CN100446756C

CN100446756C - 甘草酸盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合载药纳米粒的制备方法

Info

Publication number: CN100446756C
Application number: CNB2007100628133A
Authority: CN
Inventors: 刘奕明; 林爱华
Original assignee: SECOND AFFILIATED HOSPITAL OF GUANGZHOU UNIVERSITY OF TRADITIONAL CHINESE MEDICINE
Current assignee: SECOND AFFILIATED HOSPITAL OF GUANGZHOU UNIVERSITY OF TRADITIONAL CHINESE MEDICINE
Priority date: 2007-01-18
Filing date: 2007-01-18
Publication date: 2008-12-31
Anticipated expiration: 2027-01-18
Also published as: CN101006983A

Abstract

本发明涉及到一种新型肝靶向药物载体-甘草酸盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合载药纳米粒的制备方法。在制备这种纳米粒时，将甘草酸盐溶于一定浓度的羧化壳聚糖中，搅拌条件下，按一定比例将含药的壳聚糖溶液加入到羧化壳聚糖中，利用分子之间的静电作用自发形成纳米粒，本发明制备方法简单，条件温和，避免有机试剂的毒副作用。该发明利用甘草酸能靶向于肝脏的特点，使该复合纳米粒具备主动靶向功能，具有更高程度的药物肝靶向性。该载体适用于带有电性基团如盐酸阿霉素、蛋白类等药物以及在微酸和中性pH条件下有一定水溶性药物的包载。

Description

甘草酸盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合载药纳米粒的制备方法

技术领域

本发明涉及医药领域，具体的说，涉及甘草酸盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合载药纳米粒的制备方法。

背景技术

纳米粒(Nanoparticles，NPs)是粒径在10-1000nm之间能吸附、包埋各种药物分子的固态胶体微粒。血管注射纳米粒后，至少80-85％的NPs被网状内皮系统(RES)吞噬，RES是来自于骨髓吞噬很强的单核细胞的统称，肝中具有数目众多的网状内皮细胞，称之为Kupffer细胞，因此NPs能在肝脏内聚集，具有被动靶向功能。肝脏由实质细胞和非实质细胞(内皮细胞、Kupffer细胞等)组成，实质细胞是组成肝脏的主要细胞，占肝脏体积及数量的80％，肝脏的大多数代谢活动都集中于实质细胞，实质细胞中含有数百种酶，有关肝脏的大多数病变如肝癌、肝炎、肝硬化等多发生于实质细胞。纳米粒进入血液循环后，很快被网状内皮系统识别并消除，极少到达肝实质细胞，为避开RES吞噬，增强药物对肝实质细胞的靶向功能，国内外科技工作者在NPs表面修饰方面做了大量工作。如用亲水性表面活性剂修饰NPs制成长循环NPs、抗体与载药NPs偶联的免疫NPs等(见崔福德主编，《药剂学》(第五版)[M].北京：人民卫生出版社.2003：419；张志荣，龚艳，黄园等.《抗人乳腺癌单克隆抗体偶联米托蒽醌白蛋白纳米球的初步研究》.药学学报，2001，36(2)：151-154)。近年来，随着科学技术的发展，对肝细胞表面受体的结构功能有了进一步的认识，受体介导的药物-载体交联物成为肝靶向研究的焦点。

无唾液酸糖蛋白受体(asialogly coprotein receptor，ASGP-R)是肝实质细胞的特异性受体，专一识别带有半乳糖残基的配体。将含药载体与带有半乳糖残基的配体偶联，制备肝主动靶向制剂的报导较多^[3]，但ASGP-R的密度和结合活性随许多生理和病理条件的变化而改变，几乎所有的肝脏疾患ASGP-R的活力均有所下降，受体数目也相应减少(Sawarnura T，Nakada H，Hazama H，et al.《Hyperasialoglycoproteinmiain patients with chronic liver diseases and/or liver cell carcinoma》Gastroenterology 1984，87(5)：1217-1222)。因此，仅通过ASGP-R介导实现肝细胞靶向给药的能力是有限的。甘草酸(glycyrrhizin，GL)是甘草根中有效成分之一，研究表明GL在肝脏中高度蓄积，也证实哺乳动物肝实质细胞膜表面确实存在GL受体(Tsuji H，Osaka S，Kiwada H.“Targeting of liposomes surface-modified with glycyrrhizin to the liver.I.Preparation and biological disposition.”《Chem Pharm Bull》(Tokyo).1991，39(4)：1004-1008；顾云娣，周方成，杨山麦等.“甘草次酸和甘草酸对离体大鼠肝细胞膜效应的电镜观察”《上海医科大学学报》，2000，27(4)：270-273)，并且在肿瘤组织中的GL受体数量比正常组织高出1.5-5倍(Il′icheva TN，Proniaeva TR，Smetannikov AA，et al.“Content of progesterone，glucocorticoid and glycyrrhizic acid receptorsin normal and tumoral human breast tissue”《Vopr Onko》1.1998；44(4)：390-4.)。脂质体经GL表面修饰后已被证实具有良好的趋肝性和肝细胞靶向性(Osaka S，Tsuji H，Kiwada H.“Uptake of liposomessurface-modified with glycyrrhizin by primary cultured rat hepatocytes.”《Biol Pharm Bull》.1994，17(7)：940-943)。壳聚糖(chitosan，CS)为一种无毒的天然高分子多糖类化合物，被认为是很有发展前途的药物载体(郑俊民主编.《药用高分子材料学》[M].中国医药科技出版社.2000.123-124)，由于壳聚糖存在碱性氨基，可进行多功能基化学反应和立体结构修饰，多变的配位数和晶体形态表现出特有的生物生理适应性，是高新技术领域中生物相容性好的材料之一。但壳聚糖仅溶于酸性介质，在生理条件下不稳定，易聚集沉淀。羧化壳聚糖(carboxyl-chitosan)是将壳聚糖羧基化后的产物，大大改善了壳聚糖本身的水溶性。应用离子凝胶法制备壳聚糖/羧化壳聚糖复合纳米粒可提高纳米粒表面的亲水性，提高稳定性。甘草酸为含有三个羧基的皂甙类化合物，在适当条件下可与壳聚糖中氨基阳离子发生静电反应而与壳聚糖结合。中国专利CN1586488A制备了甘草酸壳聚糖纳米粒子，提高了甘草酸的胃肠吸收，但未涉及到利用甘草酸作为分子靶向配基提高载药纳米粒的主动靶向功能。本发明充分利用甘草酸的这一特性，制备了具有主动靶向功能的甘草酸修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合纳米粒，使甘草酸介导的壳聚糖/羧化壳聚糖复合载药纳米粒能更好地实现肝靶向的要求，为肝脏疾病的防治提供安全可靠的治疗方案。该项技术尚未见相关文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型肝靶向药物载体-甘草酸盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合载药纳米粒的制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明提供了甘草酸盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合载药纳米粒的制备方法，包括如下步骤：

1)配制2～8mg/mL的壳聚糖溶液，调节pH至6.5，加入药物溶解，制得含药壳聚糖水溶液；

2)羧化壳聚糖溶解，调节pH至8.5，过滤，加入pH为8.5的甘草酸盐溶液，混合均匀，调节羧化壳聚糖浓度为2～8mg/mL，甘草酸盐浓度为0.05～1mg/mL；

3)在800～1200r/min搅拌条件下，将步骤1)制得的含药壳聚糖溶液以0.5～2mL/min的速度缓慢滴加到步骤2)制得的羧化壳聚糖溶液中，含药壳聚糖溶液与羧化壳聚糖溶液体积比为2∶5～5∶5，然后将转速调至450～550r/min，室温持续反应0.5～2h，得乳光明显的纳米粒悬液。

步骤1)中优选将壳聚糖溶解于体积百分含量0.3～1％的醋酸溶液中，配制成2～8mg/mL的壳聚糖溶液。

步骤1)中壳聚糖的脱乙酰度优选＞80％，分子量10～500kDa。

步骤1)中所述的药物优选为水溶性药物，更优选为带有负电基团的药物。

步骤2)中羧化壳聚糖分子量为20～500kDa，优选羧甲基壳聚糖或羧丙基壳聚糖。

步骤2)中甘草酸盐优选为甘草酸单铵盐、二铵盐或三铵盐。

本发明所述方法制备了具有主动靶向功能的甘草酸盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合纳米粒，使甘草酸盐介导的壳聚糖/羧化壳聚糖复合载药纳米粒能更好地实现肝靶向的要求，为肝脏疾病的防治提供安全可靠的治疗方案。

附图说明

图1：甘草酸单胺盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合空白纳米粒透射电镜图。

图2：激光共聚焦显微镜下复合纳米粒在大鼠肝实质细胞中分布，其中，A为F-RBITC组；B为RBITC-CS/CCS-NPs组；C为GL-RBITC-CS/CCS-NPs组。

图3：流式细胞仪检测甘草酸盐修饰组和未经修饰的纳米粒在大鼠肝实质细胞内不同时间点分布量。

图4：甘草酸双胺盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合阿霉素纳米粒透射电镜图。

图5：激光共聚焦显微镜下复合载药纳米粒在大鼠肝实质细胞中分布图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1：甘草酸单胺盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合空白纳米粒的制备

(1)壳聚糖酸性水溶液的配置：取壳聚糖(分子量40k，脱乙酰度＞90％，浙江金壳生物化学有限公司)，用0.3％的醋酸溶液配置成5mg/mL的壳聚糖溶液，用氨水调至pH6.0，过滤备用。

(2)羧化壳聚糖水溶液的配置：取羧丙基壳聚糖(购自浙江金壳生物化学有限公司)，加入蒸馏水配置成4mg/mL的溶液，加入甘草酸单胺盐，调节最终浓度为0.3mg/mL，用氨水调至pH值为8.5，过滤备用。

(3)复合纳米粒的制备：取(2)中溶液10mL，室温搅拌条件下(转速为1000r/min)缓缓加入(1)中溶液4mL，滴加完毕后调整转速为500r/min，继续反应0.5h，得乳光明显的纳米粒水分散体系。激光粒径分析仪测定平均粒径为84nm(粒子形态附图1)，以流动相为甲醇-pH2.6磷酸盐缓冲液(68∶32)；检测波长为254nm的高效液相色谱法测定甘草酸单胺盐结合率75.6％。

实施例2甘草酸盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合空白纳米粒对肝实质细胞的结合作用

(1)壳聚糖的荧光标记：取2.5％的壳聚糖溶液100mL，用1mol/LNaOH溶液调pH至8.5，将加入1mg/mL的荧光染料罗丹明B异硫氰酸(rhodamine B isothiocyanate，RBITC，sigma)100uL，避光反应1h，游离RBITC用透析袋避光透析除去，得RBITC标记壳聚糖溶液(RBITC-CS)。取适量，配置成5mg·mL^-1RBITC-CS溶液。

(2)操作步骤同实例1，得荧光标记的甘草酸单胺盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合空白纳米粒，定容20mL(记为GL-RBITC-CS/CCS-NPs组)；操作步骤同实例1，仅在羧化壳聚糖水溶液中不加入甘草酸单胺盐，得壳聚糖/羧化壳聚糖复合纳米粒，定容20mL(记为RBITC-CS/CCS-NPs组)；激光粒径分析仪测定两组纳米粒平均粒径分别为103nm，124nm，表明甘草酸单胺盐修饰对复合纳米粒粒径影响较小；取等荧光强度的RBITC溶液(记为F-RBITC组)。

(3)激光共聚焦显微镜观察纳米粒在细胞内的分布特点：取贴壁生长的大鼠肝实质细胞，吸去上层培养液，加入含有各组药液的培养液，各培养60min后在激光共聚焦显微镜(Leica TCS SP型，德国Leica公司，激发波长480nm，检测波长540nm)下观察三组药液在肝实质细胞中的分布情况。结果显示(见附图2)：F-RBITC组，荧光染料分布在细胞浆中，在细胞核中未见分布；RBITC-CS/CCS-NPs组、GL-RBITC-CS/CCS-NPs组在细胞核和细胞浆均有分布，在细胞核中的分布明显，表明该纳米粒载体能促进药物向细胞核分布。

(4)流式细胞仪检测甘草酸单胺盐修饰组和未经修饰的纳米粒在细胞内不同时间点分布量。按壳聚糖量计每组浓度为300μg/mL。分别孵育鼠肝实质细胞5min、10min、30min、1h、2h、3h后于COULTERESP型流式细胞仪(美国Beckman coulter公司)中检测荧光强度，结果表明(见图3)：在相同时间内，RBITC-CS/CCS-NPs组在肝实质细胞内的荧光强度要强于GL-RBITC-CS/CCS-NPs组，但随着作用时间的延长，两者的荧光强度的差别减少。表明甘草酸单胺盐修饰组的纳米粒可通过甘草酸单胺盐与其细胞表面的结合受体相结合，促进纳米粒向细胞内转运。

实施例3甘草酸双胺盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合阿霉素纳米粒的制备

(1)壳聚糖酸性水溶液的配置：取壳聚糖(分子量100k，脱乙酰度＞90％，浙江金壳生物化学有限公司)，用0.5％的醋酸溶液配置成2mg/mL的壳聚糖溶液，加入盐酸阿霉素适量，其终浓度为4mg/mL，用氨水调至pH6.5，过滤备用。

(2)羧化壳聚糖水溶液的配置：取羧丙基壳聚糖(浙江金壳生物化学有限公司)，加入蒸馏水配置成2mg/mL的溶液，加入甘草酸双胺盐，终浓度为1mg/mL，用氨水调至pH值为8.5，过滤备用。

(3)复合载药纳米粒的制备：取(2)中溶液10mL，室温、搅拌条件下(转速为800r/min)缓缓加入(1)中溶液4mL，滴加完毕后调整转速为450r/min，继续反应0.5h，得乳光明显的纳米粒水分散体系(粒子形态附图4)。激光粒径分析仪测定平均粒径为112nm，高效液相(HPLC)测定阿霉素包封率为91.5％，甘草酸双胺盐结合率89.1％。

(4)复合载药纳米粒肝细胞靶向性实验：实验分为A：游离阿霉素组F-DOX；B：壳聚糖/羧化壳聚糖复合阿霉素纳米粒DOX-CS/CCS-NPs；C：甘草酸双胺盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合阿霉素纳米粒GL-DOX-CS/CCS-NPs。取贴壁生长的大鼠肝实质细胞，吸去上层培养液，加入含有各组药液的培养液，各培养60min后在激光共聚焦显微镜(Leica TCS SP型，德国Leica公司，激发波长480nm，检测波长540nm)下观察三组药液在肝实质细胞中的分布情况。结果显示(见附图5)，A：F-DOX组，DOX在细胞浆和细胞核中分布较均匀；B：DOX-CS/CCS-NPs组、C：GL-DOX-CS/CCS-NPs组在细胞核和细胞浆均有分布，且在细胞核中的分布明显，表明该纳米粒载体能促进药物向细胞核分布。

实施例4：甘草酸三胺盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合苦参碱纳米粒的制备

(1)壳聚糖酸性水溶液的配置：取壳聚糖(分子量400k，脱乙酰度＞90％，浙江金壳生物化学有限公司)，用1％的醋酸溶液配置成8mg/mL的壳聚糖溶液，加入苦参碱(上海学汇医学科技有限公司)适量，其终浓度为4mg/mL，用氨水调至pH6.5，过滤备用。

(2)羧化壳聚糖水溶液的配置：取羧甲基壳聚糖(浙江金壳生物化学有限公司)，加入蒸馏水配置成8mg/mL的溶液，加入甘草酸三胺盐，终浓度为0.05mg/mL，用氨水调至pH值为8.5，过滤备用。

(3)复合载药纳米粒的制备：取(2)中溶液10mL，室温搅拌条件下(转速为1200r/min)缓缓加入(1)中溶液4mL，滴加完毕后调整转速为550r/min，继续反应0.5h，得乳光明显的纳米粒水分散体系。激光粒径分析仪测定平均粒径为152nm，高效液相(HPLC)测定苦参碱包封率为59.2％，甘草酸三胺盐结合率68.9％。

实施例5：甘草酸单胺盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合牛血清白蛋白纳米粒的制备

(1)壳聚糖酸性水溶液的配置：取壳聚糖(分子量40k，脱乙酰度＞90％，浙江金壳生物化学有限公司)，用0.3％的醋酸溶液配置成5mg/mL的壳聚糖溶液，加入牛血清白蛋白(BSA，华美生物工程公司)适量，其终浓度为2mg/mL，用氨水调至pH6.5，过滤备用。

(2)羧化壳聚糖水溶液的配置：取羧丙基壳聚糖(浙江金壳生物化学有限公司)，加入蒸馏水配置成4mg/mL的溶液，加入甘草酸单胺盐，终浓度为0.3mg/mL，用氨水调至pH值为8.5，过滤备用。

(3)复合载药纳米粒的制备：取(2)中溶液10mL，室温搅拌条件下(转速为1000r/min)缓缓加入(1)中溶液4mL，滴加完毕后调整转速为500r/min，继续反应0.5h，得乳光明显的纳米粒水分散体系。激光粒径分析仪测定平均粒径为142nm，BSA包封率为85.4％；甘草酸单胺盐结合率87.1％。

Claims

1、具有肝脏靶向功能的甘草酸盐修饰壳聚糖/羧化壳聚糖复合载药纳米粒的制备方法，包括如下步骤：

2、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中将壳聚糖溶解于体积百分含量0.3～1％的醋酸溶液中，配制成2～8mg/mL的壳聚糖溶液。

3、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中壳聚糖的脱乙酰度＞80％，分子量10～500kDa。

4、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的药物为水溶性药物。

5、如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中所述的药物为带有负电基团的药物。

6、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中羧化壳聚糖分子量20～500kDa。

7、如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中羧化壳聚糖为羧甲基壳聚糖或羧丙基壳聚糖。

8、如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中甘草酸盐为甘草酸单铵盐、二铵盐或三铵盐。