胰島素鼻腔給藥新劑型研究進(jìn)展

1、胰島素鼻腔給藥新劑型研究進(jìn)展藥學(xué)實踐雜志2008年第26卷第6期胰島素鼻腔給藥新劑型研究進(jìn)展曾倩,紀(jì)暉,潘理平(1.海軍總醫(yī)院藥劑科,北京100037;2.海軍后勤部衛(wèi)生部,北京100841)摘要鼻腔給藥是胰島素皮下注射最有前景的替代途徑之一,而黏膜吸附性制劑代表了胰島素經(jīng)鼻制劑的發(fā)展方向,主要包括凝膠,微球/微粒,脂質(zhì)體,納米粒等劑型.本文對國內(nèi)外近年來各種劑型的胰島素經(jīng)鼻制劑的研究概況進(jìn)行了綜述.關(guān)鍵詞胰島素;鼻腔給藥;經(jīng)鼻制劑;黏膜吸附性制劑中圖分類號:R944文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006011l(2008)06040904糖尿病是僅次于心腦血管疾病和惡性腫瘤危害人類健康的第三大疾病

2、,而胰島素是治療I型糖尿病(胰島素依賴型糖尿病)必須使用的藥物,也是II型糖尿病(非胰島素依賴型糖尿病)患者口服藥無效或過敏及病情加重條件下必需的選擇.目前,胰島素的主要給藥途徑為皮下注射,雖然能取得不錯的降血糖效果,但隨之而來的血糖濃度波動,糖尿病性并發(fā)癥以及注射造成患者順應(yīng)性差等依然是無法克服的問題.因此胰島素非注射給藥途徑的研究和開發(fā)具有重要的臨床意義.其中,鼻腔給藥被認(rèn)為是最有前景的替代途徑之一,這主要是由于鼻腔給藥具有下列優(yōu)點:鼻黏膜僅南一層纖毛柱狀上皮細(xì)胞構(gòu)成,藥物吸收有效面積大;上皮細(xì)胞下毛細(xì)血管豐富;藥物經(jīng)鼻腔毛細(xì)血管直接進(jìn)入體循環(huán),可避開肝臟首過效應(yīng).但是,作為親水性蛋白大分

3、子,胰島素經(jīng)鼻黏膜透過量仍然很小,加之纖毛清除和蛋白酶的水解,胰島素以溶液劑鼻腔給藥的吸收量可以忽略不計¨.針對上述局限性,當(dāng)前胰島素鼻腔給藥的研究熱點主要集中在黏膜吸附性制劑的開發(fā)上.該種制劑通常以具有良好生物相容性和黏附性的聚合物作為遞藥載體,經(jīng)吸水膨脹后在鼻黏膜表面形成凝膠狀物,可以降低黏膜纖毛清除速率,延長給藥系統(tǒng)在鼻腔中的滯留及其與鼻黏膜的接觸,并且保護(hù)藥物不受鼻腔中酶的水解,從而促進(jìn)藥物的吸收.在此基礎(chǔ)上加入合適的滲透促進(jìn)劑就有可能較大幅度地提高胰島素經(jīng)鼻給藥的生物利用度.事實上,某些黏附性聚合物本身就具有滲透促進(jìn)劑的作用,它們吸水膨脹之后使鼻黏膜上皮細(xì)胞脫水,引起細(xì)胞間

4、緊密連接松動,從而增加藥物經(jīng)細(xì)胞旁路途徑轉(zhuǎn)運.在胰島素黏膜吸附性經(jīng)鼻制劑開發(fā)中采用的劑作者簡介:曾倩(1974.),女,主管藥師Tel:(010)66958330,E.mailzeqhrlsina.eom.型主要涉及凝膠,微球/微粒,納米粒及脂質(zhì)體等,這些劑型各有其特點,本文就國內(nèi)外近年來對它們的最新研究概況綜述如下.1凝膠凝膠具有高度親水的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),可以控制藥物的釋放并穩(wěn)定其中的藥物;此外,它還具有良好的生物黏附性,能較長時間與作用部位發(fā)生緊密接觸,增加藥物的吸收,這些特點使得凝膠特別適合作為胰島素鼻腔給藥的劑型.例如,含0.1%和1%的聚丙烯酸與胰島素制成的生物黏附性凝膠經(jīng)大鼠鼻腔給藥

5、后,兩種凝膠劑產(chǎn)生的降血糖作用分別在0.5和1h出現(xiàn)最大值,而給予同劑量的胰島素混懸液則無降血糖作用.目前胰島素凝膠劑研究中應(yīng)用較多的載體材料為殼聚糖,它是一種具有良好生物相容性的多糖類天然聚合物.VarshosazJ等以具有蛋白水解酶抑制能力的EDTA為促透劑制備了2%殼聚糖凝膠,胰島素載藥量為40IU/mL,該凝膠2.5h體外釋藥達(dá)90%并且具有良好黏膜吸附性,按4IU/kg的劑量經(jīng)糖尿病大鼠鼻腔給藥后,胰島素絕對生物利用度達(dá)46%.實際上,上述實驗中作為凝膠材料的殼聚糖及其衍生物不僅具有生物黏附性,在體液環(huán)境下它還可通過本身所帶正電荷中和黏膜細(xì)胞間緊密連接的陰離子部位而具有滲透促進(jìn)作用j

6、.基于此,有人利用帶正電荷的殼聚糖季銨化衍生物(HTCC)與PEG制得新型溫敏型凝膠,胰島素載藥量為100IU/mL,其在室溫及以下為溶液狀態(tài),在37時幾分鐘內(nèi)變成凝膠;按10IU/kg劑量經(jīng)大鼠鼻腔給藥后,血糖濃度下降40%50%,并可維持5h,而對鼻黏膜沒有明顯的毒性.2微球/微粒有文獻(xiàn)報道殼聚糖經(jīng)含硫化合物修飾后具有更410高的黏膜吸附性和促透性J,因而有研究人員以殼聚糖4一巰基丁基脒偶聯(lián)物(ChitoTBA)作為載體制備了胰島素微粒給藥系統(tǒng),該微粒呈球狀,粒徑范圍I59m,平均粒徑l8.5m,胰島素包封率為38.23%,并以未修飾殼聚糖和甘露糖微粒作為對照,體外釋放實驗顯示ChitoT

7、BA微粒中胰島素可持續(xù)釋藥達(dá)6h,在大鼠體內(nèi)的絕對生物利用度為(7.24±0.76)%,而未修飾殼聚糖和甘露糖微粒中胰島素的絕對生物利用度分別僅為(2.04±1.33)%和(1.04±0.27)%.與殼聚糖類似,帶正電荷的氨基明膠同樣具有滲透促進(jìn)作用及良好的黏膜吸附性,并且由于其本身就是蛋白,因而適合用作多肽蛋白藥物的載體.WangJ等利用表面吸附法制備了載有胰島素的氨基明膠微球(AGMS),平均粒徑19.3m,吸水后膨脹至51.5txm;體外藥物釋放實驗表明該微球在30min和8h的累積釋藥量分別為18.4%和56.9%,顯著慢于天然明膠微球(GMS),這主要源

8、于AGMS和胰島素之間的靜電作用;按胰島素5IU/kg劑量經(jīng)健康大鼠鼻腔給藥后,AGMS干粉劑(胰島素載藥量為O.5IU/mg)使血糖濃度在60min降到最低(基線值的69.3%),4h內(nèi)恢復(fù)正常;而AGMS混懸劑(胰島素載藥量為1.25IU/mg)沒有顯著的降血糖效應(yīng),作者推測可能的機理為干粉劑微球可以吸收鼻黏膜中的水分,使上皮細(xì)胞暫時脫水,細(xì)胞問緊密連接開放;此外AGMS的正電荷也具有吸收促進(jìn)效應(yīng).冷光等以可溶性淀粉為原料,利用聚乙二醇法制備淀粉微球后吸附胰島素制得粒徑為3040m的胰島素淀粉微球,按2IU/kg劑量經(jīng)健康家兔鼻腔給藥后血糖濃度下降35.2%,表明該胰島素微球經(jīng)鼻腔給藥可明

9、顯降低血糖水平,且藥物作用呈現(xiàn)緩釋特征J.3脂質(zhì)體脂質(zhì)體有很好的生物黏附性和相容性,不容易被鼻纖毛清除,可以迅速進(jìn)入血液,受體內(nèi)各種酶的作用逐漸分解并釋放藥物,能有效迅速的發(fā)揮藥效;對鼻黏膜損傷輕微甚至無損傷,無刺激性和纖毛毒性,適合長期給藥¨,因此也是胰島素經(jīng)鼻制劑的一個重要研究方向.吳正紅等利用離體腸黏膜法和Caco一2細(xì)胞模型法考察了殼聚糖及其衍生物包覆的脂質(zhì)體對胰島素細(xì)胞旁路轉(zhuǎn)運的促進(jìn)作用,證實脂質(zhì)體能增加胰島素的跨膜轉(zhuǎn)運,而脂質(zhì)體經(jīng)殼聚糖及其衍生物包覆后通過打開上皮細(xì)胞緊密連接,進(jìn)一步提高胰島素經(jīng)細(xì)胞旁路的轉(zhuǎn)運能力.為了提高脂質(zhì)體給藥系統(tǒng)的黏膜吸附性,促進(jìn)黏膜吸收,Jain

10、等制備了粒徑為2634m,表面包被殼聚糖的多室脂質(zhì)體(MVL),胰島素載藥量達(dá)58%62%,體外釋放維持79d,而一般的脂質(zhì)體僅為24h;經(jīng)糖尿病大鼠鼻腔給藥后,該黏附性MVL的降血糖效應(yīng)達(dá)72h,與未包被殼聚糖的MVL和一般的脂質(zhì)體相比維持時間顯著延長.4納米粒Wang等利用離子膠凝法制備了殼聚糖一N一乙酰L一半胱氨酸納米粒作為胰島素的載體,其粒徑為140210nm,電位為+19.531.7mV,載藥量為13%42%,相比于未修飾的殼聚糖納米粒和對照溶液,胰島素經(jīng)鼻吸收量顯著增加.此外,該組研究人員利用相同方法制得粒徑為150300nm的PEG接枝殼聚糖(PEGgchitosan)納米粒,&

11、#39;電位為+1630mV,胰島素載藥量為20%39%,經(jīng)鼻吸收量相比PEGg.chitosan混懸液和對照溶液顯著增加16.環(huán)糊精(CD)為環(huán)狀寡聚糖,分子中央為疏水性空穴,可與適當(dāng)大小的藥物分子形成包合物,大分子藥物也可通過疏水側(cè)鏈被部分包合,提高穩(wěn)定性;CD還可用作大分子藥物的促透劑并且抑制某些蛋白酶的活性,基于上述優(yōu)點,KraulandAH等將羧甲基-p一環(huán)糊精(CM.pCD)引入殼聚糖(CS)體系中,通過離子膠凝技術(shù)制得CS/CM.BCD和CS/CM一13一CD/TPP(三聚磷酸)納米粒,粒徑范同231383nm,'電位+20.639.7mV,胰島素載藥量最高達(dá)68.4&#

12、177;0.5%,并且在人工腸液中(pH6.8,37cC)快速釋放(15rain釋放84%97%).這些結(jié)果顯示該納米系統(tǒng)有望用于胰島素的鼻腔給藥.金納米粒具生物相容性,無毒,易與許多生物大分子如蛋白/酶,DNA等結(jié)合,可用作藥物遞送的載體.Joshi等利用硼氫化鈉還原四氯金酸制備了粒徑為(35±7)A的金納米粒,表面修飾天門冬氨酸(Asp)后吸附胰島素得到Au.AspIns納米粒,吸附率為95%,按20IU/kg胰島素劑量經(jīng)糖尿病大鼠鼻腔給藥后,血糖濃度在120min時達(dá)最大降低程度55%,與胰島素皮下注射的藥效相當(dāng)(血糖濃度最大下降53%)181.為了提高金納米粒給藥系統(tǒng)的穩(wěn)定性

13、和黏膜攝取量,在上述研究的基礎(chǔ)上改用具有促透效應(yīng)并且?guī)д姷臍ぞ厶亲鳛檫€原劑制備得到粒徑為,1050nm表面被殼聚糖所包被的金納米粒,胰島素吸附率為53%;山羊鼻黏膜體外擴(kuò)散實驗顯示相同胰島素劑量下,載藥金納米粒的透過量藥學(xué)實踐雜志2008年第26卷第6期4I1是胰島素對照溶液的45倍;按10IU/kg胰島素劑量經(jīng)糖尿病大鼠鼻腔給藥后,3h血糖濃度下降34.12%;2h的血清胰島素水平為2.1mlU/mL,與胰島素溶液皮下注射的水平(2.5mlU/mL)相當(dāng);與硼氫化鈉還原得到的納米粒相比,殼聚糖還原納米粒的鼻黏膜攝取量顯著提高¨.上述結(jié)果表明以金納米粒作為載體進(jìn)行胰島素鼻腔給藥以替

14、代皮下注射具有可行性,但金納米粒在體內(nèi)的蓄積,排泄及毒性(特別是需要長期用藥的條件下)還需要進(jìn)一步研究.Simon等合成了氨基修飾的聚乙烯醇接枝聚L一丙交酯,與胰島素自組裝得到納米復(fù)合物,鼻腔給藥后健康大鼠血糖水平在5080min后下降20%,糖尿病大鼠血糖水平在7595min后下降30%,組織學(xué)檢查顯示4h后用藥部位沒有毒性反應(yīng).與殼聚糖類似,該實驗中的水溶性兩親聚合物兼具生物黏附劑和滲透促進(jìn)劑雙重功能.5總結(jié)鼻腔給藥途徑對于多肽和蛋白類藥物的吸收具有獨特的優(yōu)勢.與皮下注射相比,鼻腔給藥能更好地模擬用餐期間胰島素的"搏動式"分泌,從而更好地控制餐后高血糖¨J.因

15、此,胰島素經(jīng)鼻制劑的開發(fā)對于提高糖尿病患者治療效果和順應(yīng)性有著重要的意義,眾多科研人員也為此做了大量的工作,進(jìn)行了有益的探索.阻礙胰島素經(jīng)鼻吸收的因素主要是藥物分子鼻腔滯留時間短和鼻黏膜對親水性蛋白大分子的生物屏障作用,此外還包括蛋白酶的水解.針對這些局限性,基于生物黏附性材料的黏膜吸附性制劑成為研究的熱點,它不但可以顯著延長載藥系統(tǒng)在鼻腔中的滯留時間,通常還可以避免藥物分子直接與鼻腔黏液接觸,防止其被蛋白酶水解,從而增加藥物吸收;在此基礎(chǔ)上,通過加入合適的滲透促進(jìn)劑(如EDTA,磷脂,甾醇糖苷,緊密連接調(diào)節(jié)肽等),增加鼻黏膜對蛋白分子的通透性,就有可能較大程度的增加藥物分子的經(jīng)鼻吸收量.另一

16、方面,用作黏膜吸附制劑的聚合物材料如殼聚糖,氨基明膠以及各種新型的高分子材料在延長給藥系統(tǒng)鼻腔滯留時間的同時,可通過吸水膨脹或自身所帶正電荷暫時性地開放上皮細(xì)胞間緊密連接而增加藥物透膜量,從而起到滲透促進(jìn)劑的作用,并且在安全性方面優(yōu)于傳統(tǒng)的滲透促進(jìn)劑如表面活性劑,膽酸鹽等,不會對鼻黏膜造成損害,而有的聚合物材料還有一定的蛋白酶抑制活性,因而非常適合用于胰島素鼻腔給藥系統(tǒng)的開發(fā).胰島素黏膜吸附性制劑研究中采用的劑型主要涉及凝膠,微球,脂質(zhì)體和納米粒等,這些新劑型相比于傳統(tǒng)的溶液劑有著明顯的優(yōu)勢.凝膠劑制備方便,載藥量大,可制成溫敏性等敏感型給藥系統(tǒng),給藥前為溶液,便于劑量控制,給藥后形成凝膠,達(dá)

17、到緩釋效果.微球和脂質(zhì)體均具有載藥量大的特點,微球以干粉劑給藥時具有明顯的促吸收作用,而脂質(zhì)體由于其特殊的磷脂結(jié)構(gòu)也能增加蛋白分子的跨膜轉(zhuǎn)運.納米粒由于其粒徑更小,黏膜吸附性更強,鼻腔滯留時間更長,并且同凝膠和微球一樣,可通過骨架結(jié)構(gòu)或載藥方式的改變控制藥物分子的釋藥速率,因而越來越多的用作多肽蛋白類藥物鼻腔給藥載體.上述這些新劑型的發(fā)展結(jié)合新材料的發(fā)展大大推動了胰島素鼻腔黏膜吸附性制劑的研究與開發(fā),目前已有幾種胰島素經(jīng)鼻制劑進(jìn)入臨床試驗階段,有望在未來幾年內(nèi)上市,從而為糖尿病患者帶來更好的治療效果.參考文獻(xiàn):426JoumalofPharmaceuticalPracticeVo1.26200

18、8No.6往往伴隨血流動力學(xué)及心臟功能的改變'.氧自由基生成及脂質(zhì)過氧化物反應(yīng)增強是心肌缺血損傷的主要機制之一,SOD是機體清除氧自由基的重要酶類,對機體的氧化與抗氧化平衡起著重要的作用.心肌缺血時,細(xì)胞內(nèi)鈣超載致自由基生成過多,作用于細(xì)胞膜和血液循環(huán)中的脂質(zhì),使其發(fā)生脂質(zhì)過氧化并呈鏈?zhǔn)椒磻?yīng)擴(kuò)展,導(dǎo)致細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的損傷,并大量消耗抗氧化劑,使SOD活力失代償性下降,從而啟動自由基連鎖反應(yīng),氧自由基攻擊生物膜中的多不飽合脂肪酸,引發(fā)脂質(zhì)過氧化作用,并因此形成脂質(zhì)過氧化物,如丙二醛(MDA).MDA的測定常常與SOD的測定相互配合,SO1)活力的高低間接反映了機體清除氧自由基的能力,而

19、MDA的高低又間接反應(yīng)了機體細(xì)胞受自由基攻擊的嚴(yán)重程度,兩者結(jié)合分析反映了藥物的抗氧化作用.益心口服液以黃芪為君,益母草為臣,紅花川芎為佐.黃芪為補氣升陽的中藥,補氣升華,使氣足血行瘀化.益母草活血化瘀,祛瘀生新,養(yǎng)益心陰,兼有利水滲濁之效,可治久瘀所致水停.紅花善通利經(jīng)脈,且入心經(jīng)養(yǎng)血.川I芎行氣通絡(luò)止痛.四藥合用,氣血經(jīng)絡(luò)共調(diào).將該復(fù)方按照2:2:1:1的配方比例通過加水煎煮,濾過,濃縮,醇沉法純化等提取純化方法,由上海中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院制成口服液制劑用于本實驗.本實驗結(jié)果顯示益心口服液具有:改善急性心肌缺血:益心口服液各劑量組均能明顯改善缺血造成的心電圖J點抬高,此作用優(yōu)于地爾硫革處理組.

20、與模型組比較,益心口服液大,中劑量組均能明顯改善大鼠的LVSP,LVEDP,±dp/dtmax,提示益心El服液有改善缺血心肌收縮舒張功能的作用.形態(tài)學(xué)檢查同時證實了益心El服液各劑量組均能改善心肌缺血損傷.提高心肌組織抗氧化損傷能力:益心口服液大,中劑量能夠提高血清中SOD含量,降低脂質(zhì)過氧化物MDA的活性,提示其改善抗心肌缺血損傷的作用可能與對抗自由基生成有關(guān).綜上所述益心口服液中,大劑量能明顯改善冠脈結(jié)扎引起的急性心肌缺血,改善血流動力學(xué),提高心臟抗損傷能力,保護(hù)缺血心肌.為開發(fā)成新藥提供了有力的實驗依據(jù).參考文獻(xiàn):1衛(wèi)洪昌,朱冬勝,朱曉梅,等.益心口服液預(yù)處理對急性心肌缺虹大

21、鼠CEC,血漿ET,CGRP及心肌病理形態(tài)的影響J.藥學(xué)實踐雜志,1999,17(4):202.2程康,孫英霞,章忱,等.益心口服液對大鼠體外心臟缺再灌注損傷心功能的影響J.山東中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,2004.28(2).3王秀薇,顧明昌,袁燦星,等.益心El服液治療冠心病心肌缺血得臨床療效研究J.甘肅中醫(yī),2002,15(2):79.4周文武,林玲.冠脈結(jié)扎法制做大鼠心肌缺血模型J.中國實驗動物學(xué)報,2004,12(14).5陳奇.中藥藥理研究方法M.北京:人民衛(wèi)生出版社,1996:441.6邵耕.現(xiàn)代冠心病M.北京:北京醫(yī)科大學(xué),中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合出版社,1998:53.7王北嬰,李儀奎.中藥

22、新藥研制開發(fā)技術(shù)與方法M.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,2001:42.收稿日期:2007-1226(上接第4ll頁)13吳正紅.殼聚糖及其衍生物包覆的脂質(zhì)體對胰島素細(xì)胞旁路轉(zhuǎn)運的促進(jìn)作用J.中國藥科大學(xué)學(xué)報,2005,36(4):306.114jJainAK,ChalasaniKB,KharRK,eta1.Mucoadhesivemul-tivesicularliposomesasaneffectivecarrierfortransmucosatinsufindeliveryJ2007,15(6):417.15WangX,ZhengC,WuZ,ela1.Chitosan-NACnanoparti

23、clesasavehiclefornasalabsorptionenhanceulentofinsulinJ.JBiomedMaterResBApplBiomater,2008,Epubaheadofprint.16ZhangX,ZhangH,WuZ,eta1.NasalabsorptionenhancementofinsulinusingPEGgraftedchitosannanoparticlesJ.EurJPhannBiopharm,2008,68(3):526.17KraulandAH,AlonsoMJ.chit0san/cvcl0dexlrinnanoparticlesasmacromoleculardrugdeliverys,slenlJ.InternationalJournalofPharmaeeutics,2007.340:134.118JoshiHM,BhumkarDR,JoshiK,ela1.GoldNanopartMesasCarriersforEfficientTransnmcosalInsulin