一种黏膜黏附纳米粒-水凝胶膜给药系统及其制备方法
技术领域
本发明属于医药技术领域，具体涉及一种药物剂型及其制备方法，特别是涉及一种供 口服的黏膜黏附纳米粒-水凝胶膜给药系统及其制备方法。
背景技术
蛋白质，核酸等大分子药物经口服给药时，易被胃肠道酶降解，生物膜的渗透性差， 提高其口服生物利用度成为目前药剂学的研究热点之一。近年来兴起研究的纳米粒给药系 统可以提高大分子药物的吸收。黏膜黏附水凝胶的应用也是一个重要的方面，它可以延长 药物在吸收部位的滞留时间从而促进药物吸收；某些黏膜黏附水凝胶还具有酶抑制及促进 渗透效应，可防止药物的酶降解及促进药物的跨膜转运。将两者结合起来，使它们同时发 挥纳米粒和黏膜黏附水凝胶的作用的蛋白质核酸口服剂型尚未见文献报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种对药物载药量高，对蛋白质核酸等具有保护作用的供口服 的给药系统及其制备方法。
本发明提供的供口服的给药系统，是一种应用纳米技术和水凝胶技术制备的新型黏膜 黏附口服给药系统。该给药系统由纳米粒冻干粉分散在黏膜黏附水凝胶膜的三维结构中而 获得，其中黏膜黏附纳米粒与水凝胶膜的质量比例为1∶50～50∶50；所述的纳米粒由壳 聚糖或其衍生物与烯烃聚合形成；所述的黏膜黏附水凝胶膜的材料为壳聚糖或其衍生物、 海藻酸或其钠盐、果胶、瓜儿胶、透明质酸等天然多糖中的一种或一种以上的组合。
本发明中，所说的壳聚糖衍生物为壳聚糖盐酸盐、壳聚糖乳酸盐、壳聚糖谷胺酸盐、 壳聚糖季铵盐、羧化壳聚糖或羧甲基壳聚糖。
本发明中，所说的烯烃可以是丙稀酸酯或氰基丙烯酸酯。
本发明中，所说的黏膜黏附水凝胶可以通过共价或物理交联形成。
本发明中，所说的水凝胶膜是通过水凝胶真空干燥得到。
本发明的给药系统的制备方法如下：
(1)将壳聚糖或其衍生物溶解在水中，加入烯烃，加入引发剂过硫酸盐，在60～80 ℃下，反应12～24h；透析纯化72～96h，冷冻干燥；
(2)将壳聚糖或其衍生物通过乙二胺四乙酸二钠或通过金尼平交联合成壳聚糖水凝 胶；或者将海藻酸或其钠盐、果胶、瓜儿胶或透明质酸与钙离子交联合成所需水凝胶；
(3)将步骤(1)中冷冻干燥的纳米粒加入到步骤(2)合成的水凝胶中，搅拌均匀；
(4)将步骤(3)合成的纳米粒-水凝胶倒入培养皿中，真空干燥，即得纳米粒-水 凝胶膜。
本发明提供的给药系统由所述的纳米粒包封药物，所述的药物可以是蛋白质、多肽、 核酸等生物大分子药物。
本发明结合纳米技术与水凝胶技术的特点，为口服生物利用度低的蛋白质等大分子药 物在肠道的吸收提供了强有力的载体。本发明的给药系统制备方法简单，适合大规模生产； 使用的材料易得，成本低廉，产品服用方便。
本发明中制备的纳米粒冻干复苏稳定，对蛋白质等大分子药物包封率高。本发明中使 用的水凝胶具有强黏附性，且可以制备成厚度较薄的膜。本发明中加入到水凝胶膜中的纳 米粒可以在模拟肠道的环境中缓慢释放出来，且性质不变。
蛋白质、核酸等大分子药物经口服给药时，受胃肠道环境的影响会被酶降解等影响， 生物利用度低。而纳米粒给药系统可以提高大分子药物的吸收，黏膜黏附水凝胶膜可以长 时间的作用在黏膜的给药部位。将纳米粒药物以粉末的形式加入到水凝胶中，可以提高水 凝胶膜载纳米粒的量。
本发明的优点在于：
(1)具有黏附性的水凝胶膜可以长时间的作用在黏膜上。
(2)纳米粒-水凝胶膜可以双层保护蛋白质核酸等大分子药物免受酶的破坏。
(3)纳米粒以冻干粉末加到水凝胶膜中，这样可以提高纳米粒加入到凝胶中的量。
(4)本发明中纳米粒和水凝胶的合成都是在水溶液中进行的，避免使用有机溶剂。
(5)纳米粒和水凝胶三维载药系统可以提高对药物的载药量。
附图说明
图1为羧甲基壳聚糖纳米粒透射电镜照片(×30000)，刻度表示200nm。
图2为在不同pH条件下CCGN的透射电镜照片：A胃液、B小肠液、C大肠液 (×30000)，刻度表示200nm。
图3为载有钙黄绿素的CCGN的荧光照片。
图4为CCGN-壳聚糖水凝胶膜的扫描电镜照片。
图5为CCGN-海藻酸钠水凝胶膜的扫描电镜照片。
具体实施方式
实施例1：羧化壳聚糖纳米粒(Carboxylation chitosan grafted nanoparticles，CCGN)的制 备
称取1g羧化壳聚糖，置于茄形瓶中，加入98ml双蒸水，搅拌，加热到50℃，溶解， 然后向其中加入1g甲基丙烯酸甲酯，20min后加入引发剂过硫酸铵，温度升至60～80℃， 继续反应12～24h。反应得到的悬液用12,000道尔顿分子大小的半透膜进行透析，粒径为 200～300nm，电势为-50mv。
实施例2：羧甲基壳聚糖纳米粒的制备
称取1g羧甲基壳聚糖，置于茄形瓶中，加入98ml双蒸水，搅拌，加热到50℃，溶解， 然后向其中加入1g甲基丙烯酸甲酯，20min后加入引发剂过硫酸铵，温度升至60～80℃， 继续反应12～24h。反应得到的悬液用12,000道尔顿分子大小的半透膜进行透析，粒径为 100～200nm，电势为-20mv。透射电镜观察纳米粒形态见图1。
实施例3：CCGN的pH敏感性
将CCGN分别孵育在胃液、小肠液、大肠液中，透射电镜观察，结果见图2。由图可 见CCGN在酸性条件下凝集在一起，在中性或碱性条件下分散成均匀的纳米粒子。
实施例4：CCGN与胰岛素的结合
将胰岛素溶解在0.01M的盐酸中与CCGN混合，室温培养3小时后，高速离心 (15,000rpm，50min)将游离的胰岛素和纳米粒分离。使用Lowry法测定游离胰岛素的浓度， 载药量为8％～10％。
实施例5：CCGN与钙黄绿素的结合
将钙黄绿素溶解在pH 4.1的磷酸缓冲液中，加入羧化壳聚糖接枝纳米粒，搅拌3小时。 离心(15,000rpm，50min)，冷冻干燥。其纳米粒与钙黄绿素结合的荧光照片见图3。
实施例6：CCGN-壳聚糖水凝胶膜的制备
0.1g壳聚糖盐酸盐加水8ml，搅拌，溶解后加入0.047g的乙二胺四乙酸二钠，室温搅 拌1h，加入1-乙基-3-(3-二甲氨丙基)碳二亚胺盐酸盐使其最终浓度为0.01M，室 温搅拌反应4h，得到交联的壳聚糖水凝胶。将0.03g CCGN冻干粉加入上述水凝胶中，搅 拌1h。倒入培养皿中，真空干燥，扫描电镜照片如图4，可见纳米粒均匀分散在水凝胶膜 中。
实施例7：CCGN-海藻酸钠水凝胶膜的制备
0.1g海藻酸钠溶解在9ml水中，搅拌，溶解后滴加1ml 1.1％CaCl2溶液，室温搅拌1h， 得到交联的海藻酸钠水凝胶。将0.03g CCGN冻干粉加入上述水凝胶中，搅拌1h。倒入培 养皿中，真空干燥，扫描电镜照片如图5，可见纳米粒均匀分散在水凝胶膜中。