CN109674763A - 一种单胺氧化酶响应的红景天苷/介孔硅纳米级脑靶向控释系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种单胺氧化酶响应的红景天苷/介孔硅纳米级脑靶向控释系统,其是将由CTAB、TEOS合成的介孔二氧化硅纳米粒作为载体,用于装载脑神经保护剂红景天苷,然后利用多巴胺盐酸盐在弱碱性条件下自聚合形成的聚多巴胺进行包覆,得到所述脑靶向控释系统,该脑靶向控释系统中的聚多巴胺能被脑组织中具有高催化活性的单胺氧化酶催化分解,而使红景天苷能从介孔二氧化硅孔道中释放出来,实现脑靶向控释的目的。本发明得到的以介孔二氧化硅纳米粒为载体、单胺氧化酶的催化反应为响应机制的脑靶向控释系统,可使载药纳米粒在血脑屏障处富集,从而增大红景天苷在血脑屏障处的浓度,促进其扩散穿过血脑屏障。
Description
技术领域
本发明属于药物制剂领域,具体涉及一种单胺氧化酶响应的红景天苷/介孔硅纳米级脑靶向控释系统。
背景技术
血脑屏障(BBB)是由脑的连续毛细血管内皮及其细胞间的紧密连接、完整的基膜、周细胞以及星形胶质细胞脚板围成的神经胶质膜构成。这种生理结构对脑内环境的稳定起着重要作用,但也导致98%以上的小分子药物(分子量大于400 Da)和绝大多数的大分子药物(如多肽、单克隆抗体、基因工程药物等)不能穿过血脑屏障,严重制约了神经系统药物的开发,现已开发的神经系统药物只有心血管药物的20%左右。然而,目前全世界患有不同程度中枢神经系统疾病的人约有15亿。促进中枢神经系统药物穿过血脑屏障的研究已成为神经药物开发和神经疾病治疗领域的研究重点。
红景天为景天科红景天属(Rhodiola L.)多年生草本植物,为我国传统的藏族药用植物,在《神农本草经》、《四部医典》、《本草纲目》中均有记载。红景天苷是红景天干燥根茎中的重要活性成分,药理和临床研究表明其有抗疲劳、抗衰老、免疫调节、清除自由基、抗神经细胞凋亡、调节中枢神经递质等多种作用,为红景天拥有‘适应原’特点的有效成分之一。然而,红景天苷药代动力学实验表明,红景天苷在小鼠脑中分布较少,5 min时为0.27%,4 h仅为0.11%,而神经母细胞基本无摄取。这主要是因为红景天苷分子中存在的酚羟基及其对位上的糖苷结构使得整个分子脂溶性较小而难以透过血脑屏障,再加上与血浆蛋白结合紧密,半衰期短,极大地限制了其生物利用度。因此,研究红景天苷靶向穿过血脑屏障的新方法,对降低红景天苷在临床上的有效剂量和治疗成本,解决红景天植物资源缺乏具有重要意义。
随着纳米技术和分子生物学的发展,纳米医药的相关研究不断在深入。目前在研的促进药物脑靶向透过血脑屏障的新方法一般是基于新型纳米材料的靶向递送系统。介孔硅纳米粒因粒径均一可调、孔径尺寸可控、比表面积和孔体积大、物理化学性质稳定且易于功能化修饰等特点而广泛用于药物递送领域。其药物控释机制分为外部和内部刺激响应,其中外部刺激响应包括紫外-可见光、红外光、磁场加吸收体、温度和生物大分子;内部刺激响应包括pH、酶、还原剂、生物大分子和纳米粒。以酶为内部刺激的响应机制大多是以酶解反应或竞争取代实现药物控制释放的目的,而关于单胺氧化酶的酶解反应以实现目标药物的脑靶向控制释放的文献报道甚少。
发明内容
本发明针对红景天苷具有多种脑神经保护功效,但因水溶性,难以透过血脑屏障,限制了其生物利用度,及介孔硅纳米粒具有粒径均一可调、孔径尺寸可控、比表面积和孔体积大、物理化学性质稳定且易于功能化修饰等特点,提供了一种单胺氧化酶响应的红景天苷/介孔硅纳米级脑靶向控释系统。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种单胺氧化酶响应的红景天苷/介孔硅纳米级脑靶向控释系统,其是在介孔二氧化硅纳米粒的孔道中装载红景天苷,然后利用多巴胺盐酸盐在弱碱性条件下自聚合形成的聚多巴胺进行包覆,得到所述脑靶向控释系统。该脑靶向控释系统中的聚多巴胺能被脑组织中具有高催化活性的单胺氧化酶催化分解,而使红景天苷能从介孔二氧化硅孔道中释放出来,实现脑靶向控释的目的。
所述单胺氧化酶响应的红景天苷/介孔硅纳米级脑靶向控释系统的制备,是以氢氧化钠为催化剂,利用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和正硅酸乙酯(TEOS)通过模板法合成二氧化硅纳米粒(as-MSNs),经过酸解去除CTAB,制备成介孔二氧化硅纳米粒(MSNs)后,通过分子间作用将脑神经保护剂红景天苷装载至介孔二氧化硅纳米粒的孔道中,制得载药颗粒,再利用多巴胺盐酸盐在弱碱性条件下通过自聚合形成的聚多巴胺进行包覆,得到所述脑靶向控释系统。其具体包括如下步骤:
(1)二氧化硅纳米粒的合成:将CTAB超声分散于重蒸水中,加入2 mol/LNaOH溶液调节pH至10-14,然后缓慢加热至95℃并保温30 min后,缓慢滴加TEOS,加完后继续加热搅拌3h,然后冷却,离心,得到的二氧化硅纳米粒用重蒸水和无水乙醇清洗后,于50℃干燥箱中干燥2-3天;其中,所用CTAB和TEOS摩尔比为1:5-1:10;
(2)二氧化硅纳米粒的酸解:将干燥后的二氧化硅纳米粒分散于无水乙醇和盐酸的混合溶液(125:1-25:1,v/v)中,55℃条件下冷凝回流3 h,冷却后离心抽滤,得到介孔二氧化硅纳米粒,用无水乙醇和重蒸水清洗,再于50℃干燥箱中干燥2-3天;
(3)红景天苷的装载:将步骤(2)制备的介孔二氧化硅分散在0.5-5 mg/mL的红景天苷溶液中,搅拌24 h后砂芯漏斗抽滤,得到载药纳米粒(Salidroside-MSNs),用重蒸水清洗后,于50℃干燥箱中干燥;
(4)聚多巴胺包覆介孔二氧化硅:将步骤(3)制备的载药纳米粒和多巴胺盐酸盐按质量比1:1-1:8分散于pH=8.5的tris-HCl缓冲溶液中,搅拌2 h后砂芯漏斗抽滤,产物用重蒸水清洗后,于50℃干燥箱中干燥,即得所述脑靶向控释系统(poly-dopamine-Salidroside-MSNs)。
本发明所得poly-dopamine-Salidroside-MSNs的粒径范围为40-50nm,其中,介孔二氧化硅纳米粒的粒径为30-40 nm,红景天苷的装载量为20-50mg/g,聚多巴胺的包裹厚度小于10 nm。
本发明以粒径为30-40 nm的介孔硅为载体,以红景天苷为目标药物,利用多巴胺盐酸盐在弱碱性条件下能自聚合形成聚多巴胺的特性,首次构建了一种单胺氧化酶响应的红景天苷/介孔硅纳米级脑靶向控释系统。该系统利用脑组织中的单胺氧化酶具有较高的催化活性,可对包裹介孔硅的聚多巴胺进行催化解离为药物释放的响应机制,使较多的载药介孔硅颗粒在血脑屏障处发生包覆层分解,从而增大红景天苷在血脑屏障处的浓度,促进其扩散入脑。
附图说明
图1为酸解后介孔二氧化硅纳米粒的扫描电镜图;
图2为酸解前后二氧化硅纳米粒的红外光谱图;
图3为单胺氧化酶作用下脑靶向控释系统中红景天苷随时间释放的曲线图;
图4为大鼠各组织中单胺氧化酶的活力图。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解,下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明,但是本发明不仅限于此。
实施例1
准确称取1.125 g(3mmol)十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),加入540 ml重蒸水中超声分散,用约2 mol/LNaOH溶液调节pH至12左右,然后缓慢加热至95℃并稳定30 min后,缓慢滴加5.625 ml(25 mmol)正硅酸乙酯(TEOS),加完后继续加热搅拌3 h,冷却后离心,得到的二氧化硅纳米粒用大量重蒸水和无水乙醇洗涤,于50℃干燥箱中干燥2-3天。将干燥后的二氧化硅纳米粒0.25 g分散于100 ml无水乙醇和6 ml盐酸的混合溶液中,55℃条件下冷凝回流3 h,冷却后离心抽滤,得到介孔二氧化硅纳米粒,用无水乙醇和重蒸水清洗,于50℃干燥箱中干燥2-3天。将干燥后的介孔二氧化硅纳米粒分散在0.5 mg/mL红景天苷溶液中,搅拌24h后砂芯漏斗抽滤,得到载药纳米粒Salidroside-MSNs,用重蒸水清洗后,于50℃干燥箱中干燥备用,同时将洗涤液收集起来,用于测定红景天苷的装载量。将Salidroside-MSNs和多巴胺盐酸盐按质量比1:4分散于pH=8.5的tris-HCl缓冲溶液中,搅拌2 h后砂芯漏斗抽滤,产物用重蒸水清洗后,于50℃干燥箱中干燥备用,得到脑靶向控释系统poly-dopamine-Salidroside-MSNs。
图1为酸解后介孔二氧化硅纳米粒的扫描电镜图。
图2为酸解前后二氧化硅纳米粒的红外光谱图。由图2可见,酸解后,CTAB的特征峰消失,证明经酸解处理可完全清除CTAB。
通过HPLC测定洗涤液中红景天苷的浓度,并通过已绘制好的标准曲线计算其质量。红景天苷的装载量为(m1-m2)/m介孔硅,m1为装载前溶液中红景天苷的质量,m2为洗涤液中红景天苷的质量。结果显示,红景天苷的装载量为50.75mg/g,即介孔二氧化硅纳米粒对红景天苷具有良好载药效果。
以100 mmol/L磷酸二氢钾/磷酸氢二钾(pH7.4)为溶剂配制成0.5 mg/mL的poly-dopamine-Salidroside-MSNs混悬液。将3个酶活力单位的单胺氧化酶A加至混悬液中,37℃搅拌并于0、0.5、1、3、6、9、24、48h测定混悬液中游离红景天苷的浓度,结果见图3。由图3可见,在单胺氧化酶的作用下,poly-dopamine-Salidroside-MSNs中的红景天苷缓慢释放,可达到控释的效果。
图4为大鼠各组织中单胺氧化酶的活力图。由图4可见,脑组织中单胺氧化酶的活力最高,因此,本发明所得poly-dopamine-Salidroside-MSNs可起到脑靶向作用。
实施例2
准确称取1.125 g(3mmol)十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),加入540 ml重蒸水中超声分散,用约2 mol/LNaOH溶液调节pH至12左右,然后缓慢加热至95℃并稳定30 min后,缓慢滴加5.625 ml(25 mmol)正硅酸乙酯(TEOS),加完后继续加热搅拌3 h,冷却后离心,得到的二氧化硅纳米粒用大量重蒸水和无水乙醇洗涤,于50℃干燥箱中干燥2-3天。将干燥后的二氧化硅纳米粒0.25 g分散于250 ml无水乙醇和2 ml盐酸的混合溶液中,55℃条件下冷凝回流3 h,冷却后离心抽滤,得到介孔二氧化硅纳米粒,用无水乙醇和重蒸水清洗,于50℃干燥箱中干燥2-3天。将干燥后的介孔二氧化硅纳米粒分散在0.5 mg/mL红景天苷溶液中,搅拌24h后砂芯漏斗抽滤,得到载药纳米粒Salidroside-MSNs,用重蒸水清洗后,于50℃干燥箱中干燥备用(经检测,红景天苷的装载量为28.97mg/g)。将Salidroside-MSNs和多巴胺盐酸盐按质量比1:1分散于pH=8.5的tris-HCl缓冲溶液中,搅拌2 h后砂芯漏斗抽滤,产物用重蒸水清洗后,于50℃干燥箱中干燥备用,得到脑靶向控释系统poly-dopamine-Salidroside-MSNs。
实施例3
准确称取1.125 g(3mmol)十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),加入540 ml重蒸水中超声分散,用约2 mol/LNaOH溶液调节pH至12左右,然后缓慢加热至95℃并稳定30 min后,缓慢滴加5.625 ml(25mmol)正硅酸乙酯(TEOS),加完后继续加热搅拌3 h,冷却后离心,得到的二氧化硅纳米粒用大量重蒸水和无水乙醇洗涤,于50℃干燥箱中干燥2-3天。将干燥后的二氧化硅纳米粒0.25 g分散于250 ml无水乙醇和2 ml盐酸的混合溶液中,55℃条件下冷凝回流3 h,冷却后离心抽滤,得到介孔二氧化硅纳米粒,用无水乙醇和重蒸水清洗,于50℃干燥箱中干燥2-3天。将干燥后的介孔二氧化硅纳米粒分散在0.5 mg/mL红景天苷溶液中,搅拌24h后砂芯漏斗抽滤,得到载药纳米粒Salidroside-MSNs,用重蒸水清洗后,于50℃干燥箱中干燥备用(经检测,红景天苷的装载量为29.40mg/g)。将Salidroside-MSNs和多巴胺盐酸盐按质量比1:4分散于pH=8.5的tris-HCl缓冲溶液中,搅拌2 h后砂芯漏斗抽滤,产物用重蒸水清洗后,于50℃干燥箱中干燥备用,得到脑靶向控释系统poly-dopamine-Salidroside-MSNs。
实施例4
准确称取1.125 g(3mmol)十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),加入540 ml重蒸水中超声分散,用约2 mol/LNaOH溶液调节pH至12左右,然后缓慢加热至95℃并稳定30 min后,缓慢滴加5.625 ml(25 mmol)正硅酸乙酯(TEOS),加完后继续加热搅拌3 h,冷却后离心,得到的二氧化硅纳米粒用大量重蒸水和无水乙醇洗涤,于50℃干燥箱中干燥2-3天。将干燥后的二氧化硅纳米粒0.25 g分散于100 ml无水乙醇和6 ml盐酸的混合溶液中,55℃条件下冷凝回流3 h,冷却后离心抽滤,得到介孔二氧化硅纳米粒,用无水乙醇和重蒸水清洗,于50℃干燥箱中干燥2-3天。将干燥后的介孔二氧化硅纳米粒分散在5 mg/mL红景天苷溶液中,搅拌24 h后砂芯漏斗抽滤,得到载药纳米粒Salidroside-MSNs,用重蒸水清洗后,于50℃干燥箱中干燥备用(经检测,红景天苷的装载量为40.65mg/g)。将Salidroside-MSNs和多巴胺盐酸盐按质量比1:4分散于pH=8.5的tris-HCl缓冲溶液中,搅拌2 h后砂芯漏斗抽滤,产物用重蒸水清洗后,于50℃干燥箱中干燥备用,得到脑靶向控释系统poly-dopamine-Salidroside-MSNs。
实施例5
准确称取1.125 g(3mmol)十六烷基三甲基溴化铵(CTAB),加入540 ml重蒸水中超声分散,用约2 mol/LNaOH溶液调节pH至12左右,然后缓慢加热至95℃并稳定30 min后,缓慢滴加5.625 ml(25 mmol)正硅酸乙酯(TEOS),加完后继续加热搅拌3 h,冷却后离心,得到的二氧化硅纳米粒用大量重蒸水和无水乙醇洗涤,于50℃干燥箱中干燥2-3天。将干燥后的二氧化硅纳米粒0.25 g分散于100 ml无水乙醇和6 ml盐酸的混合溶液中,55℃条件下冷凝回流3 h,冷却后离心抽滤,得到介孔二氧化硅纳米粒,用无水乙醇和重蒸水清洗,于50℃干燥箱中干燥2-3天。将干燥后的介孔二氧化硅纳米粒分散在0.5 mg/mL红景天苷溶液中,搅拌24h后砂芯漏斗抽滤,得到载药纳米粒Salidroside-MSNs,用重蒸水清洗后,于50℃干燥箱中干燥备用(经检测,红景天苷的装载量为21.19mg/g)。将Salidroside-MSNs和多巴胺盐酸盐按质量比1:4分散于pH=8.5的tris-HCl缓冲溶液中,搅拌2 h后砂芯漏斗抽滤,产物用重蒸水清洗后,于50℃干燥箱中干燥备用,得到脑靶向控释系统poly-dopamine-Salidroside-MSNs。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种单胺氧化酶响应的红景天苷/介孔硅纳米级脑靶向控释系统,其特征在于:在介孔二氧化硅纳米粒的孔道中装载红景天苷,然后利用多巴胺盐酸盐在弱碱性条件下自聚合形成的聚多巴胺进行包覆,得到所述纳米级脑靶向控释系统。
2. 根据权利要求1所述的单胺氧化酶响应的红景天苷/介孔硅纳米级脑靶向控释系统,其特征在于:所得脑靶向控释系统中,介孔二氧化硅纳米粒的粒径为30-40 nm,红景天苷的装载量为20-50mg/g,聚多巴胺的包裹厚度小于10 nm。
3.根据权利要求1所述的单胺氧化酶响应的红景天苷/介孔硅纳米级脑靶向控释系统,其特征在于:其制备方法包括如下步骤:
(1)二氧化硅纳米粒的合成:将CTAB超声分散于重蒸水中,用2 mol/LNaOH溶液调节pH至10-14,缓慢加热至95℃并保温30 min后,缓慢滴加TEOS,加完后继续加热搅拌3 h,然后冷却,离心,得到的二氧化硅纳米粒用重蒸水和无水乙醇清洗后于50℃干燥2-3天;
(2)二氧化硅纳米粒的酸解:将干燥后的二氧化硅纳米粒分散于无水乙醇和盐酸的混合溶液中,55℃条件下冷凝回流3 h,冷却后离心抽滤,得到的介孔二氧化硅纳米粒用无水乙醇和重蒸水清洗,再于50℃干燥2-3天;
(3)红景天苷的装载:将步骤(2)制备的介孔二氧化硅分散在0.5-5 mg/mL的红景天苷溶液中,搅拌24 h后砂芯漏斗抽滤,产物用重蒸水清洗后,于50℃干燥,得到载药纳米粒;
(4)聚多巴胺包覆介孔二氧化硅:将步骤(3)制备的载药纳米粒和多巴胺盐酸盐分散于pH=8.5的tris-HCl缓冲溶液中,搅拌2 h后砂芯漏斗抽滤,产物用重蒸水清洗后,于50℃干燥,即得所述纳米级脑靶向控释系统。
4.根据权利要求3所述的单胺氧化酶响应的红景天苷/介孔硅纳米级脑靶向控释系统,其特征在于:步骤(1)中所用CTAB和TEOS摩尔比为1:5-1:10。
5.根据权利要求3所述的单胺氧化酶响应的红景天苷/介孔硅纳米级脑靶向控释系统,其特征在于:步骤(2)所述混合溶液中无水乙醇和盐酸的体积比为125:1-25:1。
6.根据权利要求3所述的单胺氧化酶响应的红景天苷/介孔硅纳米级脑靶向控释系统,其特征在于:步骤(4)中所用载药纳米粒和多巴胺盐酸盐的质量比为1:1-1:8。
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WO2021055575A1 (en) * | 2019-09-18 | 2021-03-25 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Controlled nutrient delivery to pancreatic islets using a novel mesoporous silica-based nanoparticle platform |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109674763B (zh) | 2021-06-08 |
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