Это исследование было проведено в соответствии с Руководящими принципами по этическому обзору благополучия лабораторных животных (GB/T 35892-2018) и Руководящими мнениями по гуманному обращению с лабораторными животными. Все процедуры на животных были одобрены Комитетом по этике экспериментальных животных Университета традиционной китайской медицины Чэнду (Одобрение No TCM-09-315).
Экспериментальные животные и жилье
Использовались специфические мыши Куньмин без патогенов (SPF) (20~25 г, самцы/самка = 1:1) и крысы SPF Sprague-Dawley (SD) (180~200 г). Животных содержали в контролируемых условиях: 12-часовой цикл свет/темнота, температура 23 ± 2 °C, влажность 60% ± 5%, с свободным доступом к корму и воде. Для всесторонней оценки обезболивающего и противовоспалительного профиля XJCA была использована серия моделей мышей in vivo. Тест с горячей пластиной оценивал центрально опосредованный порог боли; формалиновый тест различал нейрогенную (фаза I) и воспалительную боль (фаза II); Тест на отёк уха, индуцированный ксилолом, оценивал острую противовоспалительную активность; а тест на извивание, вызванный уксусной кислотой, моделировал висцеральную воспалительную боль. Обратите внимание, что XJCA — это готовый к использованию гель для формирования пленки. Дополнительная подготовка перед подачей заявки не требуется.
Влияние области применения на анальгетикическую и противовоспалительную эффективность
Мыши SPF Куньмин были случайным образом разделены на 4 группы (самцы/самка = 1:1): нормальная контрольная группа (NC), группа малой площади XJCA (1×1 см,1 см 2) группа (XJCASAAG), группа средней площади XJCA (1×2 см, 2см 2) (XJCAMAAG) и большая площадь XJCA (1,5×2 см, 3см 2) группа (XJCALAAG). XJCA наносили с концентрацией 0,015 г/см² ( 0,15 мл на мышь) в течение 7 последовательных дней. Группа Северной Каролины получила обычный физиологический раствор аналогичным образом. Через 120 минут после последнего применения эффективность обезболивающего оценивалась с помощью тестов с горячей пластиной и формалином.
Для испытания на горячей плите мышей предварительно отсеивались, помещая их на горячую плиту постоянной температуры, поддерживаемую при температуре 55 ± 0,5 °C. Была зафиксирована латентность отъёма лап (PWL), и были выбраны только мыши с исходным PWL от 5 до 30 с (n = 40, самец/самка = 1:1). После 7 дней лечения PWL измеряли с интервалом 30 минут три раза, и среднее значение фиксировалось. Для предотвращения повреждения тканей применялось ограничение в 60 секунд.
В тесте с формалином (n = 40, мужское/женское = 1:1) через 7 дней лечения подкожно вводили 1% формалина (1 мл/кг) в правую заднюю лапу. Сразу после инъекции мышей помещали в отдельные наблюдательные камеры. Поведение, связанное с болей (облизывание, подъём и уход), фиксировалось во время фазы I (0–10 мин, нейрогенная боль) и фазы II (15–30 мин, воспалительная боль). Успешная инъекция была подтверждена заметной отёком лапы.
Временно-зависимая оценка эффективности анальгетиков и противовоспалительных препаратов
Сто двадцать мышей с SPF в Куньмине были случайным образом разделены на три группы (n = 10 на момент времени, самец/самка = 1:1): группу модельного контроля (MC), группу XJCALAAG (1,5×2 см, 3см 2) и контрольную группу с положительным результатом диэтиламина эмульгеля (DDE). XJCA (0,015 г/см², 0,15 мл/мышь) и DDE (0,016 г/см², 0,15 мл/мышь) применялись 7 дней подряд, в то время как группа MC получала нормальный физиологический раствор. Через 2, 4, 6 и 8 часов после последнего применения были проведены как тест на отёк уха, вызванный ксилолом, так и тест на извивание с уксусной кислотой.
В тесте на отёк уха, индуцированный ксилолом, 30 мкл ксилола наносили на обе стороны правого уха (группа MC получила нормальный физиологический раствор), а через 60 минут мышей анестезиировали пентобарбитал натрием (30 мг/кг, ин.п.) и жертвовали; Ушные диски диаметром 8 мм затем пробивались и взвешивались. Степень отёка уха рассчитывалась как вес диска правого уха минус вес диска левого уха, а скорость ингибиции отека определялась как [(степень отёка группы MC – степень отёка группы лечения) / степень отёка группы MC] × 100%. Круглый пуншон для уха (диаметром 8 мм) был взят с одного и того же положения на левом и правом ушном уши, а ткань уши взвешивалась с помощью электронных весов.
В тесте на извивания, вызванном уксусной кислотой, внутрибрюшно вводили 0,6% раствор уксусной кислоты (0,1 мл /10 г), а время извивания (разгибание задних конечностей, сокращение живота и скручивание туловища) фиксировалось в течение 20 минут. Сразу после инъекции уксусной кислоты мышей помещали в индивидуальные клетки для наблюдения. Скорость торможения извивания рассчитывалась по следующей формуле: [(время извивания в группе MC – время извивания в группе лечения)/время извивания в группе MC]×100%.
Сравнение локальной и системной анальгетической эффективности
Чтобы отделить локально ограниченную анальгезию от эффектов, возникающих при трансдермальной абсорбции и системном распределении, мы концептуализировали два режима применения с чёткими операционными определениями. Локальный эффект означает действие препарата в участке, локализованном в тканях непосредственно под или рядом с местом применения, при этом с минимальным вкладом циркулирующего препарата. Системный эффект, напротив, означает обезболивание, опосредованное препаратом, попавшим в кровь и действующим в центральных или периферических областях, удалённых от места применения. Мы непосредственно проверили гипотезу о том, что увеличение площади применения приводит к большему системному усвоению препарата и, следовательно, вызывает обезболивающий эффект, превосходящий только локальное действие, поддерживая постоянную дозу на единицу площади при изменении общей площади обработанной площади. Эта конструкция позволяет количественно оценить, как пространственный масштаб воздействия определяет системную биодоступность и как результат вклад системно опосредованных эффектов.
Тридцать куньминских мышей с SPF (с PWL 5~30 с в тесте на горячей плите) были случайным способом разделены на 3 группы (n = 10 на группу, самцы/женщины = 1:1): группа NC, группа топических препаратов (TMG) и группу системных медикаментов (SMG). XJCA вводилась в фиксированной дозе 0,015 г/см² с объёмом 0,15 мл в течение 7 последовательных дней.
Для TMG формула применялась к локализованной области кожи задних конечностей. Для SMG, чтобы имитировать повышенное системное всасывание, формула применялась на комбинированную область, включающую обе задние конечности и кожу задней части, при сохранении той же дозы на единицу площади (0,015 г/см²). Такая конструкция обеспечивала увеличение общего количества XJCA, применяемого в группе SMG, пропорционально больше, чем в группе TMG, что способствовало большему потенциалу для трансдермального всасывания в системный кровообращение. Через 120 минут после последнего применения PWL измерялся с помощью теста на горячей плите (3 раза с интервалом в 30 минут, среднее значение было зафиксировано). Сравнивая TMG (локальный эффект преобладающий) и SMG (локальный + системный эффект), мы могли бы разобрать вклад системного распределения лекарств в общую анальгезию.
Исследование трансдермальной абсорбции in vitro
В исследовании использовались диффузионные клетки Франца с эффективной площадью диффузии 1,76625см². Диффузионная ячейка Франца является золотым стандартом для оценки чрешкірного всасывания. Система состоит из донорского отсека (содержащего тестовую формулу), рецепторного компартмента (заполненного физиологическим буфером) и вырезанной кожи, установленной между ними. Молекулы лекарств диффундируют через кожу в раствор рецепторов, и образцы собираются со временем для количественной оценки кинетики проникновения. Кожа брюшной полости, удаленная у крыс SD, анестезированная пентобарбиталом натрием (30 мг/кг, ин.п.), тщательно подготовилась путём удаления подкожного жира, промыталась обычным физиологическим раствором и замачивалась в физиологическом растворе на 24 часа. Крайне важно защищать целостность слоя роговицы. Не растягивайте, не складывайте и не касайтесь поверхности эпидермиса. Проницаемость кожи сильно зависит от её гидратационного состояния. Время гидратации даёт воспроизводимые результаты.
Подготовленная кожа устанавливалась между донорским и рецепторным отсеками, при этом слой роговицы был обращён к донорскому отсеку. Донорская сторона получила 200 мкл XJCA (эквивалент 0,06 г сырого препарата), а рецепторный отсек был заполнен 15 мл приемного раствора (30% этанол: 70% PBS, дегазированный соником в течение 15 минут), поддерживаемый при 32 ± 0,5 °C при непрерывном магнитном перемешивании при 350 об/мин⁻1. Принимающий раствор следует дегазировать с помощью соникации в течение 15 минут до использования, чтобы предотвратить образование пузырьков во время эксперимента.
Из рецепторного отсека были собраны образцы по одному мл через 2, 4, 6, 8, 10, 12, 20 и 24 часа, каждый раз пополняясь равным объёмом предварительно нагретого (32 °C) свежего приёмного раствора.
Примечание: замена раствора должна быть при той же температуре, чтобы избежать колебаний температуры, которые могут повлиять на кинетику диффузии. Собранные образцы были отфильтрованы через микропористые мембраны диаметром 0,22 мкм и затем проанализированы с помощью UPLC-MS/MS в течение 24 часов. Из-за нестабильности аконитина образцы следует анализировать в течение 24 часов после сбора или добавить стабилизаторы. Если немедленный анализ невозможен, пробы будут аликвотировать и хранить их при -80 °C, но затем проверять их устойчивость при этих условиях перед началом работы.
Условия UPLC-MS/MS
Хроматографический анализ проводился с использованием колонки Agilent ZORBAX SB-C18 (2,1 × 100 мм, 1,8 мкм), поддерживаемой при 40 °C, с расходом 0,3 мл/мин и объёмом впрыска 2 мкл. Подвижная фаза состояла из раствора ацетонитрила (A) и 0,1 моль/л аммония ацетата, содержащего 0,5 мл/л ледниковой уксусной кислоты (B), используя следующую градиентную программу: 0–5 мин (26%–45% A), 5–7 мин (45%–74% A), 7–10,1 мин (74%–90% A), 10,1–12 мин (90% A), 12–12,1 мин (90%–26% A), и 12,1–15 минут (26% A).
Масс-спектрометрическое обнаружение проводилось с помощью источника электрораспылительной ионизации (ESI) в положительном ионном режиме при следующих настройках: температура высыхающего газа 500 °C, поток сухого газа 5 л/мин, давление небулайзера 50 psi, температура оболочного газа 500 °C, поток газа в оболочке 11 л/мин, капиллярное напряжение 5500 В и сбор данных в режиме многократного мониторинга реакций (MRM). Переходы и параметры MRM были установлены следующим образом: аконитин (m/z 646,6→586,4, время задержки 100 мс, DP 102,930 В, CE 49,810 В) и бензоилаконин (м/з 604,4→105,1, время пребывания 100 мс, DP 105,120 В, CE 74,270 В).
Валидация методов и анализ данных
Валидация метода проводилась путём оценки специфичности, линейности, точности, стабильности и повторяемости. Специфичность проверялась путём анализа приёмного раствора, стандартного и образцового раствора для подтверждения отсутствия помех от эндогенных веществ. Для линейности стандартные кривые строились путём графика пиковой площади с концентрацией с использованием метода регрессии с наименьшими квадратами. Точность оценивалась как внутридневными (6 репликатов), так и междневными (2 повторения в течение 3 дней) с использованием стандартного раствора 50 нг/мл, выраженного как относительное стандартное отклонение (RSD) пиковых зон. Стабильность оценивалась путём определения пиковой площади RSD растворов образцов за 0, 2, 4, 6, 8, 12, 16, 18 и 24 часа. Повторяемость подтверждалась измерением пиковой площади RSD из шести параллельных препаратов. Стандартные растворы готовились путём точного взвешивания по 2,5 мг бензоилаконина и аконитина, затем их растворения в смеси изопропанол:дихлорметан (1:1) для достижения конечной концентрации 25 мкг/мл. Для тестового раствора соответствующее количество образца переносилось в центрифугную трубку и подвергалось высокоскоростному центрифугированию при 12 000 x г в течение 5 минут, после чего супернатант собирался для анализа.
Накопленное количество проницаемости (Qn, ng/cm 2) в каждой точке времени рассчитывалось по следующей формуле:
Qn = [(Cn × V + ΣCi × Vi) / A]
Где:
Вопросn: Накопленное количество проницаемости при n-м времени отбора пробы (нг/см 2).
Cn: Концентрация препарата в принимающем растворе в n-м времени отбора пробы (нг/мл).
Ci: Концентрация препарата в принимающем растворе в момент отбора пробы (ng/mL).
V: Объём принимающего раствора (15 мл).
Vi: Объём дискретизации в каждой точке времени (1 мл).
A: Эффективная площадь диффузии диффузионной ячейки Франца (1,76625см 2).
Кривая кумулятивного количества-времени прохождения (Q-t) была построена с Qn в качестве ординаты и времени (t, h) как абсциссы. Линейная часть кривой Q-t подвергалась линейной регрессии, а наклон регрессионного уравнения был взят как стационарный трансдермальный поток (Js, ng/cm 2/h).
Кривая Q-t была установлена в модели нуля порядка (Q = kt + b), модели первого порядка (ln(Qmax - Q) = -kt +lnQ max) и модели Хигути (Q = kt1/2 + b), где Qmax — максимальная суммарная величина проницаемости, k — постоянная скорости, а b — пересечение. Подгонка оценивалась с использованием коэффициента корреляции (R 2), при этом более высокий R2 указывал на лучшее совпадение.
Статистический анализ
Исходные данные индивидуальных животных для всех in vivo поведенческих тестов и сырые хроматографические данные UPLC-MS/MS для исследования in vitro представлены в виде дополнительных файлов 1 и 2 соответственно. Все экспериментальные данные были представлены как среднее ± стандартное отклонение (x̄ ± SD). Статистический анализ проводился с использованием GraphPad Prism 9.0. Для сравнения групповых различий использовался односторонний анализ дисперсии (ANOVA), а затем тест с множественным сравнением Даннетта. p < 0,05 считался статистически значимым.