《Scientific Reports》:Development of cinnarizine nanoemulsion for enhanced topical delivery with ex vivo permeation and in vivo pharmacodynamic evaluation
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## 三、摘要专业翻译
尽管肉桂嗪(cinnarizine,CIN)在眩晕治疗中临床应用广泛,但其水溶性差、吸收不可预测,以液体制剂给药时口服生物利用度仅约8%。鉴于CIN具有抗组胺活性,研究人员推测将其制成纳米乳(nanoemulsion,NE)可提高皮肤
## 三、摘要专业翻译
尽管肉桂嗪(cinnarizine,CIN)在眩晕治疗中临床应用广泛,但其水溶性差、吸收不可预测,以液体制剂给药时口服生物利用度仅约8%。鉴于CIN具有抗组胺活性,研究人员推测将其制成纳米乳(nanoemulsion,NE)可提高皮肤通透性,并实现对过敏性皮肤疾病的有效局部递送。本研究采用低能乳化法制备了新型CIN纳米乳(CIN-NE)。对纳米乳的透光率、黏度、折光率、pH、药物含量、平均液滴粒径、Zeta电位、体外释药及离体透皮渗透等参数进行了表征。最优处方(F19,由2:1的Smixd 30%与1%油相组成)具有较小纳米液滴(粒径低至82.03 nm)、Zeta电位为?16.1 mV,并在热力学稳定性研究中表现出良好的物理稳定性;该处方进一步制成纳米乳凝胶(nanoemulgel)以便于涂布使用。以大鼠皮肤为模型的离体渗透研究表明,与对照相比,NE-F19和NE-Gel-F19的渗透性分别提高16倍和5倍。此外,在体内抗超敏反应研究中,NE-F19和NE-Gel-F19可有效抑制肿胀及炎症反应。
## 四、论文主体内容解读
**研究背景与科学问题**
近十年来,包括哮喘、鼻炎与过敏性皮炎在内的过敏性疾病患病率在全球范围内显著上升,儿童受累最为突出。皮肤过敏常表现为特应性皮炎、荨麻疹或血管性水肿,多由食物、药物或环境过敏原诱发,严重损害生活质量并造成明显的社会经济负担。药物治疗仍是主要手段,其中H
1抗组胺药因疗效与安全性明确而成为荨麻疹和血管性水肿的一线用药。经皮给药系统(transdermal drug delivery systems,TDDS)可规避肝首过代谢、给药无痛且便于患者自行使用,但药物分子量大以及皮肤屏障——尤其是位于表皮层的角质层(stratum corneum,SC)——构成显著障碍。肉桂嗪(CIN)具有止吐、镇静、抗胆碱及抗组胺等多效性作用,并通过钙通道阻断抑制水肿,适用于局部过敏性皮肤病;其分子量较低(368.51 g/mol),但水溶性差,属生物药剂学分类系统(BCS)Ⅱ类药物,液体制剂口服生物利用度约8%,主要归因于胃肠道吸收不完全与广泛的肝首过代谢。纳米乳(NE)为油水两相分散体系,粒径50~200 nm,由表面活性剂与助表面活性剂形成的界面层稳定,可提高难溶性药物的扩散与渗透,兼具热力学稳定性高、载药量大、制备简便低成本等优势。已有研究将纳米乳技术用于西替利嗪、比拉斯汀等抗组胺药的递送,但CIN尽管口服生物利用度低,尚未被制成纳米乳;且CIN的多效性(钙通道阻断与抗胆碱作用)可能使其较一线抗组胺药在局部刺激性及过敏性皮肤病变中更具优势。据此,本研究旨在探索水包油(o/w)纳米液滴作为难溶性CIN局部经皮递送载体的可行性,考察其作为经SC渗透促进剂的可能性,并将优化处方转化为纳米乳凝胶,进行体外释放、离体皮肤渗透、体内皮肤刺激性及超敏反应抑制与皮肤组织学研究。
**主要关键技术方法**
研究采用低能乳化法(自发乳化结合超声)制备纳米乳,以假三元相图筛选油相(油酸)、表面活性剂(Tween 80)与助表面活性剂(PEG 400)的配比;通过离心、冻融循环与加热–冷却循环进行热力学稳定性筛选;以动态光散射(DLS)测定粒径与多分散指数(PDI)、电泳光散射测定Zeta电位,并以扫描电镜(SEM)观察形貌;采用高效液相色谱(HPLC)定量;以透析袋法进行体外释放并拟合释药动力学模型;以Wistar大鼠腹部皮肤、Franz扩散池进行离体渗透与皮肤滞留研究;以BALB/c小鼠进行Draize皮肤刺激性评价,并采用氢醌(HQ)诱导的小鼠接触性超敏反应(CHS)模型进行体内药效与组织学评价。动物由叙利亚原子能委员会(AECS)提供。
**研究结果**
*溶解度研究*:油酸对CIN溶解度最高(193.15 mg/mL),Tween 80与PEG 400的增溶能力最强(分别为21.25与14.9 mg/mL),据此确定油酸为油相、二者为Smix。
*假三元相图构建*:Smix质量比3:1与2:1时透明纳米乳区域最大,分别约占总面积40.48%与38.45%;油相超过45%时自发乳化失效。
*CIN-NE的制备*:共制备24个处方,油酸为1%、1.5%、2%,Smix为20%~35%,加入CIN后无相分离、浑浊或沉淀。
*热力学稳定性分析*:所有处方耐12000 rpm离心30 min;除F1、F2、F3、F5、F6、F14、F15、F17、F18外,多数处方通过5次冻融与加热–冷却循环;Smix
d(HLB=13.629)较Smix
c(HLB=12.225)更稳定,高油含量处方因界面膜不足而不稳定。
*扫描电镜观察*:NE-F19呈球形、无明显聚并,与动态粒径结果相符。
*粒径、PDI与Zeta电位*:粒径59.5 nm(F22)至202.03 nm(F4),多数PDI≤0.3,Zeta电位?11.14~?18.3 mV;油相增加使粒径增大,Smix比例升高使粒径减小;体系主要以空间位阻稳定。
*pH、透光率与电导率*:pH 4.5~6.0,适于局部应用;透光率89%~99%;电导率28.5~98.5 μs/cm,提示水为外相。
*黏度、折光率、稀释试验与含量*:黏度14.84~37.88 cP,折光率1.3405~1.3785,稀释试验确认均为O/W型,含量92.04%~98.7%。
*体外释放研究*:各纳米乳处方释放显著高于CIN混悬液(8 h仅3%、24 h仅3.9%),8 h与24 h分别提高20~25倍与10~20倍;高油量处方(F9、F12)24 h释放低于80%。
*释药动力学研究*:各处方均最符合Korsmeyer–Peppas模型,n值多≤0.45,以Fickian扩散为主,F23呈super-case II转运;F16、F19、F20符合一级动力学。
*最优纳米乳处方*:依据粒径<100 nm、PDI<0.3、Zeta电位>±15 mV及24 h释放>90%进行Pareto优化,选出F10与F19,并制成NE-Gel-F10与NE-Gel-F19(pH 5.33±0.15与5.45±0.04,含量97.66%±1.09与98.43%±0.85,黏度37.67±2.05与91.33±1.89 cP)。
*离体皮肤渗透与滞留研究*:各制剂24 h渗透均超过30%,均符合Korsmeyer–Peppas模型(n<0.45);NE-F19渗透略高于NE-F10但无统计学差异;NE-F19滞留最高(约45%),其次NE-F10(约42%)与NE-Gel-F19(约40%);NE-F10与NE-F19滞后时间约73.45与18.36 min;NE-Gel因CMC网络使扩散系数由9.59×10
?3降至6.11×10
?3 cm
2/h,但渗透仍高于混悬液与凡士林软膏。最终选定NE-F19与NE-Gel-F19进入体内研究。
*皮肤刺激性研究*:空白NE、NE-F19与NE-Gel-F19的PDII均小于0.4,刺激性可忽略,24 h内症状消退。
*最优CIN处方的超敏反应抑制作用*:第2周致敏阶段各组水肿24 h峰值约46%、96 h降至2%,NE-F19、NE-Gel-F19与SofGel?组在12 h与24 h显著降低水肿;第3周激发阶段阳性对照组24 h肿胀54%、96 h残留19%,NE-F19与SofGel?抗肿胀作用最强(p<0.05),NE-F19组24 h降至17%、96 h降至4%;NE-F19与NE-Gel-F19在给药浓度较既往CIN剂量低3倍的情况下实现24 h肿胀降低37%与25%,与二苯海拉明外用凝胶疗效相当。
*皮肤组织学检查*:阳性对照与空白NE组出现明显棘层增厚、海绵水肿及表皮、真皮增厚;NE-F19、NE-Gel-F19与SofGel?组皮肤结构接近正常,无表皮增生或角化不全,真皮水肿轻微;阳性对照与空白NE组搔抓行为增多,各给药组白细胞与血清IgE升高,提示CIN疗效主要源于钙通道介导的血管稳定与白细胞抑制而非单纯H
1阻断。
**讨论与结论**
讨论指出,纳米乳的渗透增强机制包括药物储库释放、液滴在SC表面破裂释药、药物直接由液滴向SC分配以及纳米液滴携带药物穿过屏障;油酸与Tween 80通过流化SC脂质层降低屏障功能,PEG 400则通过温和封闭与保湿作用促进表面滞留;CMC凝胶网络延长扩散路径,故NE-Gel-F19更适合需持久暴露的慢性皮肤病,NE-F19适合需快速起效的急性CHS。研究亦指出HQ-CHS模型更接近刺激性接触性超敏反应而非IgE介导的过敏性皮炎,结果不能直接外推至自发性过敏性皮炎、荨麻疹或特应性皮炎,小鼠模型亦不能完全预测人体疗效。结论为:本研究成功将肉桂嗪制成o/w纳米乳(F19:82 nm,Zeta电位?16.1 mV),具有增强的皮肤渗透性能;体外释放符合Fickian扩散控制,呈适于局部治疗的缓释特征;离体大鼠腹部皮肤渗透研究显示经皮通量较CIN混悬液提高16倍;HQ致敏模型的体内接触性超敏反应抑制研究显示CIN-NE与CIN-NE-Gel显著减轻水肿并加速消退,24 h水肿降低37%且给药浓度仅为既往报道剂量的三分之一,提示有效的皮肤蓄积与局部治疗作用;组织学显示表皮–真皮结构保持完整、海绵水肿轻微、炎症浸润减少,支持其多效性抗炎特征;空白NE本身的部分保护作用(水肿45%对阳性对照54%)凸显辅料经油酸与表面活性剂修复皮肤屏障的作用,说明最佳疗效源于药物特性与纳米体系的协同。这是首次通过低能乳化法制备肉桂嗪局部纳米乳用于皮肤炎症性疾病的研究,其制剂技术简便、可放大,为纳米乳凝胶的后续开发提供了概念验证基础,但尚需人体研究验证疗效。