利多卡因凝胶经皮吸收动力学和药效学

利多卡因凝胶经皮吸收动力学和药效学 1*贾士聪，丁平田，陈多，郑俊民 （沈阳药科大学药学院，沈阳 辽宁110016） 研究利多卡因凝胶的经皮吸收动力学以及药效学。 用经皮微渗析的测定大鼠 真皮内药物浓度的变化，计算相关；用电刺激法考察药效，并与市售EMLA霜剂进行药效比较。 持续用药1小时，利多卡因经皮吸收动力学曲线在1.25小时达到峰值；起效时间与EMLA相近，局麻作用维持时间和局麻强度优于EMLA。 利多卡因凝胶具有良好的局麻作用；局部用药 后，真皮中的药物动力学符合单室模型。 利多卡因；凝胶；经皮微渗析；药效 中图分类号：R969.1；R969.4 利多卡因（Lidocaine）是一种药效强、局麻作用维持时间长的酰胺类局麻药，在临 床上广泛使用，目前国内只有注射剂和胶浆剂两种剂型，尚无皮肤外用制剂。利多卡因 在体经皮吸收的研究及其产生局麻作用的皮肤中药物真实浓度的测定未见报道，本文旨 在用经皮微渗析技术测定自制利多卡因凝胶皮肤局部给药后大鼠真皮中的药物浓度变 化，并与药效学测定结果相结合，测定利多卡因产生局部麻醉作用的真皮中最低有效浓 度。 5%利多卡因凝胶（自制），EMLA霜剂（阿斯特拉公司，瑞士），生理盐水 （沈阳志鹰制药厂），甲醇（色谱纯，山东禹王实业总公司化工厂），三乙胺、冰醋酸均 为市售纯试剂。 Wistar大鼠，雄性，体重180-220g，沈阳军区总医院动物中心提供。 高效液相色谱仪（日本岛津），KH-1微量泵控制器（中科院化学所）， LM-10线型探针（Bionalytical System Inc. USA），Oster电动剃毛刀（Oster Inc. USA），YSB-4G药理多用生理刺激仪（蚌埠医疗仪器厂）。 [1] 色谱柱(ODS C, 5,m, 250mm×4.6mm，Zorbax USA)，流动相18 为甲醇：冰醋酸：三乙胺：水（47：2：1：50），检测波长230nm，流速0.8,l/min，柱温35?，进样量20,l。曲线为A=5725.5C-2582.5 (R=0.9999 1.020~16.32,g/ml) [2-5] 取200g左右的雄性大鼠，用25%的乌拉坦麻醉（0.4ml/100g ip）；剃除腹部鼠毛，将LM-10线型探针植入大鼠真皮中。在探针植入位置上方的皮肤表面 2按0.2g/cm的给药量涂布利多卡因凝胶，微海绵包封。将生理盐水灌注液以1,l/min的流速泵入探针，平衡30min后，每隔30min取样，样品直接经HPLC检测。生理盐水灌注流速为1,l/min时，应用反向渗析法求得药物在体回收率为63.2%。 [6,7] 将200g左右的雄性大鼠固定于鼠板上，用电动剃毛刀剃除腹部鼠毛。在 腹部皮肤上固定一直径为2cm的圆周，将一电极置于圆心，另一电极于圆周上的每一个 作者简介：贾士聪，女，现工作单位：北京双鹤现代医药技术有限责任公司 *通讯作者：Tel: (024)23953228 Email: dingpt@fm365.com 1 十等分点变动，调整生理刺激仪的输出电压，刺激持续时间为1秒。当输出电压为0时，刺激10次中有连续5次发出叫声者和输出电压为72V时，刺激10次中有连续5次不叫者弃去。筛选出合格大鼠，喂养7天后，将合格大鼠随机分为空白组、利多卡因凝胶给 22药组（给药量0.2g/cm，微海绵包封）和EMLA对照组（给药量0.2g/cm，微海绵包封），每组8-10只；调整生理刺激仪的输出电压，以刺激10次中有连续5次发出叫声为疼痛指标，测定空白鼠以及给药组、对照组给药后0.5，1，1.5，2，2.5，3，3.5，4小时的疼痛阈值变化。用疼痛阈值对时间作图，绘制药效曲线。 2另外取合格大鼠分为空白组、给药组和对照组，每组8-10只，给药量0.2g/cm，以固定刺激强度（高于空白组疼痛阈值5V的电压）对实验动物进行刺激，分别测定给药 组、对照组凝胶剂的起效时间和药效维持时间。 [8] 1 将测定的真皮中的药物浓度对t作图，得到经皮吸收动力学曲线，图1为给药1中 小时后清除皮肤表面凝胶的动力学曲线，将其用3P87程序进行处理，发现利多卡因在 真皮中的动力学比较符合单室模型一级吸收过程，应用残数法作图，求得其消除速率常 -1-1数K为0.96h，吸收速率常数K为5.79h，说明利多卡因的经皮吸收与其在真皮中的ea 消除相比要快得多。 35-130 25 20 15 10 5 0Concentration/ug.mL01234 Time/h Fig.1 The permeation kinetic profile of Lidocaine gel used for 1h across rat skin in vivo (n=5) 图2为利多卡因凝胶持续给药10小时的动力学曲线。随着给药时间的延长，真皮 中的药物浓度不断升高，将2小时以后的部分进行线性回归，得到线性良好的直线 （R=0.998），所以可认为持续给药数小时后药物经皮吸收符合Fick扩散定律，为零级过程。 2 利多卡因凝胶给药组和EMLA霜剂对照组的药效曲线如图3所示，给药组和对照组的平均最高疼痛阈值与空白组相比分别提高了21V和11V；另外，测得给药组和对照组的起效时间分别为50?8min和55?9min，局麻作用维持时间分别为4和3小时。由此可见，本实验中制备的利多卡因凝胶与EMLA霜剂相比，药效维持时间长，麻醉强 2 度深，起效时间相近，具有良好的局麻作用。 -1120 100 80 60 40 20 0Concentration/ug.mL0246810 Time/h Fig.2 The permeation kinetic profile of Lidocaine gel used for 10h across rat skin in vivo (n=6) 70 60 50 pain/V40Threshold value of012345Time/h experimental groupcontrol group Fig.3 The pharmacodynamic curves of Lidocaine gel and EMLA used for 10h 由图1可见，用药1小时后清除掉大鼠皮肤表面凝胶，真皮细胞外液中的药物浓度 继续升高，并在1.25小时达到峰值；说明药物在表皮中具有一定的滞留量，体表药物被 清除后，表皮中的药物仍可持续释放一段时间。将K和K比较可见，在皮肤中，利多ea 卡因的吸收远比消除快，所以药物在皮肤的局部浓度应远远高于血液循环中的药物浓 [9]度。有文献认为利多卡因在皮肤中可以避过毛细血管，直接向深层组织（如皮下脂肪、 肌肉等）转移。无论是消除还是直接转移，或是两个过程的都存在，药物从真皮中的消 除速率均可以由表观消除速度常数K表现出来。 e 由图2可以看出，持续给药数小时后，吸收接近零级过程。原因可能有二个：一是 吸收速度大于消除速度；二是持续给药使皮肤的表皮水化程度较强，皮肤的屏障功能减 弱造成的，但皮肤的屏障作用仍是限制药物吸收的主要因素，药物的经皮渗透过程是利 多卡因凝胶经皮吸收的限速步骤。 将图1和图3比较可见，药效最优时间与微渗析的浓度峰值时间相吻合，两条曲线 3 的形状也十分相似，由药效曲线和微渗析药动学曲线相结合可求出当大鼠真皮细胞外液 中的利多卡因浓度达到约12,g/ml时，即可产生局麻作用。这是利多卡因产生局麻作用所需的真皮中的最低浓度。 本实验得到了沈阳军区总医院皮肤科刘宝军主任的大力支持，特此感谢。 REFERENCES: [1] Roos RW and Lau-Cam CA. General reversed-phase high-performance liquid chromatographic method for the separation of drugs using triethylamine as a competing base. J. Chromatogr. 1986, 370: 403-418. [2] Schnetz E and Fartasch M. Microdialysis for the evaluation of penetration through the human skin barrier — a promising tool future research? Eur. J. Parm. Sci. 2001, 12（1）: 165-174. [3] Sarre S, Belle KV, Smolders I et al. The use of microdialysis for the determination of plasma protein binding of drugs. J. Pharm. Biomedica. Analy. 1992, 10 (10-12): 735-739. [4] Kushla GP, Zatz JL, Mills OH et al. Noninvasive assessment of anesthetic activity of topical lidocaine formulations. J. Pharm. Sci. 1993, 82 (11): 1118-1121. [5] Boschi G, Launay N, Rips R et al. Brain microdialysis in the mouse. J. Parmacol. Toxicol. Meth. 1995, 33（1）: 29-33. [6] Xu SY, Bian RL, Chen X. Methodology of pharmacology experiments. [M] Beijing: People healthy press. (in Chinese), 1982: 457-462. [7] Ziegenmeyer J and Meyer F. Local anesthesia by percutaneous absorption. Arch. Int. Pharmacodyn. 1976, 224: 164-176. [8] Deng SH, Liu ZP. Pharmacokinetics-theory and practice. [M] Beijing: People healthy press. (in Chinese), 1998: 37-45. [9] Singh P and Roberts MS. Dermal and underlying tissue pharmacokinetics of lidocaine after topical application. J. Pharm. Sci. 1994, 83 (6): 774-782. Cutaneous Permeation kinetics and Pharmacodynamics of Topical Lidocaine Gel *JIA Shi-cong, DING Ping-tian, CHEN Duo, ZHENG Jun-min (Institute of Pharmacy, Shenyang Pharmacetical University Shenyang Liaoning 110016 China) ABSTRACT: AIM To study the cutaneous permeation kinetics and pharmacodynamics of Lidocaine gel. METHOD The dermis concentration of Lidociane following topical application was determined by the cutaneous microdialysis technology in rats and related parameters were calculated; The pharmacodynamics was evaluated by electric stimulation and compared with that of EMLA cream. RESULTS The peak of percutaneous absorption kinetic curve of Lidocaine gel across rat skin occurred at 1.25 h; The onset time of local anesthetic action of Lidociane gel was similar with that of EMLA, but both the duration and depth of anesthetic effect were superior to that of EMLA cream. CONCLUSION Lidocaine gel has good anesthetic effect. The dermis pharmacokinetics of Lidocaine gel is fitted to one-compartment model. KEY WORDS: Lidocaine gel; cutaneous microdialysis; pharmacokinetics; pharmacodynamics 4