石杉碱甲壳聚糖微球的研究

目的:阿尔茨海默病（Alzheimer's Disease简称AD）是一种以记忆与认知功能为主要障碍的退行性病变,成为导致老年性痴呆的主要类型之一,严重威胁着人类的健康与生命。石杉碱甲（Huperzine A,Hup-A）是从蛇足石杉中分离的一种生物碱,是我国首创的强效可逆性乙酰胆碱酯酶抑制剂,通过抑制脑内乙酰胆碱酯酶活性,提高脑内乙酰胆碱水平而发挥作用,是目前治疗AD最有效的药物之一。现有Hup-A制剂缺乏脑选择性,由于抑制外周胆碱酯酶活性导致用药者产生较大毒副作用。研究新型Hup-A制剂以提高其脑内浓度增强治疗效果并降低毒副作用,对临床治疗AD将有重要意义。 鼻腔给药不仅具有给药方便、吸收迅速、无首过效应等优点,且可达到脑靶向治疗的目的,是近年来国内外药剂学前沿领域研究的热点之一。本课题采用现代药物制剂技术,选用Hup-A为模型药物,以壳聚糖微球为载体,制成脑靶向Hup-A壳聚糖微球鼻黏膜给药系统,具有很高的科学技术价值和临床应用前景。 方法:建立石杉碱甲的体外测定方法;采用乳化交联固化法制备石杉碱甲壳聚糖微球,在单因素考察的基础上,以微球粒径分布、载药量、包封率为综合评价指标,采用正交试验设计、优化筛选最佳处方与制备工艺;采用扫描电镜及光学显微镜进行微球外观形态、粒径与粒度分布研究;通过体外释药动力学研究,考察微球的释药行为,得出相符的数学模型及参数,探索微球释药机理,并进行微球的初步稳定性研究。 选用蟾蜍为动物试验模型,对石杉碱甲壳聚糖微球进行黏膜黏附性和纤毛毒性考察。 选用大鼠为试验动物,以石杉碱甲溶液静脉注射作对照,鼻腔给予石杉碱甲壳聚糖微球,进行体内药物动力学和脑靶向分布动力学研究。采用高效液相色谱荧光检测法测定血浆中药物浓度,以DAS软件进行药物动力学数据处理,求得主要药动学参数,计算石杉碱甲壳聚糖微球鼻腔给药的绝对生物利用度。采用脑组织匀浆法,测定脑部石杉碱甲含量,以脑靶向性指数（drug targeting index DTI）和脑部药物直接转运百分比（brain drug directtransport percentage DTP）作为评价指标,评价石杉碱甲壳聚糖微球鼻腔给药的脑靶向性。 结果:通过对处方和制备工艺的单因素考察,发现壳聚糖浓度、分散搅拌速度对壳聚糖微球的形态及粒径分布影响较大;甲醛用量和固化时间对壳聚糖微球的包封率影响较大。选择壳聚糖浓度、搅拌速度、固化时间和甲醛用量进行四因素三水平正交优化,筛选最佳处方与制备工艺,结果为壳聚糖浓度3%,搅拌速度1200r/min,固化时间2小时,甲醛用量1ml。按优化最佳处方和工艺制备三批微球,结果表明该处方合理,制备工艺稳定,重现性良好。 按优化处方和工艺制成的石杉碱甲壳聚糖微球外观圆整,平均粒径为42.4士0.9μm,体外释放研究结果表明;释药行为符合Higuchi数字模型;黏膜黏附性实验结果表明壳聚糖微球的纤毛输送速率为2.54±0.47mm/min。蟾蜍上颚给予壳聚糖微球后,纤毛持续摆动时间与生理盐水组相比略有下降,但不影响其用于鼻腔给药。影响因素实验表明石杉碱甲壳聚糖微球对光、热、湿不敏感,室温放置6个月,各项指标变化不明显,表明其具有较好的稳定性。 采用高效液相色谱荧光检测法测定血浆和脑组织匀浆中石杉碱甲,方法灵敏可靠,最低定量限为2ng/ml,在2～120ng/ml范围内呈良好的线性关系。以大鼠为试验动物,以静脉注射石杉碱甲溶液作对照,鼻腔给予石杉碱甲壳聚糖微球,体内实验药物动力学结果表明,血浆半衰期由1.35h延长至2.05h;脑组织半衰期由2.18h延长至3.33h;微球鼻黏膜给药后绝对生物利用度达76.48%;血浆AUC（0→8h）为静脉注射的0.76倍,但脑组织AUC0→8h为静脉注射的1.36倍;脑靶向性实验结果表明,鼻腔给药后DTI是静脉注射给药的1.78倍,DTP为43.96%。本实验证明石杉碱甲壳聚糖微球鼻腔给药后具有一定的脑靶向性,脑部有43.96%的石杉碱甲通过绕过血-脑脊液屏障方式转运,即有一部药物通过鼻腔和脑部的直接通路避开血-脑脊液屏障入脑。 结论:本课题采用“正交设计”法优化筛选确定的处方和制备工艺稳定可靠,制备的壳聚糖微球符合鼻黏膜给药的要求。通过动物体内试验证明鼻腔给药后石杉碱甲壳聚糖微球具有良好的生物利用度,半衰期延长,提高了石杉碱甲的脑靶向性,达到了实验目的。该制剂具有给药方便、生物利用度高、临床疗效更好和毒副作用更低等优点,将有良好的应用前景。