头碱的1.2倍。同样的现象也表现在二者对全皮及活性表皮的稳态速率上，乌头碱与苯甲酰基乌头原碱对全皮的稳态速率近似相等，而对活性表皮的稳态速率上，苯甲酰基乌头原碱的结果为乌头碱的结果的1.8倍。苯甲酰基乌头原碱对活性表皮的时滞也比乌头碱的结果有显著的提高。同时，苯甲酰基乌头原碱对全皮的扩散系数是乌头碱该结果的1.2倍，对活性表皮的扩散系数则表现为1.6倍。通过上述数据可以发现，苯甲酰基乌头原碱与乌头碱在对全皮的体外透过上相似或略好。两者的油水分配系数比较见表3，乌头碱的LogP高于苯甲酰基乌头原碱，但分子量也大于苯甲酰基乌头原碱，因此两者的经皮渗透速率比较接近。

表3乌头碱与苯甲酰基乌头原碱的油水分配系数(LogP)

实施例15镇痛抗炎药效学实验

本发明药理作用主要是指苯甲酰基乌头原碱的镇痛和抗炎生理活性，并比较苯甲酰基乌头原碱与其他阳性对照组起效时间。实验开始前先将小鼠背部脱毛，脱毛处置24小时后给药进行，凝胶给药面积设定为1cm²，给药量为0.2g凝胶/动物。

1、镇痛作用结果：

a)醋酸致小鼠扭体试验，记录小鼠的扭体次数，计算抑制率。抑制率(％)＝{(阴性对照组平均扭体次数-给药组平均扭体次数)/对照组平均扭体次数}×100％。实验结果见表4。

表4乌头碱与苯甲酰基乌头原碱对醋酸腹腔注射致小鼠扭体反应的影响(x±s，n＝10)

组别	给药剂量mg/只	动物数(只)	扭体反应次数(x±s)	抑制率(％)
					阴性对照组	0	10	18.1±5.2	-
空白基质组	0	10	18.2±11.5	-
					美洛昔康组	0.1	10	11.6±8.4*	35.5
扶他林组	0.4	10	11.8±5.0*	35.2
					苯甲酰基乌头碱(凝胶)实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6实施例7实施例8实施例9实施例10实施例11实施例12^a实施例13^b	0.21.02.020.04.010.01.02.08.00.0440804	1010101010101010101010--	12.0±8.111.0±7.310.4±9.79.8±7.512.5±10.213.9±6.913.1±8.614.5±10.213.8±11.517.9±10.510.0±11.5**--	34.139.642.946.231.323.628.020.342.945.0--
乌头碱(凝胶)^c	1.0	10	7.9±6.7**	56.6

注：与阴性对照组比较，*P＜0.05，**P＜0.01；

a：载药量过大，药物析出；

b：凝胶基质含量过低，无法形成凝胶结构；

c：乌头碱凝胶处方及制备方法与实施例2相同

从对实验结果的数据进行分析，乌头碱与苯甲酰基乌头原碱均可显著抑制醋酸所引发的小鼠的扭体反应次数，且相同的基质系统中药效随载药浓度的增大而增大，载药量大于0.2％以上的苯甲酰基乌头原碱凝胶剂均具有明显的抗炎活性，实施例1、2、3、和4中凝胶剂效果均优于或与美洛昔康和扶他林组相同。载药量达到20％时(实施例11)，抗炎效果较好，抑制率可达45％，但涂抹凝胶处皮肤发红，表现出一定的皮肤刺激性。当载药量继续增大达到40％时(实施例12)，药物不能完全溶解，在基质中形成结晶。故确定苯甲酰基乌头原碱凝胶的载药量为0.1％-10％。

在实验过程中，使用乌头碱的作用效果虽然明显，但在进行试验的10只小鼠中，有3只死亡，且乌头碱凝胶涂抹处皮肤颜色变深，提示乌头碱具有强皮肤毒性反应及系统毒性。其他试验组的实验动物正常，未出现与乌头碱组类似现象。

b)小鼠热板致痛实验，小鼠爪趾对热刺激非常敏感，将其放在55±0.5℃热板上一定时间后，不同个体对热板刺激反应有不同的表现，多数舔足，故常采用舔足为痛反应指标。将小鼠放置在热板上到其出现上述反应为止的时间定义为痛阈。镇痛药可延长小鼠出现痛反应的时间，反映其镇痛效果，因此这一模型可用于评价药物的镇痛效果。做组间t检验比较各给药组与阴性组对受试组小鼠痛阈的影响，比较药物的镇痛作用。苯甲酰基乌头原碱凝胶组只采用抗醋酸扭体实验中作用显著的实施例1、2、3和4进行了镇痛实验考查，实验结果见表5。

表5 乌头碱与苯甲酰基乌头原碱对小鼠热板法痛阈值的影响(x±s，n＝10)

注：与阴性对照组比较，*P＜0.05，**P＜0.01

从对实验结果的数据进行分析，乌头碱与苯甲酰基乌头原碱对小鼠热板致痛痛阈值的影响比较显著。阳性药物美洛昔康起效较慢，从给药到2h后起效，阳性药物扶他林作用并不显著。乌头碱凝胶与苯甲酰基乌头原碱凝胶和软膏起效快，且作用显著。给药15min后小鼠痛阈提高至给药前2倍以上，给药45～60min后，达到最大痛阈随后下降，苯甲酰基乌头原碱组给药后持续时间比乌头碱延长，90min后痛阈尽管下降但仍维持较高水平。

本项实验过程中，乌头碱组10只小鼠中，有5只死亡，其余正常；且所有乌头碱凝胶涂抹处皮肤颜色变深，提示乌头碱毒性较强。其他组的实验动物则未出现类似现象。由于热板反应有中枢神经系统参与，说明苯甲酰基乌头原碱的镇痛机制与中枢镇痛有关。

2、抗炎作用结果：

二甲苯致小鼠耳肿胀实验，以左右耳重量之差为其肿胀程度，计算各组肿胀度值与抑制率，并与阴性对照组比较(t检验)，比较药物的抗炎作用。结果见表6。肿胀度(mg)＝右耳片重-左耳片重，抑制率＝[阴性组小鼠耳肿胀度(mg)-给药组小鼠耳肿胀度(mg)]/阴性组小鼠耳肿胀度(mg)×100％。

表6乌头碱与苯甲酰基乌头原碱对二甲苯致小鼠耳肿胀的影响(x±s，n＝10)

注：与阴性对照组比较，*P＜0.05，**P＜0.01

常用的炎症模型一般分为两类：一种是非特异性炎症模型，另一种是免疫性炎证模型。本实验中使用的是致炎因子为二甲苯的非特异性炎症模型，由于此种炎症模型与人类风湿(RA)在发病机制和临床表现等方面都有着相似的特点，是研究该类药物的较理想模型。从对实验结果的数据进行分析，乌头碱组与苯甲酰基乌头原碱组肿胀较轻，肿胀度与阴性对照组和基质组比较具有显著性差异。乌头碱的抗炎作用与美洛昔康相当，苯甲酰基乌头原碱凝胶剂的抗炎作用最为显著，优于乌头碱和其他两种阳性对照药物美洛昔康与醋酸地塞米松。此次实验中应用乌头碱组小鼠尽管并未发生死亡现象，但小鼠表现出给药后活动不灵活，反应较迟钝的明显中毒现象，通过二甲苯致小鼠耳肿胀的影响试验，说明苯甲酰基乌头原碱具有明显的抗炎作用。

Claims

1.一种具有镇痛抗炎作用的苯甲酰乌头原碱透皮凝胶剂，其特征在于：该凝胶剂包括苯甲酰基乌头原碱、透皮促渗剂、溶剂、凝胶基质；

其重量百分比为苯甲酰基乌头原碱0.1～10%、透皮促渗剂2～30%、溶剂60～95%、凝胶基质1～20%；

所述透皮促渗剂为油酸、丁酸、月桂醇、亚油酸、薄荷酮、薄荷醇、氮酮、冰片、樟脑中至少一种；

所述溶剂为乙醇、丙二醇、甘油、PEG400和pH=4.5～6.5的水中的至少一种；

所述凝胶基质为卡波姆、海藻酸钠、明胶、聚乙烯醇、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中至少一种。

2.按照权利要求1所述具有镇痛抗炎作用的苯甲酰乌头原碱透皮凝胶剂，其特征在于：所述凝胶剂的组成为苯甲酰基乌头原碱10%wt、油酸10%wt、乙醇5%wt、pH5.5的水70%wt、羧甲基纤维素钠5%wt。

3.按照权利要求1所述具有镇痛抗炎作用的苯甲酰乌头原碱透皮凝胶剂，其特征在于：所述凝胶剂的组成为苯甲酰基乌头原碱0.1%wt、冰片10%wt、甘油10%wt、乙醇3.9%wt、pH6.5的水75%wt、卡波姆1%wt。

4.一种具有镇痛抗炎作用的苯甲酰乌头原碱透皮凝胶剂，其特征在于：所述凝胶剂的组成为苯甲酰基乌头原碱0.5%wt、氮酮2%wt、甘油10%wt、乙醇10%wt、pH6.5的水75.5%wt、卡波姆2%wt。

5.一种具有镇痛抗炎作用的苯甲酰乌头原碱透皮凝胶剂，其特征在于：该凝胶剂包括苯甲酰基乌头原碱、透皮促渗剂、溶剂、凝胶基质；

所述透皮促渗剂为薄荷醇；所述溶剂为PEG400和pH4.5的水；所述凝胶基质为羟丙甲基纤维素；

各成分的重量百分比为苯甲酰基乌头原碱1%wt、薄荷醇20%wt、PEG40020%wt、pH4.5的水39%wt、羟丙甲基纤维素20%wt。