薄荷脑涂膜剂的处方筛选及性能评价

 薄荷脑涂膜剂的处方筛选及性能评价

张春雪1，李飞1，晏雪钦1，赵文艳1，隋小宇*[1]

1齐齐哈尔医学院 药学院, 黑龙江 齐齐哈尔 161006

摘要  目的：制备具有驱蚊止痒作用的薄荷脑涂膜剂，对其处方进行筛选并测定其体外挥发和透皮性能。方法：通过单因素实验对薄荷脑涂膜剂处方进行考察，通过失重法测定其挥发速率，采用Franz扩散池法考察其透皮吸收性能。 结果：经综合加权法确定了适宜的处方：薄荷脑1.0 g、PVA-124 2.4 g、PVA-1788 0.6 g、甘油2.0 mL、乙醇10.0 mL。该处方制备的涂膜剂平均挥发速率0.138 mg/min，透皮4小时累计经皮渗透率为53.93%。 结论：本研究成功制备了薄荷脑涂膜剂，该制剂成膜时间短、韧性适宜、均匀度较好，可持续挥发释放药物，并且具有良好的透皮吸收性能。

关键词: 薄荷脑；涂膜剂；处方研究；加权归一评分法；驱蚊止痒

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蚊虫叮咬可导致瘙痒和夏季传染病发生，目前市售的驱蚊产品一般含有驱蚊酯或胺，对人体会产生不同程度的毒副作用，且需反复涂抹，流动性大，鼻刺激性强[1]。薄荷脑又名薄荷醇，主要从唇齿科薄荷属草本植物薄荷中提取获得，具有清甜的芳香性气味，兼具驱蚊和局部止痒的功效，且有一定的促渗作用[2-6]。涂膜剂是一种将药物溶解在成膜材料涂搽于患处后形成薄膜的新型外用制剂，具有减少首过效应、持续释药、便于局部给药、不易脱落、易于洗除等优点[7-8]。本研究拟以薄荷脑为主药，PVA为成膜材料制备薄荷脑涂膜剂，对其处方进行筛选，并对其挥发性能和透皮性能进行评价，预期获得一种具有持续驱蚊并兼具止痒作用的涂膜剂。

1 药品与仪器

HH-6数显恒温搅拌水浴锅（金坛区西城新瑞仪器厂）；WZZ-2B自动旋光仪（上海精密科学仪器有限公司）；TD6A台式低速离心机（长沙英泰仪器有限公司；KX-V/HDP精控型体外经皮渗透试验系统（大连市科翔科技开发有限公司）；聚乙烯醇124、聚乙烯醇1788（低粘度型）、丙三醇、氯化钠、薄荷脑（国药集团化学试剂有限公司）；卡波姆(上海市麦克林生化科技有限公司)；无水乙醇（天津市凯通化学试剂有限公司）

2 方法与结果

2.1薄荷脑标准曲线制作[9]

取200 mg薄荷脑充分溶解于40.0 mL无水乙醇溶液，用移液管分别移取1、2、3、4、5 mL和6 mL于25 mL容量瓶中，乙醇定容至刻度线，摇匀后，用旋光测定方法测定其吸光度。以浓度为横坐标，旋光度为纵坐标绘图（见图1），结果在0.20-1.20 mg/mL范围内呈现良好线性关系，方程Y=0.1323X-0.0075，r =0.9996。

图1 薄荷脑标准溶液的质量浓度与旋光度关系曲线

2.2涂膜剂的制备

分别称取处方量的PVA-124、PVA-1788于烧杯中，加入适量的蒸馏水，置于90℃的水浴锅中搅拌溶解后即制得A、B两相。待两相分散均匀后，将B相加入A相中溶解搅拌约1 h，混合均匀即得C相。待C相冷却至室温后，将精密称取的1.000 g薄荷脑原料药完全溶解的10 mL无水乙醇加入C相，水浴搅拌，加入处方量的甘油，搅拌均匀后，加入纯净水制得50 mL含药涂膜剂溶液体系。采用已用酒精棉球均匀擦拭一遍的玻璃板，剪取适宜大小的保鲜膜贴此面，取4块载玻片搭建出一个正方形的小凹槽。取适量待测的涂膜剂溶液，让其均匀分布于凹槽之中，待其成膜后取出使用。

2.3单因素考察和结果

2.3.1单指标评价方法[10]

将适量膜剂均匀涂抹于载玻片上，放入恒温烘箱（32.0±0.5 ℃）中开始计时，待其全部形成薄膜所需的时间为成膜时间；将25.0 mL涂膜剂置于空白烧杯中，旋转粘度计测定粘度值；取适量涂膜剂观察其色泽、药物分布是否均一，底部是否有未溶解的膜材沉底，作为判断均匀度依据；将膜片的上端与钢尺的零刻度线起点对齐用固定夹固定于平行夹的铁杆上，膜片的下端连接承重盘，不断增加砝码直至膜片断开。分别记录膜片初始值和最长拉伸值计算拉长倍数，以上4项指标测定3次取平均值。

成膜时间≤4 min、粘度值10-1000且易推开、厚度均匀且色泽一致、膜拉长倍数≥2 且感膜好为10分；成膜时间4-6 min、粘度值10-1000且较易推开、厚薄略不均且色泽一致、膜拉长倍数1-2且感膜较好为6分；成膜时间6-8 min、粘度值>1000或＜10 不易推开、厚度均匀且色泽不一致、膜拉长倍数0-1且感膜一般为3分；成膜时间8 min、无粘稠度、厚度不匀且色泽不一致、无法测出拉长倍数且感膜硬为0分。

2.3.2 综合评分[11-12]

采用加权归一评分的方法，对多项指标进行评分。考虑到成膜时间对于涂膜剂的质量至关重要，影响较大，将其设为0.4，粘稠度、均匀度，膜韧性权重设定为0.2。综合评分标准为：Y=0.4×成膜时间/成膜时间max+0.2×粘稠度/黏稠度max+0.2×均匀度／均匀度

max+0.2×膜韧性／膜韧性max，结果见表1。

表 1                            单因素实验综合评分

根据表1可知，当膜材总量为3.0 g和4.0 g，膜材比例为3:1、4:1和5:1时，涂膜剂各项指标良好，综合评分较高；乙醇用量为0、5.0和10.0 mL时，综合评分较高，由于加入乙醇可有效缩短成膜时间，故选用乙醇的用量为10.0 mL；甘油用量对涂膜剂各项指标几乎无影响，考虑到甘油具有保湿作用和增塑作用，顾最终选用中间量2.0 mL。因此，在后续涂膜剂挥发速率测定实验中。选用处方为薄荷脑1.0 g，膜材总量为3.0 g和4.0 g，膜材比例为3:1、4:1和5:1，乙醇10.0 mL，甘油2.0 mL。

2.4平均挥发速率的测定

分别配制膜材总量为3.0 g和4.0 g，膜材比例为3:1、4:1和5:1的含药涂抹溶液。取2 mL至于模型中，置于恒温烘箱中（32.0 ± 0.5℃）挥发。在10、30、60、120、180 min和240 min时取出，将膜片置于烧杯中，用20 mL的无水乙醇浸泡10 h后，将含药乙醇溶液3000 r/min离心5 min后移入旋光管中测定其旋光度，计算已挥发量并绘制曲线（见图2-3）。

图2  膜材总量3 g的涂膜剂挥发曲线

图3  膜材总量4 g的涂膜剂挥发曲线

通过曲线可以发现，所有处方均可在240 min内持续稳定挥发，膜材比为3:1的含药涂膜溶液在30-120min内，挥发速率较慢，斜率较小；膜材比例为4:1的含药涂膜溶液在10-240 min内，挥发药物量最多，总过程挥发斜率较大；膜材比例为5:1的含药涂膜溶液在10-240 min内，挥发药物量较少。其中，膜材总量为3.0 g，膜材比例为4:1的含药涂膜溶液挥发速率最快，经计算在240 min内平均挥发速率为0.138 mg/min。综上所述，膜材比例为4:1的含药涂膜溶液挥发药物量较多且平均挥发速率较快，故选用膜材总量为3 g和4 g，膜材比例为4:1的含药涂膜溶液进行下一步体外经皮渗透实验，考察其经皮渗透性能。

2.5 体外经皮渗透实验[13-14]

将鼠皮放入装有10 mL乙醇溶液的立式扩散池上（扩散池面积为0.785 cm2），真皮层朝下、角质层朝上且与乙醇溶液密切接触无气泡，用固定夹夹好，扩散池温度设定32 ± 0.5℃，转速为300 r/min。取2 mL的含药膜剂加入扩散池，于15、30、45、60、90、120、150、180、210 min和240 min时从扩散池取样5 mL过滤，去掉前1 mL，余下4 mL滤液加入乙醇溶液定容至17 mL，测定3次旋光度，根据经皮渗透公式(1)计算其释放量和释放率，并以Qn为纵坐标，时间t为横坐标绘制经皮渗透曲线（见图4）。

                            (1)

式中，Qn为薄荷脑的单位累计渗透量，Cn为第n次取样时所测得的药物浓度，Ci为第i次（i≤n-1）取样时接受液中的药物浓度，V为扩散池的总体积（10 mL），Vi为所取的样液体积（5 mL），A为有效经皮吸收面积（1.273 cm2）。

图 4  不同膜材总量的涂膜剂体外经皮累积渗透量

从图4可以观察到，在0至90 min区间内，膜材比例为4:1、膜材总量为4 g的含药涂膜剂与膜材总量为3ｇ的含药涂膜剂经皮渗透速率无明显差异，但其时滞更短。在90分钟后，渗透速率也基本一致。考虑到总量3 g时薄荷脑的挥发时长也能满足驱蚊要求，并且其4 h累计经皮渗透率可达到53.93%，也能够充分发挥止痒的作用。因此，从成本和效果上考虑，膜材总量3 g较为适宜。

通过上述实验，最终选定薄荷脑1.0 g、PVA-124 2.4 g、PVA-1788 0.6 g、甘油2.0 mL、乙醇10.0 mL为薄荷脑涂膜剂处方进行下一步的质量评价。

2.6 质量评价

2.6.1 刺激性评价

将含药膜剂涂抹于人体手臂、大腿内侧皮肤，24 h后无红肿、起泡，过敏等现象。（见图5a）

2.6.2 稳定性评价

取适量含药膜剂于离心管中，以4000 r/min的转速离心30 min之后取出，观察涂膜剂有无明显分层现象。结果显示涂膜剂无明显分层情况，稳定性较好。（见图5b）

2.6.3  pH评价

取10 g含药膜剂溶液溶于25 mL纯化水，用pH计测定其pH值，测定三次取平均值为6.5，在皮肤的pH值范围中。

图 5 涂膜剂质量评价

3 结论

本实验以薄荷脑为主药，PVA-124和PVA-1788为成膜材料，甘油为增塑剂，乙醇和水为溶剂制备薄荷脑涂膜剂。通过单因素实验、挥发速率实验和经皮渗透实验最终筛选出适宜的处方:薄荷脑1.0 g、PVA-124 2.4 g、PVA-1788 0.6 g、甘油2 mL、乙醇10 mL。

利用PVA-124/PVA-1788混合膜材制备的涂膜剂成膜时间短，使用方便，可有效提高患者使用顺应性；在4 h内能够以平均速率0.138 mg/min稳定地释放薄荷脑，且有良好的经皮渗透效果，能够同时发挥驱蚊和止痒的作用，因此该涂膜剂具备良好的应用价值和市场前景。

4 讨论

薄荷脑易溶于无水乙醇，难溶于水，而聚乙烯醇为水溶性膜材不易溶于有机溶剂，因此在本研究中测定薄荷脑挥发速率时，选择采用无水乙醇对膜材中的主药进行10 h的浸泡溶解，再将其离心取其上清液进行测定膜剂成型后剩余药量。此外，处方中乙醇的加入能够有效缩短涂膜剂的成膜时间，对于制备出质量优良的涂膜剂至关重要。乙醇量过少，制备膜剂的成膜时间较长；乙醇量过多，加入过快，会导致制备时已经溶解的膜材析出。

参考文献：

[1]查沛娜. 植物源驱蚊止痒类产品研究进展[J]. 轻工学报. 2016, 31(4): 49-54.

[2]王兆丰, 丁自勉, 何江, 等. 薄荷化学成分药理作用与产品研发进展[J]. 中国现代中药. 2020, 22(6): 979-984.

[3]刘一婧, 杜丽娜, 金义光. 驱避剂及其剂型的研究进展[J]. 国际药学研究杂志. 2020, 47(12): 1104-1112.

[4]Farco Joseph A, Grundmann Oliver. Menthol--pharmacology of an important naturally medicinal "cool"[J]. Mini reviews in medicinal chemistry. 2013, 13(1): 34-37.

[5]刘红杰, 金若敏. 薄荷油研究进展[J]. 山东中医药大学学报. 2006, 16(6): 502-505.

[6]Ahmed A B, Das G . Effect of menthol on the transdermal permeation of aceclofenac from microemulsion formulation[J]. International Journal of Applied Pharmaceutics. 2019, 11(2):117-122.

[7]Febriyenti，Azmin Mohd．Physical evaluations of Haruan spray for wound dressing and wound healing[J]. Inter J Drug Delivery.2011, (3):115．

[8]金玲, 王锦玉, 仝燕, 等. 涂膜剂研究概述[J]. 中国实验方剂学杂志. 2012, 18(8): 277-280.

[9]朱健平, 刘刚, 高莉莉, 等. 环吡酮胺涂膜剂的制备及体外透皮试验[J].中国医院药学杂志.2000,(08):12-13.

[10]潘晓鹃, 沈立, 阮佳, 等. 几种水溶液型涂膜剂成膜材料的性质研究及筛选[J]. 中国医院药学杂志. 2009, 29(12): 973-976.

[11]程弘夏, 雷晓璐, 王仲, 等. 正交设计法优化黄柏涂膜剂成膜材料的制备工艺[J]. 化学与生物工程. 2012, 29(8): 63-65.

[12]谢玲, 钟晓红, 刘东波, 等. 紫珠止血涂膜剂成膜材料及附加剂的优选[J]. 中国实验方剂学杂志. 2012, 18(5): 27-29.

[13]孙晶, 王向涛, 季宇彬. 涂膜剂的研究与应用概况[J]. 国外医药(植物药分册). 2008, 20(3): 130-134.

[14]王颖, 何亚楠, 车逸豪, 等. 川芎嗪涂膜剂的制备及体外经皮渗透特性研究[J]. 中国药房. 2020, 31(2): 160-164.

基金项目：黑龙江省大学生创新创业训练计划项目（202011230026）

作者简介：张春雪（2000—），女，学士，专业方向：药物制剂研究。E-mail：1958145452@qq.com

*通信作者：隋小宇（1980—），男，博士，副教授，专业方向：药物新剂型与新技术研究。E-mail：suixiaoyu@outlook.com

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