CN104997727A - 一种姜黄素胶束鼻腔给药溶液及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种姜黄素胶束鼻腔给药溶液，包括姜黄素为主药以及防腐剂、等渗调节剂，其特征在于还包括聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物、药用聚乙二醇类辅料和RGD肽为药物辅料，姜黄素主药和聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物药物辅料质量比在1:12~1:20之间，药用聚乙二醇类辅料和聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物药物辅料质量比在1:20~1:40之间，RGD肽和药用聚乙二醇类辅料质量比在1:2~1:4之间。本发明制备的姜黄素胶束鼻腔给药溶液，使得姜黄素在水溶液中有良好的溶解其制备方法，不但解决了姜黄素的水溶性、提高了姜黄素分子稳定性，同时将胶束粒径调整到合适的粒径范围（150~220nm），提高了胶束水溶液的稳定性。

Description

一种姜黄素胶束鼻腔给药溶液及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种姜黄素鼻腔给药溶液，特别涉及到一种姜黄素胶束鼻腔给药溶液及其制备方法。

背景技术

我国的糖尿病患病率近几年快速增长，糖尿病已成为我国重大的公共卫生问题。患者长期的高血糖状态导致全身各组织器官发生病变，引起严重的糖尿病相关并发症，包括糖尿病性角膜病变。此外，糖尿病患者在角膜外伤或接受角膜手术时极易出现角膜上皮愈合延迟甚至不愈，临床表现为持续性角膜上皮损失、反复性角膜上皮糜烂、浅层角膜溃疡形成、继发严重角膜感染甚至失明，治疗棘手，预后差，患者的经济和精神负担严重。目前糖尿病性角膜病变的临床治疗手段有限，因此，研究糖尿病性角膜病变新的治疗靶标和有效防治措施具有重要的临床意义。

角膜神经来源于三叉神经节眼支，角膜内正常的神经分布对于维持角膜敏感度和角膜上皮完整性具有非常重要的作用。糖尿病引起的角膜神经病变是糖尿病性角膜病变的重要发病根源，与糖尿病性角膜病变的发生及预后密切相关。山东省眼科研究所研究发现：糖尿病病理状态不仅引起角膜/神经病变，也可引起三叉神经节（即角膜神经的神经元）的病变，糖尿病引起的角膜/神经病变与三叉神经节病变存在联系，而治疗三叉神经节病变可能有助于糖尿病性角膜病变的临床防治。

对于如何在糖尿病性角膜病变治疗中有效纠正三叉神经节的病变，山东省眼科研究所的研究均表明眼科临床常规治疗药物（如滴眼给药）难以有效到达三叉神经节。而药物经鼻腔给药后可有效到达三叉神经节，且在角膜中也可检测到药物分布，而且鼻腔给药后药物吸收到达三叉神经节的速度和程度优于眼表给药。山东省眼科研究所研究者首次提出“鼻腔黏膜-三叉神经节-角膜神经通路”，即药物经鼻腔给药后，可由鼻黏膜中广泛分布的三叉神经吸收后转运至三叉神经节，进一步递送至眼部角膜神经末梢。

山东省眼科研究所科研人员选用链脲佐菌素（STZ）诱导型Ⅰ型糖尿病模型小鼠为动物模型，检测了糖尿病病理状态下角膜和三叉神经节组织的氧化应激水平。结果表明糖尿病模型小鼠三叉神经节与角膜均检测到氧化应激水平失衡，且各氧化应激指标失衡趋势一致。因氧化应激失衡是包括糖尿病性角膜病变在内的周围神经病变发病的重要发病机制，研究结果提示糖尿病病理状态不仅可引起角膜/角膜神经的损伤（糖尿病性角膜病变），还可引起三叉神经节的损伤，同时结合角膜神经来源于三叉神经节这一解剖学特点，提示糖尿病病理状态引起三叉神经节损伤与糖尿病性角膜病变可能存在关联。即：在糖尿病性角膜病变中，“树根”三叉神经节同样受到损害，由此引起神经营养功能下降，角膜上皮修复延迟。

鼻腔给药因药物可转运吸收至脑组织而日益受到重视。但以往研究重点在鼻腔嗅黏膜-嗅神经通路，药物经嗅黏膜上皮吸收后绕过血-脑屏障转运至脑组织，用于防治阿尔茨海默病等中枢神经系统性疾病。但是近年研究发现，三叉神经通路是药物经鼻腔给药后吸收的重要通路，特别是纳米药物递送系统（Nanotechnological drug delivery system）可主要通过三叉神经节吸收。这是因为嗅神经主要分布于嗅黏膜，而嗅黏膜约只占鼻黏膜总面积的3%，且嗅神经轴突直径仅小于200nm，经证实由嗅神经通路转运入脑的粒子粒径需在50nm以下，而三叉神经分布范围非常广，在鼻腔呼吸黏膜与嗅黏膜都有分支分布，且三叉神经的末端直径在200~1500nm之间，易于吸收更大分子量或更大粒径纳米粒药物。因此，纳米胶束等纳米药物递送系统经鼻腔给药后，通过上皮吸收到达鼻黏膜下的固有层时与三叉神经末梢接触，并通过三叉神经吸收与转运，这说明纳米药物递送系统鼻腔给药可有效地将药物靶向至三叉神经节。

姜黄素是中药姜黄的主要有效成分，药理研究表明其具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗HIV、降血脂等多种药理活性 ，且毒副作用小，是一种具有良好发展前景的药物。山东省眼科研究所的研究表明姜黄素可显著促进糖尿病性角膜病变的角膜上皮和神经损伤后的修复。但是姜黄素的溶解度极低，生物利用度低，且姜黄素分子稳定性差，在水溶液中会快速降解。山东省眼科研究所采用其已申请并获得授权的发明专利“一种环孢素A胶束滴眼液及其制备方法”（ZL201210529616.9）技术制备了姜黄素纳米胶束滴眼液，在治疗效果性评价研究中，姜黄素纳米胶束眼表给药可有效纠正角膜中的氧化还原失衡，但其对三叉神经节组织中的氧化还原失衡纠正有限，这是因为通过眼局部给药后，角膜组织吸收药物，但进一步转运至三叉神经节的药物量则显著下降，因此对三叉神经节中的氧化还原水平失衡调节作用弱。由此提示我们：眼科常用的眼表给药主要对“树梢”进行药物治疗，但药物通过受损的“树梢”有效转运至“树根”有限，尤其在外伤、眼科手术等进一步引起“树梢”损伤情况下，将眼表给药后的药物通过角膜神经吸收转运至三叉神经节受限，三叉神经节的病理状态得不到有效纠正，则会进一步影响角膜神经/上皮的修复。因此，在糖尿病性角膜病变治疗中，如能将药物有效递送至三叉神经节，纠正三叉神经节病理状态，将有助于角膜神经/上皮病变的治疗。因此，很有必要进一步探索既安全，又经济又有效的眼部治疗糖尿病性角膜病变和角膜神经病变的姜黄素药物。

山东省眼科研究所申请并获得授权的发明专利“一种环孢素A胶束滴眼液及其制备方法”（ZL201210529616.9），主要基于聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物构建滴眼用高效制剂，但是在后续开发过程中，山东省眼科研究所的研究发现基于聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物构建的胶束粒径主要在50~90nm，单纯的聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物构建的胶束鼻腔给药后三叉神经节靶向性不高，药物经鼻腔给药后广泛分布于嗅神经、脑组织，具有潜在的副作用风险，且其水溶液在贮存过程中，环孢素A会逐渐从胶束中游离出来，其水溶液在室温下的有效稳定性只有3个月。

发明内容

本发明的目的是提供一种姜黄素胶束鼻腔给药溶液，提高姜黄素经鼻腔给药后靶向三叉神经节的效率，从而提高姜黄素治疗药物吸收糖尿病性角膜病变和神经病变的疗效，并弥补现有基于聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物构建的胶束溶液的稳定性差的不足，同时弥补常规的姜黄素溶液的稳定性差的不足。

本发明技术构思：将姜黄素制备成合适的制剂可有效用于治疗糖尿病性角膜病变和神经病变，但如何改善姜黄素的水溶性，又能保证其稳定性，是该制剂问题的难点。滴眼等眼表给药是眼科最常用的给药方法，但是糖尿病患者发生角膜和角膜神经损伤等病变后，药物不能够有效吸收至三叉神经节。聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物在溶液中能自组装形成一种核-壳结构的超分子有序聚集体——胶束。研究发现，这种特殊结构使得胶束能够在水溶液中良好分散，疏水端内核提供了疏水微环境，可增溶难溶性的姜黄素，并提高姜黄素分子稳定性。使用药用聚乙二醇类辅料四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺对胶束进行表面修饰，进一步提高胶束的稳定性，可控性增加胶束粒径，使其经鼻腔给药后靶向三叉神经节的效率提高。使用RGD肽修饰胶束，一方面可控性增加胶束粒径，另一方面，增强胶束与鼻腔黏膜的亲和力，增强鼻腔给药后的吸收。

本发明的技术方案：包括姜黄素为主药以及防腐剂、等渗调节剂，其特征在于还包括聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物、药用聚乙二醇类辅料和RGD肽为药物辅料，姜黄素主药和聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物药物辅料质量比在1:12~1:20之间，药用聚乙二醇类辅料和聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物药物辅料质量比在1:20~1:40之间，RGD肽和药用聚乙二醇类辅料质量比在1:2~1:4之间。

所述药用聚乙二醇类辅料为四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺，聚乙二醇分子量为1000～2000道尔顿，共聚物总分子量100000~120000。

所述聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物中聚乙烯己内酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙二醇三者的质量比为57:30:13，共聚物总分子量100000~120000。

所述RGD肽，其氨基酸序列为GRGDSPC。

本发明的姜黄素胶束鼻腔给药溶液的制备方法如下：先将主药和药物辅料聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物、四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶解在无水乙醇中，通过40℃水浴旋转真空蒸发有机溶剂在容器内部均匀成膜，再加入磷酸盐缓冲液以充分洗膜，水浴超声得胶束溶液；在4度水浴条件下加入RGD肽，充分溶解后再继续孵育30分钟，调整姜黄素最终质量百分浓度为0.5%，最后加入防腐剂、pH调节剂，等渗调节剂之后无菌过滤分装即可。其中防腐剂、pH调节剂，等渗调节剂可以按照已有技术添加。

所述姜黄素胶束滴眼液的制备方法，制得的姜黄素胶束粒径范围在150~220nm之间。

所述姜黄素胶束鼻腔给药溶液的制备方法，使用的缓冲液为常用磷酸盐缓冲液，pH值调节为7.4。

本发明制备的姜黄素胶束鼻腔给药溶液，使得姜黄素在水溶液中有良好的溶解性和稳定性，且胶束粒径可控，分布范围均一，姜黄素胶束鼻腔给药溶液的储存稳定性良好。该姜黄素胶束鼻腔给药溶液通过滴鼻给药或者鼻腔喷雾给药，药物有效靶向吸收至三叉神经节，治疗糖尿病引起的三叉神经节病变，同时药物经三叉神经进一步转运至角膜神经和角膜，治疗糖尿病引起的角膜和角膜神经病变，具有很好的经济性。其制备方法，不但解决了姜黄素的水溶性、提高了姜黄素分子稳定性，同时将胶束粒径调整到合适的粒径范围（150~220nm），提高了胶束水溶液的稳定性，并提高了给药后的三叉神经节靶向性，从而提高了治疗糖尿病性角膜病变和神经病变的安全性，有效性。

附图说明

图1是裂隙灯观察不同姜黄素纳米胶束鼻腔给药对糖尿病小鼠角膜损伤修复作用图。

图2是不同姜黄素纳米胶束鼻腔给药对糖尿病小鼠角膜上皮缺损面积定量分析。

图3是不同姜黄素纳米胶束鼻腔给药一周后三叉神经节中姜黄素荧光观察图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例来进一步详细说明本发明。

实施例1：

将50mg姜黄素、30mg四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺（分子量1000）和900mg聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇（分子量118000）置于100mL圆底烧瓶中，加入20mL无水乙醇，充分溶解后，40℃水浴旋转真空蒸发无水乙醇，得到药物和共聚物的均匀分散薄膜，然后加入10mL磷酸盐缓冲液，充分洗膜，300w功率水浴超声10min，得胶束溶液。将胶束溶液冷却至4℃，加入10mg RGD肽至胶束溶液中，充分溶解后继续4℃孵育30min，加入防腐剂苯扎氯铵、等渗调节剂氯化钠，pH调节为7.4，将胶束溶液过0.22μm微孔滤膜后，无菌分装即可。激光粒度仪测得姜黄素胶束平均粒径为195nm，分散指数PDI=0.053，分散均一性良好。将该姜黄素胶束滴眼剂在室温条件下保存180天，稳定性没有明显改变。

实施例2：

将50mg姜黄素、50mg四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺（分子量1000）和1000mg聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇（分子量118000）置于100mL圆底烧瓶中，加入20mL无水乙醇，充分溶解后，40℃水浴旋转真空蒸发无水乙醇，得到药物和共聚物的均匀分散薄膜，然后加入10mL磷酸盐缓冲液，充分洗膜，300w功率水浴超声10min，得胶束溶液。将胶束溶液冷却至4℃，加入25mg RGD肽至胶束溶液中，充分溶解后继续4℃孵育30min，加入防腐剂苯扎氯铵、等渗调节剂氯化钠，pH调节为7.4，将胶束溶液过0.22μm微孔滤膜后，无菌分装即可。激光粒度仪测得姜黄素胶束平均粒径为206nm，分散指数PDI=0.049，分散均一性良好。将该姜黄素胶束滴眼剂在室温条件下保存180天，稳定性没有明显改变。

实施例3：

将50mg姜黄素、15mg四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺（分子量1000）和600mg聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇（分子量118000）置于100mL圆底烧瓶中，加入20mL无水乙醇，充分溶解后，40℃水浴旋转真空蒸发无水乙醇，得到药物和共聚物的均匀分散薄膜，然后加入10mL磷酸盐缓冲液，充分洗膜，300w功率水浴超声10min，得胶束溶液。将胶束溶液冷却至4℃，加入3.75mg RGD肽至胶束溶液中，充分溶解后继续4℃孵育30min，加入防腐剂苯扎氯铵、等渗调节剂氯化钠，pH调节为7.4，将胶束溶液过0.22μm微孔滤膜后，无菌分装即可。激光粒度仪测得姜黄素胶束平均粒径为176nm，分散指数PDI=0.033，分散均一性良好。将该姜黄素胶束滴眼剂在室温条件下保存180天，稳定性没有明显改变。

实验效果例1：本发明的0.5%姜黄素胶束鼻腔给药溶液有效性试验。

实验药物：0.5%姜黄素胶束鼻腔给药溶液（实施例1制备，称为溶液1）。

对照药物：未用RGD修饰的0.5%姜黄素胶束鼻腔给药溶液（除在制备过程中不加入RGD外，余同实施例1制备，称为溶液2）、未用四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺修饰的0.5%姜黄素胶束鼻腔给药溶液（除在制备过程中不加入四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺外，余同实施例1制备，称为溶液3）、未用RGD和四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺修饰的0.5%姜黄素胶束鼻腔给药溶液（除在制备过程中不加入RGD和四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺外，余同实施例1制备，称为溶液4）。

实验动物与实验方法：因STZ诱导的糖尿病小鼠作为较公认的类似于人非增殖期糖尿病视网膜病变模型，本部分内容采用此模型进行研究。选用C57BL/6小鼠，雄性，6-8周龄，体重18~25克（购买自北京维通利华实验动物技术有限公司）。动物随机分为两组，一组采用新鲜配置的柠檬酸盐缓冲液（pH 4.5）配制STZ溶液后对小鼠进行腹腔注射，连续注射5天，在最后一次（第五次注射）后的第8天（一周后）对每小鼠测量血糖，连续测量3天，STZ注射组血糖值大于300mg/dL（16.7mmol/L）认为Ⅰ型糖尿病模型成功。在12周实验取材时，对小鼠进行同样的体重和血糖监测，符合各参数指标和取组织材料的条件的小鼠用于实验。另一组注射不含STZ的柠檬酸缓冲液作为正常对照。实验结果表明，STZ腹腔注射建模的小鼠逐渐表现出多饮、多食、多尿、体重下降等糖尿病典型症状，其血糖稳定维持在较高水平，体重较正常小鼠偏低（表1），表明造模成功。

小鼠成模12周后行角膜上皮刮除术建立糖尿病角膜/神经损伤模型，分别采用鼻腔给药给予空白PBS溶液、溶液1、溶液2、溶液3和溶液4进行治疗1周，同时在治疗1周后处死小鼠，取各组小鼠的三叉神经节进行荧光显微镜观察姜黄素的荧光强度。研究发现：鼻腔给药溶液1有效促进模型小鼠角膜上皮和神经的修复且疗效优于其他实验组（图1），给药治疗一周后溶液1实验组三叉神经节中姜黄素荧光强度明显高于其他实验组（图2）。

表1 正常和糖尿病模型小鼠在取样点时体重及血糖检测（                                                ±SD，n=40）

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种姜黄素胶束鼻腔给药溶液，包括姜黄素为主药以及防腐剂、等渗调节剂，其特征在于还包括聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物、药用聚乙二醇类辅料和RGD肽为药物辅料，姜黄素主药和聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物药物辅料质量比在1:12-1:20之间，药用聚乙二醇类辅料和聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物药物辅料质量比在1:20-1:40之间，RGD肽和药用聚乙二醇类辅料质量比在1:2-1:4之间。

2.如权利要求1中所述的姜黄素胶束鼻腔给药用溶液，其特征在于上述药用聚乙二醇类辅料为四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺，聚乙二醇分子量为1000-2000道尔顿，共聚物总分子量100000-120000。

3.如权利要求1中所述的姜黄素胶束鼻腔给药溶液，其特征在于上述聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物中聚乙烯己内酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚乙二醇三者的质量比为57:30:13，共聚物总分子量100000-120000。

4.如权利要求1中所述的姜黄素胶束鼻腔给药溶液，其特征在于所述RGD肽得氨基酸序列为GRGDSPC。

5.权利要求1中所述的姜黄素胶束鼻腔给药溶液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：先将主药姜黄素和药物辅料聚乙烯己内酰胺-聚乙酸乙烯酯-聚乙二醇共聚物、四臂-聚乙二醇-马来酰亚胺溶解在无水乙醇中，通过40℃水浴旋转真空蒸发有机溶剂在容器内部均匀成膜，再加入磷酸盐缓冲液以充分洗膜，水浴超声得胶束溶液；在4度水浴条件下加入RGD肽，充分溶解后再继续孵育30分钟，调整姜黄素最终质量百分浓度为0.5%，最后加入防腐剂、pH调节剂，等渗调节剂之后无菌过滤分装即可。

6.如权利要求5中所述的姜黄素胶束鼻腔给药溶液的制备方法，其特征在于制得的姜黄素胶束的粒径范围在150-220nm之间。