聚合物纳米胶束经肺部给药后缓释、吸收与转运机制研究

【摘要】肺动脉高压(pulmonaryarterialhypertension,PAH)是一种慢性、难治性疾病。目前已被批准用于治疗PAH的药物普遍存在给药后肺部选择性差、脱靶效应及毒副作用等问题。姜黄素(Curcumin,Cur)作为NF-κB抑制剂,具有治疗肺动脉高压的药效,但其苯环上的两个酚羟基对pH值的变化敏感,易被氧化,在血液中不稳定。本课题以姜黄素的酯化前体药物姜黄素乙酸酯作为模型药物,采用聚合物胶束作为载体制备可吸入制剂,以期实现载药胶束在肺部血管上皮细胞的被动靶向及长效缓释效果,解决肺动脉高压治疗药物存在的选择性差、给药频率高的瓶颈问题,并探讨聚合物胶束的肺部吸收与转运机制。首先,建立了姜黄素乙酸酯、姜黄素、尼罗红以及香豆素-6的快速、准确、方便的体内外检测方法。采用HPLC分析方法测定姜黄素乙酸酯的体内外含量。样品在检测范围内线性良好,准确度(91.10-110.13%)、精密度(<10%)、生物样品中的绝对提取回收率(>70%)均能达到测定要求。采用荧光分析方法测定尼罗红以及香豆素-6的含量,该方法线性、准确度和精密度均符合要求。其次,采用溶剂蒸发法制备了具有较好的体外稳定性及体内外缓释行为的mPEG-PLGA载药纳米胶束。筛选了不同种类的稳定剂,结果表明,亮氨酸能显著提高载药胶束在水、离子溶液及生物介质中的稳定性。加入亮氨酸后载药胶束粒径约为28nm,包封率(98.97%)及载药量(1.89%)均未发生明显改变。体外释放研究表明,含有亮氨酸的载药胶束24小时释放量为56.4%(普通胶束为86.0%),载药胶束静脉给药后8h血中依然能够检出姜黄素(普通胶束血中仅4h内能检测到)。可见亮氨酸对载药胶束具有更好稳定作用,从而增加其缓释能力。确定了含有亮氨酸的载药胶束体内外稳定性后,考察了其在大鼠体内的药代动力学及组织分布情况。结果表明,载药胶束肺部给药后能缓释释放24h,而静脉给药后仅缓释12h,说明肺部给药后具有较好的缓释效果；肺部给药后,肺部AUC值分别是原药及胶束静脉给药后的8.6倍和400倍,而在非靶组织中均小于3倍；同时肺部靶向效率分别是静脉原药溶液及载药胶束的6.02和436倍,说明载药胶束肺部给药具有较高的肺靶向效率,而在非靶向组织中没有显著蓄积。为进一步研究载药胶束肺部给药后的靶向性及缓释行为,将尼罗红作为荧光探针包裹进胶束,采用激光共聚焦显微镜观察了组织切片。结果表明,肺部给药后肺动脉血管内皮组织细胞上的荧光强度比静脉给药更强且持续时间更长,说明载药胶束肺部给药对肺动脉血管内皮组织细胞具有很好的靶向性及肺部缓释性；脑组织切片共定位结果表明,载药胶束进入体循环后,能够以胶束的形式穿过血脑屏障进入脑组织。采用Calu-3、NCI-H441两种细胞评价了载体及空白胶束的毒性、载药胶束的细胞及肺部安全性。结果表明,载体及空白胶束的体外细胞毒性低(细胞存活率>75%)；载药胶束安全性良好(细胞存活率接近100%)；空白胶束及载药胶束实验剂量下肺部细胞灌洗液中LDH浓度和生理盐水组相当,说明空白胶束及载药胶束具有良好的肺部安全性。选择不同类型的摄取和转运抑制剂研究了载药胶束的细胞摄取及转运机制。结果表明载药胶束的细胞摄取机制是一个包括网格蛋白介导、耗能、同时需要胆固醇参与等多种吸收机制介导的复杂过程。同时氯丙嗪不参与细胞摄取,但在转运过程中发挥作用,说明参与细胞转运和细胞摄取的机制可以是不同的。最后,将具有较好肺部靶向性及缓释行为的载药胶束通过喷雾干燥及冷冻干燥分别制备成具有较好肺部吸入性的干粉吸入剂及雾化吸入液。结果表明,可吸入制剂的理化特性与喷雾干燥／冷冻干燥前相比,没有显著性变化,同样具有体外缓释释放行为。干粉吸入剂的可吸入剂量比率约为55%左右；雾化吸入液雾化后雾滴的D50值约为3.2μm,说明制备的载药胶束可吸入制剂具有较好的肺部可吸入性。综上所述,本文制备了具有较好肺部可吸入性的载药胶束的干粉吸入剂和雾化吸入液,肺部给药后载药胶束具有较好的肺动脉血管内皮细胞靶向性以及缓释性,阐明了聚合物胶束的肺部摄取及转运机制,同时还发现载药胶束进入体循环后能够穿过血脑屏障进入脑组织,这些均为为药剂学领域肺动脉高压治疗药物的研究和开发提供了理论依据、方法参考和技术借鉴。
【作者】胡晓；
【导师】廖永红；
【作者基本信息】北京协和医学院，生药学，2014，博士
【关键词】肺动脉高压(PAH)；纳米胶束；缓释释放；肺动脉靶向；转运机制；

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