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透皮给药具有易于吸收、患者依从性高、避免胃肠道的首过效应和缓慢释放等优点,因而成为非注射给药中的一种极有前途的给药方式。但因皮肤的屏障作用、药物理化性质等因素,使得许多药物通透性差、生物利用度低。因此,寻找合适的透皮促进法是目前研究的关键,其中载体法简便且透皮促进效果显著。ε-聚赖氨酸富含阳离子,对生物膜有良好的穿透力,可降低药物阻力并提高药物的转运效率。ε-聚赖氨酸中引入疏水链可增强其脂溶性,提高材料的生物相容性。本文以载体为突破口,选取功能化的ε-聚赖氨酸为生物大分子药物载体基质,研究其在生物大分子药物透皮给药中的作用。
⑴聚合物的合成与表征。将疏水的十六烷基引入ε-聚赖氨酸,制备了两亲性疏型聚合物(EPL-g-Cety1)。通过红外光谱、核磁图谱和元素分析证实EPL-g-Cety1结构和组成。通过改变ε-聚赖氨酸和溴代十六烷的投料比,得到不同取代度的两亲性聚合物。
⑵聚合物纳米粒子的物化性质。通过动态光散射和透射电镜分析,EPL-g-Cety1纳米粒子为大小均一、结构紧密的球状结构,粒径在171.4~230.8 nm,表面带正电荷(+46.4~+67.6 mV)。纳米粒可有效负载胰岛素,载药量高达12%,且包封率随取代度增大而减小。
⑶生物相容性。细胞毒性试验显示,随着取代度的增大,材料的细胞相容性越好。当取代度为83%,纳米粒浓度为10~200μg/mL时,细胞的相对增殖率在85%~159%之间。此外,NIH3T3和CHO两种细胞对聚合物的敏感度不同。
⑷体外释放行为。负载胰岛素的纳米粒子,体外释放呈两相模式:突释阶段和相继缓慢释放阶段。前5 h不同载药纳米粒的胰岛素突释量为12%~34%,120 h时释放量达到47%~69%。且取代度越大,胰岛素的累加释放量越小,释放速率也越慢。圆二色实验表明聚合物纳米粒子能保持所负载胰岛素的活性。
⑸透皮给药试验。EPL-g-Cety1纳米粒子经大鼠透皮给药的结果显示,EPL-g-Cety1纳米粒子作为胰岛素透皮给药载体,能有效促进胰岛素的吸收;H&E染色结果证明,给药24 h后大鼠背部皮肤仍保持完整性,其组织无明显病理学改变。
⑹该两亲性聚合物纳米粒子有望作为生物大分子药物的透皮给药载体。本文设计的两亲性聚合物具有以下优点:聚合物制备条件温和,可自组装成分布均一的纳米粒子,能保持所负载胰岛素的活性;通过十六烷基的引入改善了ε-聚赖氨酸的生物相容性,为透皮给药提供了一个是安全可靠的载体;可以作为生物大分子药物的透皮给药载体,不需加入透皮促进剂,可高效促进所负载药物的透皮吸收。