重组人源Ⅲ型胶原蛋白脂质体凝胶剂的制备及其促创伤愈合的研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:puppy_tang
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皮肤作为人体最外部的器官,极易受到创伤。若对创口不处理,待伤口自行恢复,则容易造成感染或瘢痕增生等不良后果。创伤愈合过程主要依靠创面的成纤维细胞合成、分泌胶原蛋白和基质,与新生毛细血管共同组成肉芽组织,从而对伤口进行填充。创面愈合的标志之一是胶原蛋白的沉积,因此,增加创面胶原蛋白的产生和沉积是促进创伤愈合的一种手段。
  重组人源Ⅲ型胶原蛋白(recombinanthumancollagenⅢ,Rhc-Ⅲ)是利用基因工程技术以人胶原Ⅲ型原始基因序列经过优化重组表达得到的,与人体天然胶原氨基酸序列高度一致。将Rhc-Ⅲ用于创伤愈合,一方面Rhc-Ⅲ具有丰富的亲水基团,可以增加成纤维细胞的粘附和增殖,另一方面可以直接补充创面的Ⅲ型胶原蛋白,降低瘢痕的发生几率。但是水溶性的Rhc-Ⅲ难以穿透角质层细胞间的脂质结构,且作用时间短,因此,需要依靠载体的帮助穿透角质层,延长其作用时间,从而达到与其治疗的效果。
  脂质体(Liposomes,Lips)是将药物包封于类脂质的双分子层内而形成的微型泡囊体,Lips中的磷脂结构与人体的皮肤脂质有着高度的相似性,具有生物相容性高,生物降解性好,能够促进药物的透皮吸收等优点。Lips通过作用于角质层细胞间的脂质结构来促进药物透过角质层,并且能够在真皮中形成药物储库而缓慢的释放药物。将Lips混合于凝胶剂中,能够长时间滞留于创面,达到促进药物透皮和增加皮肤粘附性的双重目的。
  基于此,本课题的设计思路是:第一步,筛选凝胶基质,采用所选择的凝胶基质制备凝胶剂(Rhc-Ⅲgels);第二步,首先以蛋黄卵磷脂和胆固醇为脂质膜材,采用薄膜分散法制备Rhc-Ⅲ脂质体(Rhc-Ⅲ-Lips),然后,采用所选择的凝胶基质制备Rhc-Ⅲ脂质体凝胶剂(Rhc-Ⅲ-Lipsgels);第三步,对所制备的Rhc-Ⅲgels和Rhc-Ⅲ-Lipsgels进行质量评价,同时对其体外释药性及经皮渗透性进行研究;第四步,通过对动物皮肤安全性和大鼠皮肤的药效学实验来验证Rhc-Ⅲ-Lipsgels对创伤愈合治疗的优势,为临床提供更好的思路和理论依据。主要研究内容及结果如下:
  1.Rhc-Ⅲgels的制备及质量评价
  采用BCA法测定Rhc-Ⅲgels中总胶原蛋白的含量,方法学考察结果显示该方法符合测定要求。以外观性状、均匀度、黏度、pH和涂展性等为评价指标,通过单因素试验优化Rhc-Ⅲgels的最佳处方和制备工艺;通过三批重现性实验考察处方和工艺的可行性及稳定性;同时对其质量进行评价。结果表明,Rhc-Ⅲgels最优处方及工艺重现性良好,所制备的Rhc-Ⅲgels外观呈无色透明的半固体,易涂展,总胶原蛋白的含量为(1.51±0.06)mg/g,标示百分含量为(99.20±3.97)%,动力学黏度为(135.28±7.25)Pa·s,pH为(5.98±0.02)。初步稳定性试验结果表明Rhc-Ⅲgels不耐高温,在高湿、强光照射和高速离心条件下均能保持稳定,建议储存在阴凉处。
  2.Rhc-Ⅲ-Lipsgels的制备及质量评价
  首先,选择使用透析法测定Rhc-Ⅲ-Lips的包封率和载药量及体外释药性,并对其方法进行了考察;然后,采用薄膜分散法制备Rhc-Ⅲ-Lips,以粒径、包封率和载药量为评价指标,通过单因素试验筛选最优处方及工艺,并对Rhc-Ⅲ-Lips的理化性质进行表征;最后,采用直接混合法制备Rhc-Ⅲ-Lipsgels,并进行质量评价和初步稳定性考察。
  结果表明,透析法能够将脂质体和游离胶原蛋白分开,方法学考察结果满足包封率、载药量及体外释放度测定的要求。最佳处方和工艺制备的Rhc-Ⅲ-Lips外观为乳白色的混悬液,微观状态显示呈类球形,粒子大小均匀,平均粒径为(261.2±12.4)nm,zeta电位为(-8.28±0.25)mv,包封率为(84.18±2.46)%,载药量为(6.31±0.15)%,pH值为(6.27±0.05),体外释放结果显示,Rhc-Ⅲsol在24h累积释放百分率达到(77.68±1.03)%,而Rhc-Ⅲ-Lips24h释放(65.86±6.38)%,并且在24h之后,仍在缓慢释药,48h累积释放百分率达(75.13±1.53)%。Rhc-Ⅲsol和Rhc-Ⅲ-Lips的体外释放过程均符合Weibull方程。
  直接混合法制备的Rhc-Ⅲ-Lipsgels外观呈乳白色半固体,动力学黏度为(124.70±2.61)Pa·s,pH为(6.27±0.02);初步稳定性试验结果显示,Rhc-Ⅲ-Lipsgels在高湿、强光照射和高速离心条件下均能保持稳定,鉴于Rhc-Ⅲ不耐高温,因此建议储存在阴凉处。
  3.Rhc-Ⅲ-Lipsgels的体外释药性和经皮渗透性实验研究
  采用扩散池法,以pH7.4的PBS作为释放介质,对Rhc-Ⅲgels和Rhc-Ⅲ-Lipsgels进行体外释放特性试验,在预定时间点取样并检测总胶原蛋白的含量,计算累积释放百分率(Q)并绘制Q-t曲线。然后通过数学模型,对两种制剂体外释放情况进行拟合。结果显示Rhc-Ⅲgels和Rhc-Ⅲ-Lipsgels24h的累积释放百分率分别达(73.47±1.74)%、(60.80±1.69)%,Rhc-Ⅲ-Lipsgels48h的累积释放百分率达(71.40±1.61)%,说明Rhc-Ⅲ-Lips具有一定的缓释作用,Rhc-Ⅲgels和Rhc-Ⅲ-Lipsgels的体外释放过程均符合Weibull方程。
  采用扩散池法,以pH7.4的PBS作为接收液,对Rhc-Ⅲgels和Rhc-Ⅲ-Lipsgels进行体外经皮渗透实验,在预设时间取样并检测总胶原蛋白的含量,计算单位面积累积透皮量,并绘制透皮曲线进而探究其体外经皮渗透特征。结果显示,在完整皮肤中,Rhc-Ⅲgels和Rhc-Ⅲ-Lipsgels24h单位面积累积透皮量分别为(103.70±15.40)μg/cm2和(134.70±8.21)μg/cm2,Rhc-Ⅲ-Lipsgels是Rhc-Ⅲgels的1.30倍;在破损皮肤中,Rhc-Ⅲgels和Rhc-Ⅲ-Lipsgels24h单位面积累积透皮量分别为(135.32±12.84)μg/cm2和(156.21±13.14)μg/cm2,Rhc-Ⅲ-Lipsgels是Rhc-Ⅲgels的1.15倍,说明将Rhc-Ⅲ制成脂质体之后,可以增加其透皮量。
  4.Rhc-Ⅲ-Lipsgels对动物皮肤安全性及药效学研究
  通过对家兔的皮肤刺激性实验和豚鼠皮肤的过敏性试验考察Rhc-Ⅲ-Lipsgels的皮肤安全性,结果显示,Rhc-Ⅲ-Lipsgels无皮肤刺激性和过敏性,说明该制剂安全,可用于有破损的皮肤修复。
  首先,在大鼠背部脊柱两侧对称处制作2个直径为1.0cm的圆形全层皮肤缺损创面制备急性创伤模型;然后,将大鼠分组并给药,A组为正常对照组(不造模),将造模大鼠分为B、C、D、E四个组,B组为空白凝胶基质组(Blank gels)、C组为空白脂质体凝胶基质组(Blank Lips gels)、D组为Rhc-Ⅲgels组、E组为Rhc-Ⅲ-Lipsgels组,分别于大鼠背部的左侧伤口涂抹给药,右侧伤口不做任何处理作为模型对照组;最后对创面进行外观观察,拍照记录并计算创面愈合率,记录大鼠体重,于3天、7天和12天处死大鼠,取伤口皮肤组织进行HE染色、MASSON染色和天狼星红染色,在普通光学显微镜和偏光显微镜下观察其病理学特征。
  实验结果显示,造模后,各组创面形状均匀、大小和深度一致,说明此造模方法可靠;与造模前相比,实验结束时的各组大鼠体重均有所提高,在一定程度上可说明该制剂无急性毒性;在3、7和12天,E组的创面愈合率均大于其他各实验组;HE染色结果显示,E组的肉芽组织出现的早,成熟的快,12天就可表皮化完全;MASSON染色结果显示,E组中胶原纤维沉积量多,创面愈合良好;天狼星红染色结果显示,在创面愈合的过程中,E组的Ⅰ型/Ⅲ型胶原纤维比例低于其他各组,创口皮肤组织中的Ⅲ型胶原含量多,在创面完全愈合时,Ⅰ型/Ⅲ型胶原纤维的比例更接近正常皮肤,说明将Rhc-Ⅲ-Lipsgels应用于创面中,具有降低病理性瘢痕发生几率的作用。
  综上,本课题成功制备了Rhc-Ⅲ-Lipsgels,与Rhc-Ⅲgels比较,体外释放具有明显的缓释作用,体外经皮渗透量明显增加;无皮肤刺激性和过敏性,安全性良好;Rhc-Ⅲ-Lipsgels应用于创面中,愈合率增加,胶原纤维沉积量增加,Ⅲ型胶原含量多,在创面完全愈合时,Ⅰ型/Ⅲ型胶原纤维的比例更接近正常皮肤,说明将Rhc-Ⅲ-Lipsgels应用于创面中,具有降低病理性瘢痕发生几率的作用。
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