甘肃中医药大学等:基于CiteSpace知识图谱分析凝胶贴膏制剂的研究动态与发展趋势

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甘肃中医药大学等:基于CiteSpace知识图谱分析凝胶贴膏制剂的研究动态与发展趋势

2024-04-26 02:39| 来源: 网络整理| 查看: 265

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凝胶贴膏( gel plasters )原称巴布膏剂(简称巴布剂),系指中药提取物、饮片细粉和化学药物与适宜的亲水性基质混匀后,涂布于背衬材料上制成的贴膏剂 [1] 。最先发展于日本, 20 世纪 80 年代引入中国,《中国药典》 2000 年版首次被收录,称“巴布剂”,《中国药典》 2010 年版将其修订为“凝胶膏 剂” [2] ,《中国药典》 2015 年版又修订为“凝胶贴膏” [3] 。 凝胶贴膏载药量大,与皮肤相容性好,无刺激,药物透皮吸收效率高、对衣物无污染、患者接受程度高、克服了传统外用贴膏剂的缺点,在中药外用制剂中占据重要地位,推动了外用制剂领域研究的新发展。随着中药凝胶贴膏研究的不断推进与发展,出现了基质组成复杂多样、制剂技术应用匮乏及缺少客观准确的评价方法等技术难点 [4] ,加之中药成分复杂、制剂工艺难控制,直接影响了凝胶贴膏的生产与质量控制。近年来,新型制剂技术、设备的出现与应用,为凝胶贴膏持续发展带来转机 [5-6] ,因此,进一步分析凝胶贴膏中外研究的动态和差异,对国内突破凝胶贴膏发展瓶颈,实现不断创新改革尤为重要。

CiteSpace 是一款由陈超美教授支持研发,应用于科学文献识别及显示其科学发展新趋势与新动态的文献计量学软件,对寻找某一学科领域的研究热点与动态发展具有实质性意义 [7] ,是发掘其领域知识基础、研究前沿及发展走向的数据可视化分析工具。目前国内学者常将其用于分析某一中药或疾病治疗的中外研究现状、临床应用及不同领域研究的对比差异 [8-10] 。本研究使用 CiteSpace V 6.1.R1 软件对中国知网( China National Knowledge Infrastructure , CNKI )和 Web of Science ( WOS )数据库检索到的凝胶贴膏国内外发展趋势的文献进行发文量、作者、合作机构、期刊、基金项目、关键词知识图谱的可视化分析,梳理凝胶贴膏的知识基础与发展动态,为中药凝胶贴膏的创新发展提供思路参考。

1资料与方法

1.1数据来源与检索

中文文献来源于 CNKI 数据库。进入高级检索界面,输入检索条件:主题(精确)“巴布剂” OR 主题(精确)“凝胶膏剂” OR 主题(精确)“凝胶贴膏”,检索时限设置为 2000 年 1 月 1 日至 2022 年 4 月 3 日,检索出文献 1595 篇。英文文献来源于 WOS 核心合集数据库,进入基本检索窗口,设置检索条件: TS =“ gel patch ” OR TS =“ hydrogel patch ” OR TS =“ transdermal patch ” OR TS =“ cataplasm ”,时间范围自定义为 2000 年 1 月 1 日至 2022 年 4 月 3 日,文献类型为论文、综述论文、会议录论文,合计 1072 篇。

1.2数据筛选与整理

将检索出的中英文文献进行筛选,剔除科技获奖通知、文件修订公告、经济导报、证券及股市动态分析、品牌营销等文献 402 篇,共纳入有效题录 1193 篇,以“ Refworks ”格式导出,文件重命名为“ download_CNKI_txt ”格式,新建 input 和 output 文件夹,转换为适合 CiteSpace 软件可以识别处理的格式。对 WOS 中检索出的英文文献剔除信函、新闻、谈论等文献 705 篇,共得有效文献 367 篇,以纯文本形式导出,并以“ download_WOS_txt ”命名。

1.3CiteSpace运行参数设置

CiteSpace V 6.1.R1 中文时间分区( time slicing )为 2000 — 2022 年,时间切片( year per slice )为“ 1 ”,节点类型( node types )选择作者( author )、机构( institution )、关键词( key word ),阈值( top N per slice )设置为 30 ,关键词使用 purning 项下 pathfinder 、 pruning the merged network 、 pruning sliced networks ,以简化图谱。节点与字体的大小表示该节点出现的频次,节点年轮的颜色决定其出现的年份,节点之间的连线代表二者之间有合作关系,连线越粗,二者合作关系越强,以此进行文献发文量、作者、合作机构共线、关键词的共线、聚类、突现图谱的可视化分析。

2结果

2.1文献发表趋势

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2.2作者共现网络分析

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2.3合作机构网络共现分析

对中英文文献发文机构进行共现分析,中文文献发文量 10 篇以上机构 13 个,北京中医药大学中药学院稳居首位,发文量高且研究时间最早。由可视化图谱可知, 2000 — 2022 年国内主流发文机构多为中医药类院校,其次为医药公司,见图 3 。国内纳入研究的机构 491 个,连线 256 条,网络密度 0.002 1 ,说明研究机构多且不同机构之间合作分散。从国外机构知识图谱来看,机构共计 398 个,连线 375 条,网络密度 0.004 7 ,依旧存在合作关系疏散的现象,对比国内外合作机构,加强机构之间的交流合作是拓展该领域全方位深入研究的基础。

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2.4发文期刊分析

2000 — 2022 年国内载文量超过 10 篇的期刊有 30 个,见图 4 。其中《中国实验方剂学杂志》刊载量最高( 63 篇),载文量超过 30 篇的期刊有《中国实验方剂学杂志》《中成药》《中国医院药学杂志》《时珍国医国药》《中草药》《中国中医药信息杂志》。统计 10 篇以上期刊发现,中医药研究领域核心期刊占比 53.02% ,说明目前国内凝胶贴膏的发展水平较高,反映出该领域的最新成果和前沿动态学术研究意义深远。 WOS 发表凝胶贴膏共计 367 篇,刊载于 49 个期刊,累计发文量最高的期刊为 International Journal of Pharmaceutics Kidlington ,刊载 64 篇, Official Journal of the Controlled Release Society 、 Aaps pharmscitech 期刊累计发表文献均超过 30 篇,占总文献量 41.69% ,见表 1 。

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2.5基金项目分析

研究纳入的 1193 篇凝胶贴膏中文文献中有 673 篇受 73 种不同类型基金项目资助,占纳入总文献量的 50% 以上,见表 2 。其中国家自然科学基金资助量最多( 64 ),其次为广东省中医药局建设中医药强省科研课题项目和浙江省中医药科技计划项目,均为 20 篇以上,资助量 10 篇以下为各省级基金资助项目。根据基金项目分布及资助情况看,凝胶贴膏的国内研究不仅在北京、广东、浙江等省市研究热度高,近年来其他各省份也掀起了研究的热潮,对未来凝胶贴膏的发展具有积极意义。国外纳入文 献中基金覆盖率达 58.6% ,其中资助量超过 10 篇的有 6 项,最高为美国卫生与公众服务部( 36 篇),其次为美国国立卫生研究院( 34 篇),其中有 2 项来自中国,为国家自然基金项目和中国博士后科学基金面上项目,分别为 31 篇和 16 篇,占纳入文献基金项目资助的 21.9% 。

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2.6关键词分析

2.6.1共现分析 关键词是论文的核心概括,对高频次、高中心性的关键词进行分析,可以发掘该领域的研究热点与前沿动态。关键词可视化图谱中,节点的大小与关键词的频次呈正比,中心性强弱与节点周围紫色年轮的厚度呈正比,若关键词中心性值≥ 0.1 ,说明该节点在知识图谱的网络结构中作用越大,影响力越高。此外,节点年轮的颜色越浅,文献研究的年代越久远,颜色越深,年代越近。

运用 CiteSpace 软件“ Key word ”功能对中文文献进行可视化图谱分析,见图 5 。出现频次前 10 的关键词见表 3 所示。可视化图谱中节点 442 个,连 线 2372 条,网络密度为 0.024 3 ,说明关键词研究联系程度紧密。结合高频次关键词及知识图谱分析,凝胶贴膏的研究热点集中在基质(关键词:基质、基质处方、配方),工艺(关键词:制备工艺、成型工艺、制剂工艺),经皮渗透特性(关键词:体外透皮、经皮渗透、经皮给药),以及质量研究方向(关键词:质量标准、质量评价),研究方法为正交试验设计(关键词:正交试验、正交设计)。其中高中心性的关键词为巴布剂( 0.47 )、制备工艺( 0.14 )、正交试验( 0.14 )、凝胶贴膏( 0.14 )、透皮吸收( 0.14 )、质量标准( 0.12 ),提示制备工艺、质量标准与透皮吸收是凝胶贴膏研究的重要内容。

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对英文文献的关键词进行可视化图谱分析,见图 6 ,出现频次前 10 的关键词如表 3 所示。英文文献可视化图谱中,共计节点 498 个,连线 2299 条,网络密度为 0.018 6 ,说明关键词之间联系紧密。研究的主要内容为凝胶贴剂经皮给药(关键词: drug delivery 、 skin 、 in vitro ),透皮吸收(关键词: percutaneous absorption )及经皮给药的安全性研究(关键词: safety 、 efficacy )。对比中文关键词可视化分析,英文文献侧重于经皮给药、无创经皮接种疫苗系统及透皮制剂新型微针技术的研究。

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2.6.2聚类分析 关键词聚类图谱是在共线图谱的基础上,运用 Log-likelihood ratio ( LLR )算法分析聚类视图中各聚类间的结构特征、关键节点和联系程度,通过高频词反映出不同年代该领域研究的热点和动态变化。中文文献关键词聚类分析图谱中,聚类模块值 Q = 0.396 0 ,说明聚类结构显著;聚类平均轮廓值 S = 0.748 8 ,说明聚类结果令人信服。聚类网络结果显示共得到 10 个聚类模块,见图 7 ,

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各聚类重叠部分较多,提示各聚类之间联系紧密度高,研究热点集中。根据不同聚类模块中关键词的归纳梳理,将 10 个聚类模块分为 2 大类: 第 1 类包括# 0 、# 3 、# 4 、# 6 、# 8 ,为巴布剂的研究,主要关键词是巴布剂的临床观察、制备工艺、正交试验、基质配比、含量测定等,提示巴布剂更名凝胶膏剂前,以制备工艺、基质研究及临床观察研究居多。 第 2 类包括# 1 、# 2 、# 5 、# 7 、# 9 、# 10 均为凝胶膏剂的研究,主要关键词是氮酮、透皮吸收、透皮特性、药效学,弹性模量、黏性模量、基质处方、均匀设计、体外透皮、剥离强度等,提示流变学、均匀设计等交叉学科知识逐步应用到制备工艺研究中 [15] ,并通过体外透皮吸收实验,总结凝胶贴膏的透皮特性,反映其性能的优劣。

英文文献关键词聚类分析图谱中,聚类模块值 Q = 0.516 2 ,说明聚类结构显著;聚类平均轮廓值 S = 0.808 9 ,说明聚类结果很令人信服。聚类网络结果共得到 12 个聚类模块,见图 7 ,对 12 个模块总结分析, site-specific drug delivery (# 1 )、 naltrexone (# 12 )、 microneddle (# 2 )、 transdermal patch (# 3 )、 controlled release (# 4 )、 drugs/controlled release (# 8 ) 代表药物经皮递送,主要是无创经皮接种疫苗系统、微针经皮给药技术、糖尿病及男性性功能减退经皮递送给药研究。 Double blind (# 0 )、 non-inferiority trial design (# 10 )、 trythema (# 11 )、 therapeutic effiacy (# 5 )代表药物临床研究方法与治疗效能,主要研究药物临床应用的毒性与安全性、临床研究试验方法的合理性。 Box-behnken design (# 7 )代表经皮给药及临床研究的响应面试验设计方法。 Olive oil (# 6 )、 alternative reinforcer (# 9 )代表经皮给药中应用范围更广的药物。

2.6.3突现分析 关键词突现是指某个时间跨度内关键词出现频率显著增加,用突变强度( strength )表示, strength 值越大,突现强度越高,提示关键词影响力越大,是该时间跨度内该领域研究的热点。“ begin ”和“ end ”表示关键词突变的起始和终止时间,凝胶贴膏中、英文文献关键词突现分析图谱见图 8 。

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中文文献共出现 22 个突现词,根据时间排序, 2000 — 2010 年,研究热点为巴布剂的制备工艺(关键词:基质、大鼠、卡波姆、黏着力、淫羊藿苷、经皮给药),研究内容集中在基质筛选和经皮给药方向;由于《中国药典》 2010 年版将巴布剂更名为凝胶膏剂 [2] , 2012 — 2019 年研究内容迅速集中于凝胶膏剂的临床应用和透皮吸收研究方向(关键词:临床观察、临床疗效、透皮试验)。《中国药典》 2015 年版将凝胶膏剂更名为凝胶贴膏后 [3] ,研究热点逐渐转向凝胶贴膏的质量标准、抗炎镇痛及挥发性成分方面(关键词:质量标准、挥发油、穴位贴敷、骨关节炎),并一直持续至今。

英文文献共出现 21 个突现词, 2006 — 2011 年重视凝胶贴膏临床药效、药物耐受性及经皮渗透促进剂的研究(关键词: efficacy 、 tolerability 、 penetration enhancer ); 2012 — 2016 年研究热点集中在药物经皮渗透、经皮给药和安全性研究(关键词: safety 、 skin permeation 、 delivery ); 2017 年开始至今研究热点依旧重视经皮给药系统,并且涉及纳米颗粒和缓控释技术研究(关键词: fabrication 、 nanoparticle 、 transdermal drug delivery )。

2.6.4时间线图分析 时间线图分析是对每个聚类 模块中关键词随时间变化发生趋新或趋老变化的分析,不仅可以表达该领域发展的演变,还侧重于构建聚类之间的关系。从中文文献时间线图看,如图 9 所示,巴布剂(# 0 )的延续性和时间跨度比较好, 2000 — 2012 年,巴布剂研究研究范围涉及多个聚类模块,包括制备工艺、基质、镇痛、大鼠等; 2013 — 2022 年研究走势减缓。 2001 — 2022 年,制备工艺聚类模块成果标志性地增多,重视度迅速提高,研究热度居高。 2010 、 2015 年分别出现高频关键词凝胶膏剂、凝胶贴膏,提示关注度升高,研究热度增加。此外,制备工艺、基质、透皮吸收等聚类模块延续性好,时间跨度高,至今依旧是国内凝胶贴膏研究的热点。 打开网易新闻 查看精彩图片

英文文献时间线图显示,如图 10 所示, 2000 年, controlled release 聚类模块出现标志性关键词“ transdermal drug delivery ”,时间跨度直至 2022 年,研究热度高居不下。 2001 年始,聚类模块首次出现 efficacy 、 permeation 、 skin 、 system ,研究成果显著性增多,至今发展形势并未出现趋老。 2005 年,体外经皮给药得到重视,并迅速发展起来,微针给药及体外无创经皮接种疫苗成为目前国外研究的主要热点和高度关注点;相反,凝胶贴膏经皮缓、控释技术出现年份迟,热点关注度低,尚未形成连续规律性的研究热潮。

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3讨论

巴布剂自 20 世纪80 年代引入国内市场以来,受科研条件和技术缺陷的影响,尚未迅速发展起来,21 世纪初,由国家中医药管理局立项,中国中医科学院中药研究所承担的中药巴布剂剂型研究使国内凝胶贴膏的研究迎来曙光。截止目前,国内研究凝胶贴膏20 余年,研究力度小、研究领域相对狭窄、开放空间大,通过文献发掘和CiteSpace 知识图谱软件分析,能够直观、清晰地了解该领域研究的热点和未来发展的态势。从发表的期刊和基金资助项目来看,凝胶贴膏的发展备受国家和地方政府的支持,科研水平持续提高,对该领域的发展产生了积极作用。

从发文量、发文作者及机构分布可知,国内外发文量差异较大,国内呈现先增后减的趋势,可能与基质组方复杂、工艺条件难控制、评价方法主观等技术难点相关 [4] 。国外前期研究进展缓慢,近年来发文量迅速增高。此外,国内外均出现发文作者数量多,且研究相对独立的现象,团队之间合作不强,联系程度松散,提示国内各机构之间应该加强团队合作关系,同时积极保持与国外机构的深入交流,共克时艰,解决影响国内凝胶贴膏发展的瓶颈问题和技术难点。

对关键词分析可知,国内外研究存在较大差异。从研究内容来看,国内专于中药凝胶贴膏的研究,国外以化学药物凝胶贴剂为主;从研究的方向来说,中药凝胶贴膏集中于提取、成型工艺、基质配方、透皮性能及临床药效方面,国外在凝胶成型微针给药等新型制剂技术和经皮免疫系统方向研究颇深,在无创经皮接种疫苗和微针经皮给药领域具有突破性成果;从研究的时间跨度来说,国内对某一关键词的研究相对集中,但时间跨度短,相反,国外研究不集中,但时间跨度长,研究程度深。综上,国内外研究均推动了该领域的发展,加强彼此合作,优势互补,才能实现凝胶贴膏国内外研究发展共赢。

本研究使用 CiteSpace 软件对CNKI 数据库和WOS 数据库中中英文文献分析研究发现,该软件对挖掘某一领域知识基础、研究热点和发展态势具有重要作用,实现了文献的可视化、数据化及主体之间的内在关联性,是初学研究工作者提高自身的学习能力、构建科研思维的有效手段。但受软件功能的影响,文献处理相对机械化、缺乏理论性、对中文文献分析会存在一定的不足,能够同时识别中英文关键词,因此,在进行关键词共线、聚类、突现分析时,需要提前手动剔除英文关键词和与主题不相关的文献,导致分析结果客观性不强等问题。当然,随着软件版本的不断更新,CiteSpace 软件会成为广大学者文献数据可视化分析及研究热点发掘的重要工具。

4结论

运用 CiteSpace 软件从发文量、作者机构、关键词对凝胶贴膏的研究热点分析可知,国内侧重凝胶贴膏的工艺、透皮效果、临床应用研究,国外注重新型制剂技术、经皮给药系统研究,中外研究热点存在较大差异。近年来,凝胶贴膏的安全性高[16] 、疗效好、患者接受程度高等推动了国内凝胶贴膏的迅速发展,充分发挥了中医药内病外治的理念。然而,凝胶贴膏作为新型经皮给药制剂,在研究和应用过程中仍存在一些问题亟待解决。 ① 国内凝胶贴膏多为中药复方制剂,工艺研究复杂,发展壁垒高,需要与新型、高性能辅料及微乳、包合超微粉碎等新型制剂技术共进步[5] ; ② 缺乏系统性和较深层次的促渗技术研究,经皮给药的研究仅停留在透皮效果的考察,对有效成分的渗透机制及渗透规律研究较少,缺少离子导入法、超声微波导入等新型促渗技术的应用; ③ 缺乏合理标准的指标检测和质量控制方法,药膏成分复杂,单一成分的检测并不能科学地评价凝胶贴膏的质量。因此,新型药物制剂技术、促渗透技术以及物理流变学、体内药物代谢动力学等交叉学科的应用,将会是凝胶贴膏未来创新的主要研究热点和发展方向。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突

参考文献(略)

来 源:张 宇,王 峰,姜 垦,孙 悦,包旭宏.基于CiteSpace知识图谱分析凝胶贴膏制剂的研究动态与发展趋势 [J]. 中草药, 2022, 53(17): 5459-5468.

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