CN107753933B - 一种用于鼻腔给药的fgf1脂质体及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于鼻腔给药的FGF1脂质体,由FGF1主药和药用辅料组成,FGF1主药的最终浓度为0.06mg/mL;豆磷脂与胆固醇和聚乙二醇2000‑二硬酯酰磷脂酰乙醇胺的重量比为24:16:1。本发明还公开了该脂质体的制备方法及其在治疗2型糖尿病的应用。本发明采用pH梯度法结合逆向蒸发法进行制备,制备的脂质体不仅粒径大小均匀,粒径在300nm‑338nm左右,而且包封率可达到80%‑99.8%。本发明鼻腔一次性给药能起到长久缓解治疗2型糖尿病的治疗作用,可减少FGF1导致的细胞促有丝分裂、增殖和肿瘤发生等安全性问题。
Description
技术领域
本发明涉及生物制药技术领域,涉及一种脂质体,具体涉及一种用于鼻腔给药的FGF1(人酸性成纤维细胞生长因子-1)脂质体,以及该FGF1脂质体的制备方法和医学应用。
背景技术
人酸性成纤维细胞生长因子(FGF1,aFGF)是一种广泛存在于人体各组织中的生物活性物质,是血管内皮细胞、成肌细胞、角膜细胞、成纤维细胞、神经细胞及星型胶质细胞等生长的刺激因子,其在组织形态的发生、发展、神经修复和血管生长等许多方面发挥重要的作用。
由于FGF1本身具有常温稳定性差、生物利用度低、半衰期短等缺点,为克服这些缺点,已有公司将FGF1以脂质体作为载体,以达到FGF1缓释、匀释、作用持久的目的。现有的FGF1脂质体的制备方法主要是分别采用逆向蒸发法和pH梯度法等技术制备,脂质体的包封率低,影响了生物利用率。
给予相当于人类2型糖尿病患者的小鼠单次注射FGF1蛋白,可持续2天以上让血糖水平恢复至正常范围。这一研究发现已经发布在《自然》(Nature)杂志上。美国华盛顿大学MichaelSchwartz和他的研究团队,将FGF1注射到患有2型糖尿病小鼠的脑室内,在单次注射后,连续观察7天,发现血糖水平完全正常,接下来实验持续进行了17周,实验小鼠的血糖水平一直维持在正常范围(<200mg/dl)内。也就是说,在小鼠脑室内注射一次FGF1之后,降血糖的效果保持了18周,此举大大降低了药物注射的频率。
但是,如果为了治疗糖尿病而临床上给予人类进行脑室内注射就不现实了。而鼻腔给药可能是一种向脑输送药物的途径。鼻腔与颅脑关系极为密切,不仅鼻颅之间存在潜在的细微通道,而且12对脑神经中有3对(三叉神经的眼支及上颌支、嗅神经和面神经分支)分布于鼻腔鼻嗅区黏膜。鼻腔鼻嗅区的内皮就如同一块筛状的板,神经束通过此小孔,周围充满着脑脊液,因此部分药物滴入鼻腔后能传入脑脊液,到达脑室起到治疗作用。在鼻腔给药系统中,脂质体新制剂的研究较多。由于脂质体的主要成分为磷脂和胆固醇,它们包裹药物表面形成“保护膜”,这样就决定了脂质体能够更好地与机体细胞组织相容,使其生物依从性良好;药物不能直接接触黏膜,不被蛋白酶分解,减少了其对机体的不良反应。
现有技术中的FGF1脂质体主要是用于急慢性创面修复,烧伤等开放性创伤、溃疡、褥疮、糖尿病或感染等原因造成的难愈性创面的治疗,同时也适用于粘膜创伤、烫伤及皮肤美容治疗后的创面修复等。在用于创面修复时,需要多次涂抹使用。由于FGF1具有促细胞有丝分裂和肿瘤发生,一般不能内用,更不能多次、重复、长期使用。因此,为了避免FGF1产生的生物细胞增殖等副作用、增强FGF1的稳定性,需要研发一种一次性鼻腔给药又由于脂质体结构的关系使得FGF1不能进入机体血循环而避免FGF1可能增加机体细胞增殖、分裂副作用就可以达到长期治疗2型糖尿病的FGF1脂质体。因为,FGF1一次性鼻腔给药的剂量很小、合适的大小粒径的脂质体不易从鼻粘膜毛细管进入体循环。
技术方案
为解决上述技术问题,本发明提供一种包封率高、适当粒径、稳定性好、效果确切且副作用小的FGF1鼻腔给药脂质体;本发明还提供该FGF1鼻腔给药脂质体的制备方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现:
一种用于鼻腔给药的FGF1脂质体,由FGF1主药和药用辅料组成,其中,所述FGF1主药的最终浓度为0.06mg/mL;在所述药用辅料中,豆磷脂(SPC)与胆固醇(ChoI)和聚乙二醇2000-二硬酯酰磷脂酰乙醇胺(DSPE_PEG 200)的重量比为24:16:1。
上述的FGF1还包括其各种形式的改构体,这些改构体指在不影响FGF1活性结构区域的前提下对FGF1N端的无论多少的氨基酸进行改造以保持其生物特性以及最大可能去除细胞增殖功能而获得的FGF1改构体。
上述脂质体的粒径是40nm~1000nm,进一步优选为300nm。粒径在300nm左右的包涵体,避免了鼻腔粘膜毛细血管的吸收,阻止了的FGF1进入体循环,减少了的FGF1的体内副作用。
本发明用于鼻腔给药的FGF1脂质体的制备方法,包括以下步骤:
按重量比为24:16:1的比例称取豆磷脂、胆固醇和聚乙二醇2000-二硬酯酰磷脂酰乙醇胺,混合后用体积比为1:1的二氯甲烷和正己烷溶解,超声使之形成稳定的溶液,于30℃水浴减压蒸发;
水浴蒸发达到胶态后,滴加同温的0.03mol/L柠檬酸缓冲液水合2h后,于30℃水浴减压状态下继续蒸发,制得水性混悬液,进行探头式超声3min,然后将混悬液过0.45um微孔滤膜即得到空白脂质体;
最后于制备的空白脂质体中加入适量的FGF1溶液,使FGF1的终浓度为0.06mg/ml,用饱和磷酸二钠溶液调制pH为6.5,于35℃温育15min后即得到FGF1脂质体。
本发明还涉及FGF1脂质体的鼻腔给药制剂在2型糖尿病中的应用。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
本发明为了追求最合适的脂质体的粒径采用了pH梯度法和逆向蒸发法相结合的特有方法进行制备脂质体,这样制备的脂质体不仅粒径大小均匀,粒径在300nm-338nm左右,而且包封率能达到80%-99.8%。因此,本发明制备的脂质体不仅增加了FGF1的稳定性(化学稳定性KE≤0.2),也可防止FGF1进入血液循环,避免了FGF1产生细胞增殖等副作用。
本发明是FGF1鼻腔给药脂质体,鼻腔一次性给药能起到长久(理论上在人类可以持续保持血糖正常十余年)缓解治疗2型糖尿病的作用。通过鼻腔一次性用药,进入脑室内的药物剂量非常少,加之又无法进入体循环,这样就可以避免FGF1可能导致的细胞促有丝分裂、增殖和肿瘤发生等问题。
附图说明
图1为使用激光散射法对本发明脂质体的粒度的分析图;
图2为本发明脂质体的扫描电镜图;其中,图2a是本发明脂质体放大75000倍的扫描电镜图,图2b是FGF1脂质体放大100000倍的扫描电镜图。
具体实施方式
为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅用于帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
如无具体说明,本发明的各种原料均可以通过市售得到;或根据本领域的常规方法制备得到。除非另有定义或说明,本文中所使用的所有专业与科学用语与本领域技术熟练入员所熟悉的意义相同。
用于鼻腔给药的FGF1脂质体的制备,釆用pH梯度法联合逆向蒸馏法,具体如下:称取240.5mg豆磷脂(SPC)、160.0mg胆固醇(Chol)和10.4mg DSPE_PEG 200,三种物质混合后,用4mL二氯甲烷、正己烷1:1(V:V)溶解,超声2min使之形成稳定的溶液,于30℃水浴减压蒸发,达到胶态后,滴加5mL同温的0.03mol/L柠檬酸缓冲液水合2h后成半固态,然后在30℃水浴减压状态下继续蒸发,制得水性混悬液,加10mL柠檬酸缓冲液,进行探头式超声3min(功率30W),然后将混悬液过0.45μm微孔滤膜即得到空白脂质体。在向空白脂质体中加入适量的FGF1溶液使其终浓度为0.06mg/ml,用饱和磷酸二钠溶液调制pH 6.5,35℃温育15min后即得到FGF1载药脂质体。
上述制备过程中使用的主要试剂和仪器具体如下:
鼠源FGF1蛋白:CLOUD-CLON(厂家)、RPA032Mu01(货号)
鼠源FGF1ELISA试剂盒(96T):Bioswamp(厂家)、MU30908(货号)
胆固醇(Chol):sigma(厂家)C8667-1g(货号)
DSPE_PEG 2000:艾维特(厂家)、
豆磷脂(SPC):Lucas Meyer GmbH Co Ltd(厂家)、
旋转蒸发仪:上海亚荣生化仪器(厂家)、RE52CS(货号)
超速离心机:Hitachi Koko Co Lt(厂家)、CSL120GXL(货号)
1、将按上述方法制备的FGF1鼻腔给药脂质体,分别进行以下性能测试:
(1)、FGF1脂质体包封率的测定
1)标准曲线的绘制
配置FGF1蛋白标准液,浓度为4000pg/mL,取96孔板,在每孔中加入100μL样品稀释液,于第一孔中加入100μL上述标准液,混合均匀,用移液器吸取100μL置第二孔中,如此反复作对倍稀释至第七孔,最后从第七孔中吸出100μL弃去,第八孔为空白对照孔,通过ELISA方法测定浓度分别2000,1000,500,250,125,62.5,31pg/mL的标准溶液在492nm处的吸光度值(OD),并以浓度和吸光度对数做线性回归得标准曲线方程。
2)游离药物的分离
取脂质体合成产物0.2mL,用双蒸水稀释10倍,于4℃、6000rpm离心2h,精密量取上清液适量,ELISA测定游离药物量。
3)ELISA检测
实验开始前,各试剂均平衡至室温;试剂或样品配制时充分混匀,并尽量避免起泡。
步骤1:加样分别设空白孔、标准孔、待测样品孔。空白孔加样品稀释液100μL,余孔分别加标准品或待测样品100μL。给酶标板覆膜,37℃孵育90分钟。弃去液体,甩干,每个孔中加入Detection Ab工作液100μL(在使用前15分钟内配制),酶标板加上覆膜,37℃温育1小时。
步骤2:弃去孔内液体,甩干,洗板3次,每次浸泡1-2分钟,大约350μL/每孔,甩干并在吸水纸上轻拍将孔内液体拍干。
步骤3:每孔加HRP Conjugate工作液(临用前15分钟内配制)100μL,加上覆膜,37℃温育30分钟。
步骤4:去孔内液体,甩干,洗板5次,方法同步骤3。
步骤5:每孔加底物溶液90μl,酶标板加上覆膜37℃避光孵育15分钟。
步骤6:每孔加终止液50μl,终止反应,此时蓝色立转黄色。
步骤7:立即用酶标仪在450nm波长测量各孔的光密度(OD值),依照测得的OD值,比照标准曲线计算出每孔中待检物质的浓度。
4)FGF1脂质体包封率的测定
用Elisa试剂盒检测上层中游离FGF1的含量,重复3次。包封率用以下公式计算:
包封率=(DT-DS)/DT×100%,
DT是FGF-1的总用量,DS是所检测到的游离的FGF1的含量。
结果显示,本发明的FGF1鼻腔给药脂质体的包封率为99.8%,显著高于对比例以逆向蒸发法或pH梯度法制得的FGF1脂质体的包封率(80.0%),见表1。
表1包封率对照试验
1 | 2 | 3 | 平均值 | |
对比例 | 80.65556 | 79.53333 | 79.83333 | 80.00741 |
本发明 | 99.80411 | 99.79889 | 99.77522 | 99.79274 |
5)Zeta电位测定
取适量空白脂质体及载药脂质体样品,用Zeta电位分析仪分别测定其电位,每例样品分别测定三次进行统计。Zeta电位结果见表2
表2脂质体Zeta电位测定结果
组别 | 电位/mV |
空白脂质体 | -2.83±0.85 |
载药脂质体 | -7.40±0.72 |
(2)、粒度分析
采用激光散射法进行脂质体粒度分析:首先用蒸馏水将激光粒度分析仪调零调平后,使用微量进样器取10mL FGF1脂质体样本缓慢加入到进样口中,进行激光粒度分析仪检测。测粒径大小及粒度分布情况见图1。
从图1中可以看出,本发明的脂质体的粒径比较均一,在300-338nm之间。
(3)、脂质体稳定性检测
采用离心-分光光度法检测物理稳定性参数KE:精密吸取FGF1脂质体1mL,置于离心管中3200rad/min离心10min,取离心前的脂质体和离心后的上清液各0.3mL,分别加磷酸盐缓冲液(pH 6.5,0.2mmol/L)稀释至5ml,以磷酸缓冲液为空白,于波长280nm处测定吸光度(脂质体离心前后测得的吸光度值分别为A0和A),物理稳定性参数KE=(A0-A)/A0×100%,KE值越小,说明脂质体越稳定,实验重复3次。
从表3中可以看出,本发明0.06mg/mL的FGF1脂质体的KE为0.200418,尽管高于0.6ug/mL的FGF-1脂质体的KE 0.06146,但本发明FGF1脂质体的KE也在正常值范围内(KE≤0.20),表明本发明FGF1脂质体的稳定性也较好。
表3脂质体稳定性对照试验
(4)、脂质体电镜图
使用的扫描电子显微镜是JEOL JSM-IT500。图2a是FGF1脂质体放大75000倍的扫描电镜图,图2b是FGF1脂质体放大100000倍的扫描电镜图。从电镜图可以看出:电镜观察FGF1脂质体冻干粉样品,可看到脂质体形状较规则,呈现圆球形或椭圆球形囊泡;粒子大小较均匀,平均粒径约在300nm左右。
2、本发明FGF1鼻腔给药脂质体对2型糖尿病治疗作用的实验
(1)、实验分组
选用3~4周龄的ob/ob雄性小鼠24只,实验鼠来源于常州卡文斯实验动物有限公司,体重50~60g/只,随机分为四组,正常颗粒饲料喂养。各实验小鼠先适应性饲养1周,从第2周开始给药。具体分组如下。
1)空白对照组6只:正常饲养,不做任何药物处理的ob/ob雄性小鼠;
2)FGF1腹腔注射组6只:FGF1(鼠源FGF1蛋白购自CLOUD-CLONE CORP,货号RPA032Mu01)腹腔注射,分次给药,总注射药物剂量0.5mg/kg/只;
3)FGF1鼻腔给药组6只:FGF1鼻腔分次给药,总给药计量0.5mg/kg/只;
4)FGF1脂质体鼻腔给药治疗组6只:釆用本发明制备的FGF1脂质体鼻腔分次给药,总给药剂量脂质体内含FGF10.5mg/kg/只。
(2)、血液指标检测
以下血液标本采集均是在禁食禁水一夜晨时空腹行断尾取血采集。采用生化分析仪检测(生化分析仪是beckman AU480)小鼠给药前以及给药后2w、4w的总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)变化以及血胰岛素水平,并根据空腹血糖和胰岛素指标使用HOMA稳态公式计算胰岛素抵抗和胰腺B细胞功能情况的变化。
(3)、血糖指标检测
血糖检测标本均是在禁食禁水一夜晨时空腹行断尾取血采集。采用血糖分析仪检测小鼠给药前以及给药后1d、2d、3d、1w、2w、3w、4w的血糖变化。
(4)、结果分析
1)血液指标检测结果
表4为给药前后各组小鼠的血脂水平变化情况,将表3各组中四个血脂值数据分别进行统计分析,结果如下:
a、总胆固醇(TC)比较
本发明FGF1脂质体鼻腔给药组分别与空白对照组、FGF1腹腔注射组、FGF1鼻腔给药组相比较,第0天的TC均值的差异没有统计学意义(t值分别为0.4330、0.3429、1.2050,P值均>0.05);本发明FGF1脂质体鼻腔给药组与FGF1腹腔注射组相比较,第14、28天的TC均值的差异有统计学意义(t值分别为7.6557、5.1255,P值均<0.05);本发明FGF1脂质体鼻腔给药组与FGF1鼻腔给药组相比较,第14、28天的TC均值的差异有统计学意义(t值分别为3.9295、3.5024,P值均<0.05)。
b、甘油三酯(TG)比较
本发明FGF1脂质体鼻腔给药组分别与空白对照组、FGF1腹腔注射组、FGF1鼻腔给药组相比较,第0天的TG均值的差异没有统计学意义(t值分别为0.1732、0.3464、0.5196,P值均>0.05);本发明FGF1脂质体鼻腔给药组与FGF1腹腔注射组相比较,第14、28天的TG均值的差异有统计学意义(t值分别为6.4086、5.3694,P值均<0.05);本发明FGF1脂质体鼻腔给药组与FGF1鼻腔给药组相比较,第14、28天的TG均值的差异有统计学意义(t值分别为3.4641、2.5981,P值均<0.05)。
c、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)比较
本发明FGF1脂质体鼻腔给药组分别与空白对照组、FGF1腹腔注射组、FGF1鼻腔给药组相比较,第0天的HDL-C均值的差异没有统计学意义(t值分别为0.7794、0.4450、0.0866,P值均>0.05);本发明FGF1脂质体鼻腔给药组与FGF1腹腔注射组相比较,第14、28天的HDL-C均值的差异有统计学意义(t值分别为5.4272、9.6995,P值均<0.05);本发明FGF1脂质体鼻腔给药组与FGF1鼻腔给药组相比较,第14、28天的HDL-C均值的差异有统计学意义(t值分别为13.5835、14.6790,P值均<0.05)。
c、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)比较
本发明FGF1脂质体鼻腔给药组分别与空白对照组、FGF1腹腔注射组、FGF1鼻腔给药组相比较,第0天的LDL-C均值的差异没有统计学意义(t值分别为0.1732、0.0000、0.0000,P值均>0.05);本发明FGF1脂质体鼻腔给药组与FGF1腹腔注射给药组相比较,第14、28天的LDL-C均值的差异没有统计学意义(t值分别为1.0392、0.01732,P值均>0.05);本发明FGF1脂质体鼻腔给药组与FGF1鼻腔给药组相比较,第14、28天的LDL-C均值的差异没有统计学意义(t值分别为0.8660、0.3286,P值均<0.05)。
表4给药前后各组小鼠的血脂值
表5为给药前后各组小鼠的胰岛素水平变化情况,将表4中各组胰岛素值数据进行统计分析,结果如下:
本发明FGF1脂质体鼻腔给药组分别与空白对照组、FGF1腹腔注射组、FGF1鼻腔给药组相比较,第0天的胰岛素均值的差异没有统计学意义(t值分别为0.3001、0.6430、0.7990,P值均>0.05);
本发明FGF1脂质体鼻腔给药组与FGF1腹腔注射组相比较,第14、28天的胰岛素均值的差异有统计学意义(t值分别为4.9355、10.8343,P值均<0.05);
本发明FGF1脂质体鼻腔给药组与FGF1鼻腔给药组相比较,第14、28天的胰岛素均值的差异有统计学意义(t值分别为4.6385、4.3220,P值均<0.05)。
胰岛素水平统计结果表明,与FGF1腹腔注射组、鼻腔给药组相比,釆用本发明FGF1脂质体鼻腔给药的小鼠组在14、28天的血浆胰岛素水平显著降低。
2)、血糖检测结果
表6是给药前后各组小鼠的血糖变化情况,将表5中各组血糖值数据进行统计分析,结果如下:
本发明FGF1脂质体鼻腔给药组分别与空白对照组、FGF1腹腔注射组、FGF1鼻腔给药组相比较,第0天的血糖均值的差异没有统计学意义(t值分别为0.3397、0.0490、0.2191,P值均大于0.05);
本发明FGF1脂质体鼻腔给药组与FGF1腹腔注射组相比较,第3、7、14、21天的血糖均值的差异有统计学意义(t值分别为14.3760、14.2028、8.7036、6.2098,P值均<0.05);
本发明FGF1脂质体鼻腔给药组与FGF1鼻腔给药组相比较,第3、7、14、21天的血糖均值的差异有统计学意义(t值分别为10.9236、7.9160、6.8668、4.1886,P值均<0.05);
而与空白对照组相比较,本发明FGF1脂质体鼻腔给药组在第1、2、28天的血糖均值的差异有统计学意义(t值分别为4.2617、5.7813、12.4765,P值均<0.05)。
血糖值统计结果表明,与FGF1腹腔注射组、鼻腔给药组相比,本发明FGF1鼻腔给药脂质体具有良好的、作用持久的降糖作用。
(5)、小结
与FGF1腹腔注射组以及FGF1鼻腔给药组相比较,釆用本发明FGF1脂质体鼻腔给药的小鼠在第3、7、14、21天的血糖值均显著下降(表5),第14、28天的TC、TG均显著下降、第14、28天的HDL-C较前有所下降(表3),第14、28天的小鼠胰岛素水平也显著降低(表4)。与空白对照组相比较,釆用本发明FGF1脂质体鼻腔给药的小鼠在第1、2天开始出现血糖下降,第3天到第14天的血糖值下降明显,持续到第28天恢复到给药前水平。(表5)。以上统计结果表明本发明的FGF1脂质体在鼻腔给药时具有良好和作用较持久的降糖、调脂作用(降低TC和TG、升高HDL-C),其通过提高胰岛素敏感性,降低血浆胰岛素水平,而改善胰岛素抵抗和胰腺B细胞功能。同时,本发明制备的脂质体的粒径在300nm-338nm左右,通过鼻内给药可防止FGF1进入血液循环,避免了FGF1产生细胞增殖等毒副作用。
申请人声明,所属技术领域的技术人员在上述实施例的基础上,将上述实施例某组分的具体含量点值,与发明内容部分的技术方案相组合,从而产生的新的数值范围,也是本发明的记载范围之一,本申请为使说明书简明,不再罗列这些数值范围。
Claims (4)
1.一种用于鼻腔给药的aFGF脂质体,由aFGF主药和药用辅料组成,其特征在于:
所述aFGF主药的浓度为0.06mg/mL;
所述药用辅料中,豆磷脂与胆固醇和聚乙二醇2000-二硬酯酰磷脂酰乙醇胺的重量比为24:16:1;
所述脂质体的平均粒径为300~338nm。
2.如权利要求1所述的一种用于鼻腔给药的aFGF脂质体,其特征在于:所述的aFGF包括其各种形式的改构体。
3.一种根据权利要求1或2任一项所述的用于鼻腔给药的aFGF脂质体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
按质量比为24:16:1的比例称取豆磷脂、胆固醇和聚乙二醇2000-二硬酯酰磷脂酰乙醇胺,混合后用体积比为1:1的二氯甲烷和正己烷溶解,超声使之形成稳定的溶液,于30℃水浴减压蒸发;
水浴蒸发达到胶态后,滴加同温的0.03mol/L柠檬酸缓冲液水合2h后,于30℃水浴减压状态下继续蒸发,制得水性混悬液,进行探头式超声3min,然后将混悬液过0.45um微孔滤膜即得到空白脂质体;
最后于制备的空白脂质体中加入适量的aFGF溶液,使aFGF的终浓度为0.06mg/ml,用饱和磷酸二钠溶液调制pH为6.5,于35℃温育15min后即得到aFGF脂质体。
4.如权利要求1所述的aFGF脂质体在制备用于2型糖尿病的鼻腔给药制剂中的应用。
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FGF1纳米脂质体结合超声靶向微泡爆破技术治疗糖尿病心肌病的实验研究;张明等;《2016年临床药学高峰论坛暨浙江省医学会临床药学分会学术会议论文汇编》;20161231;摘要 * |
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