透明质酸微针介导药物经皮传递的研究

摘要

经皮给药是继口服和注射之后的第三大给药方式，但是皮肤表面致密角质层的存在，限制了药物经皮传递的应用范围，将多数药物拒之门外，特别是亲水性药物或大分子药物。聚合物微针不仅具有足够的机械强度刺穿皮肤角质层，产生可逆的微管道，促进药物经皮传递，而且具有生物相容性好、容易制备、载药量简单可控可调等特点。聚合物微针介导药物经皮传递是当前经皮给药领域的研究热点之一。基于亲水性聚合物制备的可溶解聚合物微针，插入皮肤后，可以吸收皮肤组织液快速溶解，释放包封药物，提高病人的顺应性。然而，对疫苗、人类生长激素等药物要求在皮肤内缓慢释放，以达到更好治疗疗效的特点，需要设计一种缓慢释放药物的聚合物微针。透明质酸(HA)是皮肤的主要成分之一，是美国食品药品监督管理局(FDA)批准的软组织填充材料，具有优异的生物相容性和体内可降解性。本文选用透明质酸作为聚合物微针主要基质，构建了两种不同释药行为的透明质酸微针，并研究其对药物释放的影响以及治疗效果。本论文的研究内容主要分为以下两个部分: 1.5-氨基乙酰丙酸(ALA)是一种常用的光动力治疗剂，是光敏剂原卟啉Ⅸ(PPIX)的前体，经过线粒体系列转化之后变为PPIX，发挥光动力治疗效果。但是，ALA自身的亲水性、电位等物理化学性质导致其存在透皮能力弱，对皮下肿瘤治疗效果差的问题。针对此问题，本文利用聚合物微针探究其光动力治疗皮下肿瘤的效果。以HA为微针的基质材料，通过两次浇注法制备了针尖负载ALA的快速可溶解的HA微针贴剂。研究结果表明:两次浇注法可以将ALA药物集中分布在微针针尖当中，提高药物利用度，避免药物浪费。该HA微针具有足够的机械强度刺穿皮肤角质层，刺穿深度约200μm，到达真皮层，促进药物经皮传递。同时，该HA微针插入皮肤后，亲水性的HA会快速吸收皮肤组织液而溶解，释放包封药物ALA。微针插入皮肤4min，微针溶解高度约占起始高度的75％。缩短微针作用时间，可提高病人的顺应性。从微针中释放的ALA会通过微针在肿瘤上方皮肤所产生的微管道进入体内，经线粒体转化为PPIX后，在近红外光的照射下，原位光动力治疗皮下肿瘤。该微针设计通过针尖载药的方式提高了ALA的经皮渗透率和药物利用率，结合原位治疗，其对皮下肿瘤具有显著的光动力治疗效果，抑瘤率高达97％。值得一提的是，该微针作用皮肤无明显副作用，皮肤在微针作用之后具有良好的恢复性能。 2.针对疫苗、人类生长激素等药物要求在皮肤内缓慢释放，以达到更好疗效的特点，同时提高病人的顺应性，本文提出了概念性的针尖交联可分离的HA缓释微针。首先，我们通过甲基丙烯酸酐的接枝改性，得到甲基丙烯酸透明质酸酯(Me-HA)。利用浇注法制备针尖负载Rh6G的HA分层微针，其中针尖基质为添加了光引发剂Irgacure2959(I2959)和模型药物Rh6G的Me-HA，基底基质为低分子量HA(Mw≈10 kDa)，然后通过紫外光照交联，得到针尖负载Rh6G的交联可分离的HA缓释微针。研究结果表明，浇注法可以将Rh6G药物集中分布在微针针尖当中，提高药物利用度，避免使用之后，药物残留在基底，造成药物浪费。同时，针尖负载Rh6G的交联可分离的HA缓释微针具有足够的机械强度刺穿皮肤角质层，体外力学测试结果表明，该微针针尖形变量达到200μm时，其承受的压力均大于0.44 N/Needle，可有效刺穿皮肤角质层，促进药物经皮传递。同时，该微针针尖在水溶液浸泡2 min，水会快速润湿溶解针尖交联部分与基底未交联部分的衔接处，使得载药的交联针尖与未交联基底发生快速分离。分离的交联针尖在水中会继续吸收水分而溶胀，缓慢释放Rh6G，进而实现了对针尖交联可分离HA缓释微针的初步验证。 本文基于HA设计的不同释药行为的HA微针，为聚合物微针介导药物经皮传递研究提供了新的思路。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 经皮给药

1．1．1 经皮给药概述

1．1．2 药物经皮吸收的途径

1．1．3 改善经皮给药渗透性能的方法

1．2 聚合物微针

1．2．1 聚合物微针的分类

1．2．2 聚合物微针的制备方法

1．2．3 聚合物微针经皮给药的应用

1．3 透明质酸

1．3．1 透明质酸概述

1．3．2 透明质酸在美容上的应用

1．3．3 透明质酸在医疗诊断与治疗上的应用

1．4 课题提出

1．4．1 快速可溶的透明质酸基微针光动力治疗皮下肿瘤的研究

1．4．2 针尖交联可分离的透明质酸基缓释微针的研究

第二章 快速可溶的透明质酸基微针光动力治疗皮下肿瘤的研究

2．1 实验部分

2．1．1 试剂与仪器

2．1．2 细胞培养

2．1．3 动物

2．1．4 针尖负载ALA的快速可溶解的HA微针的制备

2．1．5 针尖载药HA微针的形貌尺寸表征

2．1．6 针尖负载ALA的快速可溶解的HA微针的载药量测定

2．1．7 针尖载药HA微针机械强度的研究

2．1．8 体外皮肤插入实验

2．1．9 体内实验

2．2 结果与讨论

2．2．1 两次浇注法制备针尖载药的HA微针及微针形貌尺寸表征

2．2．2 针尖负载ALA的快速可溶解的HA微针的载药量测定

2．2．3 针尖载药HA微针机械强度的研究

2．2．4 体外皮肤插入实验

2．2．5 体内实验

2．3 本章小结

第三章 针尖交联可分离的透明质酸基缓释微针的研究

3．1 实验部分

3．1．1 试剂与仪器

3．1．2 甲基丙烯酸透明质酸酯的合成和表征

3．1．3 针尖交联可分离的HA缓释微针的制备

3．1．4 针尖交联可分离的HA缓释微针的形貌尺寸表征

3．1．5 紫外光照交联的验证

3．1．6 针尖交联可分离的HA缓释微针载药量测定

3．1．7 针尖交联可分离的HA缓释微针机械强度的研究

3．1．8 体外微针可分离效果的研究

3．1．9 体外微针药物缓释效果的研究

3．2 结果与讨论

3．2．1 甲基丙烯酸透明质酸酯的合成与表征

3．2．2 针尖交联可分离的HA缓释微针的形貌尺寸表征

3．2．3 紫外光照交联的验证

3．2．4 针尖交联可分离的HA缓释微针载药量测定

3．2．5 针尖交联可分离的HA缓释微针机械强度的研究

3．2．6 体外微针可分离效果的研究

3．2．7 体外微针药物缓释效果的研究

3．3 本章小结

第四章 全文总结

4．1 全文结论

4．2 特色与创新

4．3 问题与展望

参考文献

作者简介