CN111346233B - 一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒及其制备方法和应用 - Google Patents

一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111346233B
CN111346233B CN202010172609.2A CN202010172609A CN111346233B CN 111346233 B CN111346233 B CN 111346233B CN 202010172609 A CN202010172609 A CN 202010172609A CN 111346233 B CN111346233 B CN 111346233B
Authority
CN
China
Prior art keywords
stearic acid
nanoparticles
epithelial cell
oral
penetrating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010172609.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111346233A (zh
Inventor
张金洁
李建波
张振中
强弘
王帅帅
冯天歌
蔡慧杰
刘志磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhengzhou University
Original Assignee
Zhengzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhengzhou University filed Critical Zhengzhou University
Priority to CN202010172609.2A priority Critical patent/CN111346233B/zh
Publication of CN111346233A publication Critical patent/CN111346233A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111346233B publication Critical patent/CN111346233B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/16—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite containing nitrogen, e.g. nitro-, nitroso-, azo-compounds, nitriles, cyanates
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/22—Hormones
    • A61K38/28—Insulins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/06—Organic compounds, e.g. natural or synthetic hydrocarbons, polyolefins, mineral oil, petrolatum or ozokerite
    • A61K47/26—Carbohydrates, e.g. sugar alcohols, amino sugars, nucleic acids, mono-, di- or oligo-saccharides; Derivatives thereof, e.g. polysorbates, sorbitan fatty acid esters or glycyrrhizin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/30—Macromolecular organic or inorganic compounds, e.g. inorganic polyphosphates
    • A61K47/36—Polysaccharides; Derivatives thereof, e.g. gums, starch, alginate, dextrin, hyaluronic acid, chitosan, inulin, agar or pectin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/5005—Wall or coating material
    • A61K9/5021—Organic macromolecular compounds
    • A61K9/5031—Organic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, poly(lactide-co-glycolide)
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00—Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/08—Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis
    • A61P3/10—Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis for hyperglycaemia, e.g. antidiabetics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0024—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Glucans; (beta-1,3)-D-Glucans, e.g. paramylon, coriolan, sclerotan, pachyman, callose, scleroglucan, schizophyllan, laminaran, lentinan or curdlan; (beta-1,6)-D-Glucans, e.g. pustulan; (beta-1,4)-D-Glucans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Glucans, e.g. lichenan; Derivatives thereof
    • C08B37/0027—2-Acetamido-2-deoxy-beta-glucans; Derivatives thereof
    • C08B37/003—Chitin, i.e. 2-acetamido-2-deoxy-(beta-1,4)-D-glucan or N-acetyl-beta-1,4-D-glucosamine; Chitosan, i.e. deacetylated product of chitin or (beta-1,4)-D-glucosamine; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G65/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule
    • C08G65/02—Macromolecular compounds obtained by reactions forming an ether link in the main chain of the macromolecule from cyclic ethers by opening of the heterocyclic ring
    • C08G65/32—Polymers modified by chemical after-treatment
    • C08G65/329—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds
    • C08G65/333—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing nitrogen
    • C08G65/3332—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing nitrogen containing carboxamide group
    • C08G65/33324—Polymers modified by chemical after-treatment with organic compounds containing nitrogen containing carboxamide group acyclic

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Obesity (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，包括以下步骤：(1)制备pH响应材料：通过酰腙键将聚乙二醇和硬脂酸连接，得到pH响应材料；(2)制备聚合物材料：通过酰胺键将壳寡糖和硬脂酸连接，得到聚合物材料；(3)制备纳米粒：将上述步骤(1)的pH响应材料和步骤(2)的聚合物材料混合，采用纳米共沉淀自组装法得到以聚合物材料为内核，pH响应材料为外壳的核/壳型口服纳米粒。本发明提供的制备方法得到的纳米粒，在粘液微环境时酰腙键断裂脱落聚乙二醇外壳，裸露出CSO‑SA内核，实现纳米粒表面亲水性向疏水性转变、近中性向正电荷转变以及粘附性增加，继而增强其跨上皮细胞屏障的能力，提高药物的口服吸收率。

Description

一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒及其 制备方法和应用
技术领域
本发明涉及药物载体材料领域，尤其涉及一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒及其制备方法和应用。
背景技术
目前，胃肠道生物屏障是造成药物口服生物利用度低的主要原因。尽管纳米载体对药物的包载可以保护其避免胃肠道酶的降解，但要使药物被有效吸收入血液循环，纳米载体必须先后通过肠道表面的粘液扩散屏障和上皮细胞吸收屏障。高粘弹性且动态更新的粘液层具有强大的捕获和快速清除外源颗粒的能力，是纳米载体扩散到达上皮细胞进一步吸收的重要关隘。而肠上皮细胞顶侧细胞膜和纳米载体表面的作用力(细胞膜亲和力)则决定了药物跨上皮细胞吸收入血液循环的能力。
研究表明，纳米载体的表面性质对纳米载体穿透粘液的能力和上皮细胞膜的亲和力存在显著影响。在一定范围内，纳米载体表面的亲水性越强，表面电荷越接近中性，其粘液穿透能力越强。矛盾的是，在一定范围内，表面疏水性或正电性越强的纳米载体，与肠上皮细胞膜的亲和力越强，促进药物跨上皮细胞吸收的效率越高。
目前，应用纳米载体，如脂质体、聚合物纳米粒等，可以显著改善药物在胃肠道稳定性和肠上皮细胞的通透性等。在纳米载体表面修饰高密度低分子量的PEG，可使其快速渗透粘液到达肠上皮细胞表面。但值得注意的是，亲水性 PEG的修饰减弱了纳米载体与细胞膜的亲和力，使其缺乏同时克服肠道粘液扩散层和上皮细胞吸收层两种屏障的能力，无法真正解决纳米载体进入胃肠道后有效递药的难题，提高药物口服吸收的效果仍然不尽如人意。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，制备的口服纳米粒发挥智能响应递药优势，提高药物的口服生物利用度。
本发明的目的之二在于提供一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒。
本发明的目的之三在于提供一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的应用。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，包括以下步骤：
(1)制备pH响应材料：通过酰腙键将聚乙二醇和硬脂酸连接，得到pH 响应材料；
(2)制备聚合物材料：通过酰胺键将壳寡糖和硬脂酸连接，得到聚合物材料；
(3)制备纳米粒：将上述步骤(1)的pH响应材料和步骤(2)的聚合物材料混合，采用纳米共沉淀自组装法得到以聚合物材料为内核，pH响应材料为外壳的核/壳型口服纳米粒。
进一步地，所述聚乙二醇的分子量为1～5kDa，上述步骤(1)中包括将醛基化的聚乙二醇、酰肼化的硬脂酸按摩尔比1:1～5溶于乙醇中，80℃下回流 12～48h，反应结束后，静置至室温，加入乙醚沉淀，除去未反应物质，得到pH 响应材料PEG-Acyl-SA，结构式如(a)所示。
Figure BDA0002409710180000031
进一步地，所述酰肼化的硬脂酸制备过程如下：取硬脂酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、三乙胺和肼基甲酸叔丁酯溶解在二氯甲烷中，室温反应12～24h；待反应结束后，经洗涤、干燥，得到叔丁基氧羰基保护的酰肼化的硬脂酸；将叔丁基氧羰基保护的酰肼化的硬脂酸去除保护基叔丁基氧羰基后即得酰肼化的硬脂酸。
进一步地，所述硬脂酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、肼基甲酸叔丁酯的摩尔比为1:(1.2～2)：(1.2～2)。
进一步地，所述叔丁基氧羰基保护的酰肼化的硬脂酸去除保护基叔丁基氧羰基的过程为：将叔丁基氧羰基保护的酰肼化的硬脂酸溶解在乙酸乙酯中，向上述溶液中滴加适量盐酸，室温反应2～6h，反应结束后，产物经洗涤、干燥后得到酰肼化的硬脂酸。
进一步地，上述步骤(2)中包括将壳寡糖溶解在去离子水中，将硬脂酸和 1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶解在乙醇中，60℃下搅拌1h，然后将有机相缓慢滴入水相中，60℃下搅拌5h，反应结束后，产物先在10％乙醇溶液中透析，再在去离子水中透析，除去未反应的物质及溶剂，冷冻干燥，得到聚合物材料CSO-SA。
进一步地，所述壳寡糖分子量为1～10kDa，所述壳寡糖中所含氨基与硬脂酸的摩尔比为1:0.15～0.5，所述硬脂酸与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐摩尔比为1:1～10。
进一步地，上述步骤(3)中制备纳米粒包括将pH响应材料与聚合物材料溶于DMSO中，滴入搅拌速度为240～600rpm的去离子水中，水溶液中析出复合纳米粒，室温持续搅拌10min～30min，经浓缩、洗涤后即得核/壳型口服纳米粒。
进一步地，所述溶于DMSO的pH响应材料的质量浓度为1～10mg/mL；溶于DMSO的聚合物材料的质量浓度为10～30mg/mL，DMSO与去离子水的体积比为1:1～20。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒，由上述方法制备得到。
近年来大量研究表明，在正常生理状态下，由于粘液层的粘滞作用，导致上皮细胞顶侧表面持续分泌的H+向肠液的扩散受限，形成了处于肠上皮细胞表面与粘液间的弱酸性微环境。即肠上皮细胞表面微环境具有较低pH值，而相应粘液和肠液具有较高pH值。在各个肠段中，空肠段上皮细胞表面的弱酸性微环境的pH值最低(介于5.3-6.0之间)，与空肠肠液pH值(介于6.8-7.2 之间)具有显著差异。此外，空肠是肠段吸收的主要部位，为药物提供了较大的吸收面积。因此，基于空肠上皮细胞表面的弱酸性微环境，本发明通过智能生物响应原理精准调控纳米载体的表面性质在粘液扩散(亲水性、近电中性) 和上皮细胞吸收(疏水性或正电性)之间的转变，达到逐级克服两种屏障，提高药物口服吸收的目的。
本发明的目的之三采用如下技术方案实现：
用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒作为药物载体的应用。本发明的口服纳米粒可进一步加上药学可接受的赋形剂，制成药学上可接受的各种剂型，包括但不限于片剂、胶囊剂、颗粒剂、混悬剂或粉针剂等。如为了避免酸性胃液对纳米载体智能响应能力的影响，可将构建的纳米载体装载于市售肠溶胶囊中，使其到达空肠液近中性pH(6.8-7.2)下释放出表面亲水性、近电中性的纳米载体，高效穿过粘液到达空肠上皮细胞表面(定时、定位)，在弱酸性微环境(pH5.3-6.0)下智能响应，转变为具有高上皮细胞亲和力(疏水性或正电性)的纳米载体跨过肠上皮细胞屏障吸收入血液循环。
上述口服纳米粒载入合适的药物后，可进一步应用但不限于抗癌、抗炎、抗氧化、抗病毒、治疗头痛、治疗冠心病等的用途。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：本发明提供一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，首先通过酸敏感的酰腙键将聚乙二醇与生理脂溶性小分子硬脂酸相连，形成一种能够在肠上皮细胞表面弱酸性微环境pH范围内，控制聚乙二醇特异性释放，作为pH响应材料的的智能响应型粘液穿透材料PEG-Acyl-SA，然后在壳寡糖游离氨基上嫁接脂溶性小分子硬脂酸，可在水性介质中自聚集形成具有多个疏水性空腔的聚合物纳米粒 CSO-SA，该聚合物纳米粒能够可逆打开细胞旁路，且具有正电粘附性和典型的疏水性次级核空间结构，可被上皮细胞大量摄取。最后，通过疏水作用力将智能响应型粘液穿透材料PEG-Acyl-SA插入正电粘附性CSO-SA纳米粒的内部疏水性空腔，自组装成兼具高细胞亲和力内核和粘液穿透外壳结构的纳米粒，利用亲水性的聚乙二醇包裹正电粘附性CSO-SA聚合物纳米粒表面，提高纳米粒穿透粘液的能力，利用酸敏感型材料PEG-Acyl-SA嵌入CSO-SA纳米粒，实现纳米粒到达上皮细胞表面智能脱落聚乙二醇外壳的效果，在粘液微环境时pH值较低，酰腙键断裂脱落聚乙二醇外壳，裸露出CSO-SA内壳，实现纳米粒表面亲水性向疏水性转变、近中性向正电荷转变以及粘附性增加，继而增强其跨上皮细胞屏障的能力，提高药物的口服吸收率。
本发明还提供一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒，可以实现良好的粘液渗透性能，在pH值由7.4下降至5.5时，Zeta电位由近中性变为正电，具有良好的pH响应性。减少了对粘液层粘附的同时保持了对上皮细胞的亲和力，从而解决了粘液扩散和上皮细胞吸收的矛盾问题，且具有小于 200nm较均一的粒径，生物相容性好。
本发明还提供上述用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的应用，将其作为药物载体，可进一步加上药学可接受的赋形剂，制成药学上可接受的各种剂型，包括但不限于片剂、胶囊剂、颗粒剂、混悬剂或粉针剂等。上述口服纳米粒载入合适的药物后，可进一步应用但不限于抗癌、抗炎、抗氧化、抗病毒、治疗头痛、治疗冠心病等的用途。
附图说明
图1为本发明实施例1中pH响应性材料PEG-Acyl-SA的合成路线图；
图2为本发明实施例1中pH响应性材料PEG-Acyl-SA的核磁共振氢谱图；
图3为本发明实施例1中CSO-SAs@PEGAcyl纳米粒的粒度分析图；
图4为本发明实施例1中CSO-SAs@PEGAcyl纳米粒的透射电镜图；
图5为本发明实施例1中CSO-SAs@PEGAcyl纳米粒在pH7.4时的电位分析图；
图6为本发明实施例1中CSO-SAs@PEGAcyl纳米粒在pH5.5时的电位分析图；
图7为本发明实施例1中CSO-SAs@PEGAcyl纳米粒体内肠实时吸收图谱；
图8为本发明实施例1中CSO-SAs@PEGAcyl纳米粒载胰岛素于糖尿病模型大鼠给药后的血糖-时间曲线。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例1
一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备pH响应材料，合成过程如图1所示：
A：将硬脂酸(SA)2.50g溶解在100ml二氯甲烷(DCM)中，向上述溶液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)2.02g、三乙胺(TEA) 1ml和肼基甲酸叔丁酯(boc-hydrazide)1.39g，室温反应12h，反应结束后，用水洗涤3次，然后用饱和食盐水洗涤3次，再经无水硫酸钠干燥，过滤，真空除去溶剂，得到BOC保护的酰肼化的SA 2.77g；
B：取BOC保护的酰肼化的SA1g溶解在20mL乙酸乙酯中，向上述溶液中滴加2滴盐酸，室温反应2h。反应结束后，产物依次用去离子水、饱和食盐水洗涤，再经无水硫酸钠干燥，过滤，真空除去溶剂，得到去BOC保护的酰肼化的SA 0.59g；
C：将醛基化的分子量为2kDaPEG600mg、酰肼化的SA134mg溶于10mL 乙醇中，80℃下回流12h，反应结束后，静置至室温，加入冷乙醚沉淀，除去未反应物质，得到pH响应材料PEG-Acyl-SA 565mg。
(2)制备聚合物材料：将分子量为5kDa壳寡糖(CSO)0.6g溶解在30mL 去离子水中，将硬脂酸(SA)0.5g和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)3.3g溶解在10mL乙醇中，其中壳寡糖(CSO)中所含氨基与硬脂酸(SA)的摩尔比为1∶0.46，60℃下搅拌1h，然后将有机相缓慢滴入水相中， 60℃下搅拌5h，反应结束后，产物先在10％乙醇溶液中透析，再在去离子水中透析，除去未反应的物质及溶剂，冷冻干燥，得到聚合物材料CSO-SA0.94g。
(3)将PEG-Acyl-SA材料5mg与CSO-SA两亲性聚合物20mg溶于 1mLDMSO中，滴入搅拌速度为540rpm的15mL去离子水中，水溶液中快速析出复合纳米粒，室温持续搅拌30min，将制备好的纳米粒使用Amicon tubes离心浓缩，并用去离子水洗涤去除有机溶剂即得核/壳型口服纳米粒 CSO-SAs@PEGAcyl。
实施例2
一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备pH响应材料：
A：将硬脂酸(SA)1.10g溶解在30mL二氯甲烷(DCM)中，向上述溶液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)1.48g、三乙胺(TEA) 0.2mL和肼基甲酸叔丁酯(boc-hydrazide)0.61g，室温反应20h，反应结束后，用水洗涤3次，然后用饱和食盐水洗涤3次，再经无水硫酸钠干燥，过滤，真空除去溶剂，得到BOC保护的酰肼化的SA1.31g；
B：取BOC保护的酰肼化的SA0.50g溶解在15mL乙酸乙酯中，向上述溶液中滴加3滴盐酸，室温反应4h，反应结束后，产物依次用去离子水、饱和食盐水洗涤，再经无水硫酸钠干燥，过滤，真空除去溶剂，得到去BOC保护的酰肼化的SA0.32g；
C：将醛基化的分子量为3.5kDaPEG200mg、酰肼化的SA51.17mg溶于8mL 乙醇中，80℃下回流15h，反应结束后，静置至室温，加入冷乙醚沉淀，除去未反应物质，得到pH响应材料PEG-Acyl-SA188mg。
(2)制备聚合物材料：将分子量为3kDa壳寡糖(CSO)0.50g溶解在30mL 去离子水中，将硬脂酸(SA)0.26g和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)0.87g溶解在10mL乙醇中，其中壳寡糖(CSO)中所含氨基与硬脂酸(SA)的摩尔比为1∶0.3，60℃下搅拌1h，然后将有机相缓慢滴入水相中， 60℃下搅拌5h，反应结束后，产物先在10％乙醇溶液中透析，再在去离子水中透析，除去未反应的物质及溶剂，冷冻干燥，得到聚合物材料CSO-SA0.62g。
(3将PEG-Acyl-SA材料2mg与CSO-SA两亲性聚合物10mg溶于 1mLDMSO中，滴入搅拌速度为400rpm的10mL去离子水中，水溶液中快速析出复合纳米粒，室温持续搅拌10min，将制备好的纳米粒使用Amicon tubes离心浓缩，并用去离子水洗涤去除有机溶剂即得核/壳型口服纳米粒 CSO-SAs@PEGAcyl。
实施例3
一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备pH响应材料：
A：将硬脂酸(SA)1.50g溶解在20mL二氯甲烷(DCM)中，向上述溶液中加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)1.72g、三乙胺(TEA) 0.2mL和肼基甲酸叔丁酯(boc-hydrazide)1.04g，室温反应24h，反应结束后，用水洗涤3次，然后用饱和食盐水洗涤3次，再经无水硫酸钠干燥，过滤，真空除去溶剂，得到BOC保护的酰肼化的SA1.76g；
B：取BOC保护的酰肼化的SA0.50g溶解在20mL乙酸乙酯中，向上述溶液中滴加3滴盐酸，室温反应6h，反应结束后，产物依次用去离子水、饱和食盐水洗涤，再经无水硫酸钠干燥，过滤，真空除去溶剂，得到去BOC保护的酰肼化的SA0.33g；
C：将醛基化的分子量为5kDaPEG200mg、酰肼化的SA60mg溶于15mL乙醇中，80℃下回流48h，反应结束后，静置至室温，加入冷乙醚沉淀，除去未反应物质，得到pH响应材料PEG-Acyl-SA191mg。
(2)制备聚合物材料：将分子量为7kDa壳寡糖(CSO)0.50g溶解在30mL 去离子水中，将硬脂酸(SA)0.13g和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)0.26g溶解在20mL乙醇中，其中壳寡糖(CSO)中所含氨基与硬脂酸(SA)的摩尔比为1∶0.15，60℃下搅拌1h，然后将有机相缓慢滴入水相中， 60℃下搅拌5h，反应结束后，产物先在10％乙醇溶液中透析，再在去离子水中透析，除去未反应的物质及溶剂，冷冻干燥，得到聚合物材料CSO-SA0.49g。
(3将PEG-Acyl-SA材料5mg与CSO-SA两亲性聚合物10mg溶于 1mLDMSO中，滴入搅拌速度为600rpm20mL去离子水中，水溶液中快速析出复合纳米粒，室温持续搅拌30min，将制备好的纳米粒使用Amicon tubes离心浓缩，并用去离子水洗涤去除有机溶剂即得核/壳型口服纳米粒CSO-SAs@PEGAcyl。
以实施例1为试验例，对实施例1中制备的pH响应性材料PEG-Acyl-SA进行核磁共振氢谱分析，结果如图2所示：由图2可知，本发明成功制备得到 PEG-Acyl-SA。对实施例1制备的纳米粒CSO-SAs@PEGAcyl进行粒度、形态和电位分析分析，如图3-6所示，由图3可以看出，纳米粒的平均粒径为180.5nm，粒径分布均匀。由图4可以看出本发明的纳米粒呈球形，纳米粒的粒径集中在 100-200nm的范围内。由图5和图6可以看出在pH7.4时，Zeta电位接近中性，在pH5.5时，Zeta电位变为正电，说明本发明制备的纳米粒具有良好的pH响应性。
实施例1的CSO-SAs@PEGAcyl纳米粒体内肠吸收实验：取SD大鼠，禁食过夜，自由饮水。将大鼠麻醉后，背位固定于手术台板上，切开腹腔，结扎一段2cm的空肠组织，注入0.1mLAlexa Fluor 488标记的麦胚凝集素溶液来标记粘液，然后缓慢注入0.1mLCSO-SAs@PEGAcyl多功能纳米粒，其中纳米粒用DiD 标记。于1h后，取出肠段，4％多聚甲醛固定2h，30％蔗糖4℃脱水过夜，冷冻切片，DAPI染色，然后用激光共聚焦显微镜进行观察，结果如图7所示。
在体内肠吸收实验的结果(图7所示)表明DiD标记的CSO-SAs@PEGAcyl纳米粒兼具穿透粘液层和被上皮细胞吸收的能力，既能快速均匀地分布于肠绒毛的周围，不被粘液所阻隔，又能在空肠粘液微环境中逐渐断裂PEG链，较好地被上皮细胞吸收。
实施例1的CSO-SAs@PEGAcyl纳米粒载胰岛素于糖尿病模型大鼠的降血糖效果分析实验：采用腹腔内注射链脲佐菌素(Streptozotocin,STZ)建立Ⅰ型糖尿病模型。将SD大鼠禁食过夜，自由饮水。建模前称其体重，并按70mg/kg的剂量称取STZ，用冰冷的0.1M柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液以1％的浓度溶解，溶解后立即快速腹腔注射。注射后以充足的水和食物喂养大鼠，一周后禁食12小时，从尾静脉取血，血糖仪测定血糖值。大鼠空腹血糖值高于16.7mmol/L即被视为糖尿病模型大鼠。
将糖尿病模型大鼠随机分为4组，每组6只。实验前禁食过夜，自由饮水。第一组灌胃给予生理盐水，作为空白对照组(Saline)；第二组给予 CSO-SAs@PEGAcyl纳米粒载胰岛素的混悬液(75IU/kg，制备过程为：在实施例1步骤(3)中PEG-Acyl-SA与CSO-SA的DMSO溶液中加入2mg胰岛素，其余均和实施例1相同)，为了避免胃酸对智能pH响应递药影响，将上述混悬液装入00号大鼠肠溶胶囊后灌胃；第三组给予胰岛素溶液(75IU/kg)，将胰岛素溶液装入00号大鼠肠溶胶囊后灌胃，作为阴性对照组(Free Insulin)；第四组皮下注射胰岛素溶液(5IU/kg)，作为阳性对照组(Free Insulin)。于0、0.5、 1、2、3、4、6、8、10h尾静脉取血，血糖仪测定血糖值，绘制血糖-时间曲线，结果如图8所示。
由图8可知直接灌胃给予胰岛素溶液的大鼠血糖下降并不明显，说明通过直接灌胃的方式大鼠对胰岛素的吸收利用率较低，通过皮下注射胰岛素的方式大鼠血糖短时间内虽然下降明显，但血糖很快反弹，恢复到较高水平，胰岛素发挥作用的时间较短。采用本发明的CSO-SAs@PEGAcyl纳米粒载胰岛素，同样采用灌胃的方式给药，血糖下降后可以长时间的维持在较低水平，说明胰岛素通过以CSO-SAs@PEGAcyl纳米粒作为载体，利用纳米粒的粘液穿透能力和克服上皮细胞屏障的能力，在胃肠内得到较好的吸收利用，并且通过纳米粒的缓慢释放，可以延长药效时间，提高胰岛素的生物利用度。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)制备pH响应材料：通过酰腙键将聚乙二醇和硬脂酸连接，得到pH响应材料；
(2)制备聚合物材料：通过酰胺键将壳寡糖和硬脂酸连接，得到聚合物材料；
(3)制备纳米粒：将上述步骤(1)的pH响应材料和步骤(2)的聚合物材料混合，采用纳米共沉淀自组装法得到以聚合物材料为内核，pH响应材料为外壳的核/壳型口服纳米粒。
2.根据权利要求1所述一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为1～5kDa，上述步骤(1)中包括将醛基化的聚乙二醇、酰肼化的硬脂酸按摩尔比1:1～5溶于乙醇中，80℃下回流12～48h，反应结束后，静置至室温，加入乙醚沉淀，除去未反应物质，得到pH响应材料PEG-Acyl-SA。
3.根据权利要求2所述一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，其特征在于，所述酰肼化的硬脂酸制备过程如下：取硬脂酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、三乙胺和肼基甲酸叔丁酯溶解在二氯甲烷中，室温反应12～24h；待反应结束后，经洗涤、干燥，得到叔丁基氧羰基保护的酰肼化的硬脂酸；将叔丁基氧羰基保护的酰肼化的硬脂酸去除保护基叔丁基氧羰基后即得酰肼化的硬脂酸；
所述硬脂酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、肼基甲酸叔丁酯的摩尔比为1:(1.2～2)：(1.2～2)。
4.根据权利要求3所述一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，其特征在于，所述叔丁基氧羰基保护酰肼化的硬脂酸去除保护基叔丁基氧羰基的过程为：将叔丁基氧羰基保护的酰肼化的硬脂酸溶解在乙酸乙酯中，向上述溶液中滴加适量盐酸，室温反应2～6h，反应结束后，产物经洗涤、干燥后得到酰肼化的硬脂酸。
5.根据权利要求1所述一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，其特征在于，上述步骤(2)中包括将壳寡糖溶解在去离子水中，将硬脂酸和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐溶解在乙醇中，60℃下搅拌1h，然后将有机相缓慢滴入水相中，60℃下搅拌5h，反应结束后，产物先在10％乙醇溶液中透析，再在去离子水中透析，除去未反应的物质及溶剂，冷冻干燥，得到聚合物材料CSO-SA。
6.根据权利要求5所述一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，其特征在于，所述壳寡糖分子量为1～10kDa，所述壳寡糖中所含氨基与硬脂酸的摩尔比为1:0.15～0.5，所述硬脂酸与1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐摩尔比为1:1～10。
7.根据权利要求1所述一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，其特征在于，上述步骤(3)中制备纳米粒包括将pH响应材料与聚合物材料溶于DMSO中，滴入搅拌速度为240～600rpm的去离子水中，水溶液中析出复合纳米粒，室温持续搅拌10min～30min，经浓缩、洗涤后即得核/壳型口服纳米粒。
8.根据权利要求7所述一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒的制备方法，其特征在于，所述溶于DMSO的pH响应材料的质量浓度为1～10mg/mL；溶于DMSO的聚合物材料的质量浓度为10～30mg/mL，DMSO与去离子水的体积比为1:1～20。
9.一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒，其特征在于，由权利要求1至8中任一项所述方法制备得到。
10.如权利要求9所述用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒在制备药物载体中的应用。
CN202010172609.2A 2020-03-12 2020-03-12 一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒及其制备方法和应用 Active CN111346233B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010172609.2A CN111346233B (zh) 2020-03-12 2020-03-12 一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010172609.2A CN111346233B (zh) 2020-03-12 2020-03-12 一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111346233A CN111346233A (zh) 2020-06-30
CN111346233B true CN111346233B (zh) 2022-08-02

Family

ID=71189815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010172609.2A Active CN111346233B (zh) 2020-03-12 2020-03-12 一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111346233B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101380474A (zh) * 2007-09-06 2009-03-11 北京大学 用于口服制剂的pH敏感性固体药物组合物及制备方法
CN105153428A (zh) * 2015-07-02 2015-12-16 天津大学 一种用于粘液渗透的pH响应性高分子胶束及其制备方法
WO2019075114A1 (en) * 2017-10-10 2019-04-18 Mark Reynolds FORMULATIONS COMPRISING 6- (2-HYDROXY-2-METHYLPROPOXY) -4- (6- (6 - ((6-METHOXYPYRIDIN-3-YL) METHYL) -3,6-DIAZABICYCLO [3.1.1] HEPTAN-3- YL) PYRIDIN-3-YL) PYRAZOLO [1,5-A] pYRIDINE-3-carbonitrile

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050281775A1 (en) * 2004-06-16 2005-12-22 Carrington Stephen D Mucoadhesive and bioadhesive polymers
GB201400412D0 (en) * 2014-01-10 2014-02-26 Heart Biotech Ltd Pharmaceutical formulations for the treatment of pulmonary arterial hypertension

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101380474A (zh) * 2007-09-06 2009-03-11 北京大学 用于口服制剂的pH敏感性固体药物组合物及制备方法
CN105153428A (zh) * 2015-07-02 2015-12-16 天津大学 一种用于粘液渗透的pH响应性高分子胶束及其制备方法
WO2019075114A1 (en) * 2017-10-10 2019-04-18 Mark Reynolds FORMULATIONS COMPRISING 6- (2-HYDROXY-2-METHYLPROPOXY) -4- (6- (6 - ((6-METHOXYPYRIDIN-3-YL) METHYL) -3,6-DIAZABICYCLO [3.1.1] HEPTAN-3- YL) PYRIDIN-3-YL) PYRAZOLO [1,5-A] pYRIDINE-3-carbonitrile

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Saijie Zhu et al.Lysosomal Delivery of a Lipophilic Gemcitabine Prodrug Using Novel Acid-Sensitive Micelles Improved Its Antitumor Activity.《Bioconjugate Chem.》.2012,第23卷第966-980页. *
Yiyu Xu et al.Preparation and characterization of chitosan-stearate complexes and in vitro evaluation on the adsorption of deoxycholic acid salt.《POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE》.2013,第592-597页. *
孙冰冰 等.叶酸与端醛基聚乙二醇双重修饰的壳聚糖-硬脂酸纳米胶束的制备.《中国药房》.2019,第30卷(第21期),第2926-2931页. *
李樱红等.壳寡糖硬脂酸接枝物纳米粒的制备及其体外释放.《中国药学杂志》.2005,第40卷(第14期),第1083-1086页. *
杨晖等.针对胃肠道黏液屏障的口服纳米粒研究进展.《药学与临床研究》.2012,第20卷(第04期),第339-342页. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111346233A (zh) 2020-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pu et al. Harnessing polymer-derived drug delivery systems for combating inflammatory bowel disease
EP3099293B1 (en) Nanoencapsulation of hydrophilic active compounds
CN112089704B (zh) 一种仿生纳米载体及其制备方法和应用
CN103251561B (zh) 一种双敏感可崩解式纳米囊泡药物载体制剂及其制备方法
CN115040495B (zh) 一种利用小分子营养物质介导的口服纳米递药系统
CN110623918A (zh) 羧甲基壳聚糖/海藻酸钠纳米水凝胶及其制备方法和应用
Ma et al. Crosslinked zwitterionic microcapsules to overcome gastrointestinal barriers for oral insulin delivery
CN107638388B (zh) 一种积雪草酸壳聚糖去氧胆酸嫁接物胶束及制备方法
CN107519484A (zh) 一种口服载胰岛素纳米胶束的制备方法
CN102908332B (zh) 用于口服胰岛素递送的包含阳离子纳米粒子的肠溶包衣胶囊
CN113304124B (zh) 一种口服胰岛素壳聚糖纳米粒溶液及其制备方法
CN111346233B (zh) 一种用于穿透胃肠道粘液和上皮细胞屏障的口服纳米粒及其制备方法和应用
AlSalem et al. Enhance the oral insulin delivery route using a modified chitosan-based formulation fabricated by microwave
CN105646861B (zh) 基于聚姜黄素的两亲性嵌段共聚物及其应用
CN104739806B (zh) 口服胰岛素复合微囊及制备方法
CN103976976A (zh) 一种包载重组人生长激素缓释药物微囊的制法
Wang et al. Polymeric nanoparticles (PNPs) for oral delivery of insulin
CN105153428A (zh) 一种用于粘液渗透的pH响应性高分子胶束及其制备方法
CN109568601B (zh) 一种蛋白多肽类药物双重微球及其制备方法和胰岛素双重微球
CN115054699B (zh) 一种肝靶向递送miR-26a类似物的纳米药物载体及其制备方法
CN114522150A (zh) 一种pH敏感型植物微胶囊纳米挤出器的制备方法及其应用
CN113181371A (zh) 一种pH/ROS响应型纳米药物递送系统及制备方法
CN1857734B (zh) 一种植物凝集素修饰的乳酸—羟基乙酸共聚物及制备方法
CN110251687B (zh) 一种电荷反转口服壳聚糖纳米药物制剂及其制备方法
US11844838B2 (en) Cross-linked maltodextrins for the oral delivery of biological actives

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant