羧甲基壳聚糖智能释药肝靶向纳米传递系统的构建与评价

摘要

肝炎、肝硬化和肝癌等慢性肝脏疾病,极大地危害人体的健康。尽管目前某些药物能够达到预期的治疗效果,但由于给药系统难以将药物准确传递到肝脏病灶细胞而降低了其生物利用度,并产生较大毒副作用,限制了其临床应用。解决这个问题的有效办法就是靶向给药系统。
　　 靶向给药系统能将药物传递到病灶部位,减少用药剂量和给药次数,提高药物治疗指数,避免或减轻药物不良反应。二硫键对谷胱甘肽的浓度刺激具有强的响应性,由于血液中谷胱甘肽的浓度较低(微摩尔级),二硫键很稳定,能维系纳米粒形态结构的稳定性,控制纳米粒内部包封的药物不被释放;而在细胞中,由于谷胱甘肽的浓度相对较高(毫摩尔级),二硫键能被谷胱甘肽分解,纳米粒结构受到破坏,内部药物被释放出来。
　　 课题通过半乳糖配基对羧甲基壳聚糖氨基的修饰赋予其主动肝靶向性,通过羧甲基壳聚糖羧基的巯基化,在组装纳米粒的过程中发生二硫键交联,赋予纳米粒高稳定性及智能性(即对谷胱甘肽浓度的刺激响应性)。主要研究内容和结果如下:
　　 (1)以包封率和粒径为指标,采用正交设计优化羧甲基壳聚糖纳米粒制备工艺,考察了羧甲基壳聚糖分子量对纳米粒粒径及包封率的影响,随着分子量的增大,纳米粒的粒径及包封率都增大。体外释放试验表明,羧甲基壳聚糖纳米粒可对甘草酸起到缓释作用,分子量较大的羧甲基壳聚糖制备的纳米粒的体外释放较慢。药动学研究表明,羧甲基壳聚糖纳米粒较甘草酸溶液分布快药理作用强,能延长体内作用时间。小鼠体内组织分布表明,将甘草酸制成纳米粒后,在肝脏中的分布增大,在肾脏中的分布减少,有利于提高疗效,降低毒副作用。
　　 (2)以O-羧甲基壳聚糖为原料,采用还原胺化法合成得到半乳糖羧甲基壳聚糖(LAC-CMC)。在LAC-CMC纳米粒的制备过程中,采用单因素法考察了LAC-CMC分子量、甘草酸浓度、LAC-CMC浓度对包封率及粒径的影响。体外释放试验表明,分子量较大的LAC-CMC制备的纳米粒的体外释放较慢。药动学研究表明,半乳糖羧甲基壳聚糖纳米粒较羧甲基壳聚糖纳米粒药理作用强。小鼠体内组织分布表明,引入肝靶向基团后,纳米粒的肝靶向性增强,毒副作用减弱。
　　 (3)半乳糖羧甲基壳聚糖在EDC和NHS催化下,与半胱胺反应,得到N-半乳糖-O-巯基化羧甲基壳聚糖。采用Ellman's试剂测定了巯基的含量,并考察了半胱胺的用量、反应的pH值、反应时间对巯基含量的影响。体外释放实验表明,交联纳米粒在模拟血液中72小时的释放较少,而在模拟细胞液中72小时能将药物大量的释放出来,充分证明了交联纳米粒的智能释药性。药代动力学实验表明:将甘草酸制成交联纳米粒,可延长甘草酸在体内的作用时间,在一定程度上克服甘草酸注射液代谢太快的缺点,提高药物疗效;组织分布试验表明:交联纳米粒能延长甘草酸在肝中的药物浓度、具有明显的肝靶向性,有利于提高甘草酸对肝组织的疗效,交联纳米粒能明显降低甘草酸在肾组织中的蓄积,因而能有效降低其肾毒性。
　　 因此,N-半乳糖-O-巯基化羧甲基壳聚糖所制备的交联纳米粒具有智能释药和肝靶向的特点,有望作为纳米药物载体。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 羧甲基壳聚糖的性能

1.1.1 水溶性

1.1.2 降解性

1.1.3 成膜性

1.1.4 抗菌性

1.1.5 生物活性

1.2 羧甲基壳聚糖在生物医学领域的应用

1.2.1 离子吸附

1.2.2 创伤敷料

1.2.3 抗术后粘连材料

1.2.4 药物载体

1.2.5 骨组织工程支架材料

1.2.6 酶抑制剂

1.3 半乳糖受体介导的肝靶向药物及载体研究进展

1.3.1 半乳糖化药物

1.3.2 半乳糖化载体

1.4 智能给药系统研究进展

1.4.1 pH刺激响应性给药系统

1.4.2 温度刺激响应性给药系统

1.4.3 氧化还原刺激响应性给药系统

1.5 课题研究内容和研究意义

1.5.1 研究内容

1.5.2 研究意义

第2章 羧甲基壳聚糖纳米粒的制备与评价

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 试剂与仪器

2.2.2 甘草酸的含量测定方法

2.2.3 羧甲基壳聚糖纳米粒的制备

2.2.4 纳米粒的质量评价

2.2.5 家兔体内药代动力学研究

2.2.6 小鼠体内分布研究

2.3 结果与讨论

2.3.1 羧甲基壳聚糖空白纳米粒的形态及粒径分布

2.3.2 羧甲基壳聚糖载药纳米粒子的制备

2.3.3 载药纳米粒体外释放实验

2.3.4 药物代谢动力学

2.3.5 小鼠体内的组织分布

2.4 本章小结

第3章 半乳糖羧甲基壳聚糖纳米粒的制备与评价

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 试剂与仪器

3.2.2 N-半乳糖-O-羧甲基壳聚糖的合成

3.2.3 半乳糖配基取代度的测定

3.2.4 红外表征

3.2.5 核磁表征

3.2.6 半乳糖羧甲基壳聚糖纳米粒的制备

3.2.7 纳米粒的质量评价

3.2.8 家兔体内药代动力学研究

3.2.9 小鼠体内分布研究

3.3 结果与讨论

3.3.1 半乳糖羧甲基壳聚糖合成

3.3.2 半乳糖配基取代度的测定结果

3.3.3 半乳糖羧甲基壳聚糖红外表征

3.3.4 半乳糖羧甲基壳聚糖核磁表征

3.3.5 半乳糖羧甲基壳聚糖空白纳米粒子的形态及粒径分布

3.3.6 半乳糖羧甲基壳聚糖载药纳米粒子的制备

3.3.7 半乳糖羧甲基壳聚糖载药纳米粒的体外药物释放

3.3.8 药物代谢动力学

3.3.9 组织分布

3.3.10 靶向性评价

3.4 本章小结

第4章 交联纳米粒的制备与评价

4.1 引言

4.2 实验部分

4.2.1 试剂与仪器

4.2.2 N-半乳糖-O-巯基化羧甲基壳聚糖的合成

4.2.3 巯基的含量测定

4.2.4 红外表征

4.2.5 核磁表征

4.2.6 巯基化羧甲基壳聚糖纳米粒的制备

4.2.7 纳米粒的质量评价

4.2.8 家兔体内药代动力学研究

4.2.9 小鼠体内分布研究

4.3 结果与讨论

4.3.1 N-半乳糖-O-巯基化羧甲基壳聚糖的合成

4.3.2 结构表征

4.3.3 空白交联纳米粒子的形态及粒径分布

4.3.4 载药交联纳米粒子的表征

4.3.5 载药纳米粒的药物释放

4.3.6 药物代谢动力学

4.3.7 组织分布

4.3.8 靶向性评价

4.4 本章小结

第5章 结论

参考文献

攻读博士期间发表论文

致谢