基于xCELLigence系统与中药物质组理论的中药复方缓释制剂释放特性研究

The multicomponent and integrity of TCM compound sustained-release preparations is the bottleneck of its preparation and evaluation. This subject is taking Herba Sedi Sarmentosi compound as representative, and at the base of previous technical study of sustained-release pellets, we prepare sustained-release formulation sample. In the investigation of release characteristics, chemical composition or combination as index can not completely represent the overall effect of TCM compound. Applying microelectronic real-time cell analysis system (xCELLigence) in the study of TCM compound slow-release characteristics, we screen cell strain that represents concentration dependent reaction for Herba Sedi Sarmentosi compound, and xCELLigence can convert cell biologic signals to electrical signals. Then considering cell index number as index, we fit release kinetics model, and look for the regularity of sustained-release characteristics. At the same time, on the base of TCM material group theory, we determine effective substance group of compound, set up release kinetics model of effective material group and investigate the correlation of release dynamics model with cells index and release kinetics model of effective material group. The Integral animal pharmacodynamic verification provides adequate basis for setting up releasing characteristics comprehensive evaluation method of Herba Sedi Sarmentosi compound sustained-release preparation. The significance of this project is to breakthrough the limitations of the component theory in the study of TCM compound. Through the quantitative analysis of effect produced by the compound to specific cells, developing dynamic model and evaluating the release process of compound preparations, we provide the new ideas and methods for the evaluation of TCM compound preparation.

中药复方缓释制剂多成分和整体性是其制备及评价的瓶颈。本课题以垂盆草复方为代表，在前期缓释微丸工艺研究基础上，制备缓释制剂样品，着重针对释放特性考察中，以化学成分或组合为指标不能完全代表中药复方整体效应的缺陷，将微电子实时细胞分析系统（xCELLigence）应用于中药复方缓释特性研究中，筛选出对垂盆草复方呈浓度依赖反应的细胞株，将细胞生物信号转换为电子信号，以细胞指数为指标，进行释放动力学模型拟合，寻找缓释特性规律。同时以中药物质组理论为基础，测定复方中有效物质组，建立有效物质组释放动力学模型，考察其与细胞指数释放动力学模型相关性。并以整体动物药效学验证，为建立垂盆草复方缓释制剂释放特性综合评价方法提供充分的依据。本项目意义在于突破了中药复方研究以成分论的局限，通过复方对特定细胞产生效应的定量分析并形成动力学模型，评价复方制剂的释放过程，为中药复方缓释制剂的评价提供了新的思路和方法。

近年来，化学药物缓控释制剂发展逐渐成熟，然而中药缓释制剂发展缓慢，中药复方多成分和整体性是其制备及评价的瓶颈。目前报道多数以某些成分为指标，模仿化学药缓释制剂，进行体内外过程的评价，不能反应中药复方整体药效和多元成分的共同作用。针对此问题，本课题以垂盆草复方为代表，优化其缓释微丸的制备工艺，以物质组理论和RTCA技术，进行体外释放度研究，建立了两种释放动力学模型，考察了相关性，阐明了缓释微丸的释放机制，并以药效实验验证，建立了复方垂盆草缓释微丸体外释放特性评价新方法。.采用星点设计等方法优化复方垂盆草缓释微丸的制备工艺，提取物调整浓度后以侧喷流化技术制备普通微丸，然后采用流化底喷包衣工艺，以浓度为5%的HPMC包溶胀层，增重6%后，以苏丽丝水分散体包缓释衣层，增重20%，制得缓释微丸。利用Kalman滤波计算缓释微丸物质组浓度计量值，计算累积释放度，并进行动力学模型的拟合，得出Weibull 模型拟合度最佳，方程为Ln{ln[1/(1-Q)]}=0.6855lnt-1.0308，r为0.9906，表明缓释微丸的释放机理为速率常数与扩散系数成正比。用RTCA xCELLigence 系统筛选出LX2细胞对复方垂盆草的浓度依赖最明显，考察其精密度、稳定性后，以各溶出点药液形成的细胞指数值计算累计释放度，并进行动力学模型拟合，得出Weibull模型拟合度最佳，方程为Ln{ln[1/(1-Q)]}=0.8292lnt-1.4158，r为0.9880，表明缓释微丸细胞指数释机制与物质组释放机制一致。两种动力学模型数据相关性分析表明，物质组释放特征与细胞指数释放特征具有一致性(r=0.99617)，从释放曲线看，在1～8 h时间段，两种方法所测得的释放曲线走势基本一致，10～12 h的释放曲线有差异，需要更多的样本量数据及其他功效的复方测定分析以进一步验证。药效验证实验结果为细胞指数、物质组、与ALT降低率之间的相关系数均大于0.99，表明具有显著相关。证明以细胞指数评价复方垂盆草缓释微丸的体外释放度可行。.本项目科学意义在于突破了中药复方研究以成分论的局限，通过对复方垂盆草具有药效相关并呈浓度依赖的人肝星状细胞（LX2）产生效应的定量分析，建立动力学模型，评价其释放过程，形成了最接近人体内过程的体外释放度评价方法，为中药复方缓释制剂的评价提供了新的思路和方法。