基于新型生物黏附藥物載體—酯化多孔淀粉的普萘洛爾鼻腔黏膜給藥系統(tǒng)研究.pdf

1、多孔淀粉(porousstarch,PS),是一種新型的酶變性淀粉,它是在低于糊化溫度下被具有生淀粉酶活力的酶作用于生淀粉顆粒的非結(jié)晶區(qū),形成的一種多孔性蜂窩狀產(chǎn)物。微孔淀粉對(duì)藥物的包埋作用源于其顆粒表面的微孔,而且其吸附作用無選擇性。因此,微孔淀粉能夠作為一個(gè)極佳的藥物載體,對(duì)各種藥物進(jìn)行包埋。但是,天然淀粉生物黏附性很差,當(dāng)其用于鼻腔給藥系統(tǒng)中時(shí),由于鼻腔內(nèi)纖毛的清除功能使天然淀粉在鼻腔內(nèi)的停留時(shí)間更短從而使包合的藥物很難充分的發(fā)揮

2、藥效。為改善這些弊端,可通過化學(xué)結(jié)構(gòu)修飾以增強(qiáng)其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和生物黏附性。研究表明,硫化聚合物(thiomers)能夠與黏膜層形成二硫鍵,與黏蛋白中半胱氨酸豐富的亞區(qū)發(fā)生特異性結(jié)合。
　　因此,本課題以多孔淀粉為原料與S-乙酰巰基丁二酸酐發(fā)生反應(yīng)制備出帶有乙酰巰基支鏈的S-乙酰巰基丁二酸多孔淀粉酯(SAMSA-porousstarch,SAMSA-PS),可延長多孔淀粉在鼻腔內(nèi)的停留時(shí)間。以鹽酸普萘洛爾(PRO)為工具藥物,制備出S

3、AMSA-PS的載藥微球,考察其纖毛毒性、黏膜黏附性、載藥量、體外藥物釋放以及動(dòng)物體內(nèi)藥代動(dòng)力學(xué)等指標(biāo)。目前尚未發(fā)現(xiàn)SAMSA-PS的有關(guān)報(bào)道。
　　方法
　　1.SAMSA-PS的制備、最佳工藝條件篩選以及其理化性能表征
　　以多孔淀粉為原料根據(jù)酯化反應(yīng)的原理制備具有生物黏附性的SAMSA-PS,探討了SAMSA的用量、無水碳酸鈉的用量以及蒸餾水用量對(duì)產(chǎn)物取代度的影響,并通過正交試驗(yàn)確定最佳工藝參數(shù)。不僅借助紅外光譜

4、儀(IR)、X-粉末衍射(XRD)、比表面積及孔徑分析以及掃描電鏡(SEM)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行表征,而且還考察了產(chǎn)物的取代度以及吸油率。
　　2.SAMSA-PS的體外黏附性試驗(yàn)
　　以豬胃黏蛋白(PGM)為模型,測定了SAMSA-PS的體外生物黏膜黏附率,并且以未修飾的多孔淀粉作為對(duì)照。
　　3.在體法考察SAMSA-PS的纖毛毒性以及黏附性
　　采用在體蟾蜍上腭纖毛試驗(yàn)法,以生理鹽水為陰性對(duì)照,以未修飾的多孔淀粉為平

5、行對(duì)照,通過測定纖毛擺動(dòng)持續(xù)時(shí)間來評(píng)價(jià)SAMSA-PS的鼻纖毛毒性;同樣采用在體蟾蜍上腭纖毛試驗(yàn)法,以卡波姆為陽性對(duì)照,以未修飾的多孔淀粉為平行對(duì)照,測定纖毛輸送速率評(píng)價(jià)SAMSA-PS的黏膜黏附力,纖毛輸送速率越大表明黏膜黏附力越小。
　　4.SAMSA-PS的PRO載藥微球(SAMSA-PS-PRO)的制備以及結(jié)構(gòu)表征
　　以鹽酸普萘洛爾(PRO)為工具藥物,采用吸附法將PRO包合到SAMSA-PS內(nèi),以載藥量與包封率為

6、指標(biāo),篩選制備SAMSA-PS的最佳材料與原料藥比。借助IR、差示掃描量熱儀(DSC)、XRD和SEM進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征。
　　5.SAMSA-PS-PRO的纖毛毒性以及黏附性考察
　　采用在體蟾蜍上腭纖毛試驗(yàn)法,以生理鹽水為陰性對(duì)照,以未修飾的多孔淀粉、PRO原料藥為平行對(duì)照,通過測定纖毛擺動(dòng)持續(xù)時(shí)間來評(píng)價(jià)SAMSA-PS的鼻纖毛毒性;同樣采用在體蟾蜍上腭纖毛試驗(yàn)法,以卡波姆為陽性對(duì)照,以未修飾的多孔淀粉為平行對(duì)照,測定纖毛輸送

7、速率評(píng)價(jià)SAMSA-PS的黏膜黏附力,纖毛輸送速率越大表明黏膜黏附力越小。
　　6.SAMSA-PS-PRO體外釋藥性能研究
　　取SAMSA-PS-PRO在模擬鼻腔溶液中進(jìn)行體外釋藥試驗(yàn),并且以PRO的原料藥作為對(duì)照?？疾霺AMSA-PS-PRO在不同介質(zhì)中的釋放情況:1)模擬鼻腔環(huán)境的pH6.5的PBS緩沖液;2)模擬腸液環(huán)境的pH7.4的PBS緩沖液;3)模擬胃液環(huán)境的pH1.2的PBS緩沖液;4)水溶液。計(jì)算累計(jì)釋放

8、率,并繪制藥物累積釋放曲線。
　　7.SAMSA-PS-PRO的體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)研究
　　以口服市售PRO片劑作為對(duì)照,兔鼻腔給藥后,預(yù)定時(shí)間點(diǎn)采集血樣,3000rpm離心15min取血漿。處理血漿后于熒光分光光度計(jì)檢測其熒光強(qiáng)度,計(jì)算每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的血藥濃度,繪制血藥濃度曲線,分析處理數(shù)據(jù)。
　　結(jié)果
　　1.通過正交試驗(yàn)確定最佳工藝參數(shù)為:SAMSA的用量為多孔淀粉干質(zhì)量的8％,無水碳酸鈉的用量為多孔淀粉干質(zhì)量的4%,

9、蒸餾水的用量是多孔淀粉干質(zhì)量的30%;在此工藝下所制備的SAMSA-porousstarch取代度(DS)為1.24%,吸油率為32.4%,按照優(yōu)化條件制備的聚合物通過紅外、X衍射、掃面電鏡等驗(yàn)證,證明已形成了SAMSA-PS。
　　2.pH6.5的磷酸緩沖液模擬的是人的鼻腔黏膜的環(huán)境,SAMSA-PS在模擬的鼻腔黏膜環(huán)境中對(duì)PGM的黏附率高于多孔淀粉的黏附率。
　　3.與未修飾的多孔淀粉相比,SAMSA-PS的纖毛毒性無顯

10、著性差異、黏膜黏附性有顯著性提高以及黏附率約提高了20%。
　　4.當(dāng)鹽酸普萘洛爾與載體材料的比例為1:2時(shí)微球的載藥率最高,可達(dá)到13.91%,并且通過紅外光譜儀表征,驗(yàn)證了藥物是以物理包合的形式進(jìn)入載體形成載藥微球的,通過差示掃描量熱儀表征結(jié)果說明了PRO是以非結(jié)晶的狀態(tài)存在于載體材料中的,通X-射線粉末衍射與掃描電鏡更加證實(shí)了PRO已被包合至載藥材料內(nèi)。通過實(shí)驗(yàn)證明SAMSA-PS載藥微球可以顯著地降低鹽酸普萘洛爾的鼻纖毛毒

11、性,并且具有良好的黏膜黏附性。
　　5.模擬鼻腔環(huán)境,對(duì)比載藥微球與原料藥體外釋藥情況,結(jié)果表明載藥微球具有緩釋作用,其釋藥曲線符合Weibull模型;對(duì)比在人工腸液、胃液、鼻腔、水環(huán)境中載藥微球的釋藥情況,結(jié)果表明在堿性環(huán)境中載藥微球的累積釋放度更高;以日本大耳白為模型動(dòng)物,以口服市售PRO片劑為對(duì)照,考察自制的SAMSA-PS-PRO在鼻腔內(nèi)使用后動(dòng)物的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示鼻腔給藥的AUC明顯高于口服給藥,且鼻腔給藥的

12、Tmax比口服給藥延長了60min,表明SAMSA-PS-PRO用于鼻腔給藥后可顯著提高普萘洛爾的生物利用度,且延長其在體內(nèi)的滯留時(shí)間,使藥物充分發(fā)揮藥效。
　　結(jié)論
　　1.本課題通過酯化反應(yīng)的原理制備得到的S-乙酰巰基丁二酸多孔淀粉酯,不僅仍保持多孔淀粉的多孔性結(jié)構(gòu),可使藥物分子完全“隱藏”在空穴內(nèi),從而起到穩(wěn)定藥物和藥物緩慢釋放的作用,而且經(jīng)過酯化后,其親脂性增加,使其吸油率明顯升高;更重要的是,酯化后的多孔淀粉酯的黏

13、膜黏附性明顯高于多孔淀粉,且無明顯的纖毛毒性。
　　2.本研究運(yùn)用吸附法將鹽酸普萘洛爾包合到被S-乙酰巰基丁二酸酐酯化后的多孔淀粉內(nèi)。以載藥量與包封率為指標(biāo),篩選制備SAMSA-PS的最佳材料與原料藥比。結(jié)果為當(dāng)原料藥與載體材料的比例為1:2時(shí)微球的載藥率最高,可達(dá)到13.91%。并且通過紅外光譜儀表征,驗(yàn)證了藥物是以物理包合的形式進(jìn)入載體形成載藥微球的,通過差示掃描量熱儀表征結(jié)果說明了PRO是以非結(jié)晶的狀態(tài)存在于載體材料中的,通

14、X-射線粉末衍射與掃描電鏡更加證實(shí)了PRO已被包合至載藥材料內(nèi),纖毛毒性和黏膜黏附性實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了載藥微球可以降低PRO直接用于鼻腔內(nèi)的纖毛毒性以及可以提高生物黏附性。
　　3.PRO原料藥在體外鼻腔模擬液中快速釋藥,而被包合至SAMSA-PS中的PRO原料藥緩慢釋放藥物,達(dá)到了緩釋的效果。體外釋藥機(jī)理研究表明,載藥微球釋放曲線符合Weibull分布模型。體內(nèi)動(dòng)物藥代動(dòng)力學(xué)研究發(fā)現(xiàn),SAMSA-PS-PRO用于鼻腔給藥后比市售的PR