一種結腸靶向型pH敏感水凝膠及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種結腸靶向型pH敏感水凝膠及其制備方法和應用，以單硬脂酸甘油脂作為遲釋材料與藥物混合，再在其表面以一定濃度的海藻酸鈉均勻裹覆，烘干。以藥物的體外釋放行為為指標，考察了海藻酸鈉濃度、氯化鈣濃度、鈣化時間以及載藥量對藥物在人工胃液2h，人工腸液4h，人工結腸液4h的釋藥行為，篩選出體外釋藥行為最佳的水凝膠。本發明采用了單硬脂酸甘油脂作為遲釋材料，有效的控制了藥物在pH6.8環境下的釋放，天然多糖類材料海藻酸鈉裹覆后，進一步改善了靶向性，使其在pH1.2不釋藥或少釋藥，使到達結腸部位的藥物達到90%以上。
【專利說明】一種結腸靶向型PH敏感水凝膠及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001]本發明屬于藥物制劑【技術領域】，涉及一種結腸靶向型PH敏感水凝膠的制備方法和應用。
【背景技術】
[0002]口服結腸革巴向給藥系統(oral colon—specific drug delivery system OCDDS),是指通過一定的制劑學手段，使藥物經口服后不在胃腸道上端釋放，運送回腸至盲腸部位或結腸后才開始崩解或蝕解并釋放出藥物，從而發揮局部或全身治療作用的一種給藥系統。
[0003]O⑶DS由載體材料和目標藥物構成，主要根據胃腸道和結腸特有的生理特點和載體特性來設計，目前OCDDS主要有6個大類:pH依賴型結腸靶向給藥系統、時間依賴型結腸靶向給藥系統、菌群/酶觸發型結腸靶向給藥系統、壓力控制型結腸靶向給藥系統、生物黏附型結腸靶向給藥系統、復合型結腸靶向給藥系統。
[0004]胃腸道中pH逐漸遞增，結腸中pH相對較高，為pH依賴型結腸靶向制劑的生理學基礎；結腸中存在高濃度的腸道微生物，某些多糖的交聯化合物易受結腸微生物降解，具有良好的結腸祀向性。

【發明內容】

[0005]針對天然大分子多糖類材料結腸定位性差，藥物提前釋放導致無法達到結腸治療的問題，本發明提出一種結腸靶向型PH敏感水凝膠及其制備方法和應用，不需要包衣或其他避免胃腸道破環作用等繁瑣操作的結腸靶向水凝膠，是一種新型改善水溶性藥物劑的方案。
[0006]本發明是通過以下技術方案來實現:
[0007]—種結腸靶向型pH敏感水凝膠，包括用于負載藥物的硬酯酸單甘油酯，在其外周裹覆有鈣化的海藻酸鈉凝膠層；
[0008]其中，硬酯酸單甘油酯與鈣化的海藻酸鈉凝膠層的質量比為2:1~1:1。
[0009]在負載藥物時，硬酯酸單甘油酯與藥物物理混合，然后再裹覆海藻酸鈉凝膠層；
[0010]在外部環境pH=7.4時，外層裹覆的鈣化海藻酸鈉逐漸溶脹溶蝕，體溫下硬酯酸單甘油酯融化，所負載的藥物逐漸釋放出來。
[0011]所述的藥物為水溶性藥物或兩親性的藥物。
[0012]以質量分數計，包括至少50%的硬脂酸單甘油脂，至少30%的海藻酸鈉凝膠，至少
1.0%的鈣離子。
[0013]以質量分數計，所述的硬酯酸單甘油酯與海藻酸鈉的質量比為40:22.5~30 ;
[0014]所述的鈣化的海藻酸鈉是以氯化鈣作為交聯劑，海藻酸鈉膠漿固化至少24h再經干燥而形成的，海藻酸鈉與氯化鈣的質量比為10~25:1。
[0015]所述的海藻酸鈉膠漿的質量濃度為7.5%，所述的氯化鈣來自質量濃度3%的氯化鈣溶液。
[0016]一種結腸靶向型pH敏感水凝膠的制備方法，包括以下操作:
[0017]I)在水浴下，將硬酯酸單甘油酯充分融化，再將其與待負載的藥物混勻，低溫下凝固，得到載藥的硬酯酸單甘油酯；
[0018]2)以質量份數計，在載藥的硬酯酸單甘油酯上均勻裹覆海藻酸鈉膠漿，再加
2.4%~6%的氯化鈣進行固化，干燥后得到結腸靶向型pH敏感水凝膠。
[0019]進一步，具體包括以下操作:
[0020]I)在70°C下水浴I~3min，將硬酯酸單甘油酯充分融化，再將其與待負載的藥物混勻，4~20°C下凝固，得到載藥的硬酯酸單甘油酯；
[0021]2)以質量份數計，在載藥的硬酯酸單甘油酯上均勻裹覆質量濃度為5~7.5%的海藻酸鈉膠漿，再用質量濃度為2~3%氯化鈣溶液進行鈣化，鈣化時間24h以上，然后于15~20°C干燥10~12h得到結腸靶向型pH敏感水凝膠。
[0022]所述的海藻酸鈉膠漿的質量濃度為7.5%，氯化鈣溶液的質量濃度為3%，
[0023]所述的硬酯酸單甘油酯與海藻酸鈉膠漿的質量比為4: 3，氯化鈣溶液與海藻酸鈉膠漿的質量比為1:10。 [0024]以質量比計，硬脂酸單甘油脂:海藻酸鈉膠漿:氯化鈣溶液=40:30:3。
[0025]所述的結腸靶向型pH敏感水凝膠在制備結腸靶向給藥的藥物中的應用。
[0026]與現有技術相比，本發明具有以下有益的技術效果:
[0027]本發明為使水溶性藥物HSS在體內緩慢釋放以延長療效，以硬酯酸單甘油酯為藥物的載體，其外裹覆具有PH敏感性及菌群觸發性的鈣化海藻酸鈉，提出一種有效的結腸靶向水凝膠制備方法，探索了水溶性藥物緩釋或控釋的可能性和方法。同時減輕患者對氫化可的松琥珀酸鈉因臨床上多為注射劑的不順應性和痛苦。
[0028]本發明制備的水凝膠在很大程度上抑制了水溶性藥物氫化可的松琥珀酸鈉在胃及小腸的釋放，藥物定向到達結腸部位發揮藥效，減少藥物提前釋放，大大提高了藥物到達結腸部位的量，以達到結腸靶向治療效果，并且降低由于全身吸收引起的毒副作用。
[0029]本發明的制備方法為結腸治療提供了新型的工藝以及處方，它在一定程度上解決了天然多糖作為結腸藥物載體時藥物提前釋放導致無法達到結腸治療效果的問題，促進了安全、無毒的天然多糖材料作為結腸靶向載體的進一步開發與利用。并且操作簡單，材料易得，選用篩選指標可信度高。
[0030]本實驗制備的水凝膠在一定程度上抑制了藥物在胃及小腸的過多釋放，藥物定向到達結腸部位從而發揮藥效。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為海藻酸鈉水凝膠在不同pH環境下溶脹率隨時間變化情況；
[0032]圖2為不同海藻酸鈉濃度制備的HSS-GEL體外釋放；
[0033]圖3為不同氯化鈣濃度制備的HSS-GEL體外釋放；
[0034]圖4為不同鈣化時間制備的HSS-GEL體外釋放；
[0035]圖5為不同載藥量制備的HSS-GEL體外釋放；
[0036]圖6為HSS-GEL在不同pH環境下的總釋放；[0037]圖7-1~7-2分別為大鼠空白血漿、HC+空白血漿中HC的HPLC色譜圖；
[0038]圖8為大鼠口服HSS和HSS-GEL的藥-時曲線；
[0039]圖9為大鼠口服HSS-GEL不同時間點胃、小腸以及結腸內容物中藥物濃度。具體實施方案
[0040]下面結合具體的實施例對本發明做進一步的詳細說明，所述是對本發明的解釋而不是限定。
[0041]本發明提供的結腸靶向型pH敏感水凝膠是基于結腸靶向型、pH敏感、菌群觸發相結合的水凝膠；其中:
[0042]由于胃腸道、結腸中的pH變化，以及結腸中存在高濃度的腸道微生物，使得某些多糖的交聯化合物易受結腸微生物降解，具有良好的結腸靶向性，因此，本發明選擇海藻酸鈉作為凝膠材料。[0043]海藻酸是一種線型的天然高分子化合物，其主要成分是D-甘露糖醛酸和L-古洛糖醛酸。因為有剛性的聚L-古洛糖醛酸鏈，海藻酸不會自凝膠，但是鈣離子的引入會導致其凝膠。而且鈣化的海藻酸鈉凝膠具有pH敏感性，低pH環境中處于收縮狀態而高pH環境中溶脹從而釋放藥物。由于小腸與結腸具有相似的PH環境，所以，為了避免藥物在小腸中提前釋放，本發明將藥物與栓劑基質硬酯酸單甘油酯混合，再用鈣化的海藻酸鈉均勻裹覆以避免藥物在小腸中的提前釋放，提高靶向性。此外，當凝膠到達結腸部位時，由于，結腸存在可分泌葡聚糖酶的微生物，也可加快藥物的釋放。
[0044]所述的藥用成分為水溶性藥物或兩親性藥物。具體以水溶性藥物來進行說明:
[0045]氫化可的松琥珀酸鈉是氫化可的松的鹽類化合物，有較好的水溶性。具有抗炎、抗過敏和免疫抑制等多種藥理作用。但水溶性藥物在體內擴散釋放非常快、消除也快，療效維持時間較短，氫化可的松琥珀酸鈉臨床上多為注射劑，增加患者不順應性和痛苦。本發明為使水溶性藥物氫化可的松琥珀酸鈉HSS在體內緩慢釋放以延長療效，以硬酯酸單甘油酯為阻滯劑，制備水溶性藥物HSS水凝膠。
[0046]I載藥海藻酸鈉水凝膠的制備
[0047]1.1載藥凝膠材料的制備
[0048]載藥硬酯酸單甘油酯的制備:取約200mg硬酯酸單甘油酯置于70°C水浴使其充分融化，將氫化可的松琥珀酸鈉粉末與其均勻混合，低溫下使其凝固，備用。
[0049]海藻酸鈉膠漿(7.5%，Alg)的制備:稱取海藻酸鈉粉3.0g，加入到盛有40mL水的IOOmL燒杯中,攪拌至呈均一狀。
[0050]氯化鈣溶液(3%)的制備:稱取氯化鈣粉末1.5g,加入到盛有50mL水的IOOmL的燒杯中，充分溶解。
[0051]1.2載藥凝膠的制備
[0052]【處方】
[0053]硬酯酸單甘油醋遲釋材料0.2g 氯化鈣溶液(3%，以質量比計) 固化材料0.5mL 海藻酸鈉膠漿(7.5%，以質量比計)凝膠材料2mL HSS 藥用成分20mg
[0054]【制備】
[0055]取約200mg的硬酯酸單甘油酯置于70°C水浴使其充分融化，將氫化可的松琥珀酸鈉粉末與其均勻混合，低溫下使其凝固，備用。
[0056]將制備好的載藥硬酯酸單甘油酯外面均勻裹覆7.5%海藻酸鈉膠漿，然后加入
0.5ml3%氯化鈣溶液，靜置固化24h，最后將其置于烘箱中烘干，得到載藥水凝膠。
[0057]【注】后述中所提水凝膠均按本法制備，且同一實驗所用水凝膠為同一批次。
[0058]2該海藻酸鈉水凝膠溶脹性實驗
[0059]將盛有20mL不同pH緩沖溶液(ρΗ1.2的人工胃液、ρΗ7.4的PBS溶液)的廣口瓶置于37°C的水浴中至緩沖液達37°C恒溫；取2組空白水凝膠，精密稱重；將2組水凝膠分別浸泡于pHl.2的人工胃液、pH7.4的PBS溶液中；分別于30min、lh、2h、4h、5h、6h取出水凝膠，用濾紙吸去水凝膠表面的水后，精密稱重；計算水凝膠在每個時間點的溶脹率(SwellingRatio, SR),計算公式如下:
[0060]SR= (Wt-W0) /W0X 100%
[0061]其中，Wt為t時刻凝膠質量(g) ；ff0為浸泡前水凝膠的初重(g)。
[0062]由圖1可以看出，海藻酸鈉水凝膠在pH7.4環境下的溶脹率遠遠大于pHl.2環境下的溶脹率，并且在6個小時后，海藻酸鈉水凝膠在pH7.4環境下逐漸開始溶蝕，也就說明了，載藥后的水凝膠可以很好控制藥物在低PH條件下胃中不釋放；只有在pH升高之后才進行釋放，滿足了靶向釋放的要求。
[0063]3HSS-Gel體外釋放及單因素考察
[0064]3.1篩選指標
[0065]采用中國藥典2010年版二部附錄體外釋放度測定法第二法(槳法)，在溫度為37 ± 0.5 °C，釋放介質為人工胃液750ml，人工腸液1000ml，人工結腸液900ml，將水凝膠分別置于人工胃液2h，人工腸液4h，人工結腸液6h，于設定時間點取樣Iml同時補加等量溶出介質，取出樣品用0.45 μ m微孔濾膜濾過，HPLC測定濾液中藥物含量，計算累積溶出率，以水凝膠在上述條件的釋藥行為篩選指標，考察海藻酸鈉濃度、CaCl2濃度、固化時間、載藥量對藥物體外釋放行為影響，篩選出體外釋藥行為最佳的水凝膠，最大程度上接近體內PH變化情況。
[0066]3.2海藻酸鈉濃度對藥物體外釋放行為的影響
[0067]其他條件一致的前提下，分別制備三批海藻酸鈉濃度不同的載藥水凝膠，即將藥物與硬酯酸單甘油酯均勻混合冷卻凝固后，分別用5%、7.5%、10%的海藻酸鈉將其均勻裹覆，再加入3%的CaCl2溶液固化相同的時間，最后將其于烘箱中烘干，得到三批海藻酸鈉濃度不同的載藥水凝膠。
[0068]表3-1:HSS水凝膠不同濃度海藻酸鈉的釋放度
【權利要求】
1.一種結腸靶向型PH敏感水凝膠，其特征在于，包括用于負載藥物的硬酯酸單甘油酯，在其外周裹覆有鈣化的海藻酸鈉凝膠層； 其中，硬酯酸單甘油酯與鈣化的海藻酸鈉凝膠層的質量比為2:1~1:1。
2.如權利要求1所述的結腸靶向型pH敏感水凝膠，其特征在于，在負載藥物時，硬酯酸單甘油酯與藥物物理混合，然后再裹覆海藻酸鈉凝膠層； 在外部環境pH=7.4時，外層裹覆的鈣化海藻酸鈉逐漸溶脹溶蝕，體溫下硬酯酸單甘油酯融化，所負載的藥物逐漸釋放出來 。
3.如權利要求1或2所述的結腸靶向型pH敏感水凝膠，其特征在于，所述的藥物為水溶性藥物或兩親性的藥物。
4.如權利要求1所述的結腸靶向型pH敏感水凝膠，其特征在于，以質量分數計，包括至少50%的硬脂酸單甘油脂，至少30%的海藻酸鈉凝膠，至少1.0%的鈣離子。
5.如權利要求1或4所述的結腸靶向型pH敏感水凝膠，其特征在于，以質量分數計，所述的硬酯酸單甘油酯與海藻酸鈉的質量比為40:22.5~30 ; 所述的鈣化的海藻酸鈉是以氯化鈣作為交聯劑，海藻酸鈉膠漿固化至少24h再經干燥而形成的，海藻酸鈉與氯化鈣的質量比為10~25:1。
6.如權利要求5所述的結腸靶向型pH敏感水凝膠，其特征在于，以質量分數計，所述的海藻酸鈉膠漿的質量濃度為7.5%，所述的氯化鈣來自質量濃度3%的氯化鈣溶液。
7.一種結腸靶向型pH敏感水凝膠的制備方法，其特征在于，包括以下操作: 1)在水浴下，將硬酯酸單甘油酯充分融化，再將其與待負載的藥物混勻，低溫下凝固，得到載藥的硬酯酸單甘油酯； 2)以質量份數計，在載藥的硬酯酸單甘油酯上均勻裹覆海藻酸鈉膠漿，再加2.4%~6%的氯化鈣進行固化，干燥后得到結腸靶向型PH敏感水凝膠。
8.如權利要求7所述的結腸靶向型pH敏感水凝膠的制備方法，其特征在于，具體包括以下操作: 1)在70°C下水浴I~3min，將硬酯酸單甘油酯充分融化，再將其與待負載的藥物混勻，4~20°C下凝固，得到載藥的硬酯酸單甘油酯； 2)以質量份數計，在載藥的硬酯酸單甘油酯上均勻裹覆質量濃度為5~7.5%的海藻酸鈉膠漿，再用質量濃度為2~3%氯化鈣溶液進行鈣化，鈣化時間24h以上，然后于15~20°C干燥10~12h得到結腸靶向型pH敏感水凝膠。
9.如權利要求8所述的結腸靶向型pH敏感水凝膠的制備方法，其特征在于，海藻酸鈉膠漿的質量濃度為7.5%，氯化鈣溶液的質量濃度為3% ； 所述的硬酯酸單甘油酯與海藻酸鈉膠漿的質量比為4:3，氯化鈣溶液與海藻酸鈉膠漿的質量比為I: 10 ； 以質量比計，硬脂酸單甘油脂:海藻酸鈉膠衆:氯化鈣溶液=40:30:3。
10.權利要求1所述的結腸靶向型pH敏感水凝膠在制備結腸靶向給藥的藥物中的應用。
【文檔編號】A61K47/14GK103919716SQ201410120382
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月27日 優先權日:2014年3月27日
【發明者】王珂, 邢建峰, 許維, 趙桂蘭, 閆巖, 董凱, 楊瑩 申請人:西安交通大學