0 引言

5-氟尿嘧啶（5-FU）是胸腺苷酸合成酶抑制剂,其通过干扰脱氧核糖核酸和核糖核酸的合成,抑制成纤维细胞增殖与胶原蛋白的合成,具有抗肿瘤活性和治疗增生性瘢痕的作用^[1-2]。临床上用于增生性瘢痕治疗的5-FU制剂有口服片剂、局部注射剂和膏剂等。口服片剂存在局部组织吸收不完全、全身毒副作用大、疗效有待进一步提高等缺陷^[1]。局部注射剂因注射疼痛,患者的顺应性较差^[3]。膏剂因接触损耗等因素导致药物损失而影响其疗效^[4]。因此,合理选择5-FU的药物剂型和提高其生物利用度是改善增生性瘢痕治疗效果的关键。透皮给药系统是药物直接作用于皮肤表面并以一定的速率经皮肤角质层到达真皮层、毛细血管丛和体循环的新型药物制剂^[5-6]。5-FU是负极性小分子药物,是制备透皮给药系统的理想模型药物^[7]。近年来,水杨酸、利多卡因、美洛昔康、环孢菌素、胰岛素和5-FU等药物的驻极体透皮给药制剂的体外和在体实验在国内外已得到了较深入的研究,有望相继进入临床应用研究^[8-11]。本研究拟在驻极体调控5-FU在正常皮肤和瘢痕皮肤中分布研究的基础上开展驻极体5-FU压敏胶贴剂药物释放规律的研究,为临床增生性瘢痕的治疗提供新的技术和方法。

1 实验材料与方法

1.1 驻极体材料及制备

膜厚为13 μm的聚丙烯(PP)商品膜,由日本东丽株式会社生产。

双裸面PP膜经表面清洁处理后,置于常温栅控恒压电晕充电系统（大连理工大学静电与特种电研究所研制）中进行电晕充电,制备成1 kV和2 kV驻极体。放电电压设为15 kV,栅控电压分别设为1 kV和2 kV,充电时间10 mim。驻极体的等效表面电位由静电计测量（ESR102A型振动电容静电计,由北京华晶汇科技有限公司研制）。

1.2 药物和主要试剂

实验所用药物为5-FU原料药（生产批号：B519BA0037,上海生物工程有限公司）。实验所用试剂分别为Eudragit E100（德国Rohm公司）,水溶性氮酮（北京贝丽莱斯生物化学有限公司）,磷酸盐缓冲液（PBS）(武汉谷歌生物技术有限公司）,柠檬酸三丁酯、无水乙醇、甲醇等购于上海国药集团化学试剂有限公司。

1.3 贴剂的制备

将0.25 g Eudragit E100和0.138 g柠檬酸三丁酯溶于无水乙醇中,超声20 min后加入10 mg 5-FU,再次超声使药物充分均匀溶解后得透明黏稠液体。将该液体涂布于5 cm×5 cm聚丙烯膜（背衬层）上,常温下自然挥干12 h,覆盖防黏层,制备得到5-FU压敏胶贴剂,记作样品1。

将5-FU压敏胶贴剂的背衬层分别置于1 kV和2 kV驻极体的充电面上,制备得到1 kV和2 kV驻极体5-FU压敏胶贴剂,分别记作样品2和3。

参照样品1的制备方法,在加入5-FU的同时加入3%质量分数的氮酮,其他步骤相同,制备得到含3%氮酮5-FU压敏胶贴剂,记作样品4。

将含3%氮酮5-FU压敏胶贴剂的背衬层分别置于1 kV和2 kV驻极体的充电面上,制备得到1 kV和2 kV驻极体的含3%氮酮5-FU压敏胶贴剂,对应记作样品5和6。

上述各类贴剂的持黏力按国标GB 4851—1988方法测定^[12]。

1.4 贴剂药物释放量测定

将上述各类贴剂裁剪成合适大小固定在Franz扩散池的供给室与接受室之间,含药层面朝向接受池并与接收液（pH值7.4的PBS）恰好接触,贴剂的有效作用面积为2.8 cm²,接收池容积为7.2 mL。水浴温度37 ℃,磁力搅拌转速500 r/min,分别于2、4、8、12、24和36 h从接受池取样1 mL,同时补充等量接收液,样品经0.22 µm微孔滤膜过滤后用高效液相色谱仪检测其峰面积,根据标准曲线计算药物质量浓度,然后按照下列计算式计算累积释药量Q为：

\({{\rho }_{\mathrm{z}}}={{\rho }_{n}}+({{V}_{0}}\sum\limits_{i=1}^{n-1}{{{\rho }_{i}})/V}\) (1)

\(Q={{\rho }_{\text{z}}}V/A\) (2)

式中：ρ_n为第n点的实测质量浓度;V₀=1 mL为取样体积;V=7.2 mL为接收池的容积;A=2.8 cm²为

有效扩散面积;\(\sum\limits_{i=n-1}^{i=1}{{{\rho }_{i}}}\)表示前n-1点的实测质量浓

度之和。

高效液相的工作条件为：色谱柱C18柱尺寸为250 mm（色谱柱长度）×4.6 mm（色谱柱内径）,色谱柱填料颗粒直径5 µm（迪马公司）,流动相为甲醇和缓冲盐（水+体积分数0.15%乙酸+体积分数0.15%乙醇胺）体积比5:95,检测波长265 nm,体积流量1 mL/min,柱温60 ℃,进样体积10 µL。

1.5 统计学分析

采用SPSS 21.0统计软件进行方差分析,样本量为n=6,以概率p<0.05为统计学上有显著性差异。

2 试验结果与分析

2.1 驻极体5-FU压敏胶贴剂内电场对药物极化的影响

将驻极体等效表面电位与驻极体5-FU压敏胶贴剂等效表面电位的差值确定为5-FU压敏胶贴剂二侧的电位差,由此产生的电场称为驻极体5-FU压敏胶贴剂的内电场。图1给出了样品2和3的内电场随时间的变化规律。结果显示：1）样品2、3的内电场随时间按指数规律上升。2）正极性驻极体作用5-FU压敏胶贴剂8 h后,样品2、3存在较强且相对稳定的内电场。3）驻极体的等效表面电位越高,相应驻极体5-FU压敏胶贴剂的内电场越大。如1 kV和2 kV驻极体分别作用5-FU压敏胶贴剂36 h,样品2和样品3两侧的电位差分别达到约140 V和290 V。

图2给出了样品1、2、3的压电系数d₃₃随时间的变化规律。结果显示：1）在0~72 h的实验周期内,样品1的d₃₃绝对值没有发生明显变化,大小始终维持在-2 pC/N左右。2）正极性驻极体作用5-FU压敏胶贴剂0~72 h,其d₃₃值在短时间内快速上升,随后保持基本稳定。驻极体外静电场（或贴剂内电场）可使5-FU压敏胶贴剂内药物的极化或使药物在贴剂内的分布发生改变。3）1 kV和2 kV驻极体分别作用5-FU压敏胶贴剂36 h,样品2和样品3的d₃₃值分别为-4.73和-6.03 pC/N,较样品1的d₃₃值分别提高2.37倍和3.02倍（p<0.05）,驻极体的等效表面电位越高,5-FU压敏胶贴剂的宏观极化越显著。

2.2 驻极体静电场对5-FU贴剂持黏力的影响

图3给出了样品1—6的持黏力值（注：持黏力以200 g砝码悬挂于垂直固定贴剂的掉落时间来表示,以min为计量单位）。结果显示：1）不同表面电位正极性驻极体作用5-FU压敏胶贴剂36 h可有效降低5-FU贴剂的持黏力。样品2和样品3的持黏力较样品1分别降低14.37%（p<0.05）和27.63%（p<0.05）。2）与驻极体相比,3%氮酮对5-FU压敏胶贴剂具有更强的降黏能力。3）不同表面电位正极性驻极体和3%氮酮联合作用5-FU压敏胶贴剂,其持黏力进一步下降。如：样品6的持黏力值较样品1、样品3和样品4分别降低62.80%（p<0.05）、48.60%（p<0.05）和34.11%（p<0.05）。

压敏胶贴剂的持黏力与基质的分子量和交联密度密切相关^[14-15],基质网络的结构越致密,其分子的内聚力越大,贴剂的持黏力越大,药物分子的迁移阻力越大。因此,降低贴剂的持黏力,可有效降低基质分子与药物分子间的作用力,将有利于药物的自然释放。氮酮是一种具有浓度依赖性的成形

图1 正极性驻极体5-FU贴剂内电位差随时间的变化 Fig.1 Change of potential difference with time in positive polarity electret 5-FU patch

图2 正极性驻极体5-FU贴剂d₃₃随时间的变化 Fig.2 Change of d₃₃ with time on the positive polarity electret 5-FU patch

剂,将氮酮加入5-FU压敏胶贴剂可改变基质分子间的内聚力,降低5-FU分子在贴剂内的扩散和迁移阻力,提高药物的释放速率。实验结果也表明将3%氮酮与驻极体联合使用进一步降低了5-FU压敏胶贴剂的持黏力。

2.3 化学促渗剂和驻极体对5-FU贴剂中药物释放规律的影响

图4给出了样品1—样品3的药物释放规律,结果显示：1）样品1的药物释放规律满足Higuchi

方程^[15],$Q=12.18\sqrt{t}+60.71$（t为时间,单位h,

相关系数r=0.998 5）。36 h 5-FU的累积释放量为(132.99±1.40) μg/cm²,累积释放率为27.18%。2）不同表面电位驻极体5-FU压敏胶贴剂的药物释放规律也满足Higuchi方程。3）1 kV驻极体对贴剂释放无明显促进作用（p>0.05）,将驻极体表面电位提高到2 kV,2 kV驻极体的外静电场可以促进5-FU贴剂的药物释放,样品3自然释放36 h,5-FU的累积释放量是样品1的1.21倍（p<0.05）。4）驻极体促进5-FU的释放具有迟滞效应,迟滞时间为4~8 h。

驻极体作用5-FU压敏胶贴剂,使贴剂内形成相对稳定的静电场,贴剂内相对稳定的电场强度一方面引起5-FU沿外电场方向的取向极化或改变5-FU在贴剂内的分布,宏观上呈现出2 kV驻极体5-FU压敏胶贴剂d₃₃值的改变。另一方面静电场改变了5-FU压敏胶贴剂的持黏力,降低了贴剂的黏度,2 kV驻极体作用5-FU压敏胶贴剂36 h,贴剂的持黏力较对照组下降27.63%。实验结果还表明,驻极体等效表面电位越高,贴剂内电场强度就越大,药物的宏观极化越显著,同时,贴剂的持黏力下降也更多。与2 kV驻极体相比较,1 kV驻极体一定程度上也降低了贴剂的持黏力,并改变了5-FU压敏胶贴剂d₃₃的值,但1 kV驻极体对贴剂的释放未表现出促进作用,这可能是因为1 kV驻极体在降低贴剂持黏力的同时,对贴剂内带负电的5-FU具有静电吸引力,这两种作用相互抵消,使得宏观上1 kV驻极体对贴剂的释放无显著促进作用。因此,不同表面电位正极性驻极体外静电场引起药物的极化和降低贴剂黏度的综合效应,使极化药物在电场作用下定向迁移,从而改变了药物在贴剂内的释放规律,提高了药物的自然释放量。

为了进一步深入研究正极性驻极体的外静电场效应和降黏效应对药物释放的影响,将3%氮酮与正极性驻极体联合作用于5-FU压敏胶贴剂,研究化学促渗剂和驻极体联用对5-FU贴剂药物释放规律的影响。图5给出了样品1、4、5、6的药物释放规律。结果显示：1）3%氮酮与驻极体联用可进一步提高5-FU压敏胶贴剂内药物的释放速率。样品5和样品6自然释放36 h,5-FU的释放量分别较样品1提高2.53倍（p<0.05）和3.10倍（p<0.05）。2）与样品2和样品3相比,样品5和样品6的药物释放量分别提高2.43倍（p<0.05）和2.56倍（p<0.05）。3）3%氮酮与正极性驻极体联用对5-FU的释放具有协同促进作用,驻极体的等效表面电位越高,协同促渗效果越显著。

3%氮酮与不同表面电位驻极体联合作用5-FU压敏胶贴剂可进一步提高5-FU压敏胶贴剂内药物的释放速率。这是因为3%氮酮与驻极体联用可进一步降低5-FU贴剂压敏胶的持黏力,进而提高贴剂中药物的累积释放量。

图3 正极性驻极体5-FU贴剂的持黏力 Fig.3 Adhesion force of positive electret 5-FU patches

图4 正极性驻极体5-FU贴剂药物的释放规律 Fig.4 Cumulative release amount of positive electret 5-FU patch

图5 含3%氮酮正极性驻极体5-FU贴剂药物的释放规律 Fig.5 Cumulative release amount of positive electret 5-FU patch containing 3% azone

3 结论

1）不同表面电位正极性驻极体通过改变5-FU压敏胶贴剂的介电特性和降低5-FU压敏胶贴剂的持黏力促进药物的释放。

2）不同表面电位正极性驻极体与3%氮酮联合作用5-FU压敏胶贴剂可进一步增加5-FU贴剂中的药物的释放量,驻极体与3%氮酮对5-FU的释放具有协同促进作用。

3）含3%氮酮驻极体5-FU压敏胶贴剂有望给增生性瘢痕的治疗提供新剂型和新方法。

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