CN115501203B - 负载有活性成分的纳米药物载体及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了负载有活性成分的纳米药物载体及其制备方法和应用，包括壳聚糖膜层和负载活性成分的聚乳酸‑乙醇酸共聚物纳米颗粒，所述壳聚糖膜层包裹在负载活性成分的聚乳酸‑乙醇酸共聚物纳米颗粒上，所述活性成分优选为山奈酚；所述纳米药物载体带正电荷。该负载有活性成分的纳米药物载体可经鼻给药，可用于防治帕金森疾病的进展，其具有给药便捷、可通过血脑屏障、吸收率高、防治效果显著等优点。另外，本发明的制备方法简单，可批量化生产，产品稳定性高，便于存储运输。

Description

负载有活性成分的纳米药物载体及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及生物医药技术领域，尤其涉及一种负载有活性成分的纳米药物载体及其制备方法和应用。
背景技术
帕金森病是一种神经性退行性疾病，是常见的神经系统病变之一，常见于中老年人，由于大脑存在血脑屏障，使得药物难以到达或只有极少量可以穿透血脑屏障，临床上目前并没有非常有效的治疗方案。山奈酚是一类天然黄酮类化合物，在大量临床前研究中展现出了广泛的药理活性，包括抗氧化，抗炎和神经保护等作用。然而山奈酚在水溶液中溶解性很差，导致口服给药吸收率差，难以广泛发挥药效。且口服给药难以将药物靶向在脑部，利用率低下且患者需要长期口服药物，大大增加了肾脏负担。
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负载有活性成分的纳米药物载体，能够经鼻给药靶向脑部，大大提高了活性成分的利用率，提高了预防和治疗的效果。
本发明的目的之二在于提供一种药物，该药物包含负载有活性成分的纳米药物载体。
本发明的目的之三在于提供一种负载有活性成分的纳米药物载体的制备方法，方法简单，可批量化生产，所得产品稳定性高，便于存储运输。
本发明的目的之四在于提供负载有活性成分的纳米药物载的应用。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
负载有活性成分的纳米药物载体，包括括壳聚糖膜层和负载活性成分的聚乳酸-乙醇酸共聚物纳米颗粒，所述壳聚糖膜层包裹在负载活性成分的聚乳酸-乙醇酸共聚物纳米颗粒上，所述活性成分包括山奈酚、香叶木素、木犀草素和灵芝多糖肽中的一种或任意组合，优选地，所述活性成分为山奈酚；所述纳米药物载体带正电荷。
在本发明中，选择聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)和壳聚糖(Chitosan)作为载体材料，这两种都是FDA批准的高分子材料，生物安全性好，而且PLGA微球制备工艺成熟简便，有利于批量化生产，且粒径较为均一可靠。除了生物安全性和制备方便稳定以外，PLGA制备得到的微球粒径是非常理想的，经鼻的纳米颗粒粒径最好在200纳米以内，而本发明的PLGA微球可以在制备过程中通过调节搅拌速度实现对粒径的调控，从100nm到微米级别都是可调的，灵活适应性强。
壳聚糖是带正电荷的，本发明包裹壳聚糖是为了让纳米药物载体表面带有正电荷，这样更有利于避免被鼻纤毛清扫，具有更强的组织穿透性。壳聚糖和PLGA在体内会逐渐降解且速率适中，适于做体内的药物缓释。
本发明所提供的负载有活性成分的纳米药物载体，活性成分可以根据实际情况选自山奈酚、香叶木素、木犀草素或灵芝多糖肽，例如活性成分可以选为山奈酚，即为负载有山奈酚的纳米药物载体。负载有山奈酚的纳米药物载体可经鼻给药，可以显著提高药物进入血脑屏障的效率。并且，负载有山奈酚的纳米药物载体可以显著减少脑内的氧化应激水平并且减少Tau蛋白的预制原纤维的传播。该负载有山奈酚的纳米药物载体可用于防治帕金森疾病，其具有给药便捷，可通过血脑屏障，可吸收率高，防治效果显著等优点。
当活性成分为香叶木素、木犀草素或灵芝多糖肽时，适用于神经退行性疾病，例如帕金森。
在本发明的一个优选实施方式中，所述负载有活性成分的纳米药物载体为纳米药物载体颗粒。
在本发明的一个优选实施方式中，所述纳米药物载体的粒径为100nm-500nm。优选地，所述纳米药物载体的粒径为150-300nm；更加优选地，为200nm。所述纳米药物载体的粒径在上述范围内更有利于通过鼻腔进入脑部。
在本发明的一个优选实施方式中，聚乳酸-乙醇酸共聚物与壳聚糖的重量比为(0.1-50)：(0.001-10)，优选地为(0.1-50)：(0.01-10)，更加优选地为10：0.1。
在本发明的一个优选实施方式中，所述负载有活性成分的纳米药物载体，聚乳酸-乙醇酸共聚物与壳聚糖的重量比为(0.1-50)：(0.001-10)。
在本发明的一个优选实施方式中，聚乳酸-乙醇酸共聚物与壳聚糖的重量比为(0.1-50)：(0.01-10)，更加优选地为10：0.1。例如，聚乳酸-乙醇酸共聚物的质量范围为0.1mg-50mg，壳聚糖的质量范围为10ug-10mg；具体地，可以设置聚乳酸-乙醇酸共聚物的质量为10mg，壳聚糖的质量为100ug。
在本发明的一个优选实施方式中，聚乳酸-乙醇酸共聚物与壳聚糖的重量比为(0.1-50)：(0.001-1)，优选地为10：0.06。例如，聚乳酸-乙醇酸共聚物的质量范围为0.1mg-50mg，壳聚糖的质量范围为1ug-1mg；具体地，可以设置聚乳酸-乙醇酸共聚物的质量为10mg，壳聚糖的质量为6ug。
本发明的目的之二采用如下技术方案实现：
一种药物，所述药物包含目的之一任一项所述的负载有活性成分的纳米药物载体。
在本发明的一个优选实施方式中，所述负载有活性成分的纳米药物载体在所述药物中的浓度为1nM-100mM。
在本发明的一个优选实施方式中，所述药物的剂型为悬浊液、乳浊液、软膏或凝胶。
在本发明的一个优选实施方式中，所述活性成分包括山奈酚，所述药物用于神经退行性疾病预防和/或治疗，所述所述神经性退行性疾病包括帕金森疾病。
在本发明的一个优选实施方式中，所述药物的给药方法为经鼻给药，包括但不限于以溶液的方式滴入鼻腔，以凝胶或药膏为载体的方式涂抹鼻腔，以及喷雾的方式喷入鼻腔。
本发明的目的之三可以采用如下技术方案实现：
一种负载有活性成分的纳米药物载体的制备方法，包括以下步骤：
A相制备步骤：将聚乳酸-乙醇酸共聚物和活性成溶于有机相；
B相制备步骤：将聚乙烯醇溶于水相；
混合步骤：在水相溶液(B相)快速搅拌的情况下逐滴加入有机相(A相)，并持续搅拌至少一个小时；
离心步骤：通过离心去除液相；
重悬步骤：重悬于壳聚糖溶液中；
纯化步骤：重复离心步骤后洗去溶剂，即得负载有活性成分的纳米药物载体。
进一步地，纯化得到负载有活性成分的纳米药物载体后，可将其重悬于所需液相以便于进行后续存储及给药。
进一步地，纯化得到负载有活性成分的纳米药物载体后，所述纳米药物载体的储存方式包括但不限于水溶液、生理盐水溶液等生物安全性液体，或软膏、凝胶等可涂抹膏体。
在本发明的一个优选实施方式中，一种负载有活性成分的纳米药物载体的制备方法，包括以下步骤：
A相制备步骤：将聚乳酸-乙醇酸共聚物与活性成分山奈酚混合溶于的丙酮中，搅拌至完全溶解，得到A相；
B相制备步骤：将聚乙烯醇溶解于乙酸水溶液中，得到B相；
混合步骤：将A相溶液逐滴加入到高速搅拌的B相溶液中，并持续搅拌，得到混合液；
离心步骤：将所述混合液进行离心，去除溶剂；
重悬步骤：用壳聚糖溶液进行重悬，并持续搅拌；
纯化步骤：重复离心步骤后用超纯水进行清洗，洗去溶剂，即得。
在本发明的一个优选实施方式中，所述负载有活性成分的纳米药物载体的制备方法，包括以下步骤：
A相制备步骤：将聚乳酸-乙醇酸共聚物与山奈酚混合溶于2mL的丙酮中，搅拌至完全溶解；其中聚乳酸-乙醇酸共聚物的含量范围为0.1mg-50mg，优选地为10mg；
B相制备步骤：聚乙烯醇溶解于6mL的2％的乙酸水溶液中；其中，聚乙烯醇的含量范围为10ug-1mg，优选地为48ug；
混合步骤：将A相溶液逐滴加入到高速搅拌的B相溶液中，并持续搅拌至少1小时，得到混合液；其中，转速范围在500-3000rpm之间，优选地为1200rpm；
离心步骤：将所述混合溶液加入超滤离心管中进行离心，去除溶剂；优选地，3000g混合溶液离心30分钟；
重悬步骤：用壳聚糖溶液进行重悬，并继续搅拌至少1个小时；其中，壳聚糖的质量范围为10ug-10mg，优选的为100ug；
纯化步骤：重复离心步骤用超纯水进行清洗，并重复至少三次，洗去溶剂，即得负载有活性成分的纳米药物载体。
进一步地，将所述负载有活性成分的纳米药物载体用磷酸盐缓冲液或生理盐水重悬，得到含有山奈酚纳米载体的悬浊液。
本发明的目的之三还可以采用如下技术方案实现：
一种负载有活性成分的纳米药物载体的制备方法，包括以下步骤：
A相制备步骤：将聚乳酸-乙醇酸共聚物与山奈酚混合溶于丙酮中，搅拌至完全溶解，得到A相；
B相制备步骤：将聚乙烯醇和壳聚糖溶解于乙酸水溶液中，得到B相；
混合步骤：将A相溶液逐滴加入到高速搅拌的B相溶液中，并持续搅拌，得到混合溶液；
离心步骤：将所述混合溶液进行离心，去除溶剂；
纯化步骤：用超纯水进行清洗，洗去溶剂，得到负载有活性成分的纳米药物载体。
在本发明的一个优选实施方式中，所述负载有活性成分的纳米药物载体的制备方法，包括以下步骤：
A相制备步骤：将聚乳酸-乙醇酸共聚物与山奈酚混合溶于2mL的丙酮中，搅拌至完全溶解；其中聚乳酸-乙醇酸共聚物的含量范围为0.1mg-50mg，优选的为10mg，得到A相；
B相制备步骤：聚乙烯醇和壳聚糖溶解于6mL的2％的乙酸水溶液中；其中，聚乙烯醇的含量范围为10ug-1mg，优选的为48ug，壳聚糖的质量范围为1ug-1mg，优选的为6ug，得到B相；
混合步骤：将A相容溶逐滴加入到高速搅拌的B相溶液中，并持续搅拌至少1小时，得到混合溶液；
离心步骤：将所述混合溶液加入超滤离心管中进行离心，3000g混合溶液离心30分钟，去除溶剂；
纯化步骤：用超纯水进行清洗，并重复离心步骤至少三次，洗去溶剂，得到负载有活性成分的纳米药物载体。
进一步地，得到所述负载有活性成分的纳米药物载体后，将其加入到液状石蜡和凡士林的混合物中，或加入乳剂型基质中，充分混合，制备得到负载山奈酚纳米颗粒的软膏。
本发明的目的之四采用如下技术方案实现：
一种如目的之一任一项所述的负载有活性成分的纳米药物载体在制备神经性退行性疾病治疗药物中的应用，其中，所述活性成分包括山奈酚，所述神经性退行性疾病包括帕金森疾病。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
(1)本发明所提供的负载有活性成分的纳米药物载体，由于对药物实现了封装，实现了经鼻给药靶向脑部，大大提高了山奈酚的利用率，提高了预防和治疗的效果。
(2)本发明中优选采用聚乳酸-乙醇酸共聚物/壳聚糖制备纳米颗粒，壳聚糖和聚乳酸-乙醇酸共聚物有良好的生物相容性且降解速率适中，可以在体内实现药物缓释，同事壳聚糖外壳赋予纳米颗粒表面正电荷，有利于避免被鼻腔纤维清除，增强纳米颗粒向脑部的渗透性。
(3)本发明所提供的负载有活性成分的纳米药物载体通过乳液法制备得到，将活性成分如山奈酚负载在纳米颗粒中，制备方法简单，可批量化生产，产品稳定性高，便于存储运输。
附图说明
图1是本发明实施例1-2负载山奈酚的纳米药物载体的zeta电位图；
图2是本发明实施例1样品的进脑图；
图3是本发明实施例2样品的进脑百分比图；
图4是本发明实施例2样品的药物缓释图；
图5是本发明实例2样品的对Tau-PFF传播抑制图；
图6是本发明实例2样品对帕金森小鼠模型的治疗的行为学结果。
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。在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
本发明实施例提供了一种负载山奈酚的纳米药物载体，基于聚乳酸-乙醇酸共聚物纳米颗粒，可以对药物实现有效的装载，通过在纳米颗粒表面包裹壳聚糖，赋予纳米颗粒表面正电荷，增强纳米可以在体内的渗透能力。通过经鼻给药，可以避免血脑屏障，将纳米载体有效地送到脑部，不仅有效提高了药物的递送效率，解决了口服药物利用率低的问题，并且可以通过多种方式实现鼻部给药，且纳米颗粒的药物缓释能力可以大幅降低用药频率方便快捷。同时，本发明的制备方法具有制备方法简单，可批量化生产，稳定性高，便于存储运输等优点。
本发明实施例提出了山奈酚用于帕金森疾病预防和治疗，其中，利用聚乳酸-乙醇酸共聚物/壳聚糖制备的纳米颗粒可以更好的装载山奈酚，实现脑部的靶向递送。天然分子山奈酚本身具有抗氧化和抗炎特性，而炎症和过高的氧化应激水平都可以导致并加速帕金森疾病的进展。然而，人体对山奈酚的吸收能力有限，且由于血脑屏障的存在，山奈酚难以直达脑部病灶，因此在帕金森疾病的治疗中未能取得令人满意的进展。聚乳酸-乙醇酸共聚物和壳聚糖都是FDA批准的天然高分子材料，具有良好的生物相容性和合适的生物降解速率，并且利用乳液法制备该纳米颗粒的方法简便快捷，产品稳定性高，可量化生产，且储存方便。因此，选用聚乳酸-乙醇酸共聚物与壳聚糖作为递送山奈酚的载体，具有广阔的实用前景。
血脑屏障是脑毛细血管壁与神经胶质细胞形成的血浆与脑细胞之间的屏障和由脉络丛形成的血浆和脑脊液之间的屏障，这些屏障能够阻止某些物质有害物质由血液进入脑组织。然而，也正是由于血脑屏障的存在，使得脑部疾病的药物治疗效果难以令人满意。本发明实施例通过制备了纳米药物载体，使得山奈酚可以在纳米载体的帮助下，通过鼻腔进入脑部，避免了血脑屏障的影响。极大的提高了山奈酚进入脑部的效率，并可以在脑部实现药物的缓释，在一定程度上减少了用药频率。此外，鼻腔给药途径多样，更加便于患者用药，避免因口服用药对肝脏和肾脏带来负担。
实施例1
一种包含负载有山奈酚的纳米药物载体的药物，按照以下方法制备而成：
S11：聚乳酸-乙醇酸共聚物与山奈酚混合溶于2mL的丙酮中，搅拌至完全溶解。其中聚乳酸-乙醇酸共聚物的含量为10mg。
S12：聚乙烯醇和壳聚糖溶解于6mL的2％的乙酸水溶液中。其中，聚乙烯醇的含量为48ug，壳聚糖的质量为6ug。
S13：将S11中的溶液逐滴加入到高速搅拌的S12溶液中，并持续搅拌至少1小时。
S14：将S13所得溶液加入超滤离心管中进行离心，3000g离心30分钟，去除溶剂。
S15：用超纯水进行清洗，并重复S14至少三次，洗去溶剂，得到负载有山奈酚的纳米药物载体颗粒；
S16：将S15制备得到的纳米颗粒加入到液状石蜡和凡士林的混合物，或加入乳剂型基质中，充分混合，制备得到负载山奈酚纳米颗粒的软膏。
实施例2
一种包含负载有山奈酚的纳米药物载体的药物，按照以下方法制备而成：
S21：聚乳酸-乙醇酸共聚物与山奈酚混合溶于2mL的丙酮中，搅拌至完全溶解。其中聚乳酸-乙醇酸共聚物的含量为10mg。
S22：聚乙烯醇溶解于6mL的2％的乙酸水溶液中。其中，聚乙烯醇的含量为48ug。
S23：将S21中的溶液逐滴加入到高速搅拌的S22溶液中，并持续搅拌至少1小时。其中，转速范围在500-3000rpm之间，转速越大，制备得到的纳米颗粒的载体粒径越小，本实施例的转速为1200rpm。
S24：将S23所得溶液加入超滤离心管中进行离心，3000g离心30分钟，去除溶剂。
S25：用壳聚糖溶液进行重悬，并继续搅拌至少1个小时。其中，壳聚糖的质量为100ug。
S26：重复S24后用超纯水进行清洗，并重复S24至少三次，洗去溶剂。
S27：将S26步骤得到的纳米颗粒用磷酸盐缓冲液或生理盐水重悬，得到含有负载有山奈酚的纳米药物载体的悬浊液。
效果验证
一、粒径和Zeta电位测试
分别取实施例1和实施例2获得的样品进行透射电镜测试。测试结果如下表1所示。
表1结果记录表
表1显示了实施例1制备得到的负载有山奈酚的纳米药物载体颗粒粒径达到了426.1nm。
表1示出了实施例2制备的负载有山奈酚的纳米药物载体颗粒粒径，没有进行S25步骤得到的聚乳酸-乙醇酸共聚物纳米颗粒的粒径约为255.8nm，而通过S25步骤后，在上述纳米颗粒表面包覆壳聚糖后的纳米颗粒的粒径约为278nm。
图1为实施例1和实施例2的负载有山奈酚的纳米药物载体颗粒的Zeta电位图。图1中，左边两个图对应实施例2，左一是是PLGA微球的电位图，左二是表面负载壳聚糖微球的电位图，最右边的图是实施例1样品的zeta电位图。图1表明，实施例1和实施例2壳聚糖包裹纳米颗粒为正电位，说明纳米颗粒表面带有正电荷，更有利于与带负电的人体组织相结合，增加组织穿透性。
二、进脑能力和缓释能力测试
本发明对实施例1得到的负载有山奈酚的纳米药物载体颗粒的悬浊液的进脑能力进行了检测。该悬浊液可以选择滴入或喷入小鼠的鼻腔。通过对脑片进行切片观察。从图2可得，小鼠脑片中白色点状为负载山奈酚的纳米颗粒，表明该纳米载体成功通过鼻腔进入脑部。
通过质谱对小鼠脑内山奈酚的含量进行测定。分别进行3组实验，包括：第一组，直接将山奈酚滴加到小鼠鼻内；第二组，负载山奈酚的聚乳酸-乙醇酸共聚物纳米载体悬浊液；第三组，实施例2负载山奈酚的聚乳酸-乙醇酸共聚物/壳聚糖纳米载体的悬浊液。分别测定滴加到小鼠鼻内后24小时后的山奈酚的含量。从图3中可以看出，直接将山奈酚滴加到小鼠鼻内的对照组中几乎检测不到山奈酚的成分。而第二组仅由聚乳酸-乙醇酸共聚物作为纳米载体负载，山奈酚的含量明显增加，但仍显著低于第三组(聚乳酸-乙醇酸共聚物/壳聚糖为纳米载体悬浮液)。这说明了，本发明实施例的纳米药物载体增加了壳聚糖之后，该纳米载体表面带有正电荷，具有更强的组织渗透性，更好的避免被鼻纤毛清除，增加了纳米载体进入脑部的效率。
图4示出了本发明实施例2的纳米药物载体(第3组为测试对象)具有很好的缓释能力，即使在7天后仍可以检测到山奈酚的有效含量。
三、小鼠测试
研究表明，tau的预制原纤维的形成与传播是导致帕金森疾病的根源。因此，在体外试验中，我们将tau的预制原纤维转染到HEK-A53T细胞中，同时加入实施例2负载有山奈酚的纳米药物载体。图5中，左图为只用山奈酚处理的结果图，可见细胞表达大量Tau-PFF；右图为经负载山奈酚纳米载体处理的结果图，可见细胞表达Tau-PFF大大降低。也就是说，实施例2负载有山奈酚的纳米药物载体处理后的HEK-A53T细胞中表达的tau的预制原纤维的含量显著低于对照组未经含有山奈酚的纳米载体处理的含量。表明本发明实施例负载有山奈酚的纳米药物载体具有优良的阻断tau预制原纤维的形成与传播的能力，从而有利于帕金森疾病的预防和治疗。
同样的，我们将实施例2负载有山奈酚的纳米药物载体滴入A53T老鼠的鼻腔中，一周给药一次。观察四个月后小鼠的筑巢能力。小鼠的筑巢能力的检测是衡量帕金森疾病进展的重要依据之一。图6中，左图为只用山奈酚处理的小鼠行为结果图；右图为经负载山奈酚纳米载体处理的小鼠行为结果图。图6示出的结果表明，经过实施例2负载有山奈酚的纳米药物载体处理后的小鼠的筑巢能力并未受到影响，用尽了左右的筑巢材料且厚度适宜。而对照组经仅山奈酚处理的小鼠甚至没有用完所有的筑巢材料，表明他们的行动能力已经大幅下降。实验结果表明，即使在体内实验中，该负载山奈酚的纳米载体通过经鼻给药显著提高了对帕金森疾病的预防和治疗效果。
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 (5)

1.负载有活性成分的纳米药物载体，其特征在于，包括壳聚糖膜层和负载活性成分的聚乳酸-乙醇酸共聚物纳米颗粒，所述壳聚糖膜层包裹在负载活性成分的聚乳酸-乙醇酸共聚物纳米颗粒上，所述活性成分包括山奈酚；所述纳米药物载体带正电荷；
所述负载有活性成分的纳米药物载体的制备方法包括以下步骤：
A 相制备步骤：将聚乳酸-乙醇酸共聚物与活性成分山奈酚混合溶于丙酮中，搅拌至完全溶解；其中聚乳酸-乙醇酸共聚物的含量为 10 mg；丙酮溶液为2ml；
B 相制备步骤：聚乙烯醇溶解于6 mL的2%的乙酸水溶液中；其中，聚乙烯醇的含量为48ug；
混合步骤：将A相溶液逐滴加入到高速搅拌的B相溶液中，并持续搅拌至少1小时，得到混合液；其中，转速为1200rpm；
离心步骤：将所述混合溶液加入超滤离心管中进行离心，去除溶剂；3000g混合溶液离心30分钟；
重悬步骤：用壳聚糖溶液进行重悬，并继续搅拌至少1个小时；其中，壳聚糖的质量为100 ug；
纯化步骤：重复离心步骤用超纯水进行清洗，并重复至少三次，洗去溶剂，即得。
2.一种药物，其特征在于，所述药物包含权利要求1所述的负载有活性成分的纳米药物载体。
3. 如权利要求2所述的药物，其特征在于，所述负载有活性成分的纳米药物载体在所述药物中的浓度为 1nM-100mM。
4.如权利要求2所述的药物，其特征在于，所述药物的剂型为悬浊液、软膏或凝胶。
5.一种如权利要求1所述的负载有活性成分的纳米药物载体在制备神经性退行性疾病治疗药物中的应用，其中，所述活性成分包括山奈酚，所述神经性退行性疾病包括帕金森疾病。
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