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胰岛素(Ins ulin)是目前治疗糖尿病最为有效的药物,其用药途径更多是通过皮下注射的方式。但由于胰岛素的长期注射用药易给患者造成诸多痛苦或者不便,这大幅度地降低了患者治疗的依从性。针对此弊端,将胰岛素制备成口服胰岛素制剂,并通过口服给药的方式会更舒适和方便,也更容易被患者所接受和认同,可视为最理想的给药途径,具有可观和良好的研究价值。
羧甲基壳聚糖(CMC )是一种常见的水溶性壳聚糖衍生物,具有与壳聚糖类似的天然无毒性、生物相容性和阳离子性,且更佳的水溶性及生物降解性,被更广泛用于改善蛋白质类药物的口服给药递送。β-环糊精的结构中外表面亲水、中心空腔亲脂,可容纳多种亲脂药物,增加药物的溶解度,增强大分子药物的通透性,抑制某些蛋白酶的活性。结合上述两种材料的优势,本文首先将羧甲基-β-环糊精(CMCD)与羧甲基壳聚糖作为载体材料,使用NHS/EDC介导法进行接枝,获得一种羧甲基-β-环糊精接枝羧甲基壳聚糖(CMCD-g-CMCs)水凝胶微粒,用于包埋蛋白类药物,开发口服胰岛素缓释制剂。
为了考察水凝胶微粒的物理化学性质,采用分析技术手段,如傅里叶变换红外光谱、电镜扫描、X射线衍射单晶分析和热重分析等,对制备的水凝胶微粒进行微观表征。以CMCD-g-CMCs凝胶微粒作为载体去包埋负载胰岛素(INS),负载胰岛素后的羧甲基-β-环糊精接枝羧甲基壳聚糖水凝胶微粒(INS/CMCD-g-CMCs)的最大载药率可达31.9%,药物释放实验结果显示,凝胶微粒在模拟人体胃液环境(pH=1.2)中累积释放量仅8%,能有效地保护INS,但在模拟人体肠道环境(pH=6.8)中会显著增加到55%至70%,实现INS的大量释放,具有较好的缓释能力,且释放出的INS生物活性相比未包埋的INS,生物活性未发生改变。
在体外细胞毒性实验中,选用人克隆结肠腺癌细胞(Caco-2细胞)为细胞模型对凝胶微粒进行毒性考察,结果显示了凝胶微粒对细胞几乎无毒性;将Caco-2细胞接种培养在转运小室(Transwell板)上形成细胞单层后用来模拟人体肠道的小肠上皮细胞,INS通过Caco-2单层细胞的转运吸收性实验显示,凝胶微粒浓度最高时,INS的表观渗透系数可达到单一游离的INS溶液的80倍。故凝胶微粒可促进INS的渗透吸收,该凝胶微粒作为口服INS的载体方面具备可用性。
体内动物实验中,采用腹腔注射的方式小剂量注射链脲佐菌素建立2型糖尿病小鼠模型,连续4周灌胃给药INS/CMCD-g-CMCs,检测糖尿病小鼠的血糖值、生理生化、氧化应激、炎症因子及组织形态分析等指标,结果表明该载胰岛素凝胶微粒其释放出来的INS可完全被小肠所吸收,具有显著地降低小鼠血糖的作用,对于糖尿病小鼠血清脂质代谢(TC、TG、LDL-c和FFA含量下降,HLD-c含量升高)、氧化应激能力(SOD、CAT活性升高,MDA、GPT含量减小)、炎症因子(NO和TNF-α含量减小)和并发症(血清BUN和CER含量水平有所下降),均具有改善调节作用,对于组织形态(小鼠肾脏、胰腺)具有修复的功效。
上述所有结果均论证了CMCD-g-CMCs水凝胶微粒可用作胰岛素药物的口服载体,具有十分广阔的应用前景和研究价值。
羧甲基壳聚糖(CMC )是一种常见的水溶性壳聚糖衍生物,具有与壳聚糖类似的天然无毒性、生物相容性和阳离子性,且更佳的水溶性及生物降解性,被更广泛用于改善蛋白质类药物的口服给药递送。β-环糊精的结构中外表面亲水、中心空腔亲脂,可容纳多种亲脂药物,增加药物的溶解度,增强大分子药物的通透性,抑制某些蛋白酶的活性。结合上述两种材料的优势,本文首先将羧甲基-β-环糊精(CMCD)与羧甲基壳聚糖作为载体材料,使用NHS/EDC介导法进行接枝,获得一种羧甲基-β-环糊精接枝羧甲基壳聚糖(CMCD-g-CMCs)水凝胶微粒,用于包埋蛋白类药物,开发口服胰岛素缓释制剂。
为了考察水凝胶微粒的物理化学性质,采用分析技术手段,如傅里叶变换红外光谱、电镜扫描、X射线衍射单晶分析和热重分析等,对制备的水凝胶微粒进行微观表征。以CMCD-g-CMCs凝胶微粒作为载体去包埋负载胰岛素(INS),负载胰岛素后的羧甲基-β-环糊精接枝羧甲基壳聚糖水凝胶微粒(INS/CMCD-g-CMCs)的最大载药率可达31.9%,药物释放实验结果显示,凝胶微粒在模拟人体胃液环境(pH=1.2)中累积释放量仅8%,能有效地保护INS,但在模拟人体肠道环境(pH=6.8)中会显著增加到55%至70%,实现INS的大量释放,具有较好的缓释能力,且释放出的INS生物活性相比未包埋的INS,生物活性未发生改变。
在体外细胞毒性实验中,选用人克隆结肠腺癌细胞(Caco-2细胞)为细胞模型对凝胶微粒进行毒性考察,结果显示了凝胶微粒对细胞几乎无毒性;将Caco-2细胞接种培养在转运小室(Transwell板)上形成细胞单层后用来模拟人体肠道的小肠上皮细胞,INS通过Caco-2单层细胞的转运吸收性实验显示,凝胶微粒浓度最高时,INS的表观渗透系数可达到单一游离的INS溶液的80倍。故凝胶微粒可促进INS的渗透吸收,该凝胶微粒作为口服INS的载体方面具备可用性。
体内动物实验中,采用腹腔注射的方式小剂量注射链脲佐菌素建立2型糖尿病小鼠模型,连续4周灌胃给药INS/CMCD-g-CMCs,检测糖尿病小鼠的血糖值、生理生化、氧化应激、炎症因子及组织形态分析等指标,结果表明该载胰岛素凝胶微粒其释放出来的INS可完全被小肠所吸收,具有显著地降低小鼠血糖的作用,对于糖尿病小鼠血清脂质代谢(TC、TG、LDL-c和FFA含量下降,HLD-c含量升高)、氧化应激能力(SOD、CAT活性升高,MDA、GPT含量减小)、炎症因子(NO和TNF-α含量减小)和并发症(血清BUN和CER含量水平有所下降),均具有改善调节作用,对于组织形态(小鼠肾脏、胰腺)具有修复的功效。
上述所有结果均论证了CMCD-g-CMCs水凝胶微粒可用作胰岛素药物的口服载体,具有十分广阔的应用前景和研究价值。