专利名称：巯基化两亲性壳聚糖聚合物载体及其药学组合物的制备及应用的制作方法
技术领域：
本发明属于药物制剂领域，涉及一种具有生物粘附性的巯基化两亲性壳聚糖衍生物载体的合成制备以及作为药学活性或药理活性分子的载体用于口服、眼部或鼻粘膜等途径给药的应用。
背景技术：
随着药剂学和药动学的发展，人们已经认识到药物的吸收很大程度取决于药物在吸收部位的迁移行为。传统口服制剂在胃肠道释药的同时，自身也随着胃排空和肠道蠕动而迁移；传统眼部给药制剂存在着眼泪对药物的冲洗及鼻粘膜给药时鼻粘膜纤毛的清除作用等影响药物的吸收。若能增加药物制剂在目标部位的停留时间，则有助于提高药物的生物利用度和减少不良反应。自从上世纪80年代出现粘膜粘附性的概念，各种关于提高聚合物粘附性的课题成为研究的热点，例如用线性聚乙二醇作为凝胶的黏附促进剂，通过不断的水化作用达到黏膜黏附；开发对上皮细胞具有特定粘附性的聚合物等，许多合成和天然的高分子生物黏附材料也得到了广泛应用，常见的有羟丙甲纤维素、羧甲基纤维素-Na、羟丙基纤维素、聚丙烯酸盐、卡波姆、明胶等。但这些研究主要集中在通过非共价键如氢键、范德华力、离子的相互作用等来达到粘附性，因此只能达到较弱的粘附性，大部分情况下不能达到保证在特定部位释药的程度。巯基化聚合物被认为是更具有黏膜黏附性的新一代聚合物，这些新型的聚合物能够通过生物学领域常见的共价键一二硫键粘附到粘膜的粘液层，这类聚合物含有巯基，通过巯基与二硫键的置换反应或者氧化反应，使聚合物与富含半胱氨酸的黏膜糖蛋白之间形成二硫键，从而延长药物在吸收部位的滞留时间，提高药物的生物利用度。YanZhang等(YanZhang,Xiaorong ffu,Lingkuo Meng etal.1nt J Pharm[J]2012,436:341-350)用一种半胱氨酸修饰的丙烯酸树脂制备的胰岛素纳米粒，其在大鼠空肠和回肠的粘附性比未经修饰的丙烯酸树脂纳米粒分别提高了 3倍和2.8倍。壳聚糖为天然多糖甲壳素，又称壳糖胺、几丁聚糖等，是甲壳素脱乙酰化得到的￠-(1,4) -2-乙酰氨基-D-葡萄糖单元和3 - (I，4) -2-氨基-D-葡萄糖单元的共聚物，后者含量一般超过80%。由于壳聚糖分子中含有大量的羟基和氨基，形成了分子间氢键，所以壳聚糖在许多溶剂中不溶，很大程度上限制了壳聚糖的应用。目前，壳聚糖作为口服给药辅料引起了广泛关注，研究表明壳聚糖可在一定程度上改变细胞间的紧密连接，促进药物吸收。但壳聚糖基于非共价键的黏附作用并不能有效地克服体内的清除机制而保证药物在指定部位的持续释放。Bernkop Schnrch 等(Bernkop SchnrchA.Adv.DrugDel iv.Rev.[J]，2005，57:1569-1582)报道了一种巯基化壳聚糖，其黏附性比壳聚糖提高了 140多倍 Krauland 等(KraulandA.H., LettnerV.M., GrabovacV., etal.J.Pharm.Sci [J], 2006,95(11) =2463-2472)报道一种巯基壳聚糖微球用于胰岛素的鼻腔黏膜给药，药物的有效吸收是壳聚糖微球的7倍，且对鼻腔无明显毒副作用.巯基壳聚糖通过与黏膜形成二硫键进一步延缓了药物在黏膜内的清除，提高了药物的黏膜吸收。聚合物胶束是由两亲性聚合物自发形成的热力学稳定体系，它对难溶性药物具有良好的增溶效果，许多具有良好活性的药物由于溶解性差，其口服给药受到限制。将聚合物胶束作为口服给药的载体可以显著改善药物的溶解性，增加透过生物膜的药量，并且能提高药物稳定性，减少药物对胃肠道刺激性。Mathot等(Mathot F,Beijsterveldt LV,PreatV, etal.1ntestinal uptake and biodistribution of novel polymeric micelle afteroral administration [J].J Control Release, 2006, 111:47-55)以利哌立酮为模型药物,考察了 PEG-p (CL-co-TMC)聚合物胶束口服促吸收情况，研究结果表明，大鼠口服后活性成分(利哌立酮和9-羟基利哌立酮)的生物利用度(AUCclIm1AUCcl^o1v)达到52%，是0.05mol *L酒石酸增溶制剂的2倍，这充分表明PEG-p (CL-co-TMC)聚合物胶束在难溶性药物口服给药中的优势。鉴于巯基的生物粘附性、壳聚糖的改变细胞间隙能力及聚合物胶束的促吸收性能，本发明首次提出在壳聚糖骨架上分别引入亲水基团、疏水基团以及含巯基的基团，使其具有两亲性，在水介质中可自组装为纳米胶束，该纳米胶束负载药物到达粘膜表面后，其巯基可与粘膜蛋白上的巯基反应生成二硫键或者与粘膜蛋白上的二硫键发生交换反应生成新的二硫键，提高纳米胶束在粘膜表面的滞留，提高粘膜表面的药物浓度、疗效和生物利用度。
发明内容
本发明的目的针对上述技术问题提供一种具有生物粘附性的巯基化两亲性壳聚糖衍生物载体。该衍生物在水介质中可自发组装为纳米胶束，能够负载药学活性或药理活性分子，到达生物体粘膜后，其巯基基团可与粘膜表面蛋白通过共价键——二硫键键合，从而延长胶束在粘膜表面的滞留与作用时间，另外该壳聚糖衍生物还具有与细胞间紧密连接相互作用、打开粘膜细胞紧密 连接的功能。本发明的另一个 目 的是提供上述载体的制备方法。本发明还有一个目的是提供上述载体在制药中的应用。为达到上述目的，本发明提供一种巯基化两亲性壳聚糖聚合物载体，其结构如下化学式所示:
权利要求
1.一种具有生物粘附性的巯基化两亲性壳聚糖衍生物载体，其特征在于该载体是在壳聚糖骨架上分别引入亲水基团、疏水基团以及含巯基的基团，使其具有两亲性，在水介质中可自组装为纳米胶束，该纳米胶束负载药物到达粘膜表面后，其巯基可与粘膜蛋白上的巯基反应生成_■硫键或者与粘I旲蛋白上的_■硫键发生交换反应生成新的_■硫键，提闻纳米月父束在粘膜表面的滞留，提高粘膜表面的药物浓度、疗效和生物利用度，该载体结构如下列化学式所示:
2.如权利要求1所述的具有生物粘附性的巯基化两亲性壳聚糖衍生物载体的制备方法，其特征在于包括下列步骤: 1)两亲性壳聚糖的制备:将壳聚糖溶于反应溶剂中，加入氯乙酸或环氧乙烷，制得亲水基团修饰的羧甲基壳聚糖或 羟乙基壳聚糖，将亲水基团修饰的壳聚糖衍生物溶于反应溶剂中，将疏水基团脂肪酸、脱氧胆酸、胆酸溶于反应溶剂中，以二环己基碳二亚胺(DCC)和羟基琥珀酰亚胺(NHS)或1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)为活化剂，疏水基团进一步和壳聚糖上的氨基反应，即得两亲性壳聚糖；或者将亲水基团修饰的壳聚糖衍生物溶于反应溶剂中，加入疏水基团脂肪醛，与壳聚糖骨架上氨基形成stiff碱，再以硼氢化钠还原，即得两亲性壳聚糖；以上亲水基团、疏水基团在壳聚糖骨架上的取代反应顺序可前后调换。
2)巯基化两亲性壳聚糖的制备:以1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和羟基琥珀酰亚胺(NHS)或1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)和1-羟基苯并三唑(HOBt)为活化剂或不加催化剂，将含有巯基的化合物与两亲性壳聚糖骨架上的氨基进行取代反应，即得具有生物粘附性的巯基化两亲性壳聚糖。
3.权利要求1所述的具有生物粘附性的巯基化两亲性壳聚糖衍生物载体的制备方法，其特征在所述反应溶剂为水、氢氧化钠水溶液、异丙醇、甲醇、N，N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃、二甲基亚砜、甲酰胺、水和醇的混合溶剂、水与N，N-二甲基甲酰胺混合溶剂，水与甲酰胺的混合溶剂或N，N- 二甲基甲酰胺与甲酰胺的混合溶剂。
4.权利要求1所述的具有生物粘附性的巯基化两亲性壳聚糖衍生物载体的应用，其特征在于可用于制备口服、眼部和鼻粘膜给药的药学活性或药理活性分子的载药载体。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述的药学活性或药理活性分子选自:紫杉烷类、喜树碱类、环孢素类、黄酮类、二氢吡啶类、小檗碱类、长春碱类、蒽醌类抗肿瘤药物、甾体类或非留体类抗炎药物、心血管药物、抗生素、抗真菌药物、抗病毒药物、免疫调节剂中的任一物质。
6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于该负载药学活性或药理活性分子的具有生物粘附性的巯基化两亲性壳聚糖衍生物载体的制备方法包括以下步骤:巯基化两亲性壳聚糖衍生物与水按重量比为I 50: 1000的比例溶解，得到载体的纳米胶束；将治疗有效量的难溶或微溶于水的有机药物用药学上可接受溶剂溶解后，与所述的巯基化两亲性壳聚糖衍生物纳米胶束混合后，经超声或高压均质处理，溶液用透析法或超滤法或柱分离法除去有机溶剂 和小分子，冻干制得粒径为10 IOOOnm的载药胶束。
全文摘要
本发明涉及一种具有生物粘附性的巯基化两亲性壳聚糖衍生物载体。这类衍生物是在壳聚糖骨架上分别引入亲水基团、疏水基团及含有巯基的基团，该衍生物在水介质中可自发组装为纳米胶束，能够负载药学活性或药理活性分子，到达生物体粘膜后，其巯基基团可与粘膜表面蛋白通过共价键——二硫键键合，从而延长胶束在粘膜表面的滞留与作用时间，另外该壳聚糖衍生物还具有与细胞间紧密连接相互作用、打开粘膜细胞紧密连接的功能。该辅料可作为药学活性或药理活性分子的载体用于口服、眼部或鼻粘膜等途径给药，可显著提高药物的吸收，提高其生物利用度。本发明制备方法简单，工艺成熟，适于大规模连续生产。
文档编号A61K31/7052GK103143028SQ201310097209
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者周建平, 霍美蓉, 姚玲玲, 于艳芳 申请人:中国药科大学