三种难溶性中药吸收机制及其高口服生物利用度制剂的研究

摘要

口服给药是最安全，方便的给药方式，但难溶性中药普遍存在口服生物利用度低的问题，影响了药物疗效，也造成了大量药物资源的浪费。本研究选取了三种具有良好药理活性但溶解度低，口服吸收差的中药单体和和中药有效部位，分别为斑蝥素，蕃荔素有效部位和菠萝叶酸有效部位，系统考察了其理化性质，并从离体（Caco-2细胞模型），在体（大鼠在体肠灌流模型）和体内（生物利用度考察）不同角度对其吸收特点进行了深入研究，针对药物的理化特性和吸收特点，采用不同制剂手段，从提高药物溶解性、增强透膜性或是延长体内吸收部位滞留时间等途径，促进药物释放和透膜吸收，提高口服生物利用度，为难溶性中药高口服生物利用度制剂的设计和制备提供重要参考。并首次将DNA微阵列芯片技术引入到中药透膜吸收机制的研究中，从基因水平考察药物及其制剂的透膜吸收机制，对参与其吸收过程的的蛋白表达基因的变化进行整体性评价，对中药多组分整体生物效应吸收机制进行了十分有意义和有价值的的探索性研究。
　　 第一部分为斑蝥素高口服生物利用度制剂的研究。在前期对斑蝥素溶解性能、表观油／水分配系数等重要理化性质研究基础上，针对斑蝥素水溶性差和透膜吸收能力差的问题，分别制备了斑蝥素固体分散体(CA-SD)和斑蝥素固体脂质纳米粒(CA-SLN)两种给药系统，均显著提高了斑蝥素在大鼠体内的口服生物利用度。采用溶剂熔融法制备了斑蝥素PEG4000固体分散体，斑蝥素的溶解度提高到176.78±1.8μg/mL（1.98倍），并且减轻了对胃黏膜的刺激性，体外释放迅速，大鼠口服后的相对生物利用度为295.4％。采用薄膜超声分散法制备斑蝥素固体脂质纳米粒，载药量为13.28±0.12%，包封率为93.83±0.45%，粒径为521nm左右，溶解度提高到147.33±1.8μg/mL（1.65倍），相对口服生物利用度为250.8%，且表现出缓释效果。
　　 第二部分为蕃荔素高口服生物利用度制剂研究及评价。以annonacin、annonin-Ⅵ、squamocin和cherimolin-1四种成分为指标成分考察蕃荔素的理化性质，含量分别为总蕃荔素有效部位的3.2%，8%,38%，and9.2%。结果显示蕃荔素在强光照、60℃以及高湿度条件下均保持了基本稳定，但在100℃下,4种指标成分12小时后均降解到了30%下；4种成分的溶解度均小于lμg/mL，属于极难溶性物质。针对蕃荔素内酯化合物水溶性极差，外观性状差（油状粘稠状半固体）的问题，本研究采用溶剂熔融法制备蕃荔素PEG1500固体分散体，均显著提高了蕃荔素中指标成分的溶解度和释放速率，且制剂外观良好，易于准确计量。采用大鼠在体单向灌流法考察了制剂在体肠吸收特性，结果显示蕃荔素固体分散体制剂在大鼠小肠均表现出了较好的吸收，主要以被动扩散机制吸收。
　　 第三部分为菠萝叶酸吸收机制及其高口服生物利用度制剂的研究。系统研究了菠萝叶有效部位(BLP)的理化性质，两种指标成分对香豆酸(p-coumaricacid)和咖啡酸(caffeicacid)的溶解度低(0.19mg/mL和0.16mg/mL)，油水分配实验结果显示其在酸性条件下的吸收较好。Caco-2细胞透膜吸收结果显示，p-coumaricacid和caffeicacid透膜吸收过程中有被动扩散机制参与，表现出时间和浓度依赖性，还受到质子梯度的影响，存在MCT介导的主动转运机制；大鼠在体肠吸收实验结果显示这两种指标成分在整个肠段都有较好的吸收，在弱酸性的十二指肠和空肠段吸收最好，证实了在p-coumaricacid和caffeicacid转运过程中，弱酸性环境对吸收的促进作用。针对菠萝叶酸水溶性差和吸收窗较长的特点，制备了菠萝叶酸壳聚糖生物黏附微球给药系统，考察p-coumaricacid的口服生物利用度，结果显示：制剂在体内可以较为缓慢平稳的释药，相对生物利用度为272.8%。
　　 第四部分为应用DNA微阵列芯片技术研究药物及其制剂的吸收机制。重点考察在药物吸收和运输过程中发挥重要功能的SLC和ABC两大转运蛋白家族表达基因的变化，从基因水平上探索中药有效部位及其高生物利用度制剂的吸收转运机制。考察了斑蝥素及其固体分散体，蕃荔素及其固体分散体和BLP及其壳聚糖黏附微球的吸收机制。结果发现PEG固体分散体可以抑制外排蛋白P-gp的基因的表达，降低药物外排作用，从而促进药物的而吸收；比较BLP和BLP-CS透膜吸收过程中SLC16A1(MCT)家族基因的表达变化，发现SLC16A1发生上调(ratio=1.44)显示有MCT介导的吸收机制参与，且BLP-CS组MCT1的含量明显高于BLP;BLP-CS透膜吸收过程中F-肌动蛋白的编码基因ACTB，ACTG1和ZO-1蛋白的编码基因TJP1，发生下调(ratio=0.83，ratio=0.64，ratio=0.7498)，显示由于壳聚糖对这些基因的抑制作用，影响了细胞的紧密连接，而促进了药物的透膜吸收。