β—环糊精—生物素—羧甲基壳聚糖离子交联纳米粒作为蛋白质类药物口服给药载体的研究

发布时间：2020-09-15 12:09

　　蛋白质类药物作为一类生物技术新药,其作用性强,针对性高,副作用小,在治疗肿瘤,糖尿病,内分泌系统紊乱等疾病中有非常重要的价值。但蛋白质类药物由于分子量大,稳定性差,在口服给药过程中容易被体内的蛋白酶水解,胃内酸催化降解,胃肠道吸收屏障阻碍,肝的首过效应等导致生物利用度降低。因此,研制蛋白质类药物口服给药新剂型尤为重要。羧甲基壳聚糖(CMCS)为壳聚糖的衍生物,具有良好的生物相容性、生物可降解性和肠道粘附性,被广泛用作控制药物输送系统的基质材料。本研究通过酯化反应,将β-环糊精(β-CD)和生物素(Bi)接枝到羧甲基壳聚糖上,再以三聚磷酸钠作为交联剂,制备β-环糊精-生物素-羧甲基壳聚糖离子交联纳米粒(β-CD-Bi-CMCS NPs),以期获得一种新型的给药载体用于提高蛋白质类药物的口服生物利用度。利用傅里叶红外光谱、核磁共振氢谱、激光动态光散射、透射电子显微镜等现代分析技术,对制备的β-CD-Bi-CMCS聚合物以及纳米粒的理化性质进行检测和表征。牛血清白蛋白(BSA)模拟蛋白质类药物被包载到纳米载体中,表现出理想的包封率和载药量。随后,以pH值为1.2、6.8、7.4的磷酸盐缓冲液模拟胃液(SGF)、小肠液(SIF)、结肠液(SCF),研究了纳米载体中所包载的BSA的释放行为。研究发现,载药纳米载体具有典型的pH依赖的控制缓释的作用,BSA在SGF中释放量较少,在SIF和SCF中释放量较高,可以保护药物在胃中不被消化酶降解。此后,将β-CD-Bi-CMCS纳米粒作为胰岛素的载体,研究了胰岛素在β-CD-Bi-CMCS NPs中的包载及释放行为。以Caco-2细胞为研究对象通过MTT实验检测Insulin、β-CD-Bi-CMCS NPs和Insulin/β-CD-Bi-CMCS NPs对Caco-2细胞的毒性,利用激光共聚焦显微镜观察Caco-2细胞对Insulin/β-CD-CMCS NPs、Insulin/β-CD-Bi-CMCS NPs的摄取。结果表明,制备的β-CD-Bi-CMCS NPs对Caco-2细胞的生长基本没有影响,由于生物素对Caco-2细胞的靶向作用提高了细胞摄取药物量。因此β-CD-Bi-CMCS NPs具有作为蛋白质类药物口服给药载体的潜力。
【学位单位】：安徽师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TQ460.4
【部分图文】：

黏蛋白,巯基,作用机制,聚合物

壳聚糖纳米颗粒表面光滑、粒径均一，儿茶素在 24 h 内的累积释放率为 32%，黏膜黏附率为 40%，可作为儿茶素的纳米药物载体，提高口服生物利用度。近年来巯基化聚合物受到了药剂学家的关注，一般由非特异性的黏附材料与N-乙酰半胱氨酸、半胱氨酸及巯基乙胺等疏基化合物聚合而成。该聚合物的疏基可与黏蛋白中半胱氨酸的二硫键和疏基分别发生反应，形成化学键，从而实现特异性的生物黏附[75]，如图 1 所示。这种共价键的结合使材料的黏附性能明显提高，Zhang 等[76]用半胱氨酸修饰聚合物 Eudragit L100，制备了疏基聚合物 EudragL100-cys NPs，与未改性的 Eudragit L100 NPs 进行了体外黏附性能比较，结果发现 Eudragit L100-cysNPs 在大鼠空肠和回肠的黏附能力分别增加 3 倍和 2.8 倍。

胃肠道,细胞膜,吸收转运,肠道

在肠道的表面还分布着与免疫有关的组织区域，称之为 Peyer 结，Peyer结中有一种特殊的 M 细胞，为大分子物质的吸收转运提供了一个局部的功能性入口[86]。蛋白质类药物本身相对分子质量较大，吸收转运会受到肠道细胞膜的阻碍，导致吸收效率降低。一般情况下，药物微粒跨肠细胞膜转运机制有 4 种途径，分别是细胞旁路途径、跨细胞转运途径、受体介导的转运途径、载体介导的转运途径[87]。

羧甲基壳聚糖,化学结构式

是一种无毒、无味、易生物降解，具有良好的生物相容性糖，但是只溶于稀酸溶液，在水溶液中溶解度很低，因而聚糖经羧甲基化修饰后得到的羧甲基壳聚糖兼具了壳聚了水溶性，被广泛应用于医药、食品、水处理等领域。分子链中丰富的氨基和羟基为羧甲基化修饰提供了位点，生成 O-羧甲基壳聚糖（O-CMCS）、N-羧甲基壳聚糖（壳聚糖（N,O-CMCS）三种类型，取代反应发生在 C6的发生在 C2的伯胺上，生成 N-CMCS，也可同时发生在生成 N,O-CMCS[121]。本研究选用北京华威锐科化工有限它保留了壳聚糖所具有的生物相容性和肠道黏附性等优点应的羟基和羧基，可接枝其它生物大分子，作为一种理想质类药物的输送传递系统[122]。

【参考文献】