基于巯基聚合物的胰岛素口服纳米载药体系的研究及评价

The subject is to develop a nanoparticle drug delivery system for insulin,which possess multifuctions,such as high drug loading,mucoadhesive property，protecting drug from degradation by enzyme and promoting drug absorption by transmembrane.Insulin loaded nanoparticles have pH-dependent characteristic，which can not release drug into stomach due to low pH，while have a triggered release in the intestinal tract in physiological pH.The thiolated polymer called thiomer was preparated by covalent grafting L-cysteine to Eudragit L100. Nanoparticles (NPs) were prepared by the precipitation method, in which reversible swelling of pH-sensitive material was used for drug loading and release. Additionally,the nanoparticles were produced by adding the drug to polymer solution at room temperature without the need for surfactant stabilizers, organic solvents, or sonication. These mild preparation conditions are considered as favorable for the entrapment of peptide drugs. Technologies such as SEM,TEM,XRD and XPS will be used to characterize NPs,and the mucoadhesive properties of NPs are studied by fluorescence microscope, fluorospectro photometer and in vivo imaging system in terms of qualitative,quantitative and timing analysis,respectively.Absorption mechanism of drug promoted by carriers is explained by Caco-2 and HT29-MTX cell.Insulin loaded Eul-cys NPs will be gived to diabetic rats induced by STZ to proving the validity of the formulation. In a word, this delivery system is a pro mising novel tool to improve the absorption of protein and peptide drugs in the intestinal tract.These correlational studies have not yet been reported.

本项目旨在构建一种集高效包载、高粘膜粘附力、保护药物免受酶降解及促进药物跨膜吸收的多种功能胰岛素纳米传递体系。将胰岛素设计在pH响应型纳米载体中，利用胃肠道pH的改变，触发药物在肠道的释放及高效转运。以尤特奇L100为原料，接枝L-盐酸半胱氨酸，合成巯基化尤特奇聚合物，在此基础上，构建巯基聚合物纳米载体，利用材料的pH敏感性实现药物的装载与控制释放。制备条件简单温和，可以保证药物构象稳定。以SEM、TEM、XRD、XPS等技术对载体的形态、药物存在状态、载体表面元素进行分析，以荧光显微镜、荧光分光度计、活体成像系统对纳米载体的生物粘附性质从定性、定量、定时方面全面考查。结合细胞模型研究载体促进药物吸收的机理，为巯基聚合物介导药物转运提供实验基础和理论支持。应用糖尿病模型大鼠进行口服降糖实验，考查药物口服生物利用度。该体系为促进生物大分子药物口服吸收提供新的研究策略，相关研究未见报道。

胃肠道的生理环境会阻碍蛋白多肽类药物的口服吸收，单一的技术手段无法克服胃肠道的酶和上皮细胞的双重屏障。因此，应用具有多功能的聚合物载体可能成为研究蛋白多肽类药物口服传递系统的理想选择。. 本研究首先以促进蛋白多肽类药物胰岛素口服吸收为主体思路设计了一种基于巯基化偶联物的新型生物粘附纳米给药系统。.首先以常用的肠溶型包衣材料Eudragit L100和L-半胱氨酸盐酸盐为原料通过EDC和NHS介导合成Eul-cys偶联物。利用Eul-cys偶联物pH敏感的溶胀-收缩特征实现药物装载，同法制备载胰岛素的Eul纳米粒。大鼠离体肠段生物粘附性实验表明与Eul纳米粒相比，Eul-cys纳米粒在各肠段均表现出更强的生物粘附性，尤其在空肠和回肠段更佳。将两种纳米粒口服给予糖尿病大鼠，Eul-cys纳米粒显示出比Eul纳米粒更好的降血糖效果，12小时相对皮下注射组的药理生物利用度分别为7.33±0.33%和2.65±0.65%。组织学研究显示聚合物纳米粒对肠粘膜没有毒性，是一种安全的载体。 在Eul-cys纳米粒的基础上加入还原型谷胱甘肽 (GSH)，以进一步提高胰岛素的粘膜吸收。Eul-cys联合GSH和SC对Caco-2细胞紧密连接蛋白ZO-1并没有产生明显影响，但从细胞TEER值结果可知GSH可以打开紧密连接，增加其细胞旁路的吸收。. 在前面研究的基础上，本研究设计合成了一种正癸酸接枝的壳寡糖聚合物，利用离子交联法将CSO-DA与三聚磷酸钠（TPP）进行交联制备CSO-DA纳米粒。通过荧光标记法测定了载药壳寡糖纳米粒和聚合物纳米粒在体释放行为，相比于对照组，纳米粒组大多数药物聚集在粘液层。正常大鼠回肠给予载药纳米粒，与胰岛素对照组相比，壳寡糖和聚合物的低、高剂量组均可见明显的降血糖效果。通过生物切片结果显示，给药后大鼠肠段的组织学特性没有明显的改变。因此可以证明，本文所制备的CSO-DA纳米粒不会对肠道有破坏作用。将冻干的纳米粒粉末装入小动物用肠溶胶囊给予糖尿病大鼠口服给药，结果显示CSO-DA纳米粒组显示出比CSO纳米粒组更优的血糖降低效果。经过计算，相比于皮下注射给药组的药理生物利用度分别为10.41%和7.09%。因此，CSO-DA作为一种新型的药物载体，能够通过CSO的黏附作用和DA的打开细胞紧密连接的作用协同促进胰岛素在肠道的转运吸收，具有广阔的研发前景。