胰島素固體脂質(zhì)納米粒肺吸入粉霧劑的研制.pdf

1、糖尿病是一種常見、慢性、多發(fā)性疾病，由糖、蛋白和脂肪的代謝障礙引起。伴隨著人口老齡化進(jìn)程快速發(fā)展，糖尿病及其并發(fā)癥發(fā)病率逐年增加，嚴(yán)重威脅著人類的生命和健康。胰島素(Isulin，INS)是臨床上治療胰島素依賴型糖尿病(Insulin Dependent Diabetes Mellitus，IDDM)的首選藥物，但由于其分子量大、口服給藥易被胃腸道pH環(huán)境、菌群及酶系統(tǒng)代謝分解、穩(wěn)定性差、生物利用度低，臨床治療主要采用皮下注射給藥。因普

2、通胰島素體內(nèi)消除快、半衰期短(t1/2約5-10min)，每日3至4次注射給藥，終生治療給患者帶來不便和注射疼痛之苦，非注射給藥已成為世界性攻克難題。 目前，胰島素肺部給藥成為替代其注射方式的研究熱點(diǎn)之一。該給藥途徑的優(yōu)點(diǎn)是由肺部特殊的生理構(gòu)造決定的：正常人肺部的總表面積約140㎡，肺泡腔與毛細(xì)血管腔之間僅隔一層很薄的呼吸粘膜，厚度僅為0.5～lμm，是藥物吸收的良好場(chǎng)所。巨大的吸收面積、豐富的毛細(xì)血管和極小的跨粘膜距離，決定了

3、肺部給藥的吸收迅速，同時(shí)減少了藥物的肝臟首過效應(yīng)，提高了藥物的生物利用度。隨著胰島素吸入裝置和劑型技術(shù)的發(fā)展，該給藥途徑已引起廣泛關(guān)注，患者的給藥順應(yīng)性可大大提高。2006年初，美國(guó)FDA首次批準(zhǔn)了Nektar/輝瑞/賽諾菲-安萬(wàn)特公司聯(lián)合開發(fā)的胰島素粉霧吸入劑ExuberaTM上市，這是糖尿病治療史上的里程碑。 但該上市胰島素粉霧劑主要著眼于發(fā)揮速效作用，要維持體內(nèi)胰島素水平仍需頻繁多次給藥；現(xiàn)主要采用每餐前吸入1次，并配合每

4、日注射一針長(zhǎng)效胰島素注射液的方法對(duì)IDDM進(jìn)行治療。在本課題中，我們對(duì)胰島素長(zhǎng)效制劑的肺部給藥進(jìn)行了初步研究，采用現(xiàn)代藥物制劑新技術(shù)、新材料、新方法和新思路，設(shè)計(jì)將胰島素包裹于固體脂質(zhì)納米粒(SLN)中，再將其通過一定的微粉化方法制備成吸入粉霧劑，以達(dá)到緩釋長(zhǎng)效及提高制劑穩(wěn)定性的目的。通過體外釋藥動(dòng)力學(xué)與糖尿病動(dòng)物模型體內(nèi)藥效動(dòng)力學(xué)研究，探索該新劑型肺部給藥的可行性，以求胰島素非注射給藥的新突破；本課題也是目前藥劑學(xué)前沿領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之

5、一，具有一定的科研價(jià)值和臨床應(yīng)用前景。主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下： 首先，建立了INS給藥系統(tǒng)含量測(cè)定HPLC法與質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，方法簡(jiǎn)便、科學(xué)、準(zhǔn)確、快速、靈敏，可滿足胰島素含量測(cè)定及納米粒載藥量、包封率、體外釋藥動(dòng)力學(xué)研究的需要。 其次，根據(jù)INS為水溶性大分子藥物的特性，以提高包封率為目的，采用復(fù)乳法制備胰島素固體脂質(zhì)納米粒(INS-SLN)。以正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)考察內(nèi)水相，油相體積比、藥物，月旨質(zhì)質(zhì)量比、硬脂酸/卵磷脂質(zhì)量比

6、、表面活性劑Poloxamer 188的濃度等因素對(duì)藥物包封率的影響，優(yōu)化、篩選最佳處方和制備工藝，并以包封率、載藥量、zeta電勢(shì)等指標(biāo)對(duì)INS-SLN進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。最終處方組成為內(nèi)水相與油相體積比為1:5，藥脂比為1:10，硬脂酸與卵磷脂的質(zhì)量比為9:1，表面活性劑用量為0.5％；制備工藝為：初乳通過渦旋30s后超聲30s制備，乙酸乙酯通過400r/min磁力攪拌除去，并且外水相用該有機(jī)溶劑飽和。采用優(yōu)化處方制備的INS-SLN，在

7、透射電鏡下呈現(xiàn)為類球形實(shí)體粒子，圓整、均勻、分散性好；包封率高達(dá)(69.47±3.27)％，載藥量為(6.87±0.35)％；粒徑較小、分布較窄，平均粒徑達(dá)231.67nm；zeta電勢(shì)平均值為-19.46mV。 采用新型的噴霧冷凍干燥方法將INS-SLN混懸液制備成肺吸入粉霧劑，考察了不同類型及含量的凍干保護(hù)劑對(duì)微粉化前后納米粒理化性質(zhì)的影響；同時(shí)初步研究了處方因素和工藝因素對(duì)所制產(chǎn)品粉體學(xué)性質(zhì)和粉霧劑專屬特性的影響。建立的優(yōu)

8、化制備條件為：將離心后的INS-SLN沉淀，以濃度為5％(w/v)的葡萄糖溶液重新分散后，加入相當(dāng)于葡萄糖質(zhì)量1％的泊洛沙姆并混勻。在0.3MPa的壓縮氣流下，將其以4mL/min通過霧化噴嘴噴入到液氮中；噴霧完成后，待液氮揮盡，將盛有冰顆粒的容器迅速轉(zhuǎn)移至已預(yù)冷至-45℃的冷凍干燥機(jī)中凍干72h，真空度為0.1kPa。所得的疏松多孔、輕密度、大粒徑的粉末具有良好的霧化性能，粒子平均粒徑達(dá)(12.54±1.57)μm，平均氣動(dòng)學(xué)徑(3.

9、56±0.44)μm，堆密度低至(0.064±0.002)g/cm3 ，流動(dòng)性較好，休止角為(35.7±1.5)°，水分含量為\(1.85±0.05)％，排空率達(dá)(96.37±1.92)％，有效部位沉積量達(dá)(37.44±7.35)％，產(chǎn)品收率較高為(81.24±3.68)％。INS-SLN-DPI復(fù)溶后所得納米粒形態(tài)仍為球形或近球形，包封率略有降低至(62.33±2.75)％，載藥量為(4.29±0.39)％，平均粒徑增大至(345.9

10、±15.68)nm，zeta電勢(shì)降低到(-17.21±0.57)mV。 體外釋放試驗(yàn)結(jié)果表明，INS原料藥體外釋藥符合一級(jí)速率方程，方程為ln(1-Q)=-0.1796t-0.5601(r=0.9964)；INS-SLN-DPI的體外釋放符合雙相動(dòng)力學(xué)方程，方程為1-Q=0.9070e-0.0982t+0.4144e-0316t (rα=0.9991；rβ=0.9936)。INS-SLN-DPI前期釋藥較快，可能是由于未包封的游

11、離INS和吸附在納米粒表面的藥物的突釋共同造成的；后期則可從納米粒骨架中緩慢持續(xù)釋藥達(dá)48h。 最后，對(duì)糖尿病大鼠肺部給藥的藥效學(xué)進(jìn)行了研究，通過一次性大劑量注射鏈脲佐菌素的方法建立糖尿病大鼠模型；考慮到實(shí)際情況，INS-SLN-DPI采用復(fù)溶后的納米粒溶液以氣管滴注的方式進(jìn)行動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。肺部給予2IU/kg、8IU/kg INS-SLN后，初始降血糖速度不如對(duì)應(yīng)溶液組快，達(dá)到最低血糖水平的時(shí)間分別出現(xiàn)在3h、5h，程度分別為(5

12、9.83±4.63)％、(18.02±4.68)％；之后血糖值回升速度較為平穩(wěn)，作用時(shí)間分別長(zhǎng)達(dá)24h和36h，較溶液組顯著延長(zhǎng)；相對(duì)生物利用度分別高達(dá)36.96％、44.40％。這可能是由于給藥初始，INS-SLN中未被包封的游離藥物和吸附在納米粒表面的藥物首先突釋出來，能較為迅速地達(dá)到?jīng)_擊量，然后緩慢釋放被納米粒包裹的藥物，維持有效劑量，起到了緩釋長(zhǎng)效的作用。 因此，胰島素固體脂質(zhì)納米粒肺吸入粉霧劑的體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)結(jié)果充分體現(xiàn)了