CN107638388A - 一种积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束及制备方法 - Google Patents
一种积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束及制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束及制备方法，本发明胶束以壳聚糖去氧胆酸嫁接物为载体，包载积雪草酸，所获得的胶束粒径小于100nm，载药量为4％‑11％，包封率为61％‑81％。本发明首先合成壳聚糖去氧胆酸嫁接物，然后将壳聚糖去氧胆酸嫁接物加入去离子水溶解，另取积雪草酸溶解于甲醇中,将两种溶液混合后探头超声，减压旋转蒸发除去有机溶剂，离心后取清液冷冻干燥，得积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束，该胶束可显著增加肠道药物吸收，提高口服生物利用度。
Description
技术领域
本发明涉及药物制剂技术领域，尤其涉及一种积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束及制备方法。
背景技术
积雪草酸(asiatic acid,AA)是一种具有多功能生物活性的乌苏烷型五环三萜酸，为中药积雪草(Centella asiatica L.Urban)在体内起作用的主要物质基础，可有效促进局部胶原蛋白的合成和代谢，预防瘢痕增生，修复损伤组织以及抗肝、肾纤维化、抗肿瘤等作用，一般临床需长期口服给药。但AA难溶于水，吸收差、体内消除较快、口服生物利用度极低：100mg/kg大鼠灌胃，峰浓度Cmax约为14ng/ml；比格犬口服积雪草苷390mg,积雪草酸血浆总浓度为Cmax＝0.74μg/ml；人口服积雪草酸(12mg)后，Cmax仅为0.098μg/ml，0-12h曲线下面积(AUC0-12h)为(0.61±0.25)μg.h.mL-1。较低的口服生物利用度严重限制了其应用前景。而药物的口服生物利用度低往往跟药物的溶解性能差、胃肠道药物代谢酶破坏及肝脏首过效应等因素有关。药剂学上可通过改变剂型来解决这一问题，如采用前药修饰、将药物微粉化、或制备成固体分散体、包合物、纳米给药系统等，在增加药物溶解性能的同时增加药物的淋巴转运。刘英等通过将积雪草酸经化学结构修饰制成水溶性积雪草酸氨基丁三醇盐，再制成微乳、微乳软胶囊、气雾剂、硬胶囊及片剂等制剂，虽然积雪草酸的口服生物利用度有所增加(专利申请号：CN 102755333 A；CN 102755328 A；CN 102755329 A；CN 102755331A；CN 102755332 A)，但由于积雪草酸的化学结构已经改变，安全性和疗效是否变化有待进一步确证。实验室前期制备了积雪草酸纳米结构脂质载体(CN 103040791 B)，一定程度上改善了药物的口服吸收，但吸收程度仍有待提高，且存在较难透过胃肠壁亲水粘液层等问题，对此聚合物胶束则具有一定的优势。
自组装胶束给药系统是近年来研究十分活跃的药物传递系统，由两亲性的聚合物在水中自组装而成，具有亲水性的外壳及疏水性的内核，其作为药物的载体，具有以下优点：1)其亲水性的外壳可以有效透过胃肠壁亲水粘液层，并为胶束的进一步修饰提供有效的功能基团，为药物的智能转运提供条件；2)疏水性内核能包载难溶性、蛋白多肽类等药物，具有较高的载药量及防止药物在体内被破坏的作用；3)胶束的纳米结构特点加上外壳的亲水基团使得其具有选择渗透效应，而对炎症组织和肿瘤组织具有靶向性。
两亲性材料是形成自组装胶束的关键，壳聚糖(chitosan,CS)是一种天然药物载体材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性，在医药相关领域具有广泛的应用价值。同时壳聚糖具有类口服吸收促进剂的作用，因其具有一定的生物粘附性，能增加药物与肠道壁的接触时间，从而促进药物透过上皮粘膜细胞，增加吸收。将去氧胆酸(DCA)嫁接到壳聚糖的主链上，得到两亲性的壳聚糖去氧胆酸嫁接物(CS-DCA)，研究表明其在水性介质中通过自聚集形成阳离子聚合物胶团，可以将难溶性药物积雪草酸包裹在聚合物内核，形成独特的核-壳结构，从而促进吸收。
经检索，目前尚无采用去氧胆酸嫁接壳聚糖为载体制备积雪草酸胶束改善其吸收的专利申请或文献报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束及制备方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束(AA-CS-DCA)，以壳聚糖去氧胆酸嫁接物为载体，包载积雪草酸，粒径小于100nm，载药量为4％-11％，包封率为61％-81％。
上述积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束，由以下方法制备得到：
(1)壳聚糖去氧胆酸嫁接物的合成
用去离子水将壳聚糖制成游离氨基摩尔浓度为0.076mol/L的壳聚糖溶液。将碳二亚胺与去氧胆酸按照摩尔比为3:1溶于乙醇丙酮混合溶液中(3:7，v/v)，60℃活化1h。按壳聚糖游离氨基与去氧胆酸的摩尔比为10:3取上述两种溶液并混合，60℃搅拌反应8h。反应液置透析袋中，去离子水中透析24h,透析液冷冻干燥，得壳聚糖去氧胆酸嫁接物，其中壳聚糖平均分子量为50-126KDa。
(2)积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束的制备
将壳聚糖去氧胆酸嫁接物加去离子水溶解制成质量浓度为0.5％的壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束溶液。另取积雪草酸溶解于甲醇中,得质量浓度为1％的积雪草酸甲醇溶液,壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束溶液和积雪草酸甲醇溶液按体积比40:1-4混合，探头超声3min，探头电压400w，按工作2s、停顿3s的工序工作，减压旋转蒸发除去有机溶剂，产物在10000r/min下离心30min，取清液冷冻干燥，得积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束；其中，壳聚糖去氧胆酸嫁接物的氨基取代度为6-11％。
优选地，所述壳聚糖分子量50KDa。
优选地，所述嫁接物氨基取代度为6-7％。
优选地，所述壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束溶液和积雪草酸甲醇溶液的体积为40:3。本发明的有益效果是：本发明具有操作简单、制备技术工艺稳定以及制造成本低廉等特点。所得胶束粒径小于100nm，载药量在4-11％之间。另外该胶束具有显著的缓释、改善口服吸收的作用。所采用的载体材料壳聚糖去氧胆酸具有安全无毒副作用、生物相容性良好、生物可降解性等特点。将药物包裹在胶束的疏水性内核中，易透过亲水粘液层，增加肠道吸附，另外还可能以纳米的形式通过胃肠壁细胞旁路通道或在肠道直接被小肠M细胞摄取经淋巴通道吸收进入体循环从而达到整体吸收，因此可有效增加肠道药物吸收，提高口服生物利用度。
附图说明
图1为核磁共振氢谱图，其中，A、B、C分别为壳聚糖、去氧胆酸及壳聚糖去氧胆酸嫁接物的核磁共振氢谱图；
图2为壳聚糖去氧胆酸嫁接物在水中形成胶束的透射电子显微镜(TEM)观察图；
图3为积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束体外释放曲线；
图4为积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束大鼠在体肠吸收曲线；
图5为积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束大鼠胆汁累积排泄曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例做进一步地说明本发明。
实施例1：壳聚糖去氧胆酸嫁接物的合成(50KDa)
称取0.9g去氧胆酸和1.325g碳二亚胺溶于50ml有机溶剂(乙醇：丙酮＝3:7)，磁力搅拌下60℃活化1h。将分子量为50KDa(脱乙酰度79.3％)壳聚糖1.68g，加100ml去离子水搅拌溶解，将上述有机溶液加入到水溶液中，60℃搅拌反应8h。反应液置透析袋中，去离子水透析24h,透析液冷冻干燥，得壳聚糖去氧胆酸嫁接物。线性电位滴定法测得合成的CS-DCA接枝率是(6.83±0.10)％；CS-DCA在水中能形成自组装胶束，通过芘荧光法测定其临界胶束浓度为0.074mg/mL，粒径为(34.2±4.3)nm，Zeta电位为(43.7±1.0)mV。
实施例2：壳聚糖去氧胆酸嫁接物的合成(126KDa)
称取0.9g去氧胆酸和1.325g碳二亚胺溶于50ml有机溶剂(乙醇：丙酮＝3:7)，磁力搅拌条件下60℃活化1h。将分子量为126KDa壳聚糖(脱乙酰度89.1％)1.54g，加100ml去离子水搅拌溶解，将上述有机溶液加入到水溶液中，60℃搅拌反应8h。反应液置透析袋中，去离子水透析24h,透析液冷冻干燥，得壳聚糖去氧胆酸嫁接物。线性电位滴定法测得合成的CS-DCA接枝率是(10.05±0.10)％；CS-DCA在水中能形成自组装胶束，通过芘荧光法测定其临界胶束浓度为0.158mg/mL，粒径为(54.2±2.7)nm，Zeta电位为(39.2±0.8)mV。
实施例3：壳聚糖去氧胆酸嫁接物结构确证
在催化剂的作用下，壳聚糖单体上的伯氨基可作为活性基团，用于化学接枝反应，引入一些功能基团，得到性能理想的壳聚糖接枝物。考虑到DCA是一种含羧基的内源性物质，通过将DCA接枝到CS上，可以显著改善CS的理化特性。采用1H-NMR对实施例1得到的CS-DCA进行结构分析。
结果如图1所示，A，B，C分别为CS、DCA及CS-DCA的1H-NMR谱图，B中化学位移约为12ppm的峰是DA的特征峰：-COOH的质子峰，而C(产物CS-DCA)和A(CS)中均未见该峰；C(CS-DCA)中出现了DCA的特征峰(18位-CH3的质子峰)，化学位移约为0.6ppm。上述结果提示DCA已经成功嫁接于CS上。
实施例4：积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束的制备(积雪草酸与壳聚糖去氧胆酸嫁接物载体的重量比为5％,50KDa)
称取实施例1合成的壳聚糖去氧胆酸嫁接物0.1g，加20ml去离子水溶解。分次加入浓度为10mg/ml积雪草酸甲醇溶液0.5ml，探头超声3min，探头电压400w，按工作2s、停顿3s的工序工作，50℃旋转蒸发蒸去甲醇，将产物以10000r/min离心30min，取清液冷冻干燥，即得积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束。经测定所得载药胶束包封率为81.3±0.8％，载药量为4.0±0.1％，粒径(68.2±6.9)nm，Zata电位(35.9±0.4)mV。
实施例5：积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束的制备(积雪草酸与壳聚糖去氧胆酸嫁接物载体的重量比为15％，50KDa)
称取实施例1合成的壳聚糖去氧胆酸嫁接物0.1g，加20ml去离子水溶解。分次加入浓度为10mg/ml积雪草酸甲醇溶液1.5ml，探头超声3min，探头电压400w，按工作2s、停顿3s的工序工作，50℃旋转蒸发蒸去甲醇，将产物以10000r/min离心30min，取清液冷冻干燥，即得积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束。经测定所得载药胶束包封率为77.3±0.3％，载药量为11.0±0.2％,粒径(70.5±9.8)nm，Zata电位(38.4±0.8)mV。
实施例6：积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束的制备(积雪草酸与壳聚糖-去氧胆酸嫁接物载体的重量比为15％，126KDa)
称取实施例2合成的壳聚糖去氧胆酸嫁接物0.1g，加20ml去离子水溶解。分次加入浓度为10mg/ml积雪草酸甲醇溶液1.5ml，探头超声3min，探头电压400w，按工作2s、停顿3s的工序工作，50℃旋转蒸发蒸去甲醇，将产物以10000r/min离心30min，取清液冷冻干燥，即得积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束。经测定所得载药胶束包封率为69.4±0.5％，载药量为8.9±0.7％,粒径(81.2±6.9)nm，zata电位(35.2±0.7)mV。
实施例7：积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束的制备(积雪草酸与壳聚糖去氧胆酸嫁接物载体的重量比为20％，50KDa)
称取实施例1合成的壳聚糖去氧胆酸嫁接物0.1g，加20ml去离子水溶解。分次加入浓度为10mg/ml积雪草酸甲醇溶液2ml，探头超声3min，探头电压400w，按工作2s、停顿3s的工序工作，50℃旋转蒸发蒸去甲醇，将产物以10000r/min离心30min，取清液冷冻干燥，即得积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束。所得载药胶束包封率为61.6±1.4％，载药量为11.3±0.4％，粒径(72.7±5.4)nm，Zata电位(39.2±0.7)mV。。
实施例8：胶束体外释放考察
取“实施例5”得到的载药胶束(约0.6mg药物)和含等质量AA的溶液置于透析袋中(截留分子量3500)，封口后投入装有18mL PBS(pH7.4，含1％SDS)释放介质中，37℃、100rpm恒温振荡。分别于1、2、4、6、8、12、24、48、72、96、120、168h取出全部释放介质，并即时补充相同体积新鲜释放介质。
结果显示(图2)，AA原料表现出突释效应，而药物从胶束的释放较为缓慢，48h内累计释放量为(54.2±0.82)％，说明载药胶束具有明显的缓释特性。
实施例9：胶束在体肠吸收动力学评价
按文献方法配制浓度为20μg/ml的酚红溶液(吴佩盛,等.大鼠肠道对左旋延胡索乙素及其消旋体的吸收差异研究[J].药学学报,2007,42(5):534-537.)。精密移取实施例5得到的载药胶束，分散于酚红溶液中，用K-R溶液稀释至AA浓度为30μg/mL的胶束肠灌流液，37℃下放置备用，同时以积雪草酸原料作为对照组(浓度30μg/mL，酚红溶液配制)。
采用大鼠在体单向灌流吸收模型，考察大鼠小肠段的吸收情况。取自然饮水条件下且禁食24h的SD大鼠，随机分组，进行腹腔注射戊巴比妥钠溶液(40mg/kg)麻醉，固定四肢。沿腹中线打开腹腔约3cm，分离出待考察的肠段，用于考察载药胶束的小肠吸收特性。同时，分别取十二指肠段、空肠段、回肠段和结肠段，考察AA的主要吸收部位。根据考察内容选取肠段于两端切口，用预热至37℃生理盐水将肠内容物冲洗干净，再用空气将生理盐水排空，插管并结扎，接恒流蠕动泵。用肠灌流液(预热至37℃)以1.0ml/min的流速冲洗50min后，将流速调整为0.2mL/min，开始计时，分别于30∽45、45∽60、60∽75、75∽90、90∽105、105∽120、120∽135、135∽150min收集灌流液，测定各时间点的积雪草酸和酚红的浓度，并计算积雪草酸原料及其胶束在各时间点的药物吸收百分率(吸收百分率＝吸收量/起始量×100％)。通过肠腔有效吸收系数(Peff)、吸收速率常数(Ka)和药物吸收剂量分数(fa)评价药物的吸收特性。
如表1所示，积雪草酸在整个小肠段都有吸收，回肠段略高，但Peff、Ka或fa值各小肠段间均无统计学差异(P>0.05)；但与结肠段的比较发现，十二指肠、空肠和回肠的吸收均显著大于结肠段(P<0.05)，其中回肠的Ka值约为结肠的1.5倍，提示小肠为积雪草酸的主要吸收部位。表2结果显示，胶束的Peff、fa和Ka均与原料存在显著差异(P＜0.05)，AA对照及载药胶束在小肠随时间的累积吸收均呈近似线性状态，而载药胶束的累积吸收量较AA对照组多，提示胶束能提高药物的吸收。
表1：不同肠段积雪草酸的吸收参数(n＝3,±s)
| 不同肠段 | Peff/×10-4·cm-1·s-1 | Ka/×10-3·s-1 | fa％ |
| 十二指肠 | 1.51±0.01* | 1.22±0.03* | 90.17±0.36* |
| 空肠 | 1.59±0.27* | 1.21±0.10* | 90.68±3.69* |
| 回肠 | 1.59±0.03* | 1.40±0.05* | 91.34±0.49* |
| 结肠 | 1.34±0.14 | 0.96±0.06 | 86.99±3.47 |
*p＜0.05，与结肠段比较
表2：胶束和原料大鼠小肠的Peff、Ka和fa(n＝5)
| 组别 | Peff/×10-4·cm-1·s-1 | Ka/×10-3·s-1 | fa％ |
| 积雪草酸 | 0.48±0.04 | 0.34±0.06 | 52.50±3.08 |
| AA-CS-DCA | 0.65±0.05* | 0.45±0.04* | 63.70±2.79* |
*p＜0.05，与积雪草酸原料组比较。
实施例10：胶束的大鼠口服吸收考察
本发明通过检测不同时间大鼠胆汁中积雪草酸总浓度(包括积雪草酸主要代谢产物——积雪草酸葡醛酸结合物及硫酸酯结合物)来评价胶束的口服吸收特性。
取健康雄性SD大鼠10只，随机分成2组，每组5只，实验前禁食24h，自由饮水。戊巴比妥钠麻醉，四肢固定，沿腹中线打开腹腔，胆总管插管，并结扎固定，缝合创口，采集空白胆汁，待动物清醒后以12.5mg/kg的剂量分别灌胃给予载药胶束分散液(实施例5得到的胶束，药物浓度约为1mg/ml)和AA原料(以0.5％CMC-Na配制成混悬液，药物浓度约为1mg/ml，作为对照组)，于给药后0∽1、1∽2、2∽3、3∽4、4∽5、5∽6、6∽8、8∽10、10∽12、12∽24h采集胆汁，记录胆汁体积。精密移取不同时间点胆汁50μl，分别经β-葡醛酸酶和硫酸酯酶酶解，液液提取，通过HPLC方法检测胆汁中积雪草酸的总浓度。
图3为积雪草酸胆汁排泄量-时间曲线，结果显示，载药胶束经胆汁排泄的Tmax在2h，慢于AA原料组1h；载药胶束药物排泄峰值Cmax(26.05±3.04)μg/h是AA原料对照组(9.19±1.12)μg/h的2.8倍；另外，载药胶束的消除时间明显延长，其消除半衰期T1/2(2.68±1.71)h是对照组(1.49±0.38)h的1.8倍，提示AA经自组装胶束制剂化后，体内药物水平有了明显提高，而且作用时间延长。AUC0-t为反映药物的吸收程度的指标，载药胶束的AUC0-12是单体对照组的3倍[[(99.05±12.83)μg vs.(33.56±8.33)μg]，提示积雪草酸经胶束制剂化后，能显著提高其生物利用度。
Claims (4)
1.一种积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束，其特征在于，该胶束以壳聚糖去氧胆酸嫁接物为载体，包载积雪草酸，粒径小于100nm，载药量约为4-11％，包封率约为61-81％。所述积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束可以通过以下方法制备得到：
(1)壳聚糖去氧胆酸嫁接物的合成：用去离子水将壳聚糖制成游离氨基摩尔浓度为0.076mol/L的壳聚糖溶液。将碳二亚胺与去氧胆酸按照摩尔比为3:1溶于乙醇丙酮混合溶液中(3:7，v/v)，60℃活化1h。按壳聚糖游离氨基与去氧胆酸的摩尔比为10:3取上述两种溶液并混合，60℃搅拌反应8h。反应液置透析袋中，去离子水中透析24h,透析液冷冻干燥，得壳聚糖去氧胆酸嫁接物，其中壳聚糖平均分子量为50-126KDa。
(2)积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束的制备：将步骤1制备得到的壳聚糖去氧胆酸嫁接物加去离子水溶解制成质量浓度为0.5％的壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束溶液。另取积雪草酸溶解于甲醇中,得质量浓度为1％的积雪草酸甲醇溶液。壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束溶液和积雪草酸甲醇溶液按体积比40:1-4混合，探头超声3min，探头电压400w，按工作2s、停顿3s的工序工作，减压旋转蒸发除去有机溶剂，产物在10000r/min下离心30min，取清液冷冻干燥，得积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束；其中，壳聚糖去氧胆酸嫁接物的氨基取代度为6-11％。
2.根据权利要求1所述的积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束，其特征在于，所述壳聚糖平均分子量优选为50KDa。
3.根据权利要求1所述的积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束，其特征在于，所述壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束溶液和积雪草酸甲醇溶液体积比优选为40:3。
4.根据权利要求1所述的积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束，其特征在于，所述壳聚糖去氧胆酸嫁接物的氨基取代度优选为6-7％。
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- 2017-09-21 CN CN201710860326.5A patent/CN107638388B/zh active Active
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