重组vMIP-Ⅱ鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价（可编辑）

重组vMIP-Ⅱ鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价（可编辑） 暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药 两种新剂型的制备及体内外评价 目 录 目 录 I 摘要..III Abstract IV 前 言..1 1 的研究进展 鼻腔给药1 2 在鼻腔中的应用 淀粉微球.9 3 剂在鼻腔给药中的应用 吸收促进..13 4 vMIP- II 研究进展.16 5 、意义及路线 研究目的17 第一章 vMIP- ?鼻腔喷雾给药的制剂学研究..19 1 实验材料19 2 Bradford 定方法建立 测.19 3 实验方法21 4 实验结果24 5 讨论..27 6 结论..28 第二章 vMIP- ?淀粉微球的制备工艺及评价..29 1 实验材料29 2 实验方法30 3 实验结果32 4 讨论..35 5 结论..37 第三章 vMIP- ?鼻腔给药的体内药代动力学研究.38 1 实验材料38 2 直接竞争 ELISA 法建立.38 3 实验方法41 4 实验结果41 5 讨论..43 6 结论..44 第四章 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型鼻粘膜纤毛毒性研究45 1 实验材料45 2 实验方法46 3 实验结果46 4 讨论..50 5 结论..52I暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的 制备及体内外评价 第五章 结论 全文.53 参考文献54 缩略语63 致谢..64II暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的 制备及体内外评价摘要 目的 ?病毒巨噬细胞炎症蛋白 vMIP- ? HIV 进入抑制剂, 静脉注射虽 能有效阻止 HIV 在人体内复制,但给病人带来了疼痛的折磨和难以估量的心理 减少血源性传 为方便用药, 也给医护人员带来极大血源性传播的危险性; 恐惧, 本文致力于鼻用 提高生物利用度, 播, vMIP- 的研究。 (微球) ?喷雾剂和粉雾剂 方法 首先进行 vMIP- ?鼻腔喷雾剂的制剂学研究,建立了可靠的 Bradford 对淀 其次, 并进行初步稳定性评价。 确定制剂配方及制备工艺, 含量测定方法, 正交优化制备 采用乳化交联法制备空白微球, 粉微球的制备工艺进行考察, 用吸附载药法制备 工艺, vMIP- 体外释药等进行 包封率、 载药量、 膨胀率、 并对休止角、 观察粒径大小和分布, 再以 研究。 SD 直接竞争 大鼠为实验动物, ELISA 通过鼻腔喷雾 法测血药浓度, 最后以在体 计算绝对生物利用度。 进行药物代谢动力学研究, 给药和粉雾给药, 蟾蜍上颚粘膜纤毛为模型, 在倒置显微镜下观察纤毛持续摆动时间和 粘膜纤 毛形态,以评价 vMIP- ?和各种辅料的纤毛毒性。 结果 平均粒径为 大小均匀, 微球形态圆整, 48.2?m 休止角为 , 22.0 膨 ?, 胀率 70.24%,载药量 4.05%,包封率 80.1%;鼻喷剂 vMIP- 62.24~ 64.29 ( 与标准对照组 %, 69.39 ( 无统计学差别 比, %) P0.05) ; vMIP- ?鼻腔喷雾剂 T 为 6.5min, C 为 254.2ng/ml , AUC 为 11318.5 ng.min/ml ; 5-180 鼻粉剂 (微球) T 为 38.3min , C 为 159.6ng/ml , AUC 为 17070.4 ng.min/ml ; 5-180 与静脉注射相比,绝对生物利用度分别为 5.54 %、 8.36%;毒性评价结果为 10 % DM- β-CD 溶液组纤毛持续摆动时间为 578min ( 与阴性对照组 , 742min 比, 有纤毛毒性( P = 0.002);鼻喷剂和鼻粉剂无纤毛毒性( P 0.106 和 0.475)。 结论 喷雾剂的处方合理、工艺简便、稳定性 好;淀粉微球制备工艺简便, 喷雾剂和 适用于鼻腔给药; 两种剂型均无纤毛毒性, 具有缓释作用; 流动性好, 粉雾剂均能促进 vMIP- 喷雾剂和 粉雾剂促吸收性能稍强于喷雾剂; ?鼻 腔吸收, 粉雾剂均具有临床应用价值。 关键词 鼻腔给药 鼻腔喷雾剂 微球 药代动力学 纤毛毒性 III )相 ?的趋化抑制率为 ?淀粉微球, 扫描电镜观察其形态、 光学显微镜 是一种暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的制备及 体内外评价 Abstract Objective One type of HIV entry inhibition, vMIP- ? is a new anti-HIV drug. Its intravenous injection can effectively prevent the duplication of HIV in the human body. However, long-time injection would, on one hand bring physical torture and mental horror to the patient and on the other cause great risks of blood transmission to the doctors and nurses. Therefore the paper is dedicated to the research of vMIP- ? nasal spray and nasal powdermicrosphere, for the purpose of administrating convenience, reducing the chances of blood transmission, and increasing the bioavailability Methods First, the research starts with a pharmaceutical study of the vMIP- ? nasal sprayA reliable Bradford method of determination of vMIP- ? is established. The formulations of dosage forms and preparation technology are determined and a series of samples are prepared for a stability study. Next the starch microspheres is prepared by means of emulsification and cross-linking technology. Orthogonal design is used to optimize the preparation technology. The vMIP- ? starch microspheres are produced by absorptive method, then placed under the SEM to observe their shape, and under the optical microscope to observe their size and distribution and study their repose angle, swelling rate,drug loading, embedding ratio and drug release in vitro.Taking SD rats as the experimental animal, the research tests the blood drug concentration by direct ELISA and the bioavailability is calculated through a pharmacokinetics studyFinally the toxicity of vMIP- II and all auxiliary materials is evaluated In Vivo by inverted microscope,with Bufo as the experimental model Results The microspheres are spherical with average size of 48.2?m, a repose angle of 22.0?, a swelling rate of 70.24 % , loading capacity is 4.06% and the embedding ratioIV暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新 剂型的制备及体内外评价 reaches 80.1%. The Chemotaxis inhibitory rate is 62.24 ~ 64.29% , little significant difference from statistics compared with the standard control 69.39 % . The result shows that the T of vMIP- ? nasal spray is 6.5 min, C is 254.2ng/ml, AUC is 5-180 11318.5 ng.min/ml ; T of powder microsphere is 38.3min , C is 159.6ng/ml , AUC is 17070.4ng.min/ml ; Compared with intravenous injection, the absolute 5-180 bioavailability for these two are respectively 5.54% and 8.36%. The toxicity evaluation report shows that the cilium swing time in the 10 % DM- β-CD is 578min; the 10 % DM- β-CD has cilium toxicity compared with the negative control 572min, p0.002. The swing time for nasal spray treated and powder treated cilia is 646min and 681min p0.106 and 0.475 respectively, with no cilium toxicity compared with the negative controlConclusion Nasal spray administration proves to be reasonable, simple in preparation and stable while starch microspheres are easy to produce, fluid and sustained release. Both types are without cilium toxicity and fit for nasal administration. Both the powder and spray can improve the nasal absorption of vMIP- ? , but the powder form is a bit stronger. The two can both be used in clinical practice Key WordsNasal delivery,nasal spray,microsphere,Pharmacokinetics,cilium toxicity V暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价 前 言 1 鼻腔给药的研究进展 鼻腔给药历史悠久,经鼻粘膜吸收而发挥药物 治疗作用的制剂,称为鼻腔 给药系统 nasal drug delivery stem , NDDS 蛋白质与多肽的鼻腔 到目前为止, 。 给药是非注射给药系统中最成功的,已有相当 数量的蛋白质与多肽类药物的鼻 腔给药系统上市,如降钙素(商品名:密息钙 )、催产素、去氨加压素、布舍 瑞林、那法瑞林、 Asopressin 等。 中国古代西藏就有把檀香木和芦荟提 取物吸入鼻腔止吐的记载 , 北美印第 [1] 安人通过鼻腔吸食一种树叶的粉末来治疗头痛 ,在印度医学系统中鼻腔治疗 也是早已被人们认识的一种治疗途径 , 鼻腔吸食可卡因和 而且鼻烟作为提神剂、 [2] 多种致幻剂早已为人们熟知 。鼻腔给药不仅可用作鼻腔局部治疗,而且还可 [3] 以起到治疗和预防全身性疾病的作用 药物通过鼻粘膜吸收直接进入体循环, 。 不仅避免胃肠道消化液对药物的破坏作用和肝 脏对药物的“首关消除”效应, 而且具有吸收快,生物利用度高等优点。 1.1 鼻腔的生理 2 人的鼻腔长度约 12~ 15 cm , 容积约 15 mL 表 面积约 , 150 cm ,厚度约 2-4 mm , 平均 pH 值为 5.0~ 6.5 是 血管密集, 鼻腔前部的黏膜比底部和鼻窦内黏膜厚, 。 均为纤毛 鼻腔嗅膜及鼻甲前一小区域外, 鼻腔除鼻前庭、 药物吸收的主要区域。 鼻上皮下有许多大而多孔的毛细血管和丰 可以增加药物吸收的有效部位。 上皮, 使血管和组织之间容易进行体液和物质交 血管内膜具有网格空隙, 富的淋巴管, 药物经鼻腔毛细血管 表面积大及血管丰富使其成为较理想的粘膜给药途径。 换。 吸收后, 能够直接进入体循环, 而不经过肝-门脉系统, 避免了肝脏的首关 效应。 细菌分解物 溶菌酶、 脂类、 电解质、 是由黏蛋白、 鼻黏膜表面覆盖黏液层, 和水形成的一层连续膜,它起着防止异物进入的屏障作用。随着纤毛以 1000次 /min 左右的速度摆动,黏液层平均以 5 mm/min 的速度向鼻甲和鼻咽部运动,这 同时对鼻腔给药时药物在鼻腔 保持鼻腔清洁具有重要意义, 对清除鼻腔内异物、 内的保留有很大影响。 鼻腔黏膜的酶能产生一种伪“首关效应” 。研究表明,鼻腔中的 NADPH- 细 1暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价 胞色素酶和 P-450 酶的含量较高,此外鼻腔黏液的 PH 值 5.5~ 6.5,是蛋白质水解 的最适 PH 肽类和蛋白类药物可受鼻黏膜中的氨基肽酶和蛋白水解酶的影响。 值, 但鼻腔酶的含量和活性远远低于胃肠道。图 1. 面图 鼻腔矢状 A 鼻前庭, : B 鼻中庭, : C1 呼吸区 : : 下鼻甲, C2 中鼻甲, : C3 上鼻甲 : ,D 嗅区, : E : [4] 鼻咽部 鼻腔黏膜中有一部分为嗅神经上皮黏膜,这是中枢神经系统与外界接触的 最薄弱环节,它的屏障作用比血脑屏障小很多 。药物经鼻黏膜吸收入脑主要有 3 条途径:嗅神经通路、嗅黏膜上皮通路和血 液循环通路,这是药物通过鼻腔 吸收可以到达脑靶向的解剖学依据。 1.2 鼻腔给药优点 ?生物利用度相对较高。与口服给药相比,鼻 腔给药可避免药物在胃肠液 中降解和肝脏首关效应,对于分子量大的多肽 蛋白,在吸收促进剂存在的情况 下也能较好的吸收。 ?用药方便,患者依从性好。与注射药物如胰 岛素相比,避免了长期注射 给患者带来的疼痛折磨和精神恐慌,因此特别适用于需要长期治疗的病人。 ?速效。鼻黏膜面积大,黏膜下血管丰富,因 此药物吸收迅速、起效快, 非肽类药物的鼻腔吸收速度接近静注。 神经生长因 雌二醇、 研究表明, ?为某些脑部疾病的治疗提供一条新途径。 子等通过鼻腔给药直接进入脑脊液,头孢氨苄、 5-FU 等鼻腔给药后,脑脊液中 [5] 的药物浓度比注射给药高。 Goze 等 VIP 的脂溶性类似物经脑 室注射和鼻腔给药后,能预防和改善胆碱神经阻滞引起的空间学习和记忆损 伤 , 2 发现血管活性肠肽暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价 [6] 对 Alzheimer 症大鼠模型有很好的神经保护作用。近来有研究 予胰岛素样生长因子 IGF-1 可有效治疗病灶大脑局部缺血性损害, IGF-1 可被优 先传送入脑,减少不必要的全身效应。 如经常使用 ?避免血源性传染性疾病的传播。 HIV 可能给医 等注射药物, 护人员带来血源性传染的危险。 1.3 药物鼻粘膜吸收及影响生物利用度的因素 药物 鼻腔的生理条件、 包括鼻腔的解剖学因素、 影响药物吸收的因素较多, 其中 这些因素归纳如下。 给药的技术和方法等, 吸收促进剂、 及其剂型的因素、 鼻的解剖生理学是对药物经鼻吸收的最有影响因素, 解剖结构决定了药物经鼻吸 收后在鼻的沉积部位和吸收表面积的大小, 鼻内纤毛运动的频率和黏液流动的速 度决定药物在鼻腔内的停留时间和清楚半衰期。 表 1 影响鼻黏膜吸收的因素 解剖学 生理学 药物和剂型 给药的技术和方法 鼻腔容积和长度 黏液的流动速度 药物理化性质 给药的体积 鼻上皮的表面积 黏膜的酶及组分 药物的浓度 液滴的大小或固体颗 鼻腔弯曲角度 纤毛运动频率 药物制剂的黏度和密度 粒的大小 鼻甲的结构 大气的条件 药物制剂的 PH 沉积的位置 “鼻中隔”的存在 病理的状况 药物和制剂的表面张力 给药装置的特征 细胞的结构 吸收促进剂 进入食管的损失 下面着重谈药物的理化性质对鼻黏膜吸收的影响, 包括药物分子量、 脂溶性等。 1.3.1 药物的理化性质 脂溶性 故脂溶性的药物 鼻粘膜对药物的吸收与其它生物膜吸收机理相似, : 易被吸收。 亲水性的美托洛尔和亲脂性的烯丙洛尔分别经口服、 舌下及鼻腔给药, 而后者鼻腔给药后生物利 且吸收均较低; 前者给药前后生物利用度无明显差异, 用度显著高于口服。 Shao 等研究阿昔洛韦及其 2’ 位酯化前药在大鼠鼻腔的吸收, [7] 随着药物脂溶性增加,鼻腔吸收增强 分子量 分子量在 越不易被吸收。 药物分子量越大, : 1000以内的药物容易吸 而分子量在 生物利用度较高, 收, l000 需要借助吸收促 以上的药物则吸收较差, 进剂。 Donovan 等研究了不同分子量 0.5-2KD 的 PEG 当分子量从 的鼻腔吸收, 0.53 报道经鼻黏膜给暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价 KD 增大到 0.8KD 时, PEG 的吸收从 55% 迅速下降到 15% 吸收 分子量继续增大, , [8] 下降的幅度逐渐减小 。 药物所带电荷 :鼻粘膜带负电荷,带正电的药物溶液被吸收。 溶液 pH 和渗透压 药物分子在非解离的 : pH 如完全解离 条件下吸收较好, 则吸收最差。 Huang 等考察了 pH 对苯甲酸鼻腔吸收的影响, pH2.5 给药后 时, 1h 吸收约 44% pH7.2 吸收仅为 时, 13%时 99.9% 说明解 苯甲酸解离。 离和非解离两种状态药物均能吸收,但非解离 状态吸收更好。鼻腔用药的药液 应与鼻粘液等渗。低渗药液可加重鼻粘膜水肿 ,不利于炎症消退。低渗和高渗 均可降低鼻纤毛运动频率。 1.3.2 药物在鼻腔内的分布 药物在鼻腔内的分布是影响吸收的重要因素。 喷雾给药时药物绝大部分沉积 溶液滴鼻比喷雾给药产 鼻腔前庭和鼻咽后部的复层上皮吸收性能差。 在鼻前部, 粉末制剂粒子大小应控 给予较大容量的稀溶液比小容量的浓溶液好。 生药效快, 制在 40~ 60μ m 粉粒 粒径过小吸入肺部然后再呼出。 粒经过大沉积在前庭部, 。 在鼻腔沉积的机理是惯性、沉降和扩散,以惯性为主。 1.3.3 鼻腔纤毛的清除作用及药物在鼻腔的滞留时间 鼻腔纤毛的清除作用对药物鼻粘膜吸收的影响很大。 鼻腔内的表面分泌物和 向后运送至鼻 向前运送至鼻孔前庭, 外来物可通过鼻粘膜纤毛的运动而被清除。 直接影响药物的吸 这就会大大缩短药物与吸附表面的接触时间, 吞咽人胃。 咽, 收与疗效。其清除机制受药物和赋形剂的影响。 1.3.4 鼻粘膜上的酶对药物的降解 包括人类在内的不同种属生物鼻上皮异体代谢活性研究表明:鼻粘膜的酶屏 障能产生一种“伪首关效应” 。它包括:第 I 相细胞色素 P-450 酶,这些酶能使吸 入的污染物变成活性代谢物而诱发鼻肿瘤。第 II 鼻粘膜上一般存在氨肽酶 氨基肽酶 血浆膜一结合肽酶、 N 氨基肽酶 、 A 和氨基肽 酶 B ,肽类药物通过鼻粘膜和在粘膜表面时可被酶降解而影响吸收。 1.4 鼻腔给药的制剂研究 鼻黏膜对外来的物质刺激十分敏感, 任何粉末和颗粒在鼻腔的总接触时间是 20~ 30 min , 因而,药物粉末或溶液很容易被迅速消除。通过改变剂型以延长药 4 相酶的活性也在鼻腔上皮发现。 ,此 ,而暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价 物在鼻黏膜的滞留时间 ,是提高肽类和蛋白质药物鼻黏膜吸收的新途径。鼻腔给药的常用剂型有滴鼻剂、喷雾剂、粉末制剂、凝胶剂和微球制剂。 1.4.1 滴鼻剂 一 成本低, 制备方法简单, 滴鼻剂是一种常用的鼻腔给药剂型, 般制成溶液剂、混悬剂或乳剂。为防止鼻 粘膜水肿并促进药物吸收,药液 pH 应在 5.5~7.5 硝苯 目前市场上有普萘洛尔、 并调节成等渗或略高渗溶液。 之间, 地平、硝酸甘油、安乃近等药物滴鼻剂,国内 正在研究的有安痛定和干扰素等 滴鼻剂。缺点:不能准确定量,药液在鼻腔分 布不均匀等,因而不适于绝大多 数处方药。另外,滴鼻剂使药液沉积在鼻腔后 部的鼻咽处,易受粘膜纤毛的清 除和被吞咽,需多次给药。 1.4.2 喷雾剂喷雾剂是不含抛射剂 ,仅通过雾化装置借助压缩空气产生的动力 使药液雾化并喷出的一种剂型 ,由于其不含抛射剂 ,不使用耐压容器,目前应用越 来越广泛,国内已有专门生产该喷雾装置的厂商。其优点是喷出的雾滴较细 ,分 局部刺激小 生物利用度高, 吸收快、 不易流失、 药物沉积在鼻腔前部, 布均匀、 [9] 等。 Li 等 在鼻腔给药治疗癫痫持续状态的研究中即采用德国 Pfeiffer 公司的鼻 腔喷雾泵 , 家兔鼻腔喷雾给药 100μ L , 结果表明 ,各药物的血药达峰时间均小于 [10] 2min ,3 种药物的生物利用度分别为 77 % , 45 % ,79 % 。 Marttin 等 以家兔为模 型动物 ,考察了双氢麦角碱不同液体剂型鼻腔给药的生物利用度 ,喷雾剂的生物利 用度明显高于滴鼻剂。 1.4.3 气雾剂气雾剂最常用于肺部吸入给药和体表外用给药 ,早已为人们所熟 [11] 知。 Sutherland 等 对尼古丁的鼻腔喷雾剂和气雾剂进行了比较 ,二者在吸收速 度、生物利用度方面无显著差异 ,与尼古丁口香糖比,具有起效快、依从性好的 但由于气雾剂含有抛 达到戒烟的目的。 可用于戒烟者的尼古丁替代疗法, 特点, 射剂,会造成环境污染,并且气雾剂要使用耐压容器 ,生产工艺较喷雾剂复杂, 目前在鼻腔给药中应用不如喷雾剂普遍。 1.4.4 粉末制剂 粉剂是将药物与辅料混合成均匀的、粒径符合要求的粉末后 , 直接吸入或通过特定的装置喷入鼻腔给药的一 种剂型。与液体制剂相比,药物 尤其是多肽蛋白类药物粉末制剂的化学稳定性 提高,无需加入防腐剂。将药物 和鼻粘膜附着剂配合制成微细粉末喷入鼻腔内 ,可增加药物滞留时间,更好地 [12] 发挥药效,给药次数及主药剂量都较原来减少。 Callens 等将胰岛素与玉米 淀 5暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价 粉、 10%carbopol 974P 兔鼻腔给药后绝对生物利用度达 制成冻干粉末, 14.4% 。 阿扑吗啡口服生物利用度极低, 在人体仅有 1.7% , 在大鼠为 4% , carbopol 971P 生物利用 兔鼻腔给药后呈现明显缓释作用, 或聚卡波非制成粘附性粉末, [13] 度与皮下注射相当 。缺点:粉末剂鼻腔给药后有一种砂砾感,会引起鼻粘膜 的刺激性,并且制备较困难和昂贵。 1.4.5 凝胶制剂药物与卡波姆、纤维素衍生物、聚乙烯醇等高分子材料混合制 成的凝胶或凝胶体系 ,可以减慢药物在鼻黏膜的清除速度 ,延长药物与鼻黏膜的作 用时间 , 避免不良味道, 能减小刺激, 提高用药的生物利用度。 降低药物的流失, [14] 适于局部和全身用药。 Morimoto 等 5 相对分子质量在 结果表明, 质酸钠溶液凝胶剂在大鼠鼻腔的吸收, 3.0× 10 以上 [15] 的 1% 透明质酸钠溶液 粘度? 20.3mPa ?s 对药物吸收有促进作用。 Illum 等 则 考察了甲壳胺 chitosan 溶液对胰岛素在大鼠和绵羊鼻腔吸收的影响, 结果显示, 该溶液对胰岛素的鼻腔吸收有促进作用,且促进作用有浓度依赖性。 1.4.6 微球制剂 微球是近几年来发展最快的鼻腔给药剂型, 最为显著的优点是 [16] 微球能够延长药物在鼻腔的停留时 间,增加药物的生物利用度 强的生物粘附性,有利于延长微球与鼻粘膜接 触时间,避开酶系的生物降解作 用,达到缓慢释药、缓慢吸收,这在很大程度 上提高了药物的生物利用度。微 球所载的药物主要是多肽,其他小分子药物包 括吗啡、褪黑素、普萘洛尔、庆 大霉素、甲氧普胺等。 [22] 微球增加药物的鼻腔给药的生物利用度因素如下 例如, 延长药物在鼻腔中的停留时间。 能够降低纤毛对异物的清除速率, 性能, 微球经鼻腔给药 3h 后, 60%的 DEAE-葡聚糖载药微球和 50% 的淀粉或白蛋白 载药微球仍停留在鼻腔中,而粉末 和颗粒在人鼻腔中的总接触时间仅 30min 。 ?暂时扩大细胞间的通路,有利于药物的吸收 。微球的材料通常具有一定的溶 涨能力,与黏膜接触后,短时间内即可吸收鼻 黏膜中的水分,此时黏膜上皮细 胞由于脱水萎缩,细胞间隙变大,有利于水溶 性的大分子药物通过,但这个过 程是短暂的、可逆的,因此对黏膜无任何损伤 。另外,微球溶涨形成凝胶,有 利于提高药物的局部浓度,促进吸收。?对于 蛋白质和多肽类药物,包裹于微 球中,可以保护不被酶降解。淀粉微球在鼻腔 的应用见下一章,现在概括其它 6 :?微球具有生物粘附 。微球具有很 考察了血管升压素及其类似物的粘性透明 将其与暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价 微球如下表 2 蛋白多肽类药物微球在鼻腔中的应用药物 载体 剂量 促进 剂 T F F 动物 绝对 相对 ( min ) 【 】 17 RhGH 壳聚糖谷 0.3mg/kg - 90 - 14 % 绵羊 氨酸粉末73 15 % - 微粒 0.3mg/kg 【 】 18 rhGH 聚卡波姆 1.2mg/kg - 15 - 8.1% 大鼠 半胱氨酸 谷胱甘肽 胰高血糖 微晶纤维 1mg 甘胆酸钠 /10 - - 人 【 】 19 素 素粉末 癸酸钠 【 】 20 胰岛素 壳聚糖 粉 末 10IU - 40 - 17 % 绵羊 纳米粒 - 15 - 1.3 % 溶 液 - 27.5 - 3.6 % [21] 胰岛素 透明质酸 - - - - 11 % 羊 1.4.7 脂质体 能减轻药物对鼻粘膜的毒性和刺激性,防止药物被鼻粘膜上的酶 [23] 使给药部位保持高的药物浓度 降解, 能 , [24] 用 脂 。 [25] 较长时间保持有效血药浓度, 提高生物利用度 。 [26] [27] 并促进其吸收 可保护胰岛素免受降解, 。 Ahn 等 其生物利用度可达 洛尔前体脂质体, 97 .5 国 在体实验均有缓释作用。 离体、 %, [28] 内董泽民 用冻融法制备了重建型赖胺匹林脂质体 ,包封率为 55. 94 %, 含量为 3528 % , 平均粒径为 1. 29μ m 。家兔 20mg/kg 连续鼻腔给药 20d ,对鼻粘膜无损害。 对健康受试者鼻腔单剂量给药 500mg,测得绝对生物利用度为 93. 8 % 。 [29] 1.4.8 乳剂Mitra 等制备了胰岛素的 O/W 和 W/O 大鼠在体循环法和 型乳剂, 体内法考察了 2 种乳剂的吸收情况。结果表明 O/W 型乳剂能促进胰岛素吸收, 且油相比例为 5% 时胰岛素吸收最多。将睾丸素制成乳剂,增加了药物的水溶性 7 制备鼻粘膜给药的盐酸普萘 如用脂质体作为胰岛素的载体, 质体生物粘附性较强, 鼻腔给药能减少药物被粘膜纤毛的清除, 使药物 持续释放被包封药物, 有长效缓释作暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价 [30] 提高了药物的生物利用度 及其在鼻粘膜表面的滞留时间, , 原因是乳滴所载 电中性的乳剂吸收效果差, 药物的吸收性能不同, 电荷的乳剂, [31] 电荷与粘膜层的相互作用提高了接触时间,促进了药物的吸收。 Aikawa K 用 延长了药物的释放速率和在鼻粘膜 用于鼻腔给药, 甘油三酸酯制备扑尔敏乳剂, 改变了以往鼻腔给药吸收迅速起效快的单 且具有缓释的作用, 表面的滞留 时间, 一观念。 [32] 1.4.9 其他? Takenaga 等 20~ 45μ m 的阳离子树脂聚磺苯乙烯与胰 岛素混合后兔鼻腔给药 ,能迅速 15min 使血浆胰岛素水平升高至 413.0 ? 71.7 μ U/mL ,血糖水平在给药 45min 后从 6.65 ? 1.04 降至 3.68 ? 0.77mmol/L ,而单 纯胰岛素鼻腔给药只使血浆胰岛素水平略有增加。 20~ 45μ m 的非离子树脂苯乙 烯 - 二乙烯苯共聚物也能促进胰岛素鼻腔吸收。此外,许多新剂型、制剂新技术 无毒副作用的 刺激性小、 软膏等已被用于开发生物利用度高、 如环糊精包合物、 鼻腔给药系统。 1.5 鼻腔给药系统对鼻粘膜的毒性 不少药物及辅料对鼻粘膜组织及粘膜纤毛有毒性作用, 严重的会影响鼻腔的 不宜长期 对于容易引起纤毛不可逆毒性的药物, 增加感染几率。 正常生理功能, 研究发现大分子天然生物合成药物对鼻纤毛的毒性小 鼻腔给药。 如胰岛素 [33] 分子化学合成药物对纤毛运动的影响较为普遍 。某些粘膜渗透性差的药物 如 蛋白多肽类 ,与吸收促进剂同时使用时会提高药物的吸收率,但吸收促进剂普 [34] 遍存在粘膜毒性问题 。多种吸收促进剂对鼻粘膜的毒性排序为: DM- β -CDGCSTDHFLPC ? L-9SDC 。防腐剂尼泊金酯类有较大的纤毛毒性作用。 对于蛋白多肽类鼻腔给药系统,设计处方时加 入酶抑制剂,某些酶抑制剂 如杆 抑肽酶 菌肽、 药物的鼻粘膜毒性限制了鼻腔给药制剂研究的进步。 有纤毛毒性。 而解决鼻腔给药对鼻粘膜毒性的难点在于: 改善鼻粘膜毒性的同时必须保留鼻腔 给药原有的优点。目前解决药物和促进剂毒性问题的方法主要有:药物缓释法、 [35] 混合胶团法、环糊精包合法 。 1.6 鼻腔给药对药物的要求 一个较理想的鼻腔给药药物需满足以下条件: 1 具有适当水溶性,能在 25~200?1 每个鼻孔 给药体积中溶有能产生治疗作用的药量; 2 具有适于鼻腔 8 ,小 以粒径为 并且研究显示不同暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价 吸收的理化性质; 3 4 5 小剂量,一般每次剂量 25mg ; 6 无不良味道; 7 1.7 鼻腔吸收研究的动物模型 [36] 近年来,建立了各种动物模型 。 1 而不须麻醉或 可以根据药物特性和研究目的驯化狗, 狗鼻腔较大, 的动物之一。 镇静时给药,给药方法一般用喷雾器将 100?1 药液喷入鼻孔或用吸管、注射器插 入鼻孔 5~10mm 注入。 2 常用于激素鼻腔吸收的研究。 猴: 3 最常用于免 豚鼠: 鼻内给药的方法是用吸管或注射器将 疫研究。 20~ 30?1 为使试 的药物引入鼻腔, 液分散的表面积最大,给药后立即将豚鼠仰卧 l min 。 4 大鼠:价廉易养,常用 于来作为鼻腔给药研究。 5 容易处理。 通常不需要麻醉或镇静, 价格便宜, 兔: 6 羊: 给药方法是将一个套管插入鼻孔约 7~10cm , 将 150 ~ 300?l 药液经导管流人鼻内。羊鼻的腺体产生液体的速率受外界温度影响大,羊 鼻给药试验时应在标准化环境中进行 。 2 淀粉微球在鼻腔中的应用 DSM 作为一种新型的鼻腔给药系统,于 1987 年由 Illum L 首次提出,随后 DSM 显示出能增加多种药物,包括庆大霉素、胰岛素、人类生长激素、以及 Desmopressin 等鼻腔中吸收。近十年来的迅速发展,它以独特的优势受到许多 学者的高度重视。 2.1 制备工艺的研究 [37] 胡新等 微球类似于用作分子筛得葡聚糖凝胶 Sephadex ,用这种方法可以一步成球,整 [38] 个反应在数小时之内便可完成。 M.C Levy 等 用淀 以对苯二甲酰氯为交联剂, 粉衍生物 羧甲基淀粉 CMS 或羟乙基淀粉 HES 为原料制备了载药微球。 用该法制 在 备微球的速度较快, 30 并且发现在淀粉衍生物的水相中 分钟之内便可以完成, 加入蛋白质 人血清白蛋白或明胶 , [39] 胡新等 善了控释作用。 根据均匀设计 表氯醇为交联剂, 以可溶性淀粉为 原料, 原理安排实验, 运用多元线性回归的方法对影响微球的几个主要因素作出 了定量 的评价,对工业生产淀粉微球具有一定的指导意义。 2.2 在鼻腔中的应用 9 所得微球生物降解性更为理想, 且进一步改 以碱性淀粉为原料, 以环氧氯丙烷为交联剂制备了淀粉微球, 这种 需要给予镇静或麻醉。 狗:是进行药物鼻腔吸收实验最常用 具有适宜的稳定性。 应具适宜的临床意义, 如起效迅速; 无鼻纤毛毒性;暨南大学硕士学位论文 重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价 有关 DSM 的药物鼻黏膜吸收报道见表 3 表 3 可降解淀粉微球的鼻腔给药应用 T/min 药物 剂量 促进剂 F F 动物 绝对 相对 【 42 】 胰岛素 2 IU/kg - 12 4.5 % 10.7 % 羊 2 IU/kg LPC 22 13.1 % 31.5 % 生长激素 2.5mg/kg - 120 - 2.7% 羊 【 43 】 2.5mg/kg LPC 60 - 14.4% 【 】 44 胰岛素 1IU/kg - - - 10% 鼠 去氨加压素 5ug/kg - 8 4.7% - 羊 【 】 45 5ug/kg LPC 18 9.6% - 【 】 46 胰岛素 2 IU/kg GDC 5 - 31.9 % 羊 2 IU/kg STDHF 5 - 16.5 % 2 IU/kg LPC 5 - 25.3 % 阿司匹林 5mg/kg (微 - 125 - 134.4口 兔 【 】 47 球) 服) 【 】 48 褪黑素 0.1mg/kg - 7.80 84.07 % - 兔 2.3 载药途径 DSM 载药有三种方式 :1 吸附法 : 将干燥的空白 DSM 放入药液中溶胀 ;2 包埋法 : 将被包载的药物于载体材料一起混合,在制备 DSM 时直接将药物包入其 中 :3 : 运用某些桥联化合物将 DSM 与药物连接起来。溶胀吸附的方式简 单,能够大量载药,且对大多数药物适宜,但药物与 DSM 结合不牢,一般仅是 [40] 物理吸附,随着血液流动药物很快释放,缓释能力弱 。 是在制备 “包埋” DSM 白蛋白等大分 水溶性药物采用此法的主要是酶, 时, 固化的机理有两种 子。 : 一部分被聚合链束缚于 DSM 另一部分吸 的三维结构中, 是一种理想的载药 能兼顾到载药率与控释性, 因此包埋载药, 附在球的网孔中。 方式。 “偶联”也是目前研究较多的一种方法。它是通过一定的化学方法将药物分 子链接到 DSM 但它对 对载小分子药物是一种行之有效的方法, “偶联” 上的。 [41] 药物的分子结构有一定的要求,并且载药率低 。10 偶联法 %(暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价 2.4 作用机制 DSM 作为鼻腔给药系统是由 Illum 首先提出的,在实验研究中揭示了人体鼻 从此, 腔清除率。 DSM 包括极性抗生素 显示出能增加许多药物在鼻腔中吸收。 生物合成人类生长激素以及 人类单组分胰岛素, 庆大霉素, Desmopressin 但是, 。 其作用机制不能完全明确,可能是由于以下只个方面的原因: 1 DSM在胶凝过程中吸收水分,这样就使上皮粘膜脱水导致上皮细胞可逆 [49] 这种收缩能导致细胞间连结的物理分离而且促进细胞间隙转运 行收缩。 种 假设通过实验研究得到了支持。据报道 : 给予 DSM 后人类小肠上皮的 Caco-2 细胞 [44] 间的紧密连结点扩大 。 2 鼻腔粘液层是由粘蛋白分子网构成,这个 网被联在一起而且含大量的水 [50] 。 DSM 能从其水化层中吸收水分使粘液层脱水,形成一层生物粘附凝胶增 加粘液的粘稠度, 而抑制载药系统从鼻腔中快速清除从而延长药物与鼻粘膜的接 [51] 触时间 5 mm/min 的速度把药物从鼻腔推至鼻咽部。 3DSM 能保护药物免受鼻腔中酶的降解。2.5 体内外实验研究 DSM 具有缓释和控释作用 .药物从 DSM 中释放经历了两个过程,刚开始是 吸附在 DSM 随后与基质相结合的药物缓慢释放并持续一 表面的药物快速释放, [52] 段时间 。 2.5.1 体外释放实验 [44] Bjork 研究了包有胰岛素的 DSM 的体外释放,研究表明,其释放与溶胀因 子有关。溶胀因子为 5的 DSM, 90% 的胰岛素在 10min 内释放,而溶胀因子为 17的 DSM 在 50-60min 后有 90% 的胰岛素释放。 但是溶胀因子分别为 5和 8两种 DSM 的释 [52] 又有人 两者之间无显著性差异。 药速度, 8-10 的 DSM 在开始 , 的 5-10min 有大约 80% 的胰岛素从 DSM 中释放,而剩余的约 20% 的胰岛素在 3h 内 释放。 2.5.2 体内实验 因而通过鼻粘膜吸收后测定血药浓度 一般情况下剂量都很小, 鼻粘膜给 药, 通常困难较大。根据药物的不同,选择适当的灵敏度较高的方法测定药物浓度, 用放射性 对研究药物鼻粘膜吸收规律有极大的重要性。 99Tc 鼻粘膜给 标记药物, 11 发现溶胀因子为 。正常情况纤毛以 ,这暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价 由淀粉制成的生物 以研究药物吸收量。 在不同时间测定鼻腔放射性强度, 药后, 粘附 DSM 能明显促进吸收较差的极性分子的吸收。 [44] Bjork 等 研究了包有胰岛素的 DSM 在小鼠体内吸收情况和降糖作用。 结果 显示, DSM 能明显增加其吸收,达峰时间为 7-10min ,表明胰岛素从 DSM 中迅 小鼠的血糖浓度在给药 速释放后快速通过鼻粘膜: 30-40min 并持续 后降至最低, [43] 了约 30min ,绝对生物利用度达 33% 。 1990 年 Illum 等 研究了含人类 生长激素 HGH 的 DSM 在绵羊体内的生物利用度, 大分子激素 hGH 以溶液形式鼻腔给药仅 有较低吸收, 40min 后达峰浓度 1.0 ng/ml,AUC:28.3, 相对生物利用度 0.1% 。以 DSM 作为鼻腔给药后峰浓度 9.0ng/ml,AUC 达 892.3 峰时间推迟至 达 , 120min 对生物利用度为 2.7%2.6 影响吸收的因素 DSM 能促进药物的吸收,但必须注意以下几个影响因素: 1 DSM粒子大小 :DSM 制剂的大小对吸收至关重要, l ?m 以下的微粒容易随 如果 着气流被推移到支气管, DSM 又容易沉着在纤毛较少的鼻腔前 粒径过大, 部,因此用于鼻腔给药的微粒粒径一般应当控制在 40~ 60?m 范围内。 2 DSM的溶胀 :DSM 的溶胀对于药物的转运也是至关重要的。对于 1个单位 胰岛素给 DSM 最佳用量为 3-7 mg/Kg 过高或过低都会减弱对这种作用。 , DSM 的 溶胀依靠鼻中的水分和 DSM 的用量。与鼻腔中的湿度相比,过量的水和少量的 DSM 会使胰岛素瞬间释放。因为 DSM 在完全溶胀后状态不会起到缓慢释放的作 用,不会影响血浆中葡糖糖浓度。如果 DSM 的数量超过了溶胀过程中可利用 的 水分,那么 DSM 保持干燥,胰岛素不会释放。而最好的情况可假定为 DSM 恰好 [44] 完全溶胀 。 3 DSM的溶胀因子:在扩散槽的休外实现表明,胰岛素的释放依靠交联程 度和溶胀因子。在研究中,不同溶胀因子 5,8,17 具有不同的释放速率,高溶胀 因子的 DSM 释放慢,低溶胀因子的 DSM 释放快,其原因可能是与 DSM 结合的胰 岛素从 DSM 中释放前,低交联度的 DSM 需要更多的水分 ; 但是,尽管在体外实验 速率不同,但在动物模型中末见明显差别。 2.7 对鼻腔粘膜的毒性作用 [53] Holmberg 等给志愿者 DSM 每天给一次 , 20mg 8 发现 天, DSM 不会对 12 ,共 ,相暨南大学硕士学位论文重组 vMIP- ?鼻腔给药两种新剂型的制备及体内外评价 人鼻黏膜纤毛清除产生负面影响,也不引起鼻黏膜充血肿胀。家兔为动物模型, 每天给 DSM 每次 二次, l0mg 或 20mg 从电镜照片中可见 共给药八周, , : 上皮细胞 但 在光学显微镜下可见鼻中隔上皮细胞增生, 无损伤。 和鼻粘膜纤毛保持完整, 是病变较小。这种现象可以解释为 : 给药后, DSM 立即达到这个部位,产生继发 由于 性增生。 DSM 杯状细胞增生是对脱水的一种应激反 从粘膜上皮吸收水分, 应,但粘膜层的保护特性并没有因此而改变,因为在给 DSM 后没有发现鼻炎的 [54] 迹象 , DSM 对鼻黏膜无毒性。 3 吸收促进剂在鼻腔给药中的应用 吸收促进剂 , 又可称为化学促进剂 , 通过改变鼻黏膜的结构 , 使通透性增强 , 促 进大分子药物有较好的吸收。 对于分子量 1000 的药物 ,鼻黏膜吸收明显降低 ,在应 用吸收促进剂后 , 分子量 6000 的药物可获得很好的吸收。理想的吸收促进剂应该 用量 作用强而持久、 不致变态反应、 无异臭、 无刺激性、 对鼻黏膜和纤毛无毒、 小。表面活性剂有吸收促进作用 , 应引起注意的是它们对鼻黏膜细胞和纤 毛是否 有毒性。目前 ,较常用的是阴离子型表面活性剂 如硬脂酸、月桂酸、月桂 醇硫 酸 钠、磺酸化物等 和非离子表面活性剂 吐温