壹、緒言
第一章 皮膚與經皮給藥系統
經皮給藥是藥物通過皮膚吸收的一種給藥方式,給藥後,藥物在 預定時間內,穿過皮膚角質層,經微血管滲透吸收後進入血液循環產 生作用,而達到全身治療目的 (1)。傳統的經皮給藥製劑有浴劑(bath preparation)、洗劑(lotion)、擦劑(scrubbing manipulation)、酊 劑(tincture)、熨劑(hot application method)、油劑(oil)、糊劑
(paste)、軟膏(ointment)、硬膏(plaster)等。隨著高分子聚合 物的發展及對皮膚的瞭解,新的經皮給藥製劑陸續發展出來如:貼片 劑(patch)、膜劑(membrane)、凝膠劑(gel)和噴霧劑(aerosol)。
藥物經皮給藥系統(Transdermal Drug Delivery system;TDDS)或 稱經皮治療系統(Transdermal Therapeutic System;TTS)。廣義說,
經皮給藥系統包含上述各種製劑;但狹義是指皮膚貼片(dermal patch)。
新藥研究需耗費很多金錢及時間,故新的給藥系統之開發,使臨 床使用的老藥能發揮較好的療效,越來越受重視。經皮給藥治療系統 因為生產容易、成本低廉,且具下列優點 (2-4):
1、使藥物以恆定速率進入體內,長時間維持穩定的血中濃度,減少 給藥頻率,降低毒副作用。
2、避免肝臟的首渡效應,降低藥物代謝,減少用藥的個體差異。
3、提高生體可用率,小劑量即可達治療效果。
4、適用於年幼、老人或不易服藥之病患。
5、用藥方便,發生問題時能立即移除,停止給藥。
由於經皮給藥具有上述之優點,此系統備受矚目。目前經皮給藥 的開發研究,已從局部向全身、靶向器官及控釋機制發展,並已應用 在臨床上。
一、傳統中醫學之外治法
傳統醫學中,經由外敷達到治療疾病的方法稱之為外治法,相應 的製劑稱為外用製劑,藥物直接到達患處,即現代醫學所稱的經皮給 藥系統(TDDS)或經皮治療系統(TTS)。
廣義來說,凡非口服藥物,助人解除病痛的各種方法,都算是中 醫外治法的領域。狹義的說,是將藥物置於體表,經皮膚或穴位、五 官或病變部位之黏膜吸收,而達到治療疾病的目的。即「於辨證論治 的基礎上,一切體表施治的方法」,目前使用的敷、貼、燙、薰、浸、
洗、坐、枕、按摩及膏藥敷貼等皆屬之。本研究著重於經皮貼片之發 展,將歷代有關外治藥的數據比較,藉由資料的整理,可將中醫的外 治之優點,注入西藥的製劑中。
(一)中國外治法發展史和著述
治法;《周禮.天官》提出了醫的類別,有疾醫、瘍醫之分,對於內 治、外治已有明確劃分 (5)。湖南長沙的西漢馬王堆古墓之帛書,屬 秦朝或戰國時期的遺文,其《五十二病方》(6)中記載了中醫外治法近 二十種,全書現存之 283 方中(57 方無法確定),內服法只有 61 方,
佔 21.6 %,其餘 165 方都是外治法 (7);同時出土的《雜療方》(8), 述及利用外敷方法,增加男性的性功能。漢朝《黃帝內經》是中醫學 理論體系形成的經典醫書 (9, 10),該書描述了十八種中醫外治方法,
如浸漬、熱浴、熱熨、塗敷等。從這些古代醫書可了解,經皮給藥在 當時已是重要的醫療途徑。
東漢張仲景《傷寒雜病論》、《金匱要略》兩本書記載的外治方,
仍沿用至今,方法備齊、效果卓越 (11-16)。
魏晉及隋唐
晉朝葛洪《肘後備急方》對黑膏藥製法、條件、用具均有詳細記 載(17);晉末《劉涓子鬼遺方》、隋朝巢元方《諸病源侯論》中報導許 多外治的經驗 (5)。
唐朝孫思邈《千金要方》和《千金翼方》中外治法有多種。《千 金要方》記載婦科、兒科、皮膚、五官等內科疾病之治療。其中兒科 記載最多,37 種療法中,外治法就佔 27 種 290 條。此外,還記載外 治法在預防方面的運用 (18-20)。《敦煌遺書》收錄外治法 10 餘種,藥 物約 50 種 (21)。王燾《外台秘要》所載豐富,除藥物處方外,還有 記載外治方法 (22,23)。
宋金元明清
宋《太平惠民和劑局方》(21)是中國第一本由官方頒布的製劑規 範,由陳承、裴宗元、陳師文等校正,具備藥典特徵及功能;南宋《幼 幼新書》(24)集南宋以前兒科醫學大全,為兒科文獻中首部專著;明朝 王肯堂《証治准繩》(10)、李時珍《本草綱目》等醫書 (25-27),都記載 很多中藥經皮治療及劑型。
清陳復正《幼幼集成》根據”小兒腑臟未充,則藥物不能多受”的 觀點,加上對外治法之深入研究,並依多年臨床經驗,創立外治方,
較高實用價值的小兒外治法 (28-30);趙學敏《串雅內編》《串雅外編》
介紹許多簡、便、廉、驗的民間外治用方 (31, 32);鮑相璈《驗方新編》
輯錄很多民間驗方 (5)。晚清程鵬程篡輯的《集救廣生集》,又名《得 生堂外治秘方》是我國歷史上第一部外治法的專著 (5);吳尚先所著
《理瀹駢文》歸納了清末以前的外治方法,方劑多達 1500 餘首。吳 尚先提出了"外治之理,即內治之理,外治之藥,即內治之藥,所異 者法耳。"之獨特見解,奠定了外治法的理論基礎 (33-35)。
自橡膠引用入後,以橡膠為基質的硬膏劑逐漸增多,但主要仍用 在外用治療方面。由於中藥成分複雜,不可能測出所有成分。但利用 對中藥成分的理化性質、結構特點及其藥效學、藥動學與毒理學等的 深入研究,是發展中藥經皮給藥系統製劑的基礎。
(二)經皮貼片的現代發展
制的貼片陸續上市:clonidine(抗高血壓)、estradiol(治療骨質疏 鬆症、婦女停經症候群)、fentanyl(止痛藥)、nicotine(戒煙)、
nitroglycerin(治心絞痛、狹心症)、 testosterone (治療男性功能 低下)(38)。
二、經皮吸收的機制
藥物要經過皮膚吸收,首先要能經由皮膚,發揮局部效果,然後 再進入血液循環而達到全身吸收的治療目的,因此,主要的藥物吸收 屏障為皮膚。
(一)皮膚的功能
皮膚除能與外界產生互動、適應環境外 (39-41) ,還有下列功能:
1、保護功能
保護體內器官、組織免受外界環境中機械、物理、化學、熱、
光、電、放射線等有害因素損害。並對於微生物、細菌等侵害具有免 疫功能。
2、感覺功能
皮膚含有豐富的神經纖維網,其神經感覺末梢,可接受冷、熱、
痛、觸、壓力等外界刺激引起的神經衝動,傳至大腦產生感覺。
3、調節體溫之功能
當環境溫度升高時,微血管擴張,散熱加速,使體溫不致過高;
反之,溫度降低時,微血管收縮,減少熱量散失,避免體溫過低。
4、代謝功能
皮膚含有很多水分及脂肪外,還有維生素、蛋白質、醣類、無機 鹽 類 及 酵 素 , 這 些 物 質 參 與 身 體 氧 化 ( Oxidation )、 還 原
(Reduction)、水解(Hydroxylation)、結合(Conjugation)等代謝 反應。
5、調節血壓的功能
皮膚是血醣的儲存室,當血醣增加時,很多血醣進入皮膚;若血 醣減少,皮膚中的血醣便釋放進入血液中。
6、分泌與排泄的功能
皮膚的皮脂腺及汗腺具有此功能。皮脂腺可以分泌皮脂,潤滑皮 膚;汗腺在體溫較高時,可以藉發汗而散熱。
7、吸收功能
有一些物質是可以經皮膚被吸收的。吸收與否和皮膚狀態、物質 的理化性質有關。
(二)皮膚的構造
人體最大的器官是皮膚,平均 70 公斤的人,皮膚表面積約為 1.5
∼2.0 m2,厚度一般在 0.5∼4 mm 之間,重量約佔體重的 16 % (42)。 每平方公分的皮膚含有 10 個毛囊、12 條神經、15 條皮脂腺、100 條汗腺和 3 條總長 92 公分的血管等附屬器 (43)。
圖 1. 皮膚構造圖
隨年齡、性別和部位不同而有差異。
表 皮 層 ( Epidermis)
表皮厚度約 0.16∼0.80 mm,由幾層大小、型態不同的細胞層組 成 , 由 上 到 下 分 別 為 角 質 層 ( stratum corneum )、 透 明 層
(stratumlucidum)、顆粒層(stratum granulosum)、棘皮層(stratum spinosum)、基底層(stratum basale) (45) (圖 2)。表皮中除角質 層外,其他四層可統稱為活性表皮(viable epidermis),因角質層之 性質與其他層有較大不同。
1、角質層
由 15∼25 層死亡的角化細胞組成,形狀為扁平、排列緻密的小 片,細胞長約 30∼40 µm,寬約 0.5 µm,最外面 2∼3 層排列疏鬆較 易剝落,其他各層則緊密,具良好屏障作用。角質層厚度隨身體部位 不同而有所差異,眼瞼、包皮、額頭、腹部、肘窩等部位較薄,手掌 及腳底最厚 (46)。
角質層細胞由蛋白 質、類脂和水組成,蛋 白質 80 % 是 角蛋 白
(Keratin),為一種非水溶性的硬蛋白,吸水後重量可增加 5 倍
(47-49)
。脂質含量約 7 %,水分 15 %∼25 %;類脂填充於細胞間隙,
性質與脂肪類似,佔此層重量 14 %,其由三酸甘油脂、游離脂肪酸、
角質層細胞
顆粒層細胞
棘皮層細胞
基底層細胞
圖 2 角質層中各層之細胞
2、透明層
由充滿角質素的透明細胞組成,具有透過光線的功能。
3、顆粒層
顆粒層的細胞幾乎接近死亡,含有充滿角質的細胞,具有折射光 線的作用,可以減少紫外線照射入體內,也可以防止體內水分、電解 質的流失,並阻擋異物的滲入。
4、棘皮層
為表皮層中最厚的一層 (51),各個細胞間以棘連結,棘上有膠原 纖維(collagen fibers)、彈性纖維(elastin fibers),其作用為鞏固表 皮細胞組織。細胞之間有淋巴液通過,具有供給表皮營養以恢復疲 勞,並防止射線傷害。
5、基底層
? 表皮的母體,具有? 生新細胞的功能,表皮的各層細胞是角化 過程中不同階段的細胞形成的。基底層到角質層的細胞的動態變化,
稱? 角質化。一般表皮的角質化過程約需 3∼4 星期 (52)。表皮從基 底層形成細胞,增殖、分裂,向上層逐漸推移,最後至細胞衰亡、脫 落。此層並有色素母細胞,分泌黑色素製造膚色,抵抗紫外線的侵害。
表 1 角質層的組成
成分 含量 %
膽固醇酯(Cholesteryl ester) 10 三酸甘油脂(
Triacyl glcerols
) 0.0脂肪酸(Fatty acid) 9.1 膽固醇(Cholesterol ) 26.9 神經醯胺 1(Ceramide) 3.2 神經醯胺 2(Ceramide) 8.9 神經醯胺 3(Ceramide) 4.9 神經醯胺 4(Ceramide) 6.1 神經醯胺 5(Ceramide) 5.7 神經醯胺 6(Ceramide) 12.3 神經醯胺糖? 元(Glucosylceramide) 0.0
膽固醇硫酸酯(Cholesteryl sulfate) 1.9
其他 11.1
表 2 角質層類脂於各部位的差異
類脂組成 腹部 大腿 臉部 腳底 總類脂含量(%) 6.5±0.5 4.3±0.8 7.2±0.4 2.0±0.6
各類脂含量(%) 極性類脂
(Polar lipids) 4.9±1.6 5.2±1.1 3.3±0.3 3.2±0.89 膽固醇硫酸酯 1.5±0.2 6.0±0.9 2.7±0.3 3.4±1.2
中性類脂
(Neutral lipids) 77.7±5.6 65.7±1.8 66.4±1.4 60.4±1.2 鞘脂類
(Sphingolipids) 18.2±2.8 25.9±1.3 26.5±0.9 34.8±2.1
真 皮 層 ( Corium; dermis)
真皮的厚度約 3∼5 mm,比表皮厚 20∼30 倍,主要由結締組織、
活細胞及基質(matrix)構成,有豐富的血管、神經、淋巴管,汗腺、
毛囊、皮脂線等皮膚附屬器,皮膚附屬器有 80 %深入到皮下組織。
真皮層主要可分成兩層:乳頭層(papillary layer)與網狀層
(Reticular layer)(49)。乳頭層與基底層交錯緊密連結,乳頭層含有 捲曲的毛細血管及末稍神經,膠原纖維、彈性纖維 (53),是真皮中水 分最多的地方。因膠原纖維會膨脹,所儲藏水分佔全部皮膚組織的 60 % (54)。乳頭層對於水溶性物質通透性良好,但會阻礙水不溶性物 質之擴散。皮膚老化時,乳頭層會萎縮。網狀層較深,與皮下組織相 接,由彈性纖維與成膠原纖維所交組成的網狀組織,使皮膚緊實富有 彈性。真皮層中皮膚附屬器之如下 (55):
1、汗腺
調節皮膚溫度,幫助體內流質的排出,如:身體內多餘的鹽分、
尿素、尿酸和水分。
2、皮脂腺
成囊狀,為不規則且大小不同的結構,皮脂腺主要分泌皮脂
(sebum),會經過毛孔到毛根,使皮膚與毛髮具光澤。皮膚表面的 脂質(皮脂與表面類脂的組成如表 3),因受皮膚微生物? 解,所以 油脂組成大不相同 (56)。
3、微血管:
供給皮膚營養。當藥物滲透至真皮時,便會被微血管吸收。
4、毛囊、毛乳頭:
毛乳頭為毛囊前端凹陷的地方,負責供給毛髮營養和發育。
5、淋巴管:
輸送營養成份供給表皮細胞的血管收集,並運送廢物。
6、末梢神經:
接收皮膚表面訊息再傳達至大腦。
皮 下 組 織 ( Subcutaneous tissue)
皮下組織的脂肪細胞負責製造並儲藏脂肪。脂肪的厚度隨部位和 性別有差異,一般女性比男性發達,成人又比小孩子發達 (57)。脂肪 有儲存熱量,保護組織,維持體溫的功能。人類脂肪主要為甘油三酯,
其 90 %以上為脂肪酸:肉荳蔻酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸、亞麻二 烯酸、十六碳烯酸。
皮膚表皮含水量最少,約 10∼25 %,皮膚表面的 pH 在 4.2∼
5.6;真皮層的 pH 為 7.1∼7.3,由皮膚表面向內部逐漸失去酸性。
表 3 皮膚皮脂與表面類脂之不同組成比例
組成百分比 %
組成 皮脂 表面類脂
鯊稀
(Squalene)
12 10固醇酯
(Sterol ester)
<1 2.5固醇(未酯化) 0 1.5
蠟酯
(Wax esters)
23 22三酸甘油脂 60 25
甘油脂及二酯
(mono- and Di-acyl glcerols)
0 10
脂肪酸 0 25
其他
(Unidentified)
5 4(一)藥物經皮吸收的途徑 (55, 58)
藥物經皮吸收途徑主要有兩種,一是藉由表皮的滲透作用進入真 皮,另一是經由皮膚附屬器進入真皮層,兩者皆在滲透入真皮層後被 微血管吸收進入體循環。
1、經表皮吸收
角質層對藥物吸收有阻礙作用,同時對已滲透的藥物具有儲存作 用。藥物透過角質層有穿過角質層細胞或經由角質層細胞間隙兩種被 吸收途徑。
由於穿過角質層細胞的阻力較大,所以主要是藉由角質層細胞間 隙而被吸收。角質層細胞間質是由類脂分子形成的多層脂質雙層結 構,類脂分子的親水部分結合水分子成親水區,而烴鍵部分聚集成疏 水區。極性藥物分子主要經角質層之親水區擴散,非極性藥物經疏水 區擴散 (59)。
2、經皮膚附屬器吸收
皮膚附屬器面積只佔皮膚 0.1 %,雖吸收的速度快,但不是藥物 吸收的主要途徑。對一些離子型及大分子類的藥物,難以經由含類脂 的角質層吸收,仍需藉由皮膚附屬器,故此路徑仍具重要性 (60, 61)。
(1)經黏膜吸收:
如口腔的舌下粘膜、鼻粘膜、直腸粘膜等均為藥物外用的常見給 藥部位,因為粘膜處沒有角質層,粘膜下有很多的細血管,藥物透入 較容易、速度快。
(2)穴位吸收:
經絡理論是中醫的精髓,藥物若經人體的穴位滲透吸收,由經絡 傳遞到達身體各臟腑,其發揮的作用效果,一定特殊。經絡穴位處與 周圍皮膚相比,經絡穴位處皮膚具有阻抗低、電容大、電位高的電學 特性,有特異的聲學、熱學變化。因此,藥物經穴位吸收,可望疏通 經絡臟腑 (62-64)。
三、影響藥物經皮吸收的因素
藥物經皮吸收,受藥物特性、給藥系統的設計和皮膚的生理狀況 的影響。皮膚內的滲透速率,主要決定於藥物理化性質(55, 65)。
(一)藥物因素
因促進藥物吸收技術的發展,使經皮吸收的藥物受物化和藥理性 質的限制性不再是絕對。但分子量、融點、溶解度、pKa 值的限制,
仍是重要的參考依據(58, 66)。
(二)給藥系統性質 1、劑型影響
不同劑型中的藥物,有不同的釋放效果。若藥物為易釋放之劑 型,則有利於藥物的滲透。
2、給藥系統組成影響
給藥系統的副料,會影響藥物的溶解度、釋放及藥物與皮膚間的 分配。部分副料在穿透過程中會與皮膚相互作用,改變皮膚的屏障作 用,因而影響滲透性。若副料與藥物親合力強,則分配係數減小,滲 透係數降低 (67)。高分子聚合物,其聚合度及用量影響黏度與結構,
進而影響給藥系統中藥物的釋放(66)。
3、pH 影響
pH 影響藥物的解離;離子型的藥物,滲透係數小,經皮吸收減 少,不解離,有助吸收。
4、給藥面積與藥物濃度
藥物經由皮膚的滲透是屬於被動擴散,釋藥量和藥物吸收量與給 藥面積和藥物濃度成正比。
(三)皮膚生理性質 (67)
1、皮膚部位
皮膚部位影響藥物滲透主要與角質層的厚度有關,越薄的部位
背部( 11 µm)>前額(13 µm)>陰囊( 5 µm) (68)。
2、個體差異
皮膚之個體間差異性很大,如:角質層厚度、單位面積汗腺與毛 孔、皮脂腺數量、性別、年齡、工作屬性等不相同,皆影響滲透性。
3、皮膚含水量
含水量增加後,角質層膨脹成多孔狀態,有利於藥物穿透;同 時還能使皮膚溫度提高,加速血液循環。
4、溫度
血管擴張使局部皮膚溫度升高,藥物滲透的速度增加,因而促 進吸收 (69)。
5、皮膚健康狀況
發炎、燒傷、濕疹、潰瘍、皮膚受創傷等,會使其屏障的功能降 低,造成滲透速率增加 (70, 71)。
6、重複應用
重複多次給藥可能引起給藥部位皮膚滲透性改變 (72)。
四、經皮給藥系統之組成及類型
目前開發的經皮給藥系統有許多種,其分類方法不一,大致上可 以分成三大類 (73-75) :儲存室系統(Reservoir System)、基質系統
(Matrix System)和微儲存室系統(Microreservoir System)。
經皮給藥系統主要皆包含下列部分:支持層(backing layer)、
感壓黏膠層(pressure-sensitive adhesives;PSA)、儲藥室(drug reservoir)、保護膜(release liner),依不同類型之系統設計,另有 能控制釋放速率的控釋膜(rate-controlling membrane)。
(一)儲存室系統經皮給藥系統
儲藥室是由藥物及賦形劑所組成,位於支持層與控釋膜之間;並 藉由控釋膜作用,控制藥物釋放速率。儲藥室可以是溶液、軟膏或凝 膠等半固體劑型,控釋膜為微孔膜(microporous films)或非微孔膜
(non-porous films)(4)。儲藥室外塗上黏膠層後,系統即能黏附於 皮膚。如圖 3 所示。
(二)基質型經皮給藥系統
以高分子聚合物作為儲藥室負載藥物,根據儲藥室之不同設計,
又分為:
1、基質分散型(Matrix-dispersion system),如圖 4(a)。
儲藥室
支持層
控釋膜 黏膠層
圖 3 儲存室型經皮給藥系統
鋁箔 吸收性襯墊 支持層
黏膠層
儲藥室 圖 4 (a) 基質分散型經皮給藥系統
藥物儲存室
支持層
圖 4 (b) 黏膠基質型經皮給藥系統
鋁箔襯墊 背襯膜
黏膠層
聚合物基質
黏膠/藥物儲存室
控釋膜
除上述的單層系統外,還可以是多層的,由黏膠層及控釋膜組 成,為 DIA 多層膜型。
這些不同類型的經皮給藥系統中,具有控釋膜的系統能控制藥物 以零級速率釋放,遵循 Fick’s low (4)。
五、應用於經皮給藥系統的高分子聚合物
經皮給藥系統除活性成份外,賦型劑中,含多種的聚合物,如:
控制藥物釋放速率的控釋膜、基質構成物(matrix formers)、感壓性 黏膠、支持層及保護膜。表 4 列出目前已開發應用的高分子聚合物(76)。
經皮給藥系統的高分子聚合物中,較常用者如下(4, 77):
(一)基質構成物
1、丙烯酸(Acrylic acid matrices)
丙烯酸已在經皮給藥系統中作為基質薄膜,此類常用作製造藥 物多層型基質薄膜,常用的有Eudragit 系列 (78),為不具黏著性的厭 水性聚合物,也可當作基質材料 (79)。
Carbopol 為另一種常用的丙烯酸聚合物又稱 carbomer,分子結 構中含有 52 %∼68 %的羧基基團,吸濕性強,呈弱酸性。在介質 pH
>4 時,羧基離子化後沿著聚合物主鏈產生負電荷,同性電荷相斥使 捲曲分子鏈伸展呈極大的膨脹狀態而增稠,吸水膨脹後體積可以增加 1000 倍,並具有粘性 (80)。
C C
H C
H
O
表 4 經皮製劑使用之聚合物
天然聚合物 Carboxymethylcellulose
Cellulose acetate phthalate Gelatin
Gum Arabic Methylcellulose Arabinogalactan
Starch
Zein Nitrocellulose Propylhydroxycellulose
Shellac Waxes-paraffin
Natural rubber Succinylated gelatin 合成彈性體
Polybutadiene Polyisoprene
Neoprene Polysiloxane
Styrene-butadiene rubber Silicone rubber
Hydrin rubber Chloroprene
Butyl rubber Butyl rubber Acrylonitrile
Ethylene-propylene-diene terpolymer
合成聚合物 Polyvinyl alcohol
Polyethene Polystyrene Acetal copolymer
Polyurethane Polyvinylpyrrolidone
Poly(p-xylylene)
Polyhrdroxyethyl methacrylate
Polyvinyl chloride Polyacrylate
Chlorinated polyethylene Polyacrylamind
Polyether Polyester Polyurea
Epoxy
2、聚乙烯? 咯酮(Polyvinylpyrrolidone;Povidone;PVP)
PVP 為 阻 止 藥 物 形 成 結 晶 之 抗 核 種 試 劑 ( antinucleating agent),維持藥物的非晶型(amorphous),增加藥物溶解度,而能 快速溶於穿透的溶離液 (81)。
N
CH-CH
2n
3、羥丙基纖維素(Hydroxypropyl methylcellulose;HPMC)
為一親水、吸濕膨脹的聚合物。HPMC 因容易水合膨脹,導致 藥物能快速釋出作用(burst effect) (82)。
O O
OR CH2OR
OR
O OR
OR
CH2OR O
n R= H, CH3,
4、羧丙基纖維素鈉(Sodium Carboxylmethylcellulose)
此聚合物又可以稱為 SCMC、sodium CMC、CMC sodium 或
O O
OH
CH2OCH2COONa
OH
O OH
OR
CH2OCH2COONa O
n
(二)感壓性黏膠 (83)
經皮給藥系統最常用的 PSA 有:聚異丁烯(Polyisobutylene;
PIB )、 聚 丙 烯 酸 酯 共 聚 物( Polyacrylate copolymers ) 和 矽 膠
(Silicones) (84, 85),這些 PSA 已很多使用於局部及系統性的藥物傳 送(38)。雖然這三類 PSA 的化學性質和分子結構有很大的不同,但都 適合用於 TDDS 或皮膚治療系統(dermal therapy system),以及其 他需要與皮膚接觸的藥用領域。
(三)支持層
最合適的支持層材質應當具有彈性、良好的氧穿透率及高度的水
氣穿透率 (83)。支持層亦可設計為儲藥室 (86)。
(四)保護膜 (83)
黏膠層屬於包裝材料,而非運送有效成份的組成。保護膜選擇時 要考慮其與藥物、滲透促進劑、水等之穿透性。可選用表面自由能低
的塑膠薄膜,如聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯,也可用有機矽處理,避 免黏膠層與保護膜發生黏附的情形。
第二章 阿茲海默症
老年癡呆症有許多類型,最常見的是早發性痴呆(early-onset or persenile dementia)和遲發性痴呆(late-onset senile dementia)的 總稱,佔老年癡呆 50∼60% (87)。阿茲海默症(Alzheimer disease;
AD)是由德國神經病學家 Alois Alzheimer 在 1907 年最先發現而命 名,為一種腦部細胞退化,導致腦組織萎縮的一種漸進性神經性退化 疾病,是一種原發性的老年癡呆症,常見於老年人的疾病中。在美國,
其發生率在 65∼74 歲的人口約佔 3%,75∼85 歲約 18.7%,85 歲 以上老年人則有 47.2 %;隨著人類壽命的延長,社會趨向老年化,
AD 的發生率逐年攀升,已成為造成老年人死亡原因的第四位 (88)。 AD 病程一般較長,約為 3∼20 年,因此給社會、家庭和患者帶來沈 重的負擔,給患者帶來極大的不便。
一、阿茲海默症之治療
(一)膽鹼神經傳遞物質取代療法(neurotransmitter replacement ) AD 症狀的發生與嚴重度和膽鹼乙醯轉移? 活性下降程度 (89)有 關,其治療可以給予直接及間接作用於膽鹼神經系統的藥物,如
乙醯膽鹼前驅物、擬膽鹼作用劑(Cholingeric agonist;N、M 受 體 作 用 劑) 和 乙 醯 膽 鹼 脂 ? 抑 制 劑 ( Acetylcholinesterase inhibitors;AchEI) (90-92)來提高中樞的乙醯膽鹼濃度,延長期受體
作用。
1、乙醯膽鹼脂? 抑制劑
乙醯膽鹼酯? 抑製劑可抑制乙醯膽鹼脂? 的水解作用,延遲乙醯 膽鹼的代謝分解,增加乙醯膽鹼的濃度,延長突觸後受體的興奮。此 類藥物是治療 AD 的主要用藥,且為最成功的方法。如 Tarcine 及其 水 解 產 物 Velnacrine (93)、 Physostigmine (94)、 Donepezil (95)、 Huperzine A,其中以 Huperzine A 的作用最強,能夠選擇性抑制乙 醯膽鹼? ,毒性及副作用最小(96)。
5-HT3 具有調控大腦皮層之功能,能抑制皮層乙醯膽鹼釋放,
故使用 5-HT3 拮抗劑可增加乙醯膽鹼釋放,改善 AD 症狀,如 Ondansertron (97)。
2、擬膽鹼作用劑
與 N 或 M 受體結合,改善膽鹼神經的傳導功能,如 Bethanacol、
Arecoline、RS-86、Oxotremorine、Nicotine 等。
(二)雌激素(Estrogen) (98)
(三)抗氧化劑
抗氧化營養物質能夠有效減緩 AD 的症狀,如 Vitamin C 及
(四)神經生長因子(Nerve growth factor)
神經生長因子是神經細胞生存和分化所必需的物質,可延長神經
軸突,維持神經細胞生存,調節神經遞質的產生。(五)抗發炎藥物 (Anti-inflammatory drugs)
根據流行病學的資料顯示非顛固醇顛抗炎藥可減低 AD 之發生
率 (100)。(六)鈣離子拮抗劑
給予鈣離子穩定劑,或給予阻斷鈣雕子流入 AD 患者的大腦神
經元細胞為主要的治療方式,如鈣雕子拮抗劑 Nimodipine、神經醯 胺等。(七)神經代謝促進劑
如 a-腎上腺受體阻斷劑 Nootropics、Hydegine (101)、促進 血液循環的藥物 GABA 衍生物 Piracetam、 Oxiracetam,及銀杏製 劑等。
二、Huperzine A 之性質
(一)Huperzine A 之基本理化性質
1、 化學式:(5R, 9R, 11E)-5-amino-11-ethylidene-5,6,9,10- tetra- hydro- 7-methyl-5,9-methanocycloocta [b]pyridin- 2(1H)-one
2、 分子式:C15H18N2O 3、 分子量:242.32 4、 結構式:
N H2N O
CH3
H3C
5、 感官性質:為白色至微黃色結晶粉末 6、 紫外光譜:λ max:231、313 nm 7、 融點:228-229℃
(二)來源植物
Huperzine A(石杉鹼甲)又稱為 fordine,為抗老年性癡呆的 有 效 成 分 , Huperzine A 主 要 是 由 蕨 類 植 物 — — 石 杉 科 (Huperziaceae),石杉屬 (Huperzia Bernh.)的蛇足石杉〔Huperzia serrata(Thunb)Trev.〕分離的一種新生物鹼 (102)。石杉科植物有 5 個屬 26 個種,除了蛇足石杉外,還有長柄石杉〔H.longipetiontata (Spring)〕、中間石杉〔H. serrata f. intermedia (Nakai)〕、長白山石 杉〔H. luciduca var. asiatica Ching〕、四川石杉〔H. sutchueniana (Herter) 〕、 湖 北 石 杉 〔 H. hupehensis Ching 〕, 馬 尾 杉 屬 (Phlegmariurus) 的華南馬尾杉〔P. fordii (Baker) Cheing〕、閩浙馬 尾杉〔P. mingcheensis Ching〕、廣東馬尾杉〔P. guangdongensis Ching〕、馬尾杉〔P. phlegmaria (Linn.) Hulod〕、狹葉馬尾杉〔P.
mingcheensis var. angustifolius C. Y. Ma 〕、 龍 岩 馬 尾 杉 〔 P.
longyanensis C. Y .Ma〕、矮小馬尾杉〔P. nanus C. Y. Ma〕、等 13 種。
在上述植物中,基本上都含有此成分,其中以蛇足石杉含量和蘊 藏量為較多。蛇足石杉又稱為救命王、千層塔、金不換,民間用于治 療癰癤腫毒、跌打損傷、清熱解毒等。
(三)藥理作用
Huperzine A 為脂溶性物質,分子小,易通過血腦障壁,是一
種比 tacrine 或 donepezil 毒性更低、作用長效、可逆並具有高選擇性的乙醯膽鹼酯? 抑制劑 (103-104),其對乙醯膽鹼酯的強大抑制作用,
使分佈區神經突觸間隙內的乙醯膽鹼含最明顯升高,因而增強神經元 興奮傳導,強化腦部學習與記憶區的興奮作用,可以提高認知功能、
增強記憶、保持和促進記憶。Huperzine A 對重症肌無力、記憶力減 退和老年性癡呆具有良好的效果,其藥理作用如下:
1、 抗膽鹼酯? 作用:
由乙醯膽鹼酯? 的立體結構可發現,乙醯膽鹼酯? 的作用區為一 道深的裂縫,以此處與乙醯膽鹼結合,造成乙醯膽鹼無法發揮作用。
Huperzine A 的作用機轉是阻斷乙醯膽鹼酯? 的分解作用,可阻止內 生性乙醯膽鹼分解,使乙醯膽鹼含量升高,達到刺激腦內膽鹼傳遞系 統的功能。Huperzine A 對於乙醯膽鹼酯? 的抑制作用是毒扁豆鹼
(physositigmine)的 3 倍 (105);對小鼠的腦、紅血球和豬腦的乙醯 膽鹼酯? 抑制強度為血漿丁醯膽鹼酯? (butylcholine esterase;
BuchE)抑制強度的數千倍 (106)。
2、 對學習記憶的作用
利用 Huperzine A以 0.1 mg/kg 腹腔注射及 0.3 mg/kg 灌食大 鼠,能夠改善二氧化碳引起的短時間識別障礙 (107),並對大鼠的學 習、記憶的保持皆有促進的作用。以 0.1∼0.2 mg/kg Huperzine A 皮 下注射於大鼠, 利用水迷宮測試大鼠對空間的記憶,結果顯示
3、 對神經肌肉的作用
以 Huperzine A 以皮下注射 10∼25 µg/kg 或口服 50 µg/kg 於重 症肌無力之家兔,可以使其症狀明顯恢復;另外,靜脈注射 Huperzine A 除有加強肌肉收縮的作用 (108)之外,並能拮抗氯化管箭毒(d- tubocurarine)引起的阻斷作用。
第三章 中草藥層析指紋圖譜之建立與確效
中藥業發展至今,中草藥指紋圖譜質控技術已是牽動行業全面進 步的關鍵技術。其應用研究,對保証中成藥功效、提高中藥工業整体 水準,帶動中藥農業現代化,推進中藥走向世界,有非常重要的現實
意義(109, 110)。中草藥指紋圖譜的特點是(1)通過指紋圖譜的特徵性,
能有效鑑別樣品的真偽;(2)通過指紋圖譜主要特徵峰的面積和比例 的制定,能有效控制樣品質量,保証樣品質量的相對穩定。目前指紋 圖譜已成為國際公認的控制中藥或天然藥物質量的最有效方法。
各種指紋圖譜方法的選擇和建立,應是互補的,應該根據被分析 的檢品需要和可行而定。可以使用的分析儀器為:
1、紅外線光譜(IR)
對純化合物而言,紅外線光譜有特徵吸收峰-即指紋區。但對於 多種混合物的中藥提取物而言,所檢測出來的圖譜為多種化合物圖譜 的堆疊結果,若單獨做為指紋圖譜的工具,並不容易。
2、紫外線光譜(UV)
雖然已有相當多的資料表現用 UV 做為指紋圖譜的可行性,但僅 用 UV 容易會有雜訊干擾,以及不同的化合物卻具有相似的紫外光 譜。也可能不適於單獨做為指紋圖譜檢測工具。
3、X-射線繞射法(X-ray)
X-射線繞射法是研究物質的物相以及晶體結構的主要方法。混合
珠、熊膽等之鑑別上。
4、薄層層析法(TLC)
薄層層析分析具有快速、經濟、可靠、操作簡單、適用範圍廣、
再現性好等優點。雖然解析度沒有管柱層析分析高,但它提供的層析 圖獨有的特點,為在同一薄層板上同時可比較 18 個樣品的指紋圖譜。
如果配合層析圖掃描或數位處理,可獲得相應的積分資料。但薄層層 析分析是開放式的層析系統,較容易受到環境的影響,結果會產生誤 差。
5、高效液相層析法(HPLC)
高效液相層析具有分離效果好,靈敏度高,選擇性高,分析快速 等優點,並能夠反映出檢品化學成分組成以及含量的分布。而且還能 同時串聯不同的檢測器如 IR、UV、PDA、MS 等,產生大量的資訊。
因此是目前用途最廣、最適合用來製作指紋圖譜的工具。在利用 HPLC 測定指紋圖譜時,峰的純度是影響峰值重現和準確的關鍵因素, 所含成分越多,其穩定性就越差,同時在對指紋圖譜相似性研究的過程 中,也會影響到數據的比較。
6、高效毛細管電泳法(HPCE)
具有分析速度快、分辨能力強、再現性好、管柱分離效果佳、清 洗管柱容易等優點。目前已成功的用於分析生物鹼、黃酮、香豆素、
強心甘等。
7、氣相層析(GC)
氣相層析是適合揮發性成分分析。具有高速、高選擇性、高靈 敏度、用量少等優點。氣相層析是密閉系統,因此不受外界干擾,穩
定性好,非常適合用來製作揮發性藥材的指紋圖譜。質譜與氣相或液 相層析的聯用(GC/MS、LC/MS),既能分離各成分,又能提供其化學 結構資訊,是提供更深層次分析資訊的有力工具,而且其檢測的高靈敏 度,可以解決某些藥材近緣品種指紋圖譜中的指紋特徵。中藥成分過 於複雜,結構解析的準確率和足夠強大的質譜化學結構資料庫有關,
尚待解決。
8、聚合酵素連鎖反應(PCR)
由於 DNA 分子標記直接分析的是生物的基因型而非表現型,因 此基因在分子層次上的檢測,是最能表現物種遺傳上的差異。檢測結 果不受藥材生產環境、採收季節以及各種後續處理過程等影響,對於 中藥物種的鑑別更加準確可靠。
無論選擇何種分析方法,建立指紋圖譜的基本要求是專一性(排他 性 )、 重現性和實用性 。總觀以上各種分析方法,層析指紋圖譜 (Chromatographic Fingerprint)是最適合用來鑑別及品質品管中藥的 方法。本實驗採高效液相層析法,選定穿山龍,作為建立中草藥層析 指紋圖譜之對象。
穿 山 龍 1、 基原
衛矛科植物南蛇藤 Celastrus nindsii Thunb. 藤莖。
2、 別名
南蛇、白龍、老龍皮、臭花椒、老牛筋。
3、 形態特徵
落葉攀援灌木,高達3~8m。小枝圓柱形,灰褐色或暗褐色,
有多數皮孔。單葉互生;葉柄長1-2 cm;葉片近圓形、寬倒卵形或長 橢圓狀倒卵形,長5~l0cm,寬3~7 cm,先端漸尖或短尖,基部楔 形,偶為截形,邊緣具鈍鋸齒。腋生短聚傘花序,有花5-7朵,花 淡黃綠色,雌雄異株;花尊裂片5,卵形;花瓣5,卵狀長橢圓形,長 4-5mm;雌花具有5雄蕊;雌蕊1,子房上位近球形,柱頭3裂;雄花的 雄蕊稍長,雌蕊退化。果球形。直徑 7~8mm。種子卵形至橢圓形,
有紅色肉質假種皮。花期4~5月。果熟期9-10月。
4、 生境分布
台灣本島低中海拔灌叢中。
5、 功效與主治
祛風除濕,活血通經。治筋骨疼痛、四肢麻木、小兒驚風、痧 症,痢疾。
6、 採集加工
春、秋季採收,鮮用或切段曬乾。
研究目的
本研究之目的為擬使用少量的甲基丙烯酸脂(俗稱亞克力黏 膠),添加水性聚合物,作為藥物儲存室,製成透氣度佳、輕薄、之 水性經皮貼片。若可行,將加入中草藥—穿山龍之萃取液於聚合物混 合後製成貼片,評估直接中草藥萃取液對貼片黏性之影響,發展可含 中藥液之貼片。
另外,本研究擬以阿茲海默症治療藥 Huperzine A 作為活性藥 物,研究其長效型水性貼片之配方。