一种胰岛素纳米透皮贴剂及其制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种胰岛素纳米经皮给药制剂及其制备方法。本发明以重组人胰岛素为药物活性成分，其是由防粘层、载药层和背衬层组成的充填封闭型透皮制剂。载药层的由纳米化重组人胰岛素、传递体、促渗剂和增塑剂组成。纳米化重组人胰岛素是通过以溶剂溶解胰岛素，加入脂质体、壳聚糖、HPMC等水溶性辅剂和冻干保护剂的水溶液低温高速搅拌后冷冻干燥获得。本发明的贴剂将胰岛素纳米化结合传递体经皮无创给药，大大提高胰岛素的生物利用度，具有透皮吸收速率快、起效快、治疗效果好和产品稳定性好的优点，且对皮肤无过敏和毒性反应，具有安全性好、副作用小和使用方便的特点。本发明的胰岛素纳米透皮贴剂的制备方法简单，生产成本低，易于放大。
【专利说明】一种胰岛素纳米透皮贴剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种胰岛素纳米经皮给药制剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]胰岛素(insulin)是胰脏β细胞分泌的一种多肽类激素，目前是机体内唯一能降低血糖的激素。人胰岛素分子依靠两个二硫键结合A链(21个氨基酸)与B链(30个氨基酸)，如果二硫键被打开则失去活性。胰岛素分子量约为6000，等电点为5.35-5.45，在水中、乙醇、氯仿或乙醚中几乎不溶。胰岛素制剂市场上有注射剂、肺部吸入给药制剂、植入剂、口服或口腔黏膜吸收给药制剂等，其中目前使用最为广泛是肌肉注射(包含无针注射剂)。肌肉注射剂一般为白色或类白色的混悬液，静置后分层，振荡后沉淀均匀分散，制剂中使用了较大量的添加剂助悬，并且生物利用度较低。
[0003]由于胰岛素为蛋白质多肽类药物，能被胃肠道的蛋白水解酶降解且不被吸收，所以口服无效。因此，从临床使用的剂型看，主要是针剂(iv与im两种)。为了减少病人因频繁注射引起的痛苦与不便，除速效型普通胰岛素针剂外，还开发了中效和长效两种剂型，即便是长效针剂，患者也需要至少每隔36h注射一次，治疗仍不方便。另外，患者长期注射用药还会产生许多不良反应如胰岛素浮肿、低血糖反应、肥大性脂肪营养不良及皮下脂肪萎缩等等，而采用透皮给药方便而且患者的顺应性好，大大减少患者的痛苦、能持久稳定的释放胰岛素、增加胰岛素纳米脂质体利用率等诸多优点，所以，胰岛素透皮制剂更适合临床运用和患者的的自我利用。
[0004]胰岛素为 水难溶性药物，生物利用度极低。对于水难溶性药物，溶出过程是制约其生物利用度的关键因素。根据Ostwald Freundrich方程，药物溶出速率和药物颗粒大小成反比，降低药物颗粒粒径可以大幅度提高其溶出速率，从而显著提高药物的生物利用度，减少个体差异，降低毒副作用。纳米化可以促进药物的吸收，提高生物利用度。
[0005]纳米粒属于载体粒子给药系统，其作为药物载体具有许多优越性，具有缓释特性，能够延长药物作用时间，靶向输送药物，保证药物作用的前题下减少给药剂量，减轻或避免药物毒副作用，提高药物作用稳定性，利于药物储存，并能够建立一些新的给药途经。由于纳米微粒具有超小体积和较高的载药量，容易穿透血管而不引起血管内皮损伤，保护药物免受酶降解，局部药物聚集浓度高，从而能提高疗效。但大部分纳米材料都存在生物相容性和生物可降解性等问题。
[0006]传递体可以运载大分子如蛋白质和多肽进行透皮吸收。
[0007]透皮给药系统(transdermaldrug delivery system,TDDS) 一般指应用黏合剂的皮肤贴片型的透皮给药新制剂。新型的透皮给药制剂是通过适当的剂型设计，采用控释手段，使药物经皮肤恒速、持久地进入体循环的一种新的给药技术。具有三大优点:药物不受肝脏和胃肠道的“首过效应”的影响；可以长时间按需要的速率将药物输入体内，血药浓度保持恒定；使用方便，具有释放药物的可撤性，尤其适用于老人、孩子和不能口服药物的患者。[0008]专利CN102056593A公开了一种胰岛素鼻用制剂，便利了给药方式，但给药量为传统方式的2倍以上。专利CN102961340A以二氧化硅气凝胶制备胰岛素纳米粒，但二氧化硅体内难以降解、毒性较大。其他专利有以保护剂制备胰岛素口服给药剂型，均存在胰岛素不同程度被消化道降解，个体差异大，有效作用剂量难以保证。还有一些专利发明胰岛素给药泵，为微创给药法。
【发明内容】
[0009]本发明目的在于，克服现有技术的不足，为解决胰岛素水溶性差，吸收和生物利用度低的问题，提供一种分散程度好，吸收好，稳定性好的纳米胰岛素冻干粉制备成透皮制齐?，透皮制剂提供完全无创给药的方法。
[0010]本发明的第一个技术问题是提供一种胰岛素纳米透皮制剂，特点是载药层由纳米化重组人胰岛素、传递体、压敏胶、促渗剂和基质组成，以凝胶形式被封闭于背衬层与防粘层之间。纳米化重组人胰岛素，为一种含冻干保护剂和亲水性辅料为载体的纳米级重组人胰岛素颗粒的复合粉体，重组人胰岛素纳米粉体在水中再分散后获得的胰岛素颗粒的粒径为 110_500nm。
[0011]本发明的第二个技术问题是提供一种胰岛素纳米透皮制剂的制备方法，包括以下步骤:
[0012]A:将胰岛素原料药溶解于可与水共溶的有机溶剂中，配置成浓度为l-10mg/ml的原料药溶液；将亲水性辅料溶于水，配置成含有亲水性辅料的水溶液；胰岛素溶液与含辅料的水溶液的体积比为1/5~1/20 ；
[0013]B:在4_15°C搅拌 条件下，将A步骤的原料药溶液与B步骤的辅料水溶液混合，得到胰岛素纳米混悬液；
[0014]C:将B步骤的胰岛素纳米混悬液冷冻干燥，得到胰岛素纳米粉体；
[0015]D:取不同比例的传递体、促渗剂、基质和一定量的压敏胶、一定量的C步骤得到的胰岛素纳米粉体，搅拌均匀即得载药层；
[0016]E:载药层均匀涂布在背衬层上，盖上保护层，检测合格，抽真空密封，即得。
[0017]本发明具有的优点在于:
[0018]采用冷冻干燥技术制备胰岛素纳米干粉，在保持药物活性的同时大大提高了药物的溶解度，能够很好的再分散于水中。
[0019]纳米胰岛素的超小体积和巨大比表面，纳米药物具有较高的载药量，容易穿透血管而不引起血管内皮损伤，透皮给药保护药物免受酶降解，药物在体内局部聚集浓度高，从而能提高疗效，同时还可以降低药物毒副作用。
[0020]纳米胰岛素透皮贴剂的具有良好的储存稳定性，并具有一定的缓释性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是胰岛素原料药的电镜图片
[0022]图2是本发明的纳米级胰岛素的电镜图片
[0023]图3是本发明的胰岛素纳米透皮贴剂对糖尿病模型小鼠的治疗效果【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释，本发明并不局限于以下实施例。
[0025]实施例1:
[0026]A:称取胰岛素8mg溶于IOmlDMF中，形成含药的有机溶液，大豆卵磷脂300mg、脂质体50mg、脱氧胆酸钠50mg、甘油0.1ml、轻丙甲纤维素200mg、0.01M甘氨酸缓冲液30ml (ρΗ6.2)、甘露醇Ig用加水至200ml溶解；
[0027]B:胰岛素溶液缓慢倒入水溶液中，搅拌，探针式超声即得到胰岛素纳米混悬液；
[0028]C:胰岛素纳米混悬液_60°C真空状态冻干48小时得胰岛素纳米冻干粉；
[0029]D:将胰岛素纳米冻干粉、壳聚糖50mg、卡波姆5mg、聚乙二醇10mg、大豆卵磷脂200mg、氮酮0.8g、甘油0.8g、丙二醇0.4g、聚烯酸酯压敏胶4g (二氯甲烧溶解)和丙烯酸压敏胶Ig混合用甘氨酸缓冲液稀释到5ml.搅拌均匀得载药层；
[0030]E:载药层均匀涂布在背衬层上，盖上保护层，检测合格，抽真空密封，即得。
[0031]实施例2:
[0032]A:称取胰岛素8mg溶于IOmlDMF中，形成含药的有机溶液，大豆卵磷脂300mg、脂质体30mg、油酸钠30mg、甘油0.1ml、轻丙甲纤维素lOOmg、甘氨酸缓冲液30ml (pH6.2)、甘露醇800mg用加水至200ml溶解；
[0033]B:胰岛素溶液缓慢`倒入水溶液中，搅拌，探针式超声即得到胰岛素纳米混悬液；
[0034]C:胰岛素纳米混悬液_60°C真空状态冻干48小时得胰岛素纳米冻干粉；
[0035]D:将胰岛素纳米冻干粉、脱氧胆酸钠50mg、壳聚糖50mg、聚乙二醇20mg、大豆卵磷脂lOOmg、氮酮lg、甘油0.8g、丙二醇0.4g、聚烯酸酯压敏胶4g( 二氯甲烧溶解)和丙烯酸压敏胶Ig混合用甘氨酸缓冲液稀释到5ml.搅拌均匀得载药层；
[0036]E:载药层均匀涂布在背衬层上，盖上保护层，检测合格，抽真空密封，即得。
[0037]实施例3:
[0038]A:称取胰岛素8mg溶于IOmlDMF中，形成含药的有机溶液，大豆卵磷脂300mg、脂质体30mg、油酸2mg、油酸钠30mg、轻丙甲纤维素80mg、甘氨酸缓冲液30ml (pH6.2)、甘露醇Ig用加水至200ml溶解；
[0039]B:胰岛素溶液缓慢倒入水溶液中，搅拌，探针式超声即得到胰岛素纳米混悬液；
[0040]C:胰岛素纳米混悬液_60°C真空状态冻干48小时得胰岛素纳米冻干粉；
[0041]D:将胰岛素纳米冻干粉、脱氧胆酸钠30mg、壳聚糖30mg、聚乙二醇20mg大豆卵磷脂150mg、氮酮lg、甘油0.8g、丙二醇0.4g、聚烯酸酯压敏胶4g( 二氯甲烧溶解)和丙烯酸压敏胶Ig混合用甘氨酸缓冲液稀释到5ml.搅拌均匀得载药层；
[0042]E:载药层均匀涂布在背衬层上，盖上保护层，检测合格，抽真空密封，即得。
[0043]实施例4:
[0044]A:称取胰岛素8mg溶于IOmlDMF中，形成含药的有机溶液,大豆卵磷脂300mg、脂质体50mg、脱氧胆酸钠50mg、甘油0.1ml、轻丙甲纤维素200mg、甘氨酸缓冲液30ml (pH6.2)、甘露醇2g用加水至200ml溶解；
[0045]B:胰岛素溶液缓慢倒入水溶液中，搅拌，探针式超声即得到胰岛素纳米混悬液；
[0046]C:胰岛素纳米混悬液_60°C真空状态冻干48小时得胰岛素纳米冻干粉；[0047]D:将胰岛素纳米冻干粉、壳聚糖50mg、聚乙烯吡咯烧酮3mg、大豆卵磷脂200mg、油酸钠30mg、氮酮0.8g、甘油0.8g、丙二醇0.4g、聚烯酸酯压敏胶4g( 二氯甲烧溶解)和丙烯酸压敏胶Ig混合用甘氨酸缓冲液稀释到5ml.搅拌均匀得载药层；[0048]E:载药层均匀涂布在背衬层上，盖上保护层，检测合格，抽真空密封，即得。
[0049]实施例5:
[0050]A:称取胰岛素8mg溶于IOmlDMF中，形成含药的有机溶液,大豆卵磷脂300mg、脂质体80mg、脱氧胆酸钠30mg、甘油0.1ml、轻丙甲纤维素lOOmg、甘氨酸缓冲液30ml (pH6.2)、甘露醇2g用加水至200ml溶解；
[0051]B:胰岛素溶液缓慢倒入水溶液中，搅拌，探针式超声即得到胰岛素纳米混悬液；
[0052]C:胰岛素纳米混悬液_60°C真空状态冻干48小时得胰岛素纳米冻干粉；
[0053]D:将胰岛素纳米冻干粉、壳聚糖30mg、卡波姆5mg、聚乙烯吡咯烧酮5mg、大豆卵磷脂200mg、氮酮0.8g、甘油0.8g、丙二醇0.4g、聚烯酸酯压敏胶4g( 二氯甲烧溶解)和丙烯酸压敏胶Ig混合用甘氨酸缓冲液稀释到5ml.搅拌均匀得载药层；
[0054]E:载药层均匀涂布在背衬层上，盖上保护层，检测合格，抽真空密封，即得。
[0055]实施例6胰岛素纳米透皮制剂对糖尿病模型小鼠的治疗
[0056]模型的建立和分组:ICR小鼠，尾静脉注射链脲酶素，正常饲养8周，血糖质量浓度高于12mmol/L的小鼠即为糖尿病小鼠模型，20只小鼠成功建立其血糖模型。将糖尿病小鼠分组，实验组为透皮给药组，设阳性对照和空白组。
[0057]透皮给药:称量实验小鼠的体重，按100mg/kg剂量进行透皮治疗，实验小鼠固定在木板上，除腹部毛，紧贴胰岛素纳米透皮制剂，每次透皮面积为4cm2，透皮时间为20分钟。透皮结束后，擦拭腹部，直接将小鼠放回笼中，正常饲养。
[0058]透皮制剂的刺激性观察:(I)实验小鼠经胰岛素纳米透皮制剂治疗后，无明显的精神状态不正常现象，连续观察2天，各只食欲正常，未发现透皮部位皮肤出现红肿和发炎等现状，说明透皮剂的用药是安全的。(2)正常和实验小鼠皮肤刺激性实验:用电动的推毛剪剪净小鼠背部毛发，面积约2X2cm2，然后将本发明制备的胰岛素透皮剂贴于已剪掉毛发的小鼠背部，且每12小时加贴I次，每次贴30分钟，连续用药I周后，观察小鼠背部皮肤表面，发现无红肿红肿、发炎和溃烂现象。
[0059]体内降血糖作用的考察:将各组分别于给药后不同时间点从眼角静脉丛取血，再测定血糖质量浓度，考察其血糖质量浓度随时间的变化情况。
【权利要求】
1.一种胰岛素纳米经皮给药制剂，其由防粘层、载药层和背衬层组成，其特征在于:载药层由纳米化重组人胰岛素、传递体、压敏胶、促渗剂和基质组成，以凝胶形式被封闭于背衬层与防粘层之间。
2.根据权利要求1所述的纳米化重组人胰岛素，其特征在于:重组人胰岛素纳米粉体在水中再分散后获得的胰岛素颗粒的粒径为110-500nm。
3.根据权利要求1所述的纳米化重组人胰岛素，为一种含冻干保护剂和亲水性辅料为载体的纳米级重组人胰岛素颗粒的复合粉体，其特征在于:亲水性辅料为下列物质中的两种或两种以上:聚乙烯吡咯烷酮、羟丙基甲基纤维素、泊洛沙姆、脂质体、油酸、油酸钠、大豆卵磷脂和脱氧胆酸钠，冻干保护剂为甘露醇、乳糖、葡萄糖中的两种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的胰岛素纳米经皮给药制剂，其特征在于:该制剂载药层中含重组人胰岛素0.5-10%，传递体0.5-10%，基质0-20%促渗剂0-20%，其余为压敏胶。
5.根据权利要求1所述的胰岛素纳米经皮给药制剂，其特征在于:所述的载药层中压敏胶的材料为丙烯酸压敏胶、聚丙烯酸压敏胶、聚异丁烯压敏胶、聚乙烯基吡咯烷酮压敏胶、硅酮压敏胶、聚羟丙甲基纤维素压敏胶和聚羧甲基纤维素压敏胶中的一种或几种的组口 ο
6.根据权利要求1所述的胰岛素纳米经皮给药制剂，其特征在于:所述的背衬层是复合铝箔、无纺布、聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯和聚对苯二甲酸乙二酯的一种。
7.根据权利要求1所述的胰岛素纳米经皮给药制剂，其特征在于:所述的防粘层为经石蜡或有机硅隔离处理过的聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、防粘纸和含氟材料中的一种。
8.根据权利要求1所述的胰岛素纳米经皮给药制剂，其特征在于:所述的传递体是由脂质体、卵磷脂、SPC、脱氧胆酸`钠、油酸钠中的一种或几种的组合。
9.根据权利要求1所述的胰岛素纳米经皮给药制剂，其特征在于:所述的基质是由卡波姆、聚乙烯醇、聚维酮、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、甲基纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙甲纤维素、羧甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、海藻酸钠、微晶纤维素和淀粉中的一种或几种构成的凝胶基质，优选卡波姆、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、甲基纤维素、醋酸纤维素、羟丙甲纤维素和羧甲基纤维素中的一种或几种的组合。
10.根据权利要求1所述的胰岛素纳米经皮给药制剂，其特征在于:促渗剂是吡咯酮类、亚砜类、Azone及其类似物、氨基酸及其酯、萜烯类、脂肪酸及其酯、环糊精类、胺类、表面活性剂、酰胺类、醇类和磷脂类中的一种或几种，优选为Azone及其类似物、表面活性剂、醇类中的一种或几种的组合。
11.根据权利要求10所述的促渗剂，其特征在于:各成分在载药层中的含量为下列范围:Azone及其类似物0_15 %，表面活性剂0_20 %，醇类0_40 %。
12.—种如权利要求1所述的胰岛素纳米经皮给药制剂的制备方法，首先将重组人胰岛素溶于有机溶剂，然后将数种药用辅料溶于水，低温下将两种溶液混合形成的浆料在适宜条件下进行冷冻干燥，然后将胰岛素纳米粉与传递体共溶制备成透皮贴剂，其特征在于，具体包括以下步骤: A:将胰岛素原料药溶解于可与水共溶的有机溶剂中，配置成浓度为l-10mg/ml的原料药溶液；将亲水性辅料溶于水，配置成浓度含有亲水性辅料的水溶液；胰岛素溶液与含辅料的水溶液的体积比为1/5~1/20 ； B:在4-15°C搅拌条件下，将A步骤的原料药溶液与B步骤的辅料水溶液混合，得到胰岛素纳米混悬液； C:将B步骤的胰岛素纳米混悬液冷冻干燥，得到胰岛素纳米粉体； D:取不同比例的传递体、促渗剂、基质和一定量的压敏胶、一定量的C步骤得到的胰岛素纳米粉体，搅拌均匀即得载药层； E:载药层均匀涂布在背衬层上，盖上保护层，检测合格，抽真空密封，即得。
13.根据权利要求12的制备方法，其特征在于，A步骤中有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇、四氢呋喃、三氯甲烷、二甲基亚砜或N，N 二甲基甲酰胺的一种或它们的混合物。
14.如权利要求12所述的胰岛素纳米粉体制备方法，其特征在于:C步骤中冻干条件为-30°C至_60°C真空状态，冻干24小时至48小时。
【文档编号】A61K9/70GK103705494SQ201310750166
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】陈绚丽, 王兵, 吴晶 申请人:湖北医药学院