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溃疡性结肠炎(UC)是一种慢性、间歇性、反复发作的疾病,难以治愈。目前该病已成为消化系统常见疾病,是慢性腹泻的主因,患者通常需要终身的药物治疗,给个人生活带来不便。已上市的口服结肠靶向制剂及灌肠剂,因个体间差异大,导致靶向不准确,影响药物发挥药效;灌肠剂患者顺应性差。纳米/微粒递药系统可以通过炎症肠粘膜增大的细胞间隙以及炎症部位活跃的免疫吞噬作用,实现药物特异性聚集滞留在炎症结肠粘膜部位持续缓慢释放,在提高药物疗效和减少药物系统性吸收、降低副作用方面独具优势。本课题以此为研究目标,选择具有明确UC治疗作用的异亚丙基莽草酸(ISA)为模型药物,探索构建具有炎症肠粘膜特异性靶向功能的纳米递药系统。研究内容主要分为三个部分:首先,制备包载香豆素-6的不同粒径以及不同表面修饰的纳米粒,利用香豆素-6作为荧光探针在制剂靶向性评价中的优势,筛选具备UC炎症肠粘膜特异性靶向功能的纳米/微粒的粒径范围和表面修饰;其次,根据筛选结果制备包载ISA的纳米/微粒,并进行体外释放评价;最后,对ISA纳米粒进行药代动力学及体内释药行为进行研究,评价其药代动力学以及体内释药方面的改变,进而评估其靶向性。主要研究方法和结果总结如下:1.包载香豆素-6的PLGA纳米粒的制备通过对制备方法、表面活性剂种类和用量、油水相比例、聚合物浓度、探头超声时间等影响纳米粒粒径和包封率的因素考察,明确了在一定条件下各因素对包封率、粒径以及表面电荷的影响规律。在此基础上使用1%PVA为表面活性剂、采用不同制备方法(纳米沉淀法和乳化挥发法),通过控制PLGA浓度以及超声时间,获得不同平均粒径范围的香豆素-6-PLGA纳米粒,再通过离心法进行“整粒”,最终获得的纳米/微粒平均粒径分别为 114(NP100)、302(NP300)、557(NP550)、823(NP800)和 1093(NP1000)nm,PDI值依次为0.091、0.007、0.027、0.108和0.388。纳米粒平均粒径分布范围窄,满足靶向性筛选对粒径的需要。选择557 nm的纳米粒,反复水洗,去除表面活性剂,分别置于 1%HS15、1%F68、1%TPGS、1%PVA、1%Tween80、1%Tween20、1%SDS、5%甘露糖水溶液中共孵育24小时,离心,以去离子水再分散,获得相同粒径、不同表面修饰的香豆素-6-PLGA纳米粒。2.UC炎症肠粘膜特异性靶向功能的纳米/微粒粒径范围和表面修饰基于免疫细胞靶向途径,选用小鼠巨噬细胞RAW264.7作为体外筛选评价模型,考察了巨噬细胞对不同粒径,以及不同表面修饰香豆素-6纳米/微粒的吞噬作用;采用TNBS诱导的溃疡性结肠炎大鼠模型为研究对象,以灌肠给药的方式,对不同粒径和表面修饰纳米/微粒的炎症粘膜靶向性能进行了评价。细胞筛选结果显示,巨噬细胞RAW264.7对纳米粒的吞噬呈粒径依赖关系,随着纳米粒粒径的增加,巨噬细胞RAW264.7吞噬的纳米粒总量增多。对于不同表面修饰的纳米粒,巨噬细胞RAW 264.7对以甘露醇修饰的纳米粒的识别和吞噬作用最强。体内评价结果显示,纳米粒NP550在炎症部位的聚集量最多,其次为NP100和NP300。从靶向指数来看,由高到低依次为NP550、NP800、NP1000、NP300和NP100,分别为7.2、3.2、2.7、1.9和1.7。对于不同表面修饰的纳米粒评价结果显示,纳米粒经过甘露糖修饰后,在UC结肠的聚集量更多,靶向指数为10.5,其余依次为Tween 20(9.6)和 SDS(9.2)、HS 15(8.5)和 TPGS(8.3)以及 PVA(7.5)、Tween80(7.4)和F68(7.2)。3.包载ISA纳米粒的制备、表征及体外释放评价通过制备方法的比较,最终采用改进的复乳化-溶剂挥发法制备ISA纳米粒,即在传统方法的基础上,以海藻酸钠为内水相稳定剂,在溶剂挥发过程中,于系统中滴加CaC12水溶液,通过Ca2+对海藻酸钠的交联作用,阻止内水相在溶剂挥发过程中向外水相扩散。以ISA包封率和粒径为指标,采用单因素试验,优化了 ISA纳米粒的处方和最佳工艺条件,并对制得的纳米粒进行了表征和体外释放评价。优化条件下制得的ISA纳米粒在扫描电镜下观察呈类球形,平均粒径为574.9 nm,包封率约为46.4%,载药量约为4.5%。采用透析法对比研究了 ISA及ISA纳米粒在37℃,pH7.0的磷酸盐缓冲液中的释放度。结果显示,ISA溶液在4 h时90%的药物已经扩散出来,ISA纳米粒缓释作用明显,24小时释药仅达35.5%,7天释药72.3%。4.ISA纳米粒的UC模型大鼠药代动力学及体内释药评价建立了 ISA在大鼠血浆、胃、小肠、盲肠、结肠(包括直肠)以及相应内容物中的HPLC检测方法。方法学研究表明,所建立的方法均符合《中国药典》2015年版四部通则-9012生物样品定量分析方法验证指导原则的要求,满足药代动力学和体内释药研究的需要。药代动力学研究结果表明,ISA溶液组口服给药后,血药浓度短时间内达到峰值,Tmax为0.75h,随后血药浓度迅速下降。ISA纳米粒给药组Tmax显著时间延长至6h;尽管Cmax由溶液组的16.65 μg·mL-1下降到7.74μg·mL-1,但由于纳米粒具有的缓释和体内滞留时间长的特性,使得MRT延长由3.22 h延长至9.42 h,ACU由37.64 μg·h·mL-1增加至53.44 μg·h·mL-1,生物利用度有所提高。胃肠道内容物中游离ISA的测定结果显示,ISA溶液口服给药后盲肠和结肠内容物中ISA的药量较低,表明药物大部分在胃及小肠部位被吸收或被破坏;而ISA纳米粒口服后,由于纳米粒释药缓慢,使得游离的ISA在胃及小肠内的量很低,而盲肠和结肠内容物中的游离ISA最高量为口服溶液组的2.14及1.75倍,可见ISA纳米粒与溶液组相比有更多的药物到达盲肠和结肠部位。胃肠道组织中游离ISA的测定结果显示,ISA纳米粒口服给药后,游离ISA量在胃和小肠中的分布量较ISA溶液明显降低,而盲肠和结肠组织中的分布量显著增加,最高分布量分别为溶液组的4.07和3.58倍。且24小时后较溶液组仍保持较高浓度,体现了纳米粒体内滞留和缓释的特性,也进一步显示了 ISA纳米粒良好的结肠靶向释药特征。结合ISA溶液组的口服药代动力学和各部分消化道组织及内容物中ISA的分布随时间的变化情况可以看出,随着药物吸收入血,ISA很快分布到消化道的各部分,但消化道组织内分布的峰值与消化道内容物的ISA量呈现正相关。ISA纳米粒在进入盲肠、结肠后,游离ISA的量较上消化道显著增加,表现出良好的结肠靶向性,分析可能的原因为:(1)纳米粒滞留在结肠部位缓慢释放;(2)由于纳米粒的聚合物材料之一为海藻酸钠其可以被结肠内菌群代谢,使得纳米粒在肠道菌群的作用下加快了药物的释放溶出。综合上述研究,通过纳米粒粒径和表面修饰的筛选得到以甘露糖修饰的、平均粒径在550 nm左右的纳米粒具有良好的UC炎症肠粘膜的特异性靶向效果。在此基础上制备的符合粒径范围的甘露糖修饰的ISA纳米粒的体内药代动力学和释药行为研究结果显示出该纳米粒良好的结肠靶向性。