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王怀秀
王怀秀 主任医师
好大夫工作室 生殖中心

睾酮经皮吸收制剂的研究

                          王怀秀[1]  王如瑛1 秦琴

                       山西省人民医院  太原 030012好大夫工作室生殖中心王怀秀

摘要  目的:研究睾酮经皮吸收乳膏的药效学及毒理学。方法:对210只未成年雄性大鼠研究睾酮乳膏对附性器官的影响,对80只雄性大鼠研究睾酮乳膏对血清睾酮水平的影响。此外,分别对家兔、豚鼠和大鼠进行局部刺激试验、皮肤过敏试验和皮肤急性毒性试验,对小鼠进行最大耐受量试验。结果:实验表明,睾酮乳膏能明显促进去势大鼠萎缩的前列腺和精囊的生长发育,乳膏中睾酮能有效透皮吸收,而且血清睾酮水平稳定。局部刺激试验、皮肤过敏试验、皮肤急性毒性试验与最大耐受量试验均证明睾酮乳膏无毒性。结论:睾酮乳膏是睾酮替代治疗的安全、有效的经皮吸收制剂。

关键词:睾酮 经皮吸收制剂 大鼠 雄激素水平低下

The research on the percutaneous absorption preparation of testosterone

Wang Huaixiu,  Wang Ruying,Qin Qin

(Shanxi Provincial Hospital , Taiyuan ,030012)

AbstractObjective:To study the pharmacolology and toxicity of percutaneous absorption preparation of testosterone. Methods: The effects of testosterone cream to ptostate gland and seminal vesicle were observed in 210 young male rats, the pharmacodynamics was tested in 80 young male rats. In addition, Local irritation test on rabbits, skin allergy test on Guinea pig, skin acute toxicity test on rats and maximum tolerated dose trial on mice were conducted to check the toxicity. Results: The research demonstrated that testosterone cream accelerates the growth of ptostate gland and seminal vesicle, the testosterone in the cream can be effectively absorbed and the concentration of testosterone in serum kept steady.  Local irritation test,, skin allergy test , skin acute toxicity test and maximum tolerated dose trial confirmed the safety of  testosterone cream . Conclusion: Testosterone cream is safe and effective for replacement therapy of testosterone defficiency .

Key words : testosterone,   percutaneous absorption preparation of testosterone, rats ,testosterone defficiency .

 

   早在1942年,人们即证实药物可以经皮肤吸收。二十世纪八十年代,美国科学家开始对睾酮经皮吸收进行研究1,开发出了经皮吸收双氢睾酮凝胶及经阴囊吸收睾酮缓释膜等制剂。大量的研究证明,药物经皮肤吸收可以避免肝脏对药物的首过效应以及药物对消化道的副作用。此外,由于角质层储存药物并缓慢向毛细血管释放,可保持血浓度相对平稳。由于乳膏是外用药物的常用基质,我们研制了睾酮经皮吸收乳膏,并对其制剂学以及药理学进行了研究。

1 材料和方法

1.1 睾酮乳膏配制

    睾酮购自上海华联制药厂,溶于乳膏基质中制成睾酮乳膏。

1.2 药效学试验

1.2.1对去势大鼠附性器官的影响 选用210只体重55.9+5.6g的未成年雄性大鼠,平均分为7组。第一组作为正常对照组,经皮使用不含睾酮的乳膏基质。第二组至第七组切除双侧睾丸,其中第二组不予任何处理(模型对照组)。去势后一周,第三组经皮使用不含睾酮的乳膏基质(赋形剂组);第四组经皮使用睾酮剂量为20mg/kg体重的睾酮乳膏(大剂量组);第五组经皮使用睾酮剂量为6mg/kg体重的睾酮乳膏(中剂量组);第六组经皮使用睾酮剂量为2mg/kg体重的睾酮乳膏(小剂量组);第七组每天肌肉注射睾酮剂量为6mg/kg体重的睾酮混悬液(阳性对照组)。含或不含睾酮的乳膏被涂敷于大鼠的阴囊,每天一次。两周后,将大鼠处死,剖取前列腺和精囊称湿重,并换算为每100g体重的mg数。

1.2.2对大鼠血清睾酮水平的影响 取体重202.4+13.5g的雄性大鼠80只,随机平均分为8组,每组10只。第1、2组阴囊部位皮肤分别给予赋形剂和含睾酮6mg的乳膏,连续4周;第3-8组每日腹腔注射环磷酰胺20mg/kg,连续5天;第4-7组同时分别外敷含不同剂量睾酮的乳膏(0mg、20mg、6mg、2mg),每天1次,连续4周;第8组按照6mg/kg体重每周2次肌肉注射睾酮混悬液,连续4周。从开始给药后4小时、7、21、28日,从大鼠眼眶后静脉丛取血2ml,分离血清,采用酶联免疫法测定样品中睾酮的浓度。

1.3毒性试验 对家兔进行局部刺激试验,对豚鼠进行皮肤过敏试验。对大鼠完整皮肤、破损皮肤按照5g/kg体重涂敷睾酮乳膏(相当于300倍人用剂量)进行皮肤急性毒性试验,对小鼠口服灌胃72g/kg进行最大耐受量试验。

1.4统计学处理  睾酮乳膏对去势大鼠附性器官的影响以及对大鼠血清睾酮水平的影响试验数据采用SPSS11. 0 统计学软件包单因素方差分析进行分析处理。

 

2 结果

2.1对去势大鼠附性器官的影响  睾酮乳膏对去势大鼠附性器官的影响如表1所示。

 

表1睾酮乳膏对去势大鼠附性器官的影响

组别

前列腺(mg/100kg)

精囊(mg/100kg )

正常组

 161.4+31.6 ###

  59.9+25.9 ###

模型对照组

 40.2+10.6 

  4.3+1.4  

赋形剂组

40.1+12.2 #

 5.2+1.6 #

睾酮乳膏大剂量组

287.8+41.2###

168.0+40.1###

睾酮乳膏中剂量组 

 160.5+33.2###

 56.2+16.0###

睾酮乳膏小剂量组

   64.9+21.0###  

16.6+2.8###

睾酮混悬液组

249.9+98.1###

91.6+41.3###

 

 

 

 

 

 

 

 

 

与模型对照组比较,#p>0.05   ###p<0.01

从实验结果可见,模型组的前列腺和精囊重量较正常对照组明显减少,睾酮乳膏能明显促进去势大鼠萎缩的前列腺和精囊的生长发育,不同剂量睾酮乳膏促进前列腺和精囊生长具有量效关系。

2.2对大鼠血清睾酮水平的影响  睾酮乳膏对大鼠血清睾酮水平的影响如表2所示。

 

表2 睾酮乳膏对大鼠血清睾酮水平的影响

 

组别

药物剂量(mg/kg)

不同时间血清睾酮含量(ng/dl )

4h

7d

21d

28d

1

乳膏基质

887.2±285.9$

1042.9±452.4*$$

994.7±347.6*$$$

1096.0±345.8*$$$

 睾酮6

1021.5±421.9$

1227.0±409.5*$$$

1441.9±424.0**$$$

1338.8±451.8*$$$

3

环磷酰胺20

865.4±421.1

605.6±261.7*

502.5±252.0**

565.1±245.9*

4

环磷酰胺20乳膏基质

821.6±368.9$

730.6±276.2*$

613.4±258.5*$

642.2±296.5*$

5

环磷酰胺20睾酮20

1423.6±543.2$$

 1622.9±607.9*$$$

1571.5±473.7*$$$

1563.9±506.0*$$$

6

环磷酰胺20睾酮6

954.5±402.3$

1180.3±428.4* $$$

1076.1±437.2*$$$

1136.8±424.0*$$$

7

环磷酰胺20睾酮2

844.7±371.0$

959.6±453.6*$$

962.2±445.7*$$$

985.2±271.4*$$$

8

 环磷酰胺20睾酮6

1342.1±534.2$$

903.1±401.3*$ 

818.0±340.8**$$

 784.2±365.5**$

组1为正常对照组,组2为睾酮乳膏组,组3为环磷酰胺模型组,组4为模型+赋形剂组,组5-7分别为模型+睾酮乳膏组,组8为模型+睾酮混悬液组

    与环磷酰胺对照组比较:$p>0.05  $$ p<0.05  $$$ p<0.01,与4小时血清睾酮含量比较: *p>0.05 **p<0.05

    从以上结果可见,在给药后4小时,第5-8组大鼠血清中睾酮浓度较环磷酰胺模型组明显提高,提示已有大量睾酮从给药局部吸收入血;7天后,模型组的睾酮含量较正常组明显减少,说明环磷酰胺已对睾酮的分泌造成损害。随着模型组睾酮值的降低,各睾酮给药组血清睾酮回升更加明显。睾酮乳膏中、低剂量组血清睾酮含量与正常对照组相近,大剂量组血清睾酮含量则明显超过正常对照组。睾酮混悬液注射组在给药后血清睾酮迅速升高,但其后血清睾酮低于睾酮乳膏低剂量组。造模后睾酮乳膏组不仅血清睾酮含量明显提高,而且含量持续稳定,说明乳膏中睾酮能有效透皮吸收,而且吸收速度均匀。

2.3毒性试验 局部刺激试验显示睾酮乳膏对家兔完整及破损皮肤均无刺激性,对豚鼠皮肤不产生致敏反应。皮肤急性毒性试验及最大耐受量试验均显示睾酮乳膏无毒性。

 

3讨论

 

雄激素是男性激素中的重要组成部分。雄激素水平低下不仅可导致性功能、第二性征及精子生成障碍,而且会影响造血功能、骨代谢、血脂代谢以及心理状态,从而使健康水平和生活质量下降。由于这些异常是雄激素水平低下所致,那么,通过雄激素替代应该得到有效纠正。

对于补充体内雄激素来说,睾酮是最理想的。但当口服睾酮时,药物在进入靶器官前即被肝脏代谢灭活。只有当口服量达到400-600mg,即60-90倍于睾酮每日生理分泌量时,才能起到替代治疗的作用。这不仅费用高,而且可能引起副作用,尤其是作为替代治疗长期应用时,副作用会更明显[2]

为了避免在药物发挥作用前即被肝脏灭活,人们在睾丸素的17α位置上加了一个甲基,制成甲基睾丸素。该制剂虽然能有效降低肝脏对药物的首过效应,但长期服药会出现肝脏损害甚至发生肝脏肿瘤。这一副作用与甲基睾丸素17α位的烷基有关,具有该结构的其它固醇类化合物也有此副作用[3]

    将睾酮17β位用长脂肪侧链酯化成的十一酸睾酮口服后不经门静脉入肝,而是由肠道淋巴系统被吸收,经乳糜管进入血液循环。这种经淋巴系统吸收的方式避免了首过效应,但其血液浓度波动较大,血浆睾酮峰值期短,治疗效果不太理想[4]

    以往应用最广泛的替代治疗方法是肌注酯化睾酮。酯化睾酮半衰期较长,作为替代治疗,丙酸睾酮需每2-3天注射一次,庚酸睾酮需每2周注射一次。但由于给药间隔时间长,血药浓度波动较大,患者也体会到一般状况、性活动及情绪出现相应波动[3]

    相对于传统的口服以及注射给药途径,经皮吸收制剂是一种新的药物剂型。但经皮吸收制剂的应用对制剂和应用方法有一定要求。

    经皮吸收制剂要求药物为具有亲脂性且分子量小于1000的小分子物质。在本制剂中,睾酮分子量为288.4,远远小于1000,而且属于固醇类激素,本身即为脂类物质。由于以上特性,决定了睾酮易于通过皮肤吸收。另外,本制剂中的乳膏基质还有促进药物吸收的作用,使得该睾酮乳膏中的睾酮在经皮应用后可较好吸收。

    人体不同部位的皮肤结构大不相同,这就决定了药物经皮吸收程度的差异。根据实验,经皮吸收药物经过人体腹部吸收的程度比脚底部高100倍左右。影响药物吸收的因素有角质层和皮下脂肪层厚度以及毛细血管和毛囊的分布情况。角质层和皮下脂肪层越薄,毛细血管和毛囊分布越密集,越有利于药物吸收。阴囊几乎没有皮下脂肪层,角质层极薄,毛囊丰富,毛细血管分布密集而且表浅,是男性最有利于药物吸收的部位。正是由于以上因素,选择阴囊作为睾酮乳膏的给药部位。

    在本研究中,经皮应用睾酮乳膏4小时后受试动物血液中睾酮浓度即明显上升,证明了经皮应用睾酮乳膏的有效性。由于药物吸收后直接进入血液循环,避过了肝脏的首过效应,既充分发挥了经皮吸收睾酮的药理作用,又减轻了肝脏的负担和药物对肝脏的毒性。这一点,明显优于以往口服睾酮和甲基睾酮。

    在本研究中,睾酮乳膏组血清睾酮含量持续稳定,说明乳膏中睾酮吸收速度均匀。这是由于药物进入角质层后,角质层作为一个贮库再向真皮内血管缓慢释放的缘故。这一点,明显优于以往注射丙酸睾酮和庚酸睾酮。

    在经皮吸收制剂方面,美国推出了睾酮经皮吸收凝胶和缓释膜两种剂型。但是,凝胶在使用后会在皮肤表面形成一层薄膜,缓释膜在贴敷到阴囊后影响阴囊出汗,有不适的感觉。睾酮经皮吸收乳膏使用后在皮肤表面不留痕迹,不影响皮肤出汗等功能,患者容易接受。

    临床实践证明,睾酮替代治疗可以确切改善雄激素水平低下患者的生育功能和性功能。雄激素对脂类和脂蛋白的代谢有一定作用,对心血管壁的保护、血管收缩的调节具有有益的影响,可以预防动脉粥样硬化或延缓动脉粥样硬化的发展。低雄激素使机体具有较高的抗胰岛素能力,预示着将来患糖尿病风险较大,而睾酮可以降低这种风险。此外,睾酮替代还可以使雄激素水平低下者的骨密度和肌肉体积增加,改善情绪和认知能力。中老年男性由于睾丸功能衰退,会出现一系列雄激素水平低下所导致的症候群,这种症候群叫做部分雄激素缺乏综合症。雄激素替代治疗可以有效纠正雄激素缺乏综合症,提高中老年男性的健康水平和生活质量。

    虽然雄激素替代的好处很多,由于前列腺是雄激素的靶器官,有人担心补充睾酮会诱发前列腺肥大。但前列腺肥大发生于高龄男性,当前列腺肥大发生时,体内雄激素水平已较年轻时降低,这说明雄激素并非引发前列腺肥大的唯一因素。有人提出雄雌激素协同效应学说,认为老年期血清中雄雌激素比例失调是前列腺肥大的病因。在动物实验中,联合应用雌雄激素能诱发去势犬产生前列腺肥大,单纯使用雄激素不足以诱发前列腺肥大[5]。在雄激素水平低下的患者中单纯补充雄激素,有利于降低血清中雌、雄激素比例,对前列腺肥大患者是安全的。

 

 

 

 

 

参考文献

1、Cantril JA, Dewis P,Large DM et al Which testosterone replacement therapy ?  Clin Endocrinol 1984;21:97-107

2、Johnsen SG, Bennet EP, Jensen VG Therapeutic effectiveness of oral testosterone  Lancet 1974;2:1473-75

3、Farrell GC,Joshua DE,Uren RF et al  Androgen-induced hepatoma  Lancet  1975 1: 430-432

4、Eberhard N,Hermann M  Pharmacology and clinical uses of testosterone //Eberhard N,Hermann M    Testosterone: action, deficiency , substitution   Berlin:Springer-verlag  1990:  92-114

5、远杰、董克权、白景文等 去势后犬前列腺的动态病理学改变 中华泌尿外科杂志 1998;19:429



[1] 作者单位:030012 山西省人民医院

 

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