CN110227059B

CN110227059B - 一种鼻腔吸收促进剂及其应用

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Publication number: CN110227059B
Application number: CN201810181463.0A
Authority: CN
Inventors: 毛世瑞; 高明月
Original assignee: Shenyang Pharmaceutical University
Current assignee: Shenyang Pharmaceutical University
Priority date: 2018-03-06
Filing date: 2018-03-06
Publication date: 2022-11-01
Anticipated expiration: 2038-03-06
Also published as: CN110227059A

Abstract

本发明属于医药技术领域，涉及疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物作为鼻腔吸收促进剂的应用。该吸收促进剂具有良好的促进小分子药物和生物大分子的鼻腔吸收的作用，并且具有较好的安全性。所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物在鼻腔给药制剂中的使用浓度为0.1‑1.0％。所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物通过如下方法制备：1)由疏水性甘油酯的未被烷基取代的羟基与琥珀酸酐酯化反应制备琥珀酰化的疏水性甘油酯。2)在EDC·HCl和NHS的催化作用下，琥珀酰化的疏水性甘油酯的羧基与壳聚糖的伯氨基发生酰胺反应制得疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物。

Description

一种鼻腔吸收促进剂及其应用

技术领域

本发明涉及医药技术领域，涉及一种鼻腔吸收促进剂，具体涉及一种疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物及其作为鼻腔吸收促进剂的应用。该吸收促进剂具有良好的促进小分子药物和生物大分子的鼻腔吸收的作用，并且具有较好的安全性。

背景技术

鼻腔具有粘膜面积大，血管丰富，上皮细胞对药物渗透作用强，酶活性小等特点，另外，药物经过鼻粘膜上皮中毛细血管和淋巴毛细血管吸收进入全身循环时，可以避免肝脏的首过效应和胃肠道的降解，鼻腔给药方式可提高药物的生物利用度，起效速度。因此，鼻腔给药系统不仅适用于局部给药还适用于小分子药物和生物大分子药物的全身给药。此外，由于由鼻腔向脑部直接转运的路径如嗅神经通路和三叉神经通路的存在，鼻腔被认为是可以绕过血脑屏障实现药物脑靶向的很有潜力的给药途径。同时，疫苗经鼻腔给药后，在低剂量下可以同时诱导体液和细胞免疫，具有良好的应用前景。

然而，在鼻腔药物递送系统中，粘液清除作用使药物在鼻腔的滞留时间较短，一些药物特别是生物药剂学分类系统三类(高溶解性–低渗透性)、四类(低溶解性–低渗透性)的小分子药物及分子量大的生物大分子存在跨膜吸收差的问题，致使药物在鼻腔吸收效果并不理想，因此，提高制剂的粘膜粘附性和促进药物跨膜转运是提高药物鼻腔吸收的解决思路。

壳聚糖是甲壳素脱乙酰基后获得的碱性多糖，生物相容性好，可以打开细胞膜间的紧密连接，是常用的安全的鼻腔吸收促进剂。但是，其自身的吸收促进效果有限，有时并不能满足治疗的需要，可以对壳聚糖的游离氨基进行其结构修饰来改善其吸收促进作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用安全、适应性广、能够促进小分子药物和生物大分子的鼻腔吸收的吸收促进剂。将其应用于鼻粘膜给药系统，从而提高药物在鼻腔的吸收量。

本发明涉及的鼻粘膜吸收促进剂为疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物。

所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物的结构为以下结构的一种或几种,其结构优选为(a)和(b)。

其中，m＝5-45，n＝5-30。

所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物的结构中,R、R’为饱和或不饱和的碳链(R＝R’或R≠R’)，其碳链中总碳数的范围为6-22。

所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物包括不同分子量(Mw)、不同疏水性甘油酯取代度的壳聚糖。

所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物的分子量为20-400kDa,优选20-250kDa。

所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物的疏水性甘油酯在壳聚糖氨基上的取代度(DS)为5％-30％，优选取代度范围为10％-30％。

所述的疏水性甘油酯是羟基被R或/和R’(R＝R’或R≠R’)单取代或双取代的甘油酯。所述的甘油酯可以为：单辛酸甘油酯，二辛酸甘油酯，单油酸甘油酯，二油酸甘油酯，单山嵛酸甘油酯，二山嵛酸甘油酯，单月桂酸甘油酯，二月桂酸甘油酯，单亚麻酸甘油酯，二亚麻酸甘油酯，单亚油酸甘油酯，二亚油酸甘油酯，单棕榈酸甘油酯，二棕榈酸甘油酯，单硬脂酸甘油酯，二硬脂酸甘油酯，1-月桂酸-2-硬脂酸甘油酯，1-棕榈酸-2-硬脂酸甘油酯，1-棕榈酸-3-硬脂酸甘油酯，1-十四烷酸-3-油酸甘油二酯等的一种或几种，其中优选单硬酯酸甘油酯及二硬脂酸甘油酯。

所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物，在鼻腔给药制剂中的使用浓度为0.1-1.0％，优选的使用浓度为0.3-1.0％。

所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物的制备步骤：

1)由疏水性甘油酯的未被烷基取代的羟基与琥珀酸酐酯化反应制备琥珀酰化的疏水性甘油酯。

2)在EDC·HCl和NHS的催化作用下，琥珀酰化的疏水性甘油酯的羧基与壳聚糖的伯氨基发生酰胺反应制得疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物。

所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物的制备步骤中疏水性甘油酯与壳聚糖的投料比范围为0.25:1-1:1。

所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物作为吸收促进剂的应用，不仅适用于促进分子量小的亲脂性和亲水性药物在鼻腔的吸收，还可以促进分子量大的生物大分子在鼻腔的吸收。

所述的生物大分子是指高相对分子量的生物有机化合物，其主要包括指蛋白质、核酸以及高相对分子量的碳氢化合物。所述的生物大分子可以为：那法瑞林，布舍瑞林，去氨加压素,催产素,鲑鱼降钙素,胰岛素，干扰性小核糖核酸，肝素等。

所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物可应用于鼻腔给药制剂。

所述的鼻腔给药制剂，包括鼻腔用溶液剂、混悬剂、乳剂、微球、脂质体、粉体制剂等。

所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物可用于各种鼻粘膜给药制剂系统，具体的方案为：将疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物配制成质量比为0.1-1.0％的溶液，加入药物和其他辅料配制的药物溶液或制备适宜剂型。或者将药物和其他辅料制成适宜的剂型，再加入一定量的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物，使其在处方的终浓度为0.1-1.0％。

与未经过修饰的壳聚糖对照组相比，该疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物明显提高了药物在鼻腔的吸收，提高了药物的生物利用度。

从蟾蜍上颚纤毛毒实验结果看，该疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物在浓度1.0％以内，与生理盐水组相比，没有明显的纤毛抑制作用，具有较好的安全性。

本发明的优点：本发明是一种以疏水性修饰的壳聚糖作为吸收促进剂的应用，该吸收促进剂具有促进小分子药物和生物大分子的鼻腔吸收的作用，对鼻粘膜具有较好的安全性。其中，疏水性甘油酯修饰的壳聚糖具有亲水链和亲脂链，是一种两亲性分子，与壳聚糖相比，可能具有更好的细胞亲和性和粘膜的粘附性，更有利于提高壳聚糖在鼻粘膜的吸收促进作用。

附图说明：

图1为取代度为5％的单硬脂酸甘油酯修饰的壳聚糖的核磁谱图。

图2为疏水性甘油酯在壳聚糖上的取代度对胰岛素鼻腔吸收的影响(n＝4)。

图3为疏水性甘油酯修饰的壳聚糖的浓度对胰岛素鼻腔吸收的影响(n＝4)。

图4为疏水性甘油酯修饰的壳聚糖的种类对胰岛素鼻腔吸收的影响(n＝4)。

图5为疏水性甘油酯修饰的壳聚糖对于纤毛运动的影响(n＝3)。

saline：生理盐水组，CS-GMC0.15％：浓度为0.15％的单辛酸甘油酯接枝的壳聚糖，CS-GMC1.0％：浓度为1.0％的单辛酸甘油酯接枝的壳聚糖，CS-GMS1.0％：浓度为1.0％的单硬脂酸甘油酯接枝的壳聚糖，SDC:脱氧胆酸钠。*代表与“生理盐水组”相比具有显著性差异(p<0.05)。

具体实施方式

实例1：制备琥珀酰化的单硬脂酸甘油酯：

在170℃抽真空的条件下，将1.0g琥珀酸酐和3.58g单硬脂酸甘油酯加入到圆底烧瓶中，搅拌下反应10h。将反应物的温度降至80℃时，转移上层液体即为琥珀酰化的单硬脂酸甘油酯。

实例2：制备琥珀酰化的二油酸甘油酯：

在170℃抽真空的条件下，将1.0g琥珀酸酐和6.2g二油酸甘油酯加入到圆底烧瓶中，搅拌下反应10h。将反应物的温度降至80℃时，转移上层液体即为琥珀酰化的二油酸甘油酯。

实例3.制备琥珀酰化的单月桂酸甘油酯：

在170℃抽真空的条件下，将1.0g琥珀酸酐和2.74g单月桂酸甘油酯加入到圆底烧瓶中，搅拌下反应10h。将反应物的温度降至80℃时，转移上层液体即为琥珀酰化的单月桂酸甘油酯。

实例4：制备取代度为5％的单硬脂酸甘油酯接枝的壳聚糖：

将0.61g的琥珀酰化的单硬脂酸甘油酯、0.76g EDC·HCl和0.46g NHS溶解在甲醇中，50℃加热回流活化3.5h。然后，加入100mL浓度为10mg/mL的pH5.5的壳聚糖溶液继续反应24h。-20℃条件下冷却6h后过滤得过滤液，向过滤液中加入3倍体积的无水乙醇将产物析出，烘干即得。接枝度为5％的单硬脂酸甘油酯接枝的壳聚糖的核磁谱图如图1所示。

实例5：制备取代度为15％的单月桂酸甘油酯接枝的壳聚糖：

将0.99g的琥珀酰化的单月桂酸甘油酯、0.76g EDC·HCl和0.46g NHS溶解在甲醇中，50℃加热回流活化3.5h。然后，加入100mL浓度为10mg/mL的pH5.5的壳聚糖溶液继续反应24h。-20℃条件下冷却6h后过滤得过滤液，向过滤液中加入3倍体积的无水乙醇将产物析出，烘干即得。

实例6：制备取代度为5％的二油酸甘油酯接枝的壳聚糖：

将0.99g的琥珀酰化的二油酸甘油酯、0.76g EDC·HCl和0.46g NHS溶解在甲醇中，50℃加热回流活化3.5h。然后，加入100mL浓度为10mg/mL的pH5.5的壳聚糖溶液继续反应24h。-20℃条件下冷却6h后过滤得过滤液，向过滤液中加入3倍体积的无水乙醇将产物析出，烘干即得。

实例7：胰岛素液体制剂在大鼠鼻腔吸收实验方法

将雄性Wistar大鼠分成若干组，每组4只，实验前禁食过夜。先将大鼠用乙醚麻醉，仰位进行给药。鼻腔给药时，将前端带有软管的微量进样器缓慢插入大鼠鼻腔内，插入深度控制在6mm左右，双侧鼻孔分别在1-2min内缓慢推入不同处方药液25-30μL，鼻腔给药剂量为10.0IU/kg。各组分别于给药后0，15，30，45，60，90，120，180，240和300min用血糖试纸测定大鼠血糖。以血糖降低百分比(％初始血糖值)为纵坐标，以时间为横坐标绘制药效动力学曲线。

实例8.疏水性甘油酯在壳聚糖上的取代度对胰岛素鼻腔吸收的影响

选择不同取代度的单辛酸甘油酯接枝的壳聚糖作为吸收促进剂，考察了取代度对于胰岛素鼻腔吸收的影响。胰岛素制剂由浓度为3mg/mL的胰岛素溶液滴加到一定浓度的壳聚糖衍生物溶液中制备而成。将制剂按照实例7的方法对大鼠进行给药，不同取代度的药效曲线如图2所示，结果表明，疏水性甘油酯的取代度在10-30％内，其接枝物的吸收促进效果较好。

实例9.疏水性甘油酯修饰的壳聚糖的浓度对胰岛素鼻腔吸收的影响

选择不同浓度的单辛酸甘油酯修饰的壳聚糖作为吸收促进剂，考察了浓度对于胰岛素鼻腔吸收的影响。胰岛素制剂由浓度为3mg/mL的胰岛素溶液滴加到不同浓度的壳聚糖衍生物溶液中制备而成。将制剂按照实例7的方法对大鼠进行给药，不同浓度的药效曲线如图3所示，结果表明，随着疏水性甘油酯修饰的壳聚糖的浓度的增加，其接枝物的吸收促进效果增加。

实例10.疏水性甘油酯修饰的壳聚糖的种类对胰岛素鼻腔吸收的影响

选择不同种类的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖作为吸收促进剂，考察了疏水性甘油酯的种类对于胰岛素鼻腔吸收的影响。胰岛素制剂由浓度为3mg/mL的胰岛素溶液滴加到一定浓度的壳聚糖衍生物溶液中制备而成。将制剂按照实例7的方法对大鼠进行给药，不同浓度的药效曲线如图4所示，结果表明，与壳聚糖相比，壳聚糖经过疏水性修饰后其吸收效果明显提高，其中，单硬脂酸甘油酯修饰的壳聚糖的吸收促进效果大于单辛酸甘油酯修饰的壳聚糖。

实例11：蟾蜍上颚纤毛毒实验(在体法)

将脊柱完全被破环的蟾蜍置于木板上，使其口腔张开，用止血钳牵拉，于上颚粘膜处滴加药液0.5mLR，使上颚被药液完全浸没，接触30min后用生理盐水冲洗干净，用眼科手术剪取下上颚粘膜，粘膜分离后，立即用生理盐水洗净血块及杂物，纤毛面向上铺于载玻片上，于粘膜表面滴加生理盐水，盖上盖玻片，10×40倍光学显微镜下观察纤毛运动情况。随后置于加有生理盐水的层析缸中，密闭，环境温度20～25℃，此后于每隔适当时间取出标本，于观察前向载玻片边缘滴加生理盐水，置显微镜下观察，如纤毛继续运动，则放回层析缸中，记录从给药开始至纤毛运动停止所持续时间及其摆动频率。被测组分的毒性大小用相对抑制率来衡量，相对抑制率越大，组分的纤毛毒性越小。相对抑制率公式如下：有严重纤毛毒性的去氧胆酸钠溶液作为阳性对照品，以生理盐水作为空白对照，评价上述筛选出的各种鼻腔吸收促进剂对纤毛的影响。

其中，T_sample为供试品的纤毛摆动持续时间，T_saline为生理盐水组纤毛摆动持续时间。

实例12：疏水性甘油酯修饰的壳聚糖对于纤毛运动的影响

浓度在1.0％范围内，pH4.5的接枝度为10％的单辛酸甘油酯接枝的壳聚糖溶液虽然随着浓度的增加纤毛的抑制率略有降低，但是并没有明显地抑制纤毛的摆动(图5)。同时，浓度为1.0％的单硬脂酸甘油酯接枝的壳聚糖也没有明显地抑制纤毛的摆动。而具有严重纤毛毒的脱氧胆酸钠(Sodium deoxycholate,SDC)明显地抑制了蟾蜍上颚纤毛的摆动。因此，相对于脱氧胆酸钠组，单辛酸甘油酯接枝的壳聚糖和单硬脂酸甘油酯接枝的壳聚糖在1.0％的浓度范围内对鼻腔几乎没有纤毛毒性，是可以用于鼻腔给药的安全的吸收促进剂。

Claims

1. 疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物制备为胰岛素的鼻腔吸收促进剂的应用，其特征在于：所述的疏水性甘油酯是羟基被饱和或不饱和的碳链单取代或双取代的甘油酯，所述的壳聚糖平均分子量为20-400 kDa，疏水性甘油酯在壳聚糖上的取代度为5%-30%，所述的疏水性甘油酯选自单辛酸甘油酯，二辛酸甘油酯，单油酸甘油酯，二油酸甘油酯，单山嵛酸甘油酯，二山嵛酸甘油酯，单月桂酸甘油酯，二月桂酸甘油酯，单亚麻酸甘油酯，二亚麻酸甘油酯，单亚油酸甘油酯，二亚油酸甘油酯，单棕榈酸甘油酯，二棕榈酸甘油酯，单硬脂酸甘油酯，二硬脂酸甘油酯，1-月桂酸-2-硬脂酸甘油酯，1-棕榈酸-2-硬脂酸甘油酯，1-棕榈酸-3-硬脂酸甘油酯，1-十四烷酸-3-油酸甘油二酯中的一种或几种。

2.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的疏水性甘油三酯为单硬酯酸甘油酯、单辛酸甘油酯或二硬脂酸甘油酯。

3.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物选自如下结构中的一种或几种：

其中，m=5-45，n=5-30，R、R’相同或不同，为饱和或不饱和的碳链，其碳链中总碳数的范围为6-22。

4.如权利要求1-3任何一项所述的应用，其特征在于，疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物在鼻腔给药制剂中的使用浓度为0.1-1.0%。

5.如权利要求1-3任何一项所述的应用，其特征在于，疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物在鼻腔给药制剂中的使用浓度为0.3-1.0%。

6.如权利要求1所述的应用，其特征在于，所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物通过如下方法制备：

1）由疏水性甘油酯的未被烷基取代的羟基与琥珀酸酐酯化反应制备琥珀酰化的疏水性甘油酯；

2）在EDC·HCl和NHS的催化作用下，琥珀酰化的疏水性甘油酯的羧基与壳聚糖的伯氨基发生酰胺反应制得疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物。

7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，步骤2）中，疏水性甘油酯与壳聚糖的投料比范围为0.25:1-1:1。

8.如权利要求1-3任何一项所述的应用，其特征在于，将权利要求1-3任何一项所述的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物与药学上可接受的载体制备成临床上接受的鼻腔用溶液剂、混悬剂、乳剂、微球、脂质体或粉体制剂。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述的制剂通过如下方法制备：将疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物配制成质量比为0.1%-1.0%的溶液，加入药物和其他辅料配制的药物溶液或制备适宜剂型，或者将药物和其他辅料制成适宜的剂型，再加入一定量的疏水性甘油酯修饰的壳聚糖衍生物，使其在处方的终浓度为0.1%-1.0%。