玻璃酸（hyaluronic acid，HA）又称透明质酸，是一种广泛存在于机体各组织中的黏多糖，具有特殊的理化性质和独特的生理功能，被广泛应用于眼科、骨科、化妆品等多个领域。本文主要介绍其作为媒介在滴眼液中的应用。 1 HA作为滴眼液媒介相关的理化性质 1.1 HA的大分子网状结构 20世纪90年代初，Scott等[1]采用旋转阴影电子显微镜观察到HA分子可以聚集成长的细丝，构成不规则的蜂巢状。经计算机模拟等手段，提出了构成HA大分子网状结构的基础是其三级结构，即其大分子中每间隔一定距离就有一疏水区域。在高浓度时，HA分子间的多个疏水区域相互作用，导致HA分子相互聚集。因此，人们发现了除HA分子内存在的氢键等极性基团相互作用构成二级结构之外的另一作用。 1.2 流变学性质 当HA在水溶液中浓度达到0.1％时，HA分子所形成的线圈相互缠绕，形成连续、柔韧的网状结构，赋予其溶液特异的流变学性质，如黏度（viscosity）、假塑性（pseudo-plasticity）、黏弹性（viscoelasticity）等。 1.2.1 黏度 黏度是衡量液体流动阻力的一种参数，HA溶液的相对分子量（Mr）或浓度越大，HA分子的缠绕程度则越高，黏度越大。通常以稳定状态下测得的HA溶液的零切变黏度来表示其本体黏度。研究发现[2]，在低Mr或低浓度时，溶液的黏度随Mr或浓度的增加变化较小；当Mr和浓度的增高使黏度达10mPa•s后，黏度随Mr或浓度的增加而明显提高。Mr对黏度影响很大，降低Mr能够引起黏度的降低，但可通过增加浓度来补偿。 1.2.2 假塑性 HA溶液具有假塑性。若提高溶液的流速，在流线中卷曲的HA分子被拉长，占据较小的空间，溶液流动的阻力减少。因此，随着切变速率的增高，溶液的黏度降低。此时，黏度由线状分子间摩擦引起，其大小不再取决于Mr，而是分子间空间的大小，即浓度。因此，同一浓度的HA溶液，尽管Mr不同，当切变速率达到一定值时，黏度可降至相同；而同一Mr的HA溶液，在任何切变速率下，黏度总与浓度呈正相关。 HA溶液的这种非牛顿流体特性，受离子强度的影响。研究发现[3]，溶液中氯化钠的浓度为10mmol/L时，非牛顿流体特性降低，相同切变速率下的黏度相对较低； 25mmol/L的氯化钠溶液中，这种性质完全被破坏，在任何切变速率下，溶液黏度都很低。 1.2.3 黏弹性 HA溶液含有分子网状结构，可同时具有弹性和黏性，因此将这一特性称为黏弹性。HA的黏弹性受温度、浓度、pH、离子强度等因素的影响。溶液受低频率振动时，主要呈黏性特征，受高频率振动时，主要呈弹性特征。2 HA提高滴眼液生物利用度的主要机制 2.1 物理增黏作用 作为高分子增黏剂，HA溶液具有较高的黏度，添加了HA的药液可较长时间存留在角膜表面，增加药物作用时间，提高生物利用度，减少用药次数[4]。在一定范围内，生物利用度随药液黏度的增加而增高。HA又不同于其他一些增黏剂如纤维素衍生物等：由于其溶液的黏度随切变力的增大而明显减小，故滴入眼内眼睑仍可眨动自如；HA本身为体内存在的大分子物质，具有更好的生物相容性和很好的耐受性，不会对眼造成刺激和不适。单独通过物理增黏性提高生物利用度的作用是有限的，HA还通过其他作用发挥其缓释作用。 2.2 膜亲和作用 膜亲和理论认为[5]，眼表面覆盖一层主要由黏多糖和糖蛋白组成的黏液，HA分子中大量带负电的羧基与黏液成分中的羟基形成氢键，使HA易于与眼表面亲和。体外研究发现[6]，HA与人结膜细胞具有强烈的亲和作用。实验通过在配方中添加荧光素、放射性元素等来观察药液在眼表面的成膜性及持续时间，结果表明，HA的成膜性和完整膜维持时间均比聚丙烯酸好。 2.3 与药物的结合 HA在药液中可通过与携带相反电荷的药物形成离子对或与极性基团形成氢键等非共价方式，来影响药物在眼内的扩散。HA分子中的羧基，可以与药物中带正电荷的基团形成离子对，减慢药物的释放速率，达到缓释作用，提高生物利用度。药物与HA网状结构的相互作用如图1所示。不同体积的药物分子（如图1中圆形剖面所示）均可通过非共价方式镶嵌在HA的大分子网状结构中，HA分子犹如一个动态的分子筛，携带药物长时间地附着在眼表面。
3 含HA滴眼液的生物利用度和药效学研究 3.1 含HA的硝酸毛果芸香碱滴眼液生物利用度和药效学研究[7] 硝酸毛果芸香碱作为降眼压药，在临床上具有良好的疗效。但其普通滴眼液存在药液浓度高，局部刺激大，患者用药频繁等缺点。为减少其毒性和刺激性，延长作用时间，国内外多年来在改进剂型方面进行了许多研究。将HA添加到硝酸毛果芸香碱滴眼液中可以解决上述问题。我们通过实验证明了其生物利用度的提高。 实验使用2.0％的硝酸毛果芸香碱滴眼液，实验组滴眼液是用玻璃酸钠（SH）溶液配制的，按照在滴眼液中的浓度分为高（含SH 0.5％）、中（含SH 0.3％）、低（含SH 0.1％）3组。另外1组滴眼液用2.6％甘油等张液配制，SH含量为0。 兔40只，随机分为4组，每组10只。兔右眼为给药眼，滴入1滴硝酸毛果芸香碱滴眼液；左眼为自身对照眼，给予1滴2.6％的甘油等张液（不含硝酸毛果芸香碱）。给药方法相同。给药后立即开始计时，每隔5min测量一次瞳孔直径直至瞳孔直径恢复至给药前。 经统计学检验，实验组与对照组相比较，均有显著性差异（P≤0.01）。计算给药眼与自身对照眼的瞳孔直径的最大差值（最大缩瞳值，Imax），到达Imax所需时间，绘制时效曲线（见图4），计算AUC值，结果见表1。
表1 各组硝酸毛果芸香碱滴眼液的缩瞳效果
以缩瞳值为纵坐标，给药时间为横坐标，绘制的时效曲线，见图2。
图2 各组硝酸毛果芸香碱滴眼液生物利用度的比较
从本实验的结果可见，SH的加入可明显增强硝酸毛果芸香碱对兔眼的缩瞳强度，使Imax明显增大，缩瞳持续时间明显延长，生物利用度增加至1.68～2.75倍。当SH在滴眼液中的浓度为0.1％时，即可达到以上作用，且随着SH浓度的增高，效果更明显。 3.2 含HA的马来酸噻吗洛尔滴眼液生物利用度和药效学研究 马来酸噻吗洛尔是一个有效的降眼压药物，临床上用于治疗慢性开角型青光眼。其普通滴眼液的缺点为药液大部分通过鼻泪管排泄，容易导致全身毒副作用，眼部生物利用度低。在噻吗洛尔滴眼液中添加HA后，可以增加噻吗洛尔在眼部的滞留时间，提高眼部的生物利用度，从而提高治疗效果。 河南省眼科研究所对0.5％马来酸噻吗洛尔玻璃酸钠缓释滴眼液（商品名：诚瑞，山东正大福瑞达制药有限公司生产）进行眼部生物利用度研究。实验组为诚瑞（含SH的马来酸噻吗洛尔滴眼液），对照组为普通马来酸噻吗洛尔滴眼液。 兔50只，作为实验组，随机分成10组，每组5只10眼。用微量进样器分别给各组兔的双眼结膜囊内滴50µl实验药，滴眼后5、10、20、30、45、60、90、120、180和240min，立即用1ml注射器取房水，用高效液相色谱法测房水中药物浓度。同样方法用普通0.5％马来酸噻吗洛尔滴眼液作对照组试验。 计算药物在房水中达到的最大浓度（Cmax）,达到Cmax所需时间（tmax），药物消除半衰期（t1/2），画时效曲线（见图3），计算AUC值。结果见表2。经统计学检验，有显著性差异（P＜0.01）。
表2 实验组与对照组兔眼房水中的药代动力学参数
以C为纵坐标，以时间为横坐标绘制的时效曲线，见图5。
含SH的0.5％马来酸噻吗洛尔滴眼液兔眼单次滴眼后，房水中的药物浓度时间曲线下面积AUC是对照组的4.1倍。达峰浓度是单纯0.5％马来酸噻吗洛尔滴眼液的4.3倍。相对生物利用度明显增加。 综上所述，HA能有效提高药物在眼内的生物利用度，改善药液通过鼻泪管流入口、鼻腔造成的不适，减少由此引起的全身毒副作用。另外，HA还具有保湿和润滑作用，能够使患者眼部感觉舒适。作者：凌沛学 张青等/凌沛学 王凤山 主编 张天民 主审
