姜黄素纳米结构脂质载体的制备及其靶向性研究

近年来，随着人们生活水平的提高和人口老龄化的加剧，以阿尔茨海默病(Alzheimer s disease, AD)为代表的大脑神经退行性疾病已成为仅次于心血管疾病、恶性肿瘤和中风之后的主要致死疾病，给患者和社会造成严重的负担。目前还不是十分清楚AD的具体发病机制，临床上的诊断手段严重滞后，特效的治疗方法更是无从谈起。目前国内用于治疗痴呆的药物有几十个，但这些药物大多存在疗效不确切、毒副作用大或口服吸收差等缺点，不能有效防止AD的迅速发展。因此，开发特效、低毒、易透过血脑屏障的抗AD药物是目前医药界共同关注的热点课题。 姜黄素是一个具有β-二酮结构的多酚类化合物，是从姜科姜黄属植物的根茎中提取出来的一种酚类色素，也是咖喱、芥末中的主要黄色色素，是目前唯一一种含有酚基和醌基的天然药物。姜黄素有着重要的经济价值和广泛的药理作用，如抗炎、抗氧化、抗动脉粥样硬化、抗肿瘤、降血脂等作用。此外，有报道认为姜黄素可以用来治疗和预防AD。然而姜黄素体内半衰期较短，代谢快，生物利用度不高，使其在临床应用上存在着局限性。 纳米结构脂质载体(nanostructured lipid carriers, NLCs)，是将固体脂质和空间上不相容的液体脂质在一定温度下混合制备得到的纳米粒给药载体。是继传统的乳剂、脂质体、聚合物微粒、固体脂质纳米粒后近年来研究活跃的一种缓释控释靶向胶粒给药系统。药物被NLCs吸附其表面或包裹在纳米颗粒之中，靶向运输到特定的部位。NLCs不仅具有物理稳定性高、药物泄露慢、毒性低等优点，还可以提高药物的口服生物利用度、减少药物的用量以及降低药物的毒副作用，因而是一种极具发展前景的新型药物载体制剂。NLCs由于其具有固体脂质纳米粒的良好的组织相容性，靶向和缓释特性，又能大规模生产且其成本较低，此外还在可降解性和长期稳定性等多个方面显示出优势，逐渐被越来越多的学者作为药物新剂型研发的基础。目前已经成功的应用于多种难溶性药物的给药系统。 本课题正是基于这样的研究背景和思路来开展的，目的在于制备一种安全高效的具有缓控释、靶向作用的姜黄素纳米结构脂质载体剂型，解决姜黄素等难溶性植物化学物在给药上存在的难题，提高其生物利用度，更好的服务于AD等脑部疾病的治疗。具体研究内容包括以下三个部分： 第一部分姜黄素纳米结构脂质载体的研制 第一节姜黄素纳米结构脂质载体含量测定方法的建立 目的：建立一种HPLC法来测定纳米结构脂质载体中姜黄素的含量。 方法：样本经处理后，按以下色谱条件测定姜黄素的含量： Thermo Hypersil ODSC18柱(4.6mm×250mm，5μm)，柱温：30℃；流动相为乙腈-0.5％磷酸水溶液(58：42)，流速为1.0mL/min；检测波长为423nm，进样量为20μL。 结果：在本色谱条件下姜黄素纳米结构脂质载体中的杂质峰较少，姜黄素和内标物及其他内源性干扰成分可成功分离。在0.01-3.2μg/mL的浓度范围内线性关系良好，回归方程Y=0.722X+0.0829，(r=0.9998)；日内精密度RSD小于3.2%，日间精密度RSD小于3.5%，符合生物样本的分析要求；平均回收率在99%以上。 结论：本研究建立的姜黄素纳米结构脂质载体的HPLC分析方法，稳定可靠、专属性和重复性好，为姜黄素纳米结构脂质载体包封率的测定以及后续工艺的优化奠定了基础。 第二节正交实验法优选姜黄素纳米结构脂质载体的制备工艺 目的：制备姜黄素纳米结构脂质载体（CUR-NLCs）。 方法：用有机溶剂挥发-低温固化法；在单因素考察的基础上，通过正交试验优选CUR-NLCs的处方及制备工艺，并对优化条件下制备的CUR-NLCs进行质量评价。 结果：单因素实验结果表明，药脂比、卵磷脂/Poloxamer的质量比、纳米乳与冷却水的体积比以及冷搅拌时间为制备CUR-NLCs的4个关键要素，通过正交实验设计得出了最优条件，正交实验的结果表明，当卵磷脂/Poloxamer的质量比为1:1，药脂比为0.05(1:20)，纳米乳与冷却水的分散比为1:8，冷搅拌时间为30min为最优条件。在此条件下所制得的CUR-NLCs大小均匀，平均粒径为（132.3±16.13）nm，Zeta电位为（-29.6±3.7）mV，包封率为（94.47±1.92）%，载药量为（4.16±0.14）%。方差分析结果显示卵磷脂/Poloxamer的质量比和药脂比对粒径的影响具有显著的统计学意义（P＜0.05）。 结论：制备的CUR-NLCs包封率高、稳定性好、方法可靠。 第二部分姜黄素纳米结构脂质载体的体外评价及在大鼠体内的药代动力学研究 第一节姜黄素纳米结构脂质载体的体外性质评价 目的：对最佳处方制备的CUR-NLCs的粒径进行系统的质量评价研究。 方法：采用激光粒度仪和透射电镜对CUR-NLCs的粒径及分布、外观形态进行考察；采用对超高速离心法对CUR-NLCs的包封率和载药量进行考察；采用差式扫描量热法（DSC）分析CUR-NLCs的结构形态和质量；采用动态透析法考察CUR-NLCs的体外释药特性。 结果：所制得的CUR-NLCs外观形态圆整，平均粒径为（131±17.5）nm，多聚分散度PI为（0.255±0.081），Zeta电位为（-28.1±4.7）mV，包封率为（95.42±1.63）%，载药量为（4.14±0.03）%，DSC分析表明姜黄素纳米结构脂质载体中姜黄素的特征峰已消失。体外释放实验研究表明，姜黄素在1h内从纳米粒中的释放量为6.1%，24h内的释放量为30.2%，差异具有极显著性差异(p＜0.01)。 结论：本研究所制备的CUR-NLCs粒径分布窄，包封率高，具有缓释效果。 第二节姜黄素纳米结构脂质载体在大鼠体内的药代动力学研究 目的：建立了大鼠血浆中CUR-NLCs含量测定的HPLC方法，并研究CUR-NLCs在大鼠体内的药动学行为。 方法：用HPLC-UV法测定大鼠血浆中姜黄素含量，计算药代动力学参数。 结果：结果显示，本研究建立的大鼠血浆中CUR-NLCs含量测定的HPLC方法稳定、可靠，重复性和专属性好，在0.01～3.2μg/mL浓度范围内呈良好的线性关系，平均回收率RSD为98.67%-99.56%，日内精密度RSD为1.46%-2.74%，日间精密度RSD为2.09%-3.27%。药动学研究表明，姜黄素混悬液和CUR-NLCs的血药浓度-时间曲线均符合二房室药代动力学模型，CUR-NLCs的消除半衰期为20.62h，是姜黄素混悬液的的3.19倍，药时曲线下面积为姜黄素混悬液的2.38倍，差异具有极显著性差异(p＜0.01)。 结论：CUR-NLCs显著延长了姜黄素在血液中的循环时间，提高了姜黄素的生物利用度。 第三部分姜黄素纳米结构脂质载体在大鼠体内的分布及靶向性研究 目的：研究CUR-NLCs在大鼠体内心、肝、脾、肺、肾脏及脑等组织的分布并评价其靶向性。 方法：CUR-NLCs及姜黄素混悬液大鼠灌胃给药，用HPLC法测定心、肝、脾、肺、肾和脑组织在不同时间点的姜黄素的浓度，用靶向指数（TI）、靶向效率（TE）、相对靶向效率（RTE）来评价姜黄素在各个组织的靶向性。 结果：CUR-NLCs组与姜黄素混悬液组相比，其在各个组织内的AUC值分别是对照组的11.93（脑）、1.75（肝）、1.08（心）、3.12（脾）、1.26（肾）和2.32（肺）倍。姜黄素制成纳米粒后，在体内各组织中的MRT得到明显的延长，尤其是脑部，MRT从2.77h增加到9.56h，增大了3.45倍，差异具有极显著性差异(p＜0.01)。CUR-NLCs在脑、心、肝、脾、肺、肾脏中的相对靶向效率RTE分别为515.53%、-45.27%、-10.64%、58.41%、17.61%和-36.08%；靶向指数TI分别为6.1553、0.5473、0.8936、1.5841、1.1761和0.6392。CUR-NLCs组各脑靶向指标结果均优于对照组，差异具有极显著性差异(p＜0.01)。 结论：纳米结构脂质载体改变了姜黄素在大鼠体内的分布，具有及其显著的脑靶向性。