天津中医药大学学报  2026, Vol. 45 Issue (9): 1062-1070

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陈亚男, 林芸, 赵梦菲, 刘晏玲, 谢昊楠, 邓秀平, 李佳玮, 刘志东
CHEN Yanan, LIN Yun, ZHAO Mengfei, LIU Yanling, XIE Haonan, DENG Xiuping, LI Jiawei, LIU Zhidong
穿心莲内酯纳米结构脂质载体滴眼液的制备及体内外评价
Preparation and in vitro/in vivo evaluation of andrographolide nano-structured lipid carrier eye drops
天津中医药大学学报, 2026, 45(9): 1062-1070
Journal of Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, 2026, 45(9): 1062-1070
http://dx.doi.org/10.11656/j.issn.1673-9043.2026.09.06

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收稿日期: 2026-05-09
穿心莲内酯纳米结构脂质载体滴眼液的制备及体内外评价
陈亚男1,2,3 , 林芸1,2,3 , 赵梦菲1,2,3 , 刘晏玲1,2,3 , 谢昊楠1,2,3 , 邓秀平2,3 , 李佳玮1,2,3 , 刘志东1,2,3     
1. 天津中医药大学中药学院,天津 301617;
2. 现代中药发现与制剂技术教育部工程研究中心,天津 301617;
3. 组分中药国家重点实验室,天津 301617
摘要: [目的] 制备穿心莲内酯纳米结构脂质载体滴眼液(AG-NLCs),并对其进行体内外评价。[方法] 研究采用溶剂注入法制备AG-NLCs,测定其包封率、载药量、粒径、电位等,用透射电镜观察形态,并以穿心莲内酯眼用凝胶(AG-Gel)及穿心莲内酯原料药混悬液(AG)为参比制剂,进行体外释放、离体角膜渗透研究,体内兔眼微渗析动力学及组织分布研究。[结果] AG-NLCs包封率为(79.98±0.75)%,载药量为(0.36±0.03)%,粒径为(15.64±0.97)nm,多分散指数(PDI)为(0.193±0.013),电位为(1.05±0.00)mV,电镜下为均匀圆形颗粒。AG-NLCs、AG-Gel的体外释放速率明显优于AG,AG-NLCs、AG-Gel的3 h药物累积渗透量分别是AG的6.18倍(P<0.01)和4.69倍(P<0.05);AG-NLCs的表观渗透系数(Papp)分别是AG-Gel的7.27倍(P<0.01)和AG的13.55倍(P<0.01);AG-NLCs给药,其AUC0-8 h分别是AG-Gel的2.49(P<0.05)和AG的5.21倍(P<0.01),且有更强的组织停留能力。[结论] 与参比制剂相比,纳米结构脂质载体滴眼液的应用可以改善穿心莲内酯眼部生物利用度。
关键词: 穿心莲内酯    纳米结构脂质载体    微渗析药动学    组织分布    
Preparation and in vitro/in vivo evaluation of andrographolide nano-structured lipid carrier eye drops
CHEN Yanan1,2,3 , LIN Yun1,2,3 , ZHAO Mengfei1,2,3 , LIU Yanling1,2,3 , XIE Haonan1,2,3 , DENG Xiuping2,3 , LI Jiawei1,2,3 , LIU Zhidong1,2,3     
1. School of Chinese Materia Medica, Tianjin University of Traditional Chinese Medicine, Tianjin 301617, China;
2. Engineering Research Center of Modern Chinese Medicine Discovery and Preparation Technique, Ministry of Education, Tianjin 301617, China;
3. State Key Laboratory of Component-based Chinese Medicine, Tianjin 301617, China
Abstract: [Objective] To prepare Andrographolide-loaded nanostructured lipid carrier (AG-NLC) eye drops and evaluate them in vitro and in vivo. [Methods] In this study, AG-NLCs were prepared using the solvent injection method. Their encapsulation efficiency, drug loading, particle size, and zeta potential were determined. Morphology was observed using transmission electron microscopy. In vitro release and ex vivo corneal permeation studies were conducted using Andrographolide ophthalmic gel (AG-Gel) and an andrographolide API suspension (AG) as reference formulations, in vivo microdialysis kinetics and tissue distribution studies in rabbit eyes. [Results] The encapsulation efficiency of AG-NLCs was (79.98±0.75) %, drug loading was (0.36±0.03) %, particle size was (15.64± 0.97) nm, the polydispersity index (PDI) was (0.193 ± 0.013), the zeta potential wa (1.05 ± 0.00) mV, and the particles appeared as uniform spherical particles under electron microscopy. The in vitro release rates of AG-NLCs and AG-Gel were significantly superior to those of AG; the cumulative drug permeation at 3 h for AG-NLCs and AG-Gel was 6.18 times (P < 0.01) and 4.69 times (P < 0.05) that of AG, respectively; The apparent permeability coefficients (Papp) of AG-NLCs were 7.27 times that of AG-Gel (P < 0.01) and 13.55 times that of AG (P < 0.01); Following administration of AG-NLCs, the AUC0-8 values were 2.49 times (P < 0.05) that of AG-Gel and 5.21 times (P < 0.01) that of AG, and AG-NLCs demonstrated greater tissue retention capacity. [Conclusion] Compared with the reference formulation, the use of nanostructured lipid carrier eye drops can improve the ocular bioavailability of andrographolide.
Key words: andrographolide    nanostructured lipid carrier    microdialysis pharmacokinetics    tissue distribution    

在电子屏幕使用时间激增、人口老龄化加剧及蓝光暴露指数升高的多重风险因素驱动下,全球范围内以干眼症、糖尿病视网膜病变等为代表的眼疾发病率呈现显著上升趋势[1-2]。而眼部疾病的治疗通常依赖于活性药物通过抗菌抗炎、抗氧化应激等多种机制发挥作用。穿心莲内酯是从传统中药穿心莲Andrographis paniculata(Burm.f.)Nees中提取出来的二萜内酯类化合物,是穿心莲发挥药理药效作用的重要物质基础[3],具有抗病毒[4-5]、抗炎[6-7]、抗菌[8]、抗糖尿病[9]、调节免疫系统[10]、治疗眼部疾病[11-12]等多种药理作用,具有开发价值。但该成分溶解度差[13],易导致药物在眼部难以长时间保持有效的给药浓度,且眼部的特殊生理结构,如泪液更新频率快,角膜等生理屏障多[14-15]等同样限制了穿心莲内酯在眼部疾病治疗中的应用。

纳米结构脂质载体(NLCs)作为一种新型载药系统具有较高的包封率和稳定性,可提高生物利用度,且在眼部给药应用中有显著优势[16-18]。实验在课题组前期研究基础上,选用NLCs作为穿心莲内酯的药用载体用于眼部递送,以穿心莲内酯眼用凝胶(AG-Gel),穿心莲内酯原料药混悬液(AG)为参比制剂,对其体内体外释放情况进行研究,以评估其在眼部的生物利用度。

1 材料 1.1 仪器

AX2242H型万分之一分析天平(奥豪斯仪器有限公司,美国);AX205型十万分之一分析天平(METTLE-TOLEDO,瑞士);SPD-10AVP型高效液相色谱仪(岛津有限公司,日本);Milli-Q型超纯水系统(Millipore公司,美国);KQ-400KDE型高功率数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司,中国);RET basic磁力搅拌器(IKA集团,德国);TK 20B型透皮扩散试验仪(上海锴凯科技贸易有限公司);DHC-6T加热透皮扩散仪(LOGAN Instruments Corp公司,美国)液质联用仪(1290型高效液相色谱仪与6460型三重四级杆质谱仪联用,MassHunter工作站,Agilent公司,美国);Heraeus Pico17型高速离心机(离心半径10 cm,ThermoFisher,美国);CMA30线型探针微透析探针(CMA公司,瑞典)。

1.2 试剂

穿心莲内酯原料药(纯度≥98%,上海源叶生物科技有限公司,批号:S04IS224858);穿心莲内酯对照品(纯度≥99%,上海源叶生物科技有限公司,批号:A24IA223945);山嵛酸甘油酯(法国佳法赛公司);中链甘油三酸酯(德国IOI Oleo GmbH公司);聚氧乙烯(40)硬脂酸酯(美国SIGMA公司);大豆磷脂(上海艾伟拓医药科技有限公司);3kDa超滤离心管(美国Millipore公司);盐酸利多卡因注射液(上海浦津林州制药有限公司)。

1.3 实验动物

新西兰大白兔,雌雄各半,体质量为2.0~2.5 kg,由天津裕达实验动物养殖有限公司提供,生产单位许可证号:SCXK(津)2021-0001。相关研究遵守动物实验原则,并依据天津中医药大学伦理委员会评估和批准的指南进行(实验动物伦理批号:TCM-LAEC2024143y1439)。

2 方法与结果 2.1 样品的制备 2.1.1 AG-NLCs的制备

采用溶剂注入法制备AG-NLCs,前期以制剂外观、粒径、多分散指数(PDI)、包封率及载药量为评价指标,通过单因素试验固定水相介质、反应温度、搅拌转速、熟化体积等工艺参数,确定最优基础工艺为:以去离子水为水相介质,反应温度75 ℃,搅拌转速500 r/min,熟化体积8 mL。在此基础上,进一步考察脂质种类、固液脂质配比、表面活性剂种类及用量、大豆磷脂用量、药脂比对AG-NLCs制备的影响,依据单因素试验结果,选取对制剂制备影响显著的药脂比、表面活性剂用量、大豆磷脂用量为考察因素,采用Box-Behnken响应面法AG-NLCs的制备处方进行优化,最终确定最优制备工艺如下:精密称取山嵛酸甘油酯50 mg、中链甘油三酸酯25 mg,加入1 mL三氯甲烷,于75 ℃水浴条件下溶解;另精密称取大豆磷脂35.25 mg、穿心莲内酯2.67 mg,溶于1 mL无水乙醇,于75 ℃水浴加热,将上述两种溶液混合,制得油相。精密称取聚氧乙烯(40)硬脂酸酯504.8 mg,溶于适量去离子水中配成水相,将水相置于75 ℃,500 r/min条件下,将油相匀速注入水相中,待体系澄清后,将转速调至150 r/min,减压浓缩至体积为8 mL后,置于4 ℃冰箱中冷却固化12 h,调节体系pH值至7.5,即得质量浓度为0.0375%的AG-NLCs。

2.1.2 AG-Gel的制备

基于课题组前期研究方法[19],取处方量的羟丙基-β-环糊精,加适量去离子水,置于圆底烧瓶中,取处方量的穿心莲内酯加适量去离子水,使用细胞破碎仪超声10 min使药物混匀,每隔5 min分3次将所得穿心莲内酯混悬液倒入烧瓶中,保持转速200 r/min,于130 ℃油浴中加热回流搅拌30 min,以去离子水定容,即得穿心莲内酯包合物浓缩液。在去离子水中加入处方量的卡波姆974PNF,将磁力搅拌转速设置为400 r/min溶胀3 h,向其中加入穿心莲内酯包合物浓缩液,继续搅拌0.5 h混匀,使用0.1 mol/L的氢氧化钠调节pH至7.2,即得质量浓度为0.8%的AG-Gel。

2.1.3 AG的制备

精密称取3 mg的穿心莲内酯原料药,加适量去离子水,超声混匀,配制成质量浓度为0.037 5%的AG。

2.2 AG-NLCs的评价和形貌观察 2.2.1 包封率(EE)和载药量(DL)取适量

AG-NLCs,加去离子水稀释10倍,置于截留分子量为3 kDa的超滤离心管中,于4 000 r/min离心15 min,将滤液进样分析,得到游离穿心莲内酯总量为W游离。并按照公式(1)、公式(2)计算包封率和载药量。

$ \mathrm{EF}/\% = \frac {W _ {\text {投}}-W _ {\text {游离}}}{W _ {\text {投}}} \times 100 \% $ (1)
$ \mathrm{EL}/\% = \frac {W _ {\text {投}}-W _ {\text {游离}}}{M} \times 100 \% $ (2)

其中W投为穿心莲内酯原料药投料量,M为穿心莲内酯原料药与辅料总投料量。

结果如表 1所示,测得AG-NLCs的EE为(79.980± 0.750)%,DL为(0.360±0.003)%,表明AG-NLCs具有良好的包封能力。

表 1 AG-NLCs检测结果
样品 粒径(nm) x±s PDI x±s EE(%) x±s DL(%) x±s
1 16.75 15.64±0.97 0.196 0.193±0.013 79.27 79.98±0.75 0.357 0.360±0.003
2 15.03 0.178 80.76 0.364
3 15.13 0.204 79.91 0.360
2.2.2 形貌观察、粒径、PDI和电位

取适宜浓度的对AG-NLCs的,滴加到覆盖的铜网上,室温下自然干燥,晾干后用透射电子显微镜(TEM)观察其外观状态。采用马尔文激光粒度仪测定其粒径,平行检测3次,测得结果如表 1所示对AG-NLCs的平均粒径为(15.64 ± 0.97)nm、PDI为(0.193 ± 0.013),电位为(1.05±0.00)mV,粒径分布及电位、TEM结果如图 1所示对AG-NLCs的为大小均匀的圆形颗粒,分散性好,无粘连。

图 1 AG-NLCs粒径分布、电位、TEM结果图
2.2.3 X射线衍射分析(XRD)

采用XRD对穿心莲内酯、不含穿心莲内酯的空白-NLCs、空白-NLCs和穿心莲内酯的物理混合物及AG-NLCs的材料结构进行分析,设置实验角度范围为3°~60°,调节仪器的扫描速度为10°/min,设置步长为0.02°。

结果如图 2所示,穿心莲内酯的衍射图谱在3~20°有多个特异性结晶峰产生;空白NLCs的特征衍射峰在19、23°;空白NLCs与穿心莲内酯的物理混合物的峰为两种物质的叠加,而AG-NLCs中穿心莲内酯的特征衍射峰消失,表现出与空白NLCs相同的衍射峰,提示穿心莲内酯从结晶态转变为非结晶态被包封在脂质载体中,有利于提高穿心莲内酯溶解度,加快其释放速率。

注:a,穿心莲内酯原料药;b,空白-NLCs;c,物理混合物;d,AG-NLCs。 图 2 XRD分析图
2.3 AG-NLCs的体外评估 2.3.1 AG-NLCs的体外释放度研究 2.3.1.1 体外释放实验

研究采用透析袋法测定AG-NLCs、AG-Gel及AG的体外释放度,将上述3种制剂分别装入透析袋,置于含50 mL人工泪液溶液的离心管内,并放入35 ℃恒温扩散仪中,设定转速为100 r/min。在预设时间点(0.25、0.5、1、2、4、6、8 h),每次取出2 mL透析袋外的释放介质,同时补充等量的新鲜、同温释放介质。样品经0.22 μm滤膜过滤,取上清液进样分析,按照公式(3)计算累积释放率:

$ \text{累积释放百分率}\% = \frac{C_{n}V_{0} + \sum _{n = 1}^{n-1}C_{n-1}/V_{1}}{W} $ (3)

Cn为第n个取样时间点下测得的药物浓度(μg/mL),V0是指释放介质总体积(50 mL),V1是取样体积(2 mL),W是指封装在透析袋中的总药量(μg)。

3种制剂体外释放结果如表 2,图 3所示,AG在人工泪液中释放速率缓慢,在8 h时的释放量不到50%,AG-NLCs和AG-Gel的体外释放速率明显优于AG,在8 h时累积释放率分别为75.77%,89.71%。前0.5 h内AG-NLCs的释放速率优于AG-Gel,0.5 h后,AG-Gel药物释放百分率明显增加,可能原因为穿心莲内酯经HP-β-CD包合后溶解度增加,后期凝胶基质和骨架可能被大面积侵蚀,药物泄漏所致。

表 2 AG-NLCs、AG-Gel和AG的体外释放结果(x±s,n=3)
制剂 时间(h) 累计释放百分率(%) 制剂 时间(h) 累计释放百分率(%) 制剂 时间(h) 累计释放百分率(%)
AG-NLCs 0.25 20.56± 6.79 AG-Gel 0.25 8.80± 3.44 AG 0.25 12.18±1.62
0.5 34.26±12.52 0.5 23.62± 6.11 0.5 14.31±1.70
1 40.54± 0.82 1 42.46± 9.62 1 18.72±1.67
2 54.73± 2.28 2 65.91±11.71 2 23.15±1.07
4 69.23± 1.47 4 86.18±10.83 4 32.75±1.22
6 74.75± 0.77 6 89.23± 9.99 6 45.99±2.17
8 75.77± 0.30 8 89.71± 5.71 8 48.69±1.91
图 3 AG-NLCs、AG-Gel和AG的体外释放曲线图(x±s,n=3)
2.3.1.2 释放数据的模型拟合

利用DDSolver 1.0处理软件,选用Zero-order、First-order、Higuchi、Korsmeyer-Peppas、Hixson-Crowell及Weibull 6种药物释放动力学模型对AG-NLCs、AG-Gel和AG的释放数据进行拟合。

结果如表 3~5、图 4所示,综合拟合参数,可以初步判断AG-NLCs和AG-Gel的药物释放数据较贴合Weibull模型,提示其具有复杂释放行为。AG-NLCs的Korsmeyer-Peppas模型拟合参数n=0.324(< 0.45),表明AG-NLCs符合Fickian扩散机制,药物通过孔隙扩散释放,Weibull模型拟合参数β= 0.446(< 1),说明AG-NLCs前期释药速率较快,其快速起效与持续释放的特点,可以延长药物在眼表滞留时间,提升药物在角膜吸收效率;AG-Gel的Weibull模型拟合参数β为0.715,接近一级释放,这种释放模式使AG-Gel在眼部的吸收更平稳;AG最优拟合模型为First Order,释药更平稳缓慢,Weibull方程中有(t+1.110),表明其可能存在延迟释放。

表 3 AG-NLCs溶出释放方程拟合
模型名称 方程式 r2 AIC MSC MSE
零级模型 F=12.396t -0.319 0 59.540 2 -0.562 6 619.099 1
一级模型 F=72.819[1-Exp(-0.919t)] 0.944 5 39.367 5 2.319 2 31.282 8
Higuchi模型 F=31.646t0.5 0.796 2 46.469 3 1.304 7 95.679 1
Korsmeyer-Peppas模型 F=41.205t0.324 0.966 7 35.776 2 2.832 3 18.728 1
Hixson-Crowell模型 F=100{1-[1-0.045(t+2.260)]3} 0.903 1 43.265 6 1.762 4 54.594 2
Weibull模型 F=100{1-Exp-((t-0.129)0.446)/1.655]} 0.991 3 28.412 6 3.884 2 6.144 2
表 4 AG-Gel溶出释放方程拟合
模型名称 方程式 r2 AIC MSC MSE
零级模型 F=14.723t 0.4129 59.9216 0.2469 653.7732
一级模型 F=100[1-Exp(-0.505t)] 0.9801 36.2171 3.6333 22.1180
Higuchi模型 F=36.847t0.5 0.8971 47.7352 1.9878 114.6445
Korsmeyer-Peppas模型 F=49.523(t-0.245)0.332 0.9611 44.9192 2.3901 64.9480
Hixson-Crowell模型 F=100[1-(1-0.143t)3] 0.9539 42.1120 2.7911 51.3432
Weibull模型 F=100{1-Exp-((t-0.195)0.715)/1.488}} 0.9931 32.8151 4.1193 11.5240
表 5 AG溶出释放方程拟合
模型名称 方程式 r2 AIC MSC MSE
零级模型 F=12.740+4.901t 0.976 5 28.049 4 3.179 6 6.210 2
一级模型 F=100{1-Exp[-0.0173(t+1.631)]} 0.987 3 23.741 1 3.795 1 3.355 9
Higuchi模型 F=17.137(t+0.188)0.5 0.983 1 25.750 7 3.508 0 4.471 9
Korsmeyer-Peppas模型 F=18.603t0.465 0.977 0 27.911 4 3.199 3 6.089 0
Hixson-Crowell模型 F=100{1-[1-0.021(t+1.905)]3} 0.985 1 24.878 8 3.632 5 3.948 1
Weibull模型 F=100{1-Exp[-((t+1.110)0.871)/9.829]} 0.988 1 25.267 0 3.577 1 3.920 2
注:a,AG-NLCs;b,AG-Gel;c,AG。 图 4 模型拟合曲线
2.3.2 AG-NLCs的离体角膜渗透研究

家兔耳缘静脉注射空气处死后,立即分离出带有2 mm巩膜环的角膜,保存在新配制的谷胱甘肽-碳酸氢钠林格溶液(GBR)中,于20 min内将处理好的角膜从GBR溶液中取出固定在透过池中,角膜的内侧朝向接受池,外侧朝向供给池,在接受池中加入GBR溶液12 mL,在供给池中加入AG-NLCs、AG-Gel和AG,将装置置于透皮扩散试验仪中,温度控制在(35±1)℃,分别于15、30、45、60、75、90、120 min从接收池中取样1.5 mL,同时补充等体积同温的空白GBR溶液,离体角膜渗透液经0.22 μm微孔滤膜过滤后,进样分析。根据公式(4)、公式(5)、公式(6)计算各样品的单位面积累积透过量Qn、稳态流量Jss及表观渗透系数Papp。

$ Q _ {n} = 1 2 C _ {n} + \sum\nolimits_ {i = 1} ^ {n-1} 1.5 C _ {n-1} $ (4)
$ \mathrm{Jss} = \frac {d Q}{d t \cdot A} $ (5)
$ \mathrm{Papp} = \left(\frac {d Q}{d t}\right) \times \left(\frac {1}{A \cdot C _ {0}}\right) $ (6)

其中Cn和Cn-1为t时间和(t-1)时间接收池药物浓度,C0为零点时刻下的供给池的药物浓度,A为有效渗透面积0.785 cm2。

采用SPSS分析软件进行数据分析,结果以均数±标准差(x±s)表示。

结果如表 6~7、图 5所示,结果表明,AG-NLCs给药后0-1 h属于快速渗透期,药物累积透过量1 h时上升至(17.56±2.48)μg/cm2,1~3 h后渗透速率变缓,符合纳米结构脂质载体的释放特性,总药物累积渗透量达(40.50±2.34)μg/cm2。AG-Gel给药后0~0.5 h释放迟滞,可能是由于给药初期凝胶基质还未开始溶蚀,药物难以释放;之后渗透速率提升,总药物累积渗透量达(30.72±9.33)μg/cm2。AG给药后全程保持低渗透速率,总药物累积渗透量仅(6.55± 1.32)μg/cm2,难以透过角膜屏障。AG-NLCs和AG-Gel的3 h药物累积渗透量分别是AG的6.18倍(P<0.01)和4.69倍(P<0.05),具有显著性差异,提示AG-NLCs和AG-Gel的制备可以提升药物的角膜渗透能力。

表 6 AG-NLCs、AG-Gel和AG单位面积累积透过量(x±s,n=3)
制剂 时间(min) 单位面积累积透过量(μg/cm2) 制剂 时间(min) 单位面积累积透过量(μg/cm2) 制剂 时间(min) 单位面积累积透过量(μg/cm2)
AG-NLCs 15 4.41±0.74 AG-Gel 15 1.32±0.38 AG 15 1.51±0.47
30 8.92±1.06 30 3.04±0.90 30 2.00±0.38
45 12.67±1.35 45 8.22±0.96 45 2.61±0.19
60 17.56±2.48 60 10.69±0.94 60 3.98±0.66
75 25.03±2.20 75 13.93±1.67 75 4.48±0.96
90 30.23±2.17 90 18.32±3.26 90 5.18±1.07
120 34.77±2.60 120 20.33±3.81 120 5.84±1.28
180 40.50±2.34** 180 30.72±9.33* 180 6.55±1.32
注:与AG比较,*P<0.05,**P<0.01。
表 7 离体角膜渗透实验参数结果
制剂 Q-t r Papp×10-6(cm/s) Jss(μg/cm2·s)
AG-NLCs Q=0.231 8t+3.941 0 0.918 9 18.712 3**## 0.295 3**
AG-GeL Q=0.179 6t-0.488 8 0.978 1 2.573 6* 0.227 0**
AG Q=0.032 5t+1.522 1 0.892 0 1.380 7 0.041 4
注:与AG比较,*P<0.05,**P<0.01;与AG-Gel比较,#P<0.05,##P<0.01。
图 5 AG-NLCs、AG-Gel和AG的离体角膜透过曲线图(x±s,n=3)

AG-NLCs的Papp与AG-Gel和AG存在显著性差异,分别是AG-Gel的7.27倍(P<0.01)和AG的13.55倍(P<0.01)。AG-NLCs的Jss比AG-Gel略高,但没有显著性差异;与A G相比,是AG的7.13倍(P<0.01),存在显著性差异,说明AG-NLCs的离体角膜渗透速率和渗透量均优于AG-Gel和AG。

2.4 AG-NLCs的体内评估 2.4.1 兔眼微渗析动力学研究 2.4.1.1 体内探针回收率的测定

实验前,在家兔眼周皮下注射盐酸利多卡因进行局部麻醉。当家兔的眼睛对外界刺激无反应时,用10 mL的针头将线性微透析探针植入家兔眼睛的玻璃体中[19-20]。使用微透析泵,以1.5 μ L/min的流速,以23.92、47.84、95.68、191.40、382.70、765.40 ng/mL的穿心莲内酯生理盐水作为灌注液,在每个浓度下平衡30 min后,每隔30 min采集一次样品,测定穿心莲内酯含量,计算其探针体内回收率。据(Cd-Cp)与Cp的关系得出线性方程,回收率由直线的斜率得到,其中Cd是透析液中的药物浓度,Cp是灌流液中的药物浓度。

结果如图 6所示,结果表明(Cd-Cp)与Cp的线性关系方程为:Y=0.534 6X-11.323(相关系数r= 0.994 4),由此可知,穿心莲内酯的体内探针回收率为53.5%。

图 6 穿心莲内酯的体内探针回收率图
2.4.1.2 穿心莲内酯在兔眼微渗析药代动力学

将9只家兔随机分为AG、AG-NLCs和AG-Gel 3组,每组3只,以“2.4.1.1”的方法将微渗析探针植入家兔眼内,以1.5 μL/min的流速向探针内灌注生理盐水,平衡1 h后,以相当于穿心莲内酯0.040 mg/kg的剂量分别眼部给药AG、AG-NLCs和AG-Gel,并于0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8 h收集透析液,注入UPLC-MS/MS系统测定样品中穿心莲内酯含量,结果采用WinNonlin 6.0版药动学软件进行数据处理与分析。

结果如表 8、图 7所示,表明AG-NLCs组和AG-Gel组给药后药物浓度分别于0.67 h和0.5 h达到峰值,之后随时间呈下降趋势,AG组给药后需2.33 h达到峰值。药动学参数由表 8可知,AG-NLCs组的Cmax分别是AG-Gel组的4.17倍(P<0.05)和AG组的9.69倍(P<0.01)。AG-NLCs组的AUC0-8 h分别是AG-Gel组的2.49倍(P<0.05)和AG组的5.21倍(P<0.01)。AG-NLCs相较于AG-Gel、AG,能够使穿心莲内酯快速穿过角膜,提高药物在眼内滞留时间,增加体内总暴露量。

表 8 AG-NLCs、AG-Gel和AG给药后穿心莲内酯主要药动学参数(x±s,n=3)
组别 Cmax(ng/mL) Tmax(h) AUC0-8 h(ng·h/mL) AUC0-∞(ng·h/mL) λz(1/h) T1/2(h) Vz/F(L/kg) CL/F(mL/h) MRT(h)
AG-NLCs组 228.78±88.29**# 0.67±0.26* 212.87±78.70**# 228.64±85.07*# 0.69±0.71 3.27±3.94 188 749 1.61±236 860 9.14 499 864.59±208 189.48**## 1.46±0.56*
AG-Gel组 54.86±11.32** 0.50±0.00* 85.24±12.96* 76.96±16.30 0.48±0.44 2.43±1.50 403 080 8.01±2 474 684.42 119 664 1.56±187 582.41 2.14±0.18
AG组 23.61±10.71 2.33±1.08 40.84±24.13 56.34±21.03 0.47±0.26 1.94±1.20 504 612 4.02±323 879 3.78 193 738 3.34±563 601.06 2.69±1.09
注:与AG组比较,*P<0.05,**P<0.01;与AG-Gel组比较,#P<0.05,##P<0.01。
图 7 不同制剂兔眼微渗析液中穿心莲内酯药物浓度-时间曲线图(x±s,n=3)
2.4.2 组织分布研究

将9只家兔随机分为AG-NLCs、AG-Gel、AG 3组,分别以相当于穿心莲内酯0.040 mg/kg剂量眼部给药AG-NLCs、AG-Gel、AG,于给药后0.5、1、1.5、2 h,用耳缘静脉空气栓塞法处死兔子,采集眼球,快速分离房水、角膜、玻璃体和晶状体,生理盐水冲洗后用滤纸擦干并称质量[19]。取晶状体按1:1的比例加入生理盐水(g/mL),其他组织按1∶2的比例加入生理盐水(g/mL),匀浆,12 000 r/min离心10 min,取0.1 mL组织匀浆上清液加入0.3mL甲醇和10 μL氯霉素内标溶液。将混合物涡旋5 min,12 000 rpm离心10 min,取上清液氮气吹干,用0.2 mL甲醇复溶,离心后进样,采用LC-MS/MS分析样品中的穿心莲内酯含量。

结果如表 9所示,AG-NLCs给药后,角膜中药物浓度于1.5 h达到峰值,随后下降,说明AG-NLCs中穿心莲内酯可快速穿透角膜并逐渐消除;在房水和玻璃体始终保持较高的浓度,提示药物穿透角膜后有效分布于眼内;在晶状体0.5 h后迅速消除,提示AG-NLCs中穿心莲内酯可广泛分布到眼部组织中,展现出优异的眼内递送潜力。AG-Gel给药后,角膜中药物浓度于1.5 h达到峰值,但浓度波动大,说明其在角膜滞留不稳定;在房水和玻璃体中药物含量较低,表明药物难以穿透角膜,或药物在眼内已快速清除。AG给药后在角膜的药物整体浓度较低,所有时间点在房水、玻璃体和晶状体均未检测到药物,说明AG穿透能力差。

表 9 制剂在各眼组织中的药物浓度(x±s,n=3)
组别 时间(h) 角膜(ng/g) 房水(ng/g) 玻璃体(ng/g) 晶状体(ng/g)
AG-NLCs组 0.5 63.92±9.79 453.53±16.28 435.79±38.99 101.30±108.68
1.0 111.38±69.50 437.37±68.59 394.96±40.52 14.29±17.22
1.5 152.67±61.55 338.94±113.35 375.29±126.56 28.16±3.46
2.0 106.11±56.02 409.23±13.63 469.92±29.34 BQL
AG-Gel组 0.5 20.78±21.19 19.86±21.36 41.00±52.51 4.52±9.04
1.0 59.07±83.26 8.97±12.87 74.30±67.74 118.79±88.33
1.5 128.15±117.11 6.61±2.46 24.37±14.51 31.70±14.09
2.0 120.64±69.35 3.43±0.41 BQL BQL
AG组 0.5 40.52±38.16 BQL BQL BQL
1.0 42.53±17.60 BQL BQL BQL
1.5 82.73±37.40 BQL BQL BQL
2.0 69.48±45.02 BQL BQL BQL
注:BQL,药物浓度低于检测限。
3 讨论

目前国内外针对穿心莲内酯的研究多聚焦于通过制剂技术提升其口服生物利用度[21-22]。研究创新性采用溶剂注入法制备AG-NLCs,通过引入液态脂质与固态脂质,依托固-液脂质分子间的空间位阻效应[23],将难溶性穿心莲内酯以非晶态包封于脂质载体内,将其应用于眼部给药系统以提升药物的眼部生物利用度,并通过体外释放试验、离体角膜渗透试验、体内微渗析药代动力学试验及兔眼组织分布试验,系统验证其对穿心莲内酯眼部生物利用度的改善效果。体外溶出释放试验结果显示,AG-NLCs与AG-Gel的体外释放行为均符合Weibull模型;AG-NLCs的释药行为以扩散为主,呈初期快速释放的双相释药特征,其原因可能为给药初期,纳米脂质载体的纳米尺寸效应及脂质载体特性可增强穿心莲内酯的角膜渗透能力,而给药后期脂质载体发生降解,导致药物释放速率减慢。AG-Gel的释药方式同样以扩散为主,但其释药速率平缓且具有持续性,推测因药物通过凝胶孔隙进行扩散,释药过程受孔隙结构限制所致;AG的扩散行为接近一级动力学特征,释药曲线更为平缓。角膜渗透能力是眼部给药系统中药物发挥药效的关键因素,兔眼离体角膜渗透试验结果表明,AG-NLCs呈现高渗透速率与双相释放的行为特征,其180 min内的累积透过量显著高于其余组别;AG-Gel的角膜渗透能力次之,而游离AG 180 min内的累积透过量不足AG-NLCs的20%,角膜渗透效果较差。该结果与体外释放试验结果具有良好的相关性,进一步验证了AG-NLCs、AG-Gel及游离AG在模拟角膜生理环境下的释药行为与渗透特性。兔眼体内药代动力学试验结果显示,AG-NLCs的Cmax、AUC0~8 h均显著高于AG-Gel与AG,提示AG-NLCs具有优良的眼部渗透能力与生物相容性,而AG的眼内药物浓度始终处于较低水平,呈现缓慢的释药特征。兔眼组织分布试验结果表明,与AG相比,AG-NLCs与AG-Gel可在兔眼前后房实现广泛分布,证实AG-NLCs的纳米尺寸效应可提升穿心莲内酯的眼组织渗透能力,其载体组成亦可在一定程度上提高药物的溶解度与生物相容性。研究为穿心莲内酯等难溶性药物的眼部给药制剂研发提供了新的思路与实验依据,不足之处在于在兔眼组织分布实验中,仅检测了药物在主要组织角膜、房水、晶状体、玻璃体中的分布特征,后续可补充视网膜、脉络膜等眼组织的药物分布情况,进一步完善AG-NLCs眼部给药系统的体内评价体系。

参考文献
[1]
王淑荣, 王选重, 崔学军, 等. 纳米控释系统在眼科给药方面应用的研究进展[J]. 国际眼科杂志, 2015, 15(12): 2094-2098.
[2]
LIN T, CHEN C, ZHAO L C, et al. The beneficial effects of traditional Chinese medicine on diabetic retinopathy: Mechanisms, therapeutics, and prospects[J]. Acupuncture and Herbal Medicine, 2026, 6(2): 188-204. DOI:10.1097/HM9.0000000000000184
[3]
秦慧真, 林思, 邓玲玉, 等. 穿心莲内酯药理作用及机制研究进展[J]. 中国实验方剂学杂志, 2022, 28(6): 272-282.
[4]
纪洵敏, 梁宇恒, 何炽明, 等. 穿心莲内酯体外抗肠道病毒71型和柯萨奇病毒A16型的作用[J]. 中国热带医学, 2025, 25(1): 62-68.
[5]
LATIF R, WANG C Y. Andrographolide as a potent and promising antiviral agent[J]. Chinese Journal of Natural Medicines, 2020, 18(10): 760-769. DOI:10.1016/S1875-5364(20)60016-4
[6]
BURGOS R A, ALARCÓN P, QUIROGA J, et al. Andrographolide, an anti-Inflammatory multitarget drug: All roads lead to cellular metabolism[J]. Molecules, 2020, 26(1): 5. DOI:10.3390/molecules26010005
[7]
TAN W S D, LIAO W, ZHOU S, et al. Is there a future for andrographolide to be an anti-inflammatory drug?Deciphering its major mechanisms of action[J]. Biochemical Pharmacology, 2017, 139: 71-81. DOI:10.1016/j.bcp.2017.03.024
[8]
DAFUR G S, HARUN A, KUB T N T, et al. A systematic review on the antimicrobial activity of andrographolide[J]. Journal of Microbiology and Biotechnology, 2024, 35: e2408028. DOI:10.4014/jmb.2408.08028
[9]
杨苹, 黄必义, 陈森州, 等. 穿心莲内酯对链脲菌素糖尿病小鼠血糖及抗脂质过氧化作用的影响[J]. 时珍国医国药, 2009, 20(5): 1111-1112.
[10]
LU Z F, MIN J, WU X C, et al. Andrographolide inhibits secretagogue-induced pseudo-allergic reaction[J]. Journal of Asian Natural Products Research, 2020, 22(11): 1065-1077. DOI:10.1080/10286020.2019.1681408
[11]
ROZO V, QUAN M, AUNG T, et al. Andrographolide inhibits corneal fibroblast to myofibroblast differentiation in vitro[J]. Biomolecules, 2022, 12(10): 1447. DOI:10.3390/biom12101447
[12]
辛浩蓉, 闫东君, 王旭飞. 穿心莲内酯对体外视网膜母细胞瘤细胞增殖与凋亡的影响[J]. 中国实验诊断学, 2015, 19(5): 716-718.
[13]
严珍, 李昊城, 奉建芳, 等. 提高穿心莲内酯口服生物利用度策略研究进展[J]. 中成药, 2023, 45(8): 2628-2633.
[14]
TASHIMA T. Ocular drug delivery into the eyes using drug-releasing soft contact lens[J]. Future Pharmacology, 2024, 4(2): 336. DOI:10.3390/futurepharmacol4020019
[15]
吕菊芳, 陈奋, 于艺斌. 新型眼部给药系统的研究进展[J]. 中国现代应用药学, 2024, 41(3): 398-407.
[16]
丁玉, 张艳慧, 辛娟, 等. 岩白菜素纳米结构脂质载体制备及其体内药动学研究[J]. 中成药, 2023, 45(12): 3865-3871.
[17]
GUGLEVA V, ANDONOVA V. Recent progress of solid lipid nanoparticles and nanostructured lipid carriers as ocular drug delivery platforms[J]. Pharmaceuticals, 2023, 16(3): 474. DOI:10.3390/ph16030474
[18]
SINGH A K, KUMAR M, UPADHYAY P K. Nanostructured lipid carriers mediated drug delivery to posterior segment of eye and their in-vivo successes[J]. Current Pharmaceutical Biotechnology, 2024, 25(6): 713-723. DOI:10.2174/1389201025666230907145019
[19]
王仁兴, 张奎斌, 王敏, 等. 三七总皂苷眼用凝胶在兔眼部的组织分布研究[J]. 天津中医药大学学报, 2023, 42(2): 230-235. DOI:10.11656/j.issn.1673-9043.2023.02.18
[20]
PENG L, WANG R X, XUE Y, et al. Development and evaluation of panax notoginseng saponins contained in an in situ pH-triggered gelling system for sustained ocular posterior segment drug delivery[J]. Acupuncture and Herbal Medicine, 2021, 1(2): 107-121. DOI:10.1097/HM9.0000000000000020
[21]
严珍, 李昊城, 奉建芳, 等. 提高穿心莲内酯口服生物利用度策略研究进展[J]. 中成药, 2023, 45(8): 2628-2633.
[22]
YANG T, SHENG H H, FENG N P, et al. Preparation of andrographolide-loaded solid lipid nanoparticles and their in vitro and in vivo evaluations: Characteristics, release, absorption, transports, pharmacokinetics, and antihyperlipid-emic activity.[J]. Pharmaceutical Sciences, 2013, 102(12): 4414-4425.
[23]
李梓健, 肖更生, 李林静, 等. 纳米结构脂质载体的结构制备、表征及应用[J]. 食品研究与开发, 2025, 46(15): 193-201.