pH敏感性壳聚糖/海藻酸钠聚电解质复合物在胰岛素口服递送中的应用

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糖尿病是一种由于胰腺缺陷不能分泌足够的胰岛素或机体不能有效地利用胰岛素,所导致的内分泌疾病。目前临床上最有效治疗方法为皮下注射胰岛素,但由于难以在体内保持葡萄糖稳态和病人顺应性差,因此一直以来都尝试研究开发安全有效无创的口服给药途径。本课题旨在制备一种有良好的生物相容性,无毒性、缓释性和pH敏感性的聚电解质复合物(PEC),作为胰岛素口服载体。该pH敏感性PEC由带正电荷的壳聚糖修饰的纳米粒和带负电荷的海藻酸钠修饰的纳米粒,通过静电作用相互交联而成。纳米粒表面的电荷强度随pH变化而变化,从而引起聚电解质复合物的结构改变,因此在口服吸收路径下具有缓释控释作用。利用开环聚合法合成两亲性二嵌段共聚物,聚乙二醇-聚乳酸-羟基乙酸共聚物(mPEG5G5000-b-PLGA)作为纳米粒基质材料,通过双乳剂溶剂挥发法制备载胰岛素纳米粒,并通过加入表面改性剂(聚阳离子壳聚糖或聚阴离子海藻酸钠),分别制备成带有相反电荷的载胰岛素纳米粒,并通过分子间的氢键,氨基和竣基间的相互静电作用,交联形成PEC。Box-Behnken响应面法优化制备纳米粒的处方工艺,测定优化后纳米粒的粒径大小和Zeta电位值,透射电镜(TEM)观测纳米粒形态结构;BCA法测定包封率和载药量;CCK-8法考察合成的共聚物材料和空白聚合物纳米粒对Caco-2细胞的毒性。考察PEC的pH敏感性,TEM下观测其在不同pH下的形态结构变化,BCA法考察PEC的体外释药性能,圆二色谱考察PEC所释放的胰岛素活性。建立糖尿病大鼠模型,考察口服载胰岛素PEC的体内降血糖效果。成功合成了 10%质量分数的mPEGsooo-b-PLGA共聚物,并通过FT-IR,1H-NMR和DSC表征,确定合成产物为目标聚合物。Box-Behnken响应面法优化制备纳米粒的处方工艺可行,有效。优化后制备所得纳米粒,粒径大小均在理想范围内(200~300nm),形态圆整,分散均一。海藻酸钠覆膜纳米粒(ALNPs)的平均粒径为260.1±17.1 nm,Zeta电位值为-55.7±6.6 mV,包封率为81.5±7.4%,载药量为10.7±1.3%;壳聚糖覆膜纳米粒(CSNPs)平均粒径为224.4±13.8 nm,Zeta电位值为13.7±1.6 mV,包封率为55.2±7.0%,载药量为4.9±0.7%。浓度范围0~1000 μg.mL-1范围内,聚合物材料和两种空白纳米粒对Caco-2细胞无毒性。TEM结果表明该PEC具有pH敏感性,酸性条件下呈交联紧密结构,对药物有保护作用,中性环境下呈疏松结构,利于药物释放;体外释放结果表明载胰岛素PEC具有良好的缓释控释作用,圆二色谱图结果表明PEC所释放的胰岛素仍保持生物活性和稳定性。体内实验表明,口服载胰岛素PEC具有良好的缓释和降血糖效果。壳聚糖/海藻酸钠聚电解质复合物具有pH敏感性,具有良好的包封率和载药量,体内外实验均表明有较好的缓控释作用,有望成为理想的胰岛素或蛋白类药物的口服载体。
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