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雷公藤甲素聚合物纳米粒的传输体系研究

刘明星  
【摘要】:雷公藤甲素(Triptolide, TP)是中药雷公藤 (Tripterygium wilfordii Hook. f.) 中分离出的活性最高的环氧化二萜内酯化合物,是雷公藤的主要有效成分之一。由于雷公藤的生理活性强,具有显著的免疫抑制、抗炎、抗肿瘤和抗生育作用,在临床上主要用于治疗风湿性关节炎、红斑狼疮、皮肤病、肾炎和器官排斥反应等50多个病种。但同时它又属于毒性很强的药物,其临床不良反应的发生频率远高于其它药物,主要发生在消化系统、泌尿系统、生殖系统、心血管系统、骨髓和血液系统。其中又以消化系统最为常见,主要表现为恶心、呕吐、腹痛、腹泻及消化道出血等。因此,研究新型给药系统以降低其毒性具有十分重要的意义。本论文采用纳米技术,选择被美国食品与药品监督管理局(FDA)批准的、可生物降解及较好生物相容性的聚乳酸(PLA)作为药物载体,制备了雷公藤甲素聚合物纳米粒(TP-PLA-NPs),以期降低TP毒副作用或提高疗效,拟拉开TP的治疗窗。本论文完成的工作主要包括以下几个方面: 1. 以纳米粒粒径、多分散指数、分散体系的澄清度和产生沉淀的时间长短为指标,筛选出适用于本体系的改进的自乳化溶剂扩散法作为制备载药聚合物纳米粒的方法,并通过单因素分析考察了制备过程中各因素对聚合物纳米体系的影响。实验结果表明,表面活性剂浓度、聚合物的分子量、聚合物在有机溶剂的浓度、水相与有机相的体积比对纳米粒粒径、多分散指数和包封率有较大影响;在优化条件下,所制备的纳米粒粒径为150 nm 左右, 包封率 74 %,多分散指数 0.1,并且透射电子显微镜(TEM)和原子力显微镜(AFM)观察发现,纳米粒呈球形,分散均匀表面光滑,形态规整,没有粘附和聚集现象。 2. 采用傅立叶红外光谱法(FT-IR)、X-射线粉末衍射法(X-ray)和差示扫描量热法(DSC)探讨了在聚合物纳米粒中药物和聚合物材料的物理化学状态。结果表明,药物被包裹在聚乳酸纳米粒里,且有少量的药物吸附在纳米粒的表面;同时也说明药物和聚乳酸之间有微弱的相互作用,且被包裹的药物以无定形或非晶型状态存在。并且运用透析袋技术研究了药物从聚合物纳米粒中的释放,结果显示,整个药物释放过程分为两个阶段:突释和缓慢释放;如粒径为149.7 nm的纳米粒,前0.5 h处于突释阶段,释放量为11.45 %,此后进入缓释阶段,到24 h末释放量为23.95 %;同时讨 WP=5 论了纳米粒粒径、药物的物理状态及纳米粒的形貌等对药物释放的影响。 3. 采用Fueund’s完全佐剂所致大鼠的佐剂性关节炎(AA)模型,研究了雷公藤甲素聚合物纳米粒对大鼠佐剂性关节炎的作用。实验结果表明,同一剂量的TP和TP-PLA-NPs相比,后者抑制大鼠足肿胀不如前者,它们之间无显著性差异,但延长给药时间,TP-PLA-NPs的抗炎作用相对增强;在给药16 d,TP-PLA-NPs组对足趾肿胀的抑制率(48.4 %)已超过TP组(46.5 %)。病理组织学观察表明,经TP-PLA-NPs治疗后,减轻了AA大鼠踝关节和趾关节上皮细胞增生,关节周围细胞水肿,炎症细胞的浸润,滑膜的增生,减少了骨纤维旁边软组织的炎症细胞等。结果提示TP-PLA-NPs中、高剂量对AA大鼠的原发性和继发性病变有明显的抗炎作用,随着药物作用时间的延长(给药8 d以后),其抗炎效果更好。 4. 研究了TP-PLA-NPs对小鼠的急性毒性和对大鼠的毒性。小鼠的急性毒性研究表明,小鼠口服灌胃(ig),TP-PLA-NPs的LD50 值为1.89 mg/kg,95 % 的可信限为1.89±0.21 mg/kg;TP的LD50 值为 0.84 mg/kg,95 % 的可信限为0.84±0.14 mg/kg,可见TP-PLA-NPs的LD50比TP大大提高。用TP-PLA-NPs和TP大鼠口服灌胃15 d后,测定了大鼠血清中ALT、AST、BUN和睾丸中果糖、ACP的含量,以及在不同时间尿液中蛋白质的浓度,结果表明,对于同一剂量的TP-PLA-NPs和TP,前者的ALT、AST、BUN和睾丸中果糖、ACP与后者都有显著性或非常显著性差异(P0.05或P0.01),提示TP-PLA-NPs可降低TP对肝、肾、睾丸的损伤。另外,肝、肾、睾丸、脾脏和胃等组织的病理学检查发现,TP-PLA-NPs对肝、肾、睾丸等组织的损伤较小,而TP对肝、肾、睾丸等组织的损伤较大,但是TP-PLA-NPs对大鼠脾脏和胃几乎无影响。 5. 采用核磁共振技术研究雷公藤甲素及其聚合物纳米粒口服灌胃给药对大鼠尿液中代谢物变化的影响,并且通过比较各主要代谢物相对浓度(RC)的变化,探讨了两种给药体系对主要脏器如肝、肾和睾丸的毒性差异性。实验结果表明,大鼠给药后,虎珀酸,2-氧基戊二酸和柠蒙酸的RC发生了变化,体内三羧酸循环系统受到较大影响,尿液代谢异常;尿素、尿囊素、DMG和TMAO可作为肾脏损伤的NMR标志物;乳酸、乙酸、甘氨酸和牛磺酸则可作为肝脏损伤的NMR标志物;而肌酸和肌酸酐可作为睾丸损伤的NMR标志物。同时发现,随着剂量的增加 (0.6 mg/kg) 和给药时间的延长,TP-PLA-NPs和TP对大鼠尿液中代谢物RC有明显差异性,如TP组的尿囊 WP=6 素很弱,有些样品的尿素峰消失(P 0.01),TMAO的RC显著性升高(P 0.05),肌酸和肌酸酐的RC显著性降低(P 0.05)等,这些结果说明,TP-PLA-NPs可降低TP引起的对肝脏、肾脏和睾丸的毒性。 6. 采用本体聚合法合成了聚乙二醇-聚乳酸的嵌段共聚物(Me.PEG-PLA),并用FT-IR、核磁共振(1H-NMR)表征了共聚物的结构。实验表明,本体聚合法合成的共聚物产率和纯度较高,操作简单。用


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