生物大分子藥物非注射給藥系統(tǒng)研究.pdf

1、多肽、蛋白質(zhì)等生物大分子藥物由于易被胃酸破壞、酶降解和腸肝循環(huán)的代謝分解,目前臨床只能采用注射給藥途徑。由于生物技術(shù)的飛速發(fā)展,每年有大量的生物制劑應(yīng)用于臨床,迫切需要研究生物大分子藥物的非注射給藥制劑。本文以胰島素為模型藥物,分別探討了粘膜和腸溶給藥兩種給藥系統(tǒng),為生物大分子藥物非注射給藥提供了一種可能的方法。 一、生物大分子粘膜給藥系統(tǒng)生物粘附給藥系統(tǒng)是一類能夠透過粘膜吸收,克服腸肝循環(huán)的新型給藥系統(tǒng),特別適用于像胰島素這類

2、不能通過口服的生物大分子藥物,為其提供了一種全新的非腸道、非注射給藥途徑。粘膜給藥由于給藥方便,本應(yīng)成為口服給藥以外最優(yōu)選的給藥方式,但目前粘膜給藥所占的比例遠(yuǎn)低于注射給藥,其原因是生物大分子粘膜給藥跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)速率極低(分子量大于4000),生物利用度不足1％。研究生物大分子粘膜給藥的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)行為不僅具有較高的學(xué)術(shù)價(jià)值,而且實(shí)用價(jià)值十分明顯。 粘膜和外界直接接觸,本身具有很強(qiáng)的自我防御功能,對于外來異物能夠很快的廓清。本研究從影響

3、粘膜跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)三個(gè)關(guān)鍵因素入手,利用相親相容的原理,在制劑的載體材料引入粘膜表面纖毛大量存在的巰基,提高其生物粘附性；利用微囊保護(hù)的方法,將目標(biāo)藥物進(jìn)行微囊化加工,避免粘膜表面酶對藥物的降解；利用形態(tài)識別的特性,制成易于胞噬、胞飲的載藥納米粒,提高跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)速率。 1.巰基化殼聚糖載體材料制備以殼聚糖為原料,N-乙酰-L-半胱氨酸為巰基小分子,通過酰胺縮合反應(yīng),合成了殼聚糖-N-乙酰-L-半胱氨酸偶合物(CS-NAC)。結(jié)果表明,C

4、S-NAC具有較高巰基含量,最高可達(dá)589.3μmol/g,引入巰基含量的高低主要取決于縮合劑EDAC、HOBt和NAC的摩爾比,同時(shí)pH和反應(yīng)時(shí)間也會影響巰基的引入。相比于殼聚糖,CS-NAC具有更好的溶解性,在pH<12范圍內(nèi)都能溶解；而且具有快速的溶脹性能,是殼聚糖的2倍以上；且粘附性顯著增強(qiáng),粘附時(shí)間和粘附力分別是殼聚糖的30和3倍。細(xì)胞毒性試驗(yàn)證明,CS-NAC對細(xì)胞并無明顯的毒性作用,因此可認(rèn)為該材料為低毒性的生物粘附性材料

5、。 2.巰基化殼聚糖載藥納米粒的制備用離子凝膠化的方法制備CS-NAC納米粒的粒徑在200 nm以下,其表面都帶正電荷(+19.5～+31.7 mV),能有效的包裹胰島素(載藥量最高可達(dá)37％)。由于巰基的引入,CS-NAC納米粒對粘蛋白的吸附顯著增強(qiáng),是殼聚糖納米粒的1.8倍。 3.體內(nèi)外釋放行為研究負(fù)載胰島素的CS-NAC納米粒在pH 6.8的磷酸緩沖液具有快速的釋放行為,這取決于巰基含量。因?yàn)閹€基含量決定了納米懸浮

6、液的pH值和納米粒的溶脹性及親水性,而這些都能改變胰島素的釋放速率。CS-NAC納米粒包裹胰島素后能有效保持胰島素的活性結(jié)構(gòu),排除了與胰島素發(fā)生二硫鍵交換的可能。在生理?xiàng)l件下,CS-NAC能夠改善胰島素的鼻腔吸收,其納米制劑對胰島素促進(jìn)吸收效果比負(fù)載胰島素的殼聚糖納米粒和胰島素控制液好。鼻腔胰島素的促吸收認(rèn)為主要基于二硫鍵“錨”的作用機(jī)制--高粘附性和滲透性。 二、生物大分子腸溶給藥系統(tǒng)研究生物大分子藥物的口服給藥能否實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵在

7、于,保護(hù)其不受胃液(pH 1.4)中酸性物質(zhì)的破壞,安全進(jìn)入腸道后在pH 7.4下溶出并釋放出來,將其制成腸溶藥物制劑。本研究通過離子相互作用制備出巰基化的殼聚糖/聚天冬氨酸納米粒,利用巰基自氧化形成的二硫鍵交聯(lián)結(jié)構(gòu)的酸穩(wěn)定性和聚天冬氨酸的堿溶脹性,減少了生物大分子藥物在胃中的損耗,使藥物得以在腸道中釋放。所以該研究不僅對胰島素口服給藥具有重要意義,而且對其它類對胃有刺激性的藥物(如阿斯匹林等)的腸溶制劑研究也具有十分重要的意義。

8、 1.巰基化聚天冬氨酸載體材料制備通過酰胺縮合反應(yīng)得到的聚天動(dòng)氨酸-巰基乙胺偶合物(PASP-CA和PASP-g-PEG-CA)具有高的巰基含量,分別為1057.2μmol/g和815.2μmol/g。PASP-CA和PASP-g-PEG-CA吸水后迅速溶脹,而且堿性條件要好于酸性條件。粘附實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,PASP-CA和PASP-g-PEG-CA未比PASP表現(xiàn)出明顯強(qiáng)的粘附性,但PASP-g-PEG-CA仍表現(xiàn)出一定的粘附性,這可能

9、與巰基的穩(wěn)定性以及材料以鈉鹽形式存在有關(guān)。另外,巰基化聚天冬氨酸對細(xì)胞并無明顯毒性。 2.巰基化聚天冬氨酸/殼聚糖載藥納米粒的制備二硫鍵交聯(lián)聚天冬氨酸/殼聚糖納米粒是以氯胺T為氧化劑,對聚天冬氨酸/殼聚糖納米復(fù)合物上的巰基進(jìn)行氧化而成。納米粒的粒徑在120～170 nm,交聯(lián)前后無明顯變化,其表面都帶負(fù)電荷(-22.5～-14.1 mV)。交聯(lián)后的納米粒在酸性條件下更加穩(wěn)定,透射電鏡顯示其在pH 1.2時(shí)形成緊湊的核殼結(jié)構(gòu),而在

10、pH 6.8時(shí)粒徑明顯增大,具有明顯的pH響應(yīng)性。該材料能有效的包裹胰島素,載藥量可高達(dá)50％左右,而且胰島素并未因氧化劑而失活。納米粒對粘蛋白的吸附取決于粒子的組成、交聯(lián)以及pH等。其中,粒子組成中CS-NAC的含量影響最為明顯。納米粒的溶脹性具有很好的pH響應(yīng)性,酸性下(pH 1.2)粒子溶脹不明顯,中堿性(pH 6.8)下迅速溶脹。 3.胰島素的控制釋放研究二硫鍵交聯(lián)聚天冬氨酸/殼聚糖納米粒的胰島素釋放具有明顯的pH響應(yīng)性。在酸性