可溶性微针介导的pH响应型纳米胶束主动靶向银屑病表皮递药系统的构建与评价

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目的:以人角质形成细胞(Ha Ca T)膜包覆p H响应性聚合物胶束,构建具有表皮主动靶向作用的载药系统,以微针为辅助,递送抗炎药物紫草素,增加药物在银屑病样皮肤病变部位的蓄积,延长其作用时间,提高紫草素治疗银屑病的疗效。方法:合成具有p H敏感性的两亲性嵌段共聚物(HA-UA-His),采用FT-IR和~1H-NMR对合成的HA-UA-His进行结构鉴定。采用溶剂蒸发法制备载紫草素聚合物胶束(SKN-PMs),并以均匀设计试验优化处方。提取Ha Ca T细胞膜,通过聚酯纤维膜挤出融合法将其包覆于聚合物胶束表面,制成膜包覆纳米粒(HCM/SKN-PMs),以Western bolt方法表征膜蛋白。考察空白载体及载药胶束组对Ha Ca T细胞的毒性;比较细胞对SKN-PMs与HCM/SKN-PMs的摄取能力,评价其体外细胞靶向性。选择不同p H的释放介质,模拟炎症局部微环境,观察载药纳米粒的药物释放情况。制备刺梧桐胶复合微针,将载药纳米粒载入微针,构建膜包覆纳米粒与微针联用的新型经皮给药系统(MNs-HCM/SKN-PMs),并对其进行表征。采用Franz扩散池法及激光共聚焦扫描观察纳米粒及微针辅助经皮给药的离体皮肤渗透行为。以咪喹莫特(IMQ)诱导建立BALB/c小鼠银屑病模型,通过PASI评分、H&E染色切片、免疫组化、Western Blot、Real-Time PCR、ELISA法检测皮损组织蛋白及血清中Th17细胞相关因子、趋化因子和基质金属蛋白酶表达情况等,评估所构建的新型经皮给药系统对银屑病的治疗作用。结果:成功合成HA-UA-His嵌段共聚物。优选的聚合物胶束制备方法为:HA-UA-His:5.0 mg/m L,SKN:1.25 mg/m L,水相与有机相体积比为4/1;超声功率为97.5W,超声时间为10 min。以优选方法制备的SKN-PMs的平均粒径为241.2±7.81nm,PDI为0.243±0.045,Zeta电位为-17.7±1.0 m V,包封率与载药量分别为93.53±4.11%、4.40±0.91%;经细胞膜包覆后的纳米粒粒径为130.21±7.55 nm,PDI为0.201±0.006,与SKN-PMs相比粒径明显减小,Zeta电位为-17.47±2.47 m V,包封率与载药量分别为93.19±0.68%、3.86±0.51%。Ha Ca T细胞膜表面蛋白TLR4、E-Cadherin、MUC-4、ITGB-6、Na+/k+-ATPase均成功转移至HCM/SKN-PMs,提示膜包覆成功。制备的刺梧桐胶复合微针针形呈金字塔形;脱模后针形完整不易脆裂,具有可溶性,溶解速率小于透明质酸微针;载药量分别为0.916±0.006μg/mg(无细胞膜包覆纳米粒与微针联用:MNs-SKN-PMs)和0.805±0.017μg/mg(MNs-HCM/SKN-PMs);刺入皮肤深度为320±40μm;室温下稳定性及机械强度均优于透明质酸微针;载膜包覆聚合物胶束微针中的Ha Ca T细胞膜蛋白在制备过程中未有明显破坏。优选以终浓度为80 ng/m L的TNF-α孵育12 h,诱导Ha Ca T细胞增殖,建立体外培养炎症Ha Ca T细胞模型。空白胶束对Ha Ca T细胞基本无毒性,与SKN-PMs相比,HCM/SKN-PMs组抑制TNF-α诱导的Ha Ca T细胞增殖作用更强(p<0.0001),Ha Ca T细胞对膜包覆聚合物胶束的摄取能力显著增强(p<0.0001)。体外释放结果显示,SKN-PMs和HCM/SKN-PMs均表现出明显的酸敏感释药行为,在p H 5.0的释放介质中的累积释放率显著高于p H≥6.0释放介质组(p<0.0001)。微针组插入皮肤后,能够比聚合物胶束组更快穿透角质层到达活力表皮及真皮层,显示较高透皮速率,MNs-HCM/SKN-PMs组比MNs-SKN-PMs透皮速率小(p<0.01),但其单位面积皮肤滞留量更大,同时其表皮中的药物分布量也显著大于真皮层(p<0.05)。在体透皮实验中,C6标记的聚合物胶束穿透皮肤能力较强,荧光广泛分布于皮肤各层,微针介导的荧光标记膜包覆纳米粒组在角质层中的荧光强度明显高于微针介导的无细胞膜包覆纳米粒组,表明Ha Ca T细胞膜包覆纳米粒具备同源靶向能力。体内药效实验中,结合PASI评分结果,发现SKN-PMs组、MNs-SKN-PMs组、MNs-HCM/SKN-PMs组均可改善IMQ诱发的银屑病样皮损症状,其中MNs-HCM/SKN-PMs组在各SKN治疗组中皮损程度最轻(p<0.05),仅次于阳性药组。MNs-HCM/SKN-PMs组表皮棘细胞层增厚状况较其他治疗组别有明显改善。WB与免疫组化结果显示,与其他SKN治疗组别相比,MNs-HCM/SKN-PMs组STAT3、p-STAT3表达上调得到显著抑制。Real-Time PCR结果表明,阳性药组、SKN-PMs组、MNs-SKN-PMs组、MNs-HCM/SKN-PMs组中,其IL-17、IL-23的m RNA表达均显著低于模型组,而微针组中,MNs-HCM/SKN-PMs组IL-17、IL-23表达显著小于MNs-SKN-PMs组,与阳性药组表达无显著性差异(p>0.05)。小鼠血清ELISA检测结果显示各组Th17细胞相关因子、趋化因子和基质金属蛋白酶表达水平变化趋势与以上结果相一致。结论:刺梧桐胶复合微针介导的人角质形成细胞膜包覆p H响应性聚合物胶束可选择性靶向银屑病炎症部位,使递送药物在病变的表皮部位有效蓄积,对银屑病具有更高效的治疗作用。
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