·药剂学·
重组人表皮生长因子凝胶剂的研制
陆兵,谢英华,程度胜,朱厚础(军事医学科学院生物工程研究所,北京100071)
摘要:目的:研制用于创伤修复的重组人表皮生长因子(recombinanthumanepidermalgrowthfactor,rhEGF)凝胶
剂。方法:以卡泊姆为水溶性凝胶基质制备rhEGF的凝胶剂,并以大鼠皮肤急性创伤模型和大鼠皮肤烫伤模
型评价了rhEGF凝胶剂在创伤修复中的效果。结果:所得rhEGF凝胶剂制备工艺简单、质量可靠、使用方便,
对于大鼠皮肤急性创伤和大鼠皮肤烫伤具有明显的疗效。结论:rbEGF凝胶剂可望应用于临床。
关键词:表皮生长因子;卡泊姆;凝胶剂;创伤修复
中图分类号:R944.1
+
5文献标识码:A文章编号:1006-0111(2001)03-0143-03
Developmentofrecombinanthumanepidermalgrowthfactorgels
LUBing,XIEYing-hua,CHENGDu-sheng,ZHUHou-chu(InstituleofBiotechnology,AcademyofMilitaryMedicalSci-
ence,Beijing100071,China)
ABSTRACT:OBJECTIVE:Todeveloprecombinanthumanepidermalgrowthfactor(rhEGF)gelsforexternalapplication
towoundhealing.METHODS:Carbopol
!
wasusedaswater-soluablematrixtopreparerhEGFgels.Thewoundhealingef-
fectsofrhEGFwereevaluatedinacutetraumaticratsandscaldedrats.RESULTS:rhEGFgelscouldbemanufactured
easilywithreliablequality.Theycouldalsobeappliedconvenientlytoacceleratewoundhealinginacutetraumaticrats
andscaldedrats.CONCLUSION:SuchrhEGFgelscouldbedevelopedfortheclinicalapplication.
KEYWORDS:recombinanthumanepidermalgrowthfactor;carbomer;gels;woundhealing
人们对表皮生长因子(epidermalgrowthfactor,
EGF)在创伤愈合中的作用已经有共识,尤其对于难
愈合创面的修复,其作用更为明显
[1~6]
。目前,古巴
的重组人表皮生长因子(recombinanthumanEGF,
rhEGF)与磺胺嘧啶银的复方制剂已经上市,国内也有
数家单位正处于研发阶段
[7,8]
,有的已获国家药品监
督管理局的批准。本单位的rhEGF冻干粉剂已于
2000年4月获得国家一类新药证书(2000S-11号),
为了更好地满足临床用药的需要,我们选择以Car-
bopol为主要基质来制备rhEGF的凝胶剂,以期研制
一种临床使用方便、药效持久、稳定性良好的外用制
剂,并用两种动物模型———大鼠皮肤急性创伤模型和
大鼠皮肤烫伤模型———来进行药效学试验,初步评价
了rhEGF凝胶剂对于创伤治疗的效果。
1材料和方法
1.1仪器和试剂
FT-646A微机单头放免仪(北京核仪器厂);
ZRS-8型智能溶出试验仪(天津大学无线电厂);F
-10型酸度计(北京无线电技术研究所)。
rhEGF(纯度:>98%,比活性:>1×10
6
IU/mg。
军事医学科学院生物工程研究所微生物工程室);人
表皮生长因子放射免疫分析药盒(北京海科锐生物
技术中心);不同型号Carbopol
!
(美国BFGoodrich公
司惠赠);AlbuminBovine,FractionV(98~99%Albu-
min,美国SIGMA公司);透明质酸(上海南源化妆品
辅料厂);尼泊金丙酯、曲拉通X-100为化学纯。其
余试剂为分析纯。
1.2动物
二级Wistar大鼠30只,
"
。其中用于急性创伤
模型18只,体重224±16g(190g~245g);用于烫伤模
型12只,体重226±23g(177g~252g)。
1.3凝胶剂的制备与质量控制
凝胶剂制备:称取透明质酸0.05g、乙二胺四乙
酸二钠0.05g、焦亚硫酸钠0.10g、添加剂适量,加水
约80ml,搅溶后加入甘油5.00g和复方尼泊金酯乙
醇溶液(每100ml含尼泊金甲酯10g、尼泊金丙酯1g)
1.00ml,搅匀后加入Carbopol
!
940NF2.00g,搅拌并放
置至溶胀均匀后,加入含1.2mg的rhEGF溶液2ml,
迅速搅匀后加入三乙醇胺适量使中和成透明凝胶,
再加水至100g。
凝胶剂pH测定:凝胶1g加水20ml,溶解均匀后
用酸度计测定pH值。
341药学实践杂志2001年第19卷第3期
凝胶剂的均匀性:凝胶5g置于5ml离心管中,
以2500rpm离心30min,观察是否分层。
凝胶剂的铺展性和可洗除性
[9]
:将凝胶均匀涂
在手背上,观察能否涂抹均匀,并在水龙头下冲洗
30秒钟,观察能否洗除。
凝胶剂的无菌试验:按《中国生物制品规程(一
部)》(1990年版)的“生物制品无菌试验规程”进行。
凝胶剂含量测定:标准曲线按人表皮生长因子
放射免疫分析药盒说明书制作,当凝胶中rhEGF的
浓度为0.1、1和10
μ
g/g时,回收率分别为(90.30±
6.11)%、(95.04±6.09)%和(101.61±9.63)%。含
量测定时,精密称取rhEGF凝胶约50mg,加5ml缓冲
液使溶解均匀后,继续用缓冲液分两次稀释100倍
(使样品液中rhEGF浓度约为1ng/ml)后,取0.1ml
样品液,采用RIA法测定样品液中rhEGF的浓度,并
计算凝胶剂中rhEGF浓度及含量。
凝胶剂的体外释放:参照DiBiase等
[10]
的方法
进行。释放池孔径25mm,深5mm。体外释放条件:
释放介质200ml,浆叶转速50rpm,水浴温度32℃。
凝胶剂的稳定性:凝胶剂适量置于密闭离心管
中,分别于60℃、37℃、室温和冰箱冷藏室(4℃±
3℃)保存,定时检查凝胶剂的外观、失水、酸碱度及
霉败等现象,并取样测定凝胶剂中rhEGF含量。
1.4创伤治疗动物试验
急性创伤模型的建立:大鼠用复方氯胺酮麻醉
后,背部局部用脱毛剂去毛。脱毛大鼠正常喂养
2d,麻醉后于去毛处消毒铺巾后,用龙胆紫在大鼠背
部中央注明相距约2cm的两处致伤部位(直径
1.8cm、面积2.54cm
2
的圆形),然后用手术剪在注明
部位将皮肤全层剪除,制成2个圆形创面。
烫伤模型的建立:同上法脱毛的大鼠正常喂养
2d,麻醉后于去毛处用恒温至80℃的盛水试管(直
径1.8cm)按尽可能相同的程度(角度、力量、时间)
制成约1.5cm
2
的烫伤面,每只大鼠背部制成三个独
立烫伤面,伤口呈三角形分布,间距约4cm。
创伤大鼠的处理:两组创伤模型的大鼠分别随
机分成四组(分别为不同药组、空白凝胶剂组、rhEGF
溶液组和rhEGF凝胶剂组),自第2天起隔日1次按
0.2
μ
g/cm
2
的剂量给予不同剂型的rhEGF或相应量
的空白成份,直至创面愈合。每日进行动物行为及
创面外观的常规观察,隔日测定动物体重和创面面
积。创面愈合后,大鼠颈椎脱位处死,将创伤部位及
周围0.5cm的全皮连同筋膜一起分离,用10%福尔
马林固定后,制备石蜡组织切片,HE染色,光镜观察
组织学特征。
2结果和讨论
2.1rhEGF凝胶剂质量检查
rhEGF凝胶剂为水溶性无色透明、质地均匀的
凝胶制剂,无细菌污染,铺展性和可洗除性良好,凝
胶剂的粘度适合于临床使用。rhEGF凝胶剂的pH
值为7.43±0.05(n=3),含量为标示量的(102.9±
2.0)%(n=3)。体外释放符合零级动力学模式。
不同温度下的稳定性试验表明,rhEGF凝胶剂
置于密闭离心管中60℃保存8d、37℃保存3mo以及
室温和冰箱保存6mo时,凝胶剂几乎没有失水(重量
减少<5%),没有霉败,外观、pH均无变化。室温和
冰箱保存3mo,rhEGF凝胶剂的残留活性分别为
(72.81±6.62)%和(101.63±6.53)%。
2.2急性创伤大鼠治疗结果
大鼠制成急性创伤模型后,基本活动正常,少量
大鼠偶而出现饮食减少,并表现为体重下降,据分析
并非使用rhEGF造成。所制创面清洁无感染,第2
天观察时创面干燥,并已形成完整包裹(凝块)。创
面愈合过程符合一般创伤愈合的规律,治疗期间大
鼠体重增加(88±21)g。总的观察表明,创伤手术、
手术所形成的创面以及使用rhEGF治疗等均对大鼠
的正常生长没有影响。
创伤治疗结果(表1)采用SAS软件包分析,急
性创伤大鼠的平均50%创面愈合时间和终点愈合
时间不同组之间存在显著性差别(P<0.05),其中
50%创面愈合时间rhEGF溶液组与不用药组相比、
终点愈合时间rhEGF溶液组和凝胶剂组与不用药组
和空白凝胶剂组相比均显著缩短(P<0.05),其它
各组两两之间不存在显著性差异。
创面愈合后皮肤的组织学检查发现,空白组和
治疗组大鼠均可见表皮细胞增生活跃,表皮层增厚,
真皮层见大量胶原纤维和成纤维细胞,并与表面平
行排列,有毛囊及皮脂腺长入,偶见少量炎细胞存
在。但不同处理组大鼠间无明显差异。
表1不同治疗组急性创伤大鼠创面愈合
时间(
-
x±SD,d)
不同药组
空白
凝胶组
rhEGF
溶液组
rhEGF
凝胶组
50%创面愈合时间9.6±1.38.6±1.48.1±0.9
9.0±1.2
终点创面愈合时间24.6±2.624.7±2.0
23.0±2.3
23.3±2.6
与不用药组相比有显著性差异(P<0.05);
与不用药组和空白乳膏剂组相比有显著性差异(P<0.05)。
2.3烫伤大鼠治疗结果
大鼠经烫伤后日常活动及饮食未见异常。1d
441TheJournalofPharmaceuticalPracticeVol.192001No.3
内可见烫伤部位形成水泡,但烫伤面无明显界限。
第3天见烫伤面颜色加深,界限明显,并逐渐形成深
色硬痂。随着治疗的进行,烫伤面逐渐缩小至完全
愈合。
所有大鼠在制备烫伤模型及随后的治疗过程
中,其体重除第1天因为烫伤所引起的一系列组织
反应而略为下降外,以后均正常增长,治疗期间体重
平均增加(78±19)g。结合日常行为观察表明,大鼠
经制成烫伤模型以及随后的治疗对大鼠的正常生长
未见异常影响。
烫伤治疗结果(表2)采用SAS软件包分析,
50%创面愈合时间不同治疗组烫伤大鼠之间存在显
著性差别(P<0.05),其中rhEGF溶液组和凝胶剂
组与不用药组相比均显著缩短(P<0.05)。而平均
终点愈合时间虽然EGF治疗组与两个空白处理组
相比平均缩短了1.6d,但不同处理组之间没有显著
性差别(P>0.05)。究其原因,我们分析是因为在
烫伤模型制备时由于是人为控制。导致烫伤深度相
互间变异增大,而使得烫伤治疗时的终点愈合时间
组内差异也增大。因此提示我们,在rhEGF创伤治
疗的动物试验和临床试验中,一方面要有足够的样
本数,另一方面还应注意创伤程度的均一性。
表2不同治疗组烫伤大鼠烫伤面愈合
时间(
-
x±SD,d)
不同药组
空白
凝胶组
rhEGF
溶液组
rhEGF
凝胶组
50%愈合时间8.9±0.97.8±1.67.3±1.1
6.8±1.4
终点愈合时间15.8±2.814.7±3.413.3±1.913.9±2.0
与不用药组相比有显著性差异(P<0.05);
取烫伤后3天大鼠的烫伤面皮肤进行组织学考
察,皮肤表面可见大量的炎细胞浸润和血浆蛋白渗
出,炎细胞以中性粒细胞为主,致伤累及真皮浅层,
判定为
Ⅱ
度烧伤。
烫伤愈合后创面皮肤的组织学检查发现,所有
样本均可见表皮细胞增生活跃,皮肤表皮下层见大
量的成纤维细胞和胶原纤维,其间有少量的炎细胞、
毛囊及皮脂腺存在。rhEGF凝胶剂组同其它各组相
比,表皮细胞、毛囊及皮脂腺结构更趋正常,真皮层
胶原纤维和纤维细胞也近似正常组织结构。相比较
而言,采用rhEGF凝胶剂治疗后的创面皮肤与正常
皮肤的组织结构更接近,表明提高了热烫伤模型的
愈合质量。
3结论
在rhEGF粉剂的基础上研制了rhEGF亲水性凝
胶剂。该凝胶剂制备工艺简单、质量可靠、使用方
便,符合外用亲水性凝胶剂的一般质量要求。采用
大鼠皮肤急性创伤模型和大鼠皮肤烫伤模型考察了
rhEGF凝胶剂在创伤治疗中的效果,结果使用rhEGF
凝胶剂可以缩短动物创伤的终点愈合时间,改善愈
合质量。该凝胶剂可望应用于临床。
参考文献:
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收稿日期:2000-11-29
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541药学实践杂志2001年第19卷第3期
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