功能性壳聚糖衍生物的研究——平其能

对其他难溶性药物的增溶
增溶10-HCPT，2.5 mg/ml, 溶解度(原溶解度 为0.5 ug/ml)增加近5000倍，且很稳定，不开环。 增溶多西紫杉醇,溶解度达 1.5 mg/ml，比原来 增加(原溶解度为1.2 ug/ml)1000多倍 对环孢素、尼莫地平也有较好的增溶作用
排泄与代谢
• 静脉注射大鼠，胆汁排泄，尿粪排泄结果 见表1，2，3。7天内尿粪累计排泄85％。 36h内胆汁排泄36％。（同位素标记）
功能性壳聚糖衍生物的研究
中国药科大学 平其能
一、概述
1、壳聚糖(chitosan) β-(1-4) 2-脱乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖
2、脱乙酰度 < 55% 55%-70% 70%-85% 85%-95% 95%-100% 甲壳素 低脱乙酰度壳聚糖 中脱乙酰度壳聚糖 高脱乙酰度壳聚糖 超高脱乙酰度壳聚糖
4、化学反应性：羟基与氨基 (1) O-酰化和N-酰化
（2）酯化 （3）醚化 （4） N-烷基化 （5）交联 （6）接枝共聚 （7）水解和酶解 （8）螯合 （9）氧化
5、壳聚糖及其衍生物的应用
（1）来源广泛，甲壳素量（100亿吨/年）仅次于纤维素， 是最大量的含氮有机化合物； （2）食品添加剂 （3）保健品和药品添加剂 （4）化妆品 （5）絮凝剂和吸附剂 （6）特殊功能材料：液晶、渗透膜、固定化酶等。 （7）药剂应用：促吸剂、粘附剂、骨架或凝胶形成剂
3、物理性质
分子量： 1%壳聚糖醋酸溶液 >1000 x 10-3 Pa.s (1000-100) x 10-3 Pa.s <100 x 10-3 Pa.s 高粘度 中粘度 低粘度
粘度： 与分子量、pH、离子强度及放置时间有关 溶解性：1%醋酸或1%盐酸中溶解1%壳聚糖 不溶于硫酸及硫酸等； 结晶性：随脱乙酰度增加，结晶度增加； 多晶性：α- ；β- ：γ-； 从结晶性向无定形转变；
a. 5-Fu BSA microspheres b. 5-Fu BSA microspheres coated chitosan derivative
4000
8000
1300
3500
7000
Relative intensity(c/s)
Relative intensity(c/s)
6000 5000 4000 3000 2000
纳米粒及壳聚糖包衣纳米粒在Peyer区滤泡相关上皮和小 肠绒毛上皮的分布
A、B为纳米粒，C、D为壳聚糖包衣纳米粒
纳米粒经细胞转运
A为纳米粒，B为壳聚糖包衣纳米粒
壳聚糖的促渗作用与pH值的关系
壳聚糖包衣脂质体
壳聚糖包衣脂质体经细胞转运的经时过程
2、壳聚糖及其衍生物包复胰岛素脂质体的作用
单层包复
150 Serum glucose level/%
100 PBS(ig) Ins(sc 1u/kg) Ch1000k+CEC2(ig 15u/kg) 0 0 0.5 1 1.5 2 3 T ime/h 4 6 8 16
50
图 16. Beagle狗口服Ch1000k 和 CEC2 双层包复胰岛素脂质体后 的降血糖作用 (mean±SD)
壳聚糖包复脂质 体 N －三甲基壳聚 糖盐酸盐包复脂 质体 最好 壳聚糖-EDTA轭 合物包复脂质体
酶降解保护作用
较好
无
降血糖效果
相当
相当
相当
% of initial blood glucose level
120 100 80 60 40 20 0 0 1 2 3 Time(hour) 4 5
图 13 小鼠灌胃壳聚糖包复胰岛素脂质体后的降 血糖作用( mean ±SD,n=6)
O-磺酸基-N-辛基壳聚糖
NH2 O NH(CH2)7CH3
CH3 (CH2)6CHO
OH O CH2OH
KBH4/H2O
OH O
O
n
CH2OH
n
NH(CH2 )7CH3 O
ClSO3H/DMF
OH O CH2OSO3H
n
结构表征 FTIR 1H NMR 13C NMR 元素分析 WAXD TG DSC
文献报道的高分子胶束材料
亲水部分：
聚乙二醇（ＰＥＧ）
疏水部分：
聚氧丙烯 聚苯乙烯 聚氨基酸（聚β-苯甲酰-L-天冬氨酸、聚γ-苄 基-L-谷氨酸，聚天冬氨酸等） 聚酯（聚乳酸，聚羟基乙酸，聚已内酯等）
文献研究的载药聚合物胶束
抗肿瘤药物： 抗炎药物 镇静催眠药物 抗真菌药物 精神病药物 雄激素 紫杉醇 /聚乙二醇-聚酯胶束 阿霉素聚/已二醇-聚天冬氨酸胶束 吲哚美辛/聚乙二醇－聚（β－苯甲酰 天冬氨酸酯胶束 氯硝西泮/聚乙二醇－聚（γ－苄基－l －谷氨酸酯）胶束 两性霉素/B聚乙二醇－聚（β－苯甲酰 －天冬氨酸酯）胶束 氟哌叮醇/聚乙二醇－聚氧丙烯胶束 二氢睾酮/聚已内酯－聚氧乙烯胶束
Beagle狗灌胃给予Ch1000k-CEC2双层包覆的胰岛素脂质 体混悬液的降血糖作用
150 Serum glucose level/%
100 PBS(ig) Ins(sc 1u/kg) Ch1000k+CEC2(ig 15u/kg) 0 0 0.5 1 1.5 2 3 T ime/h 4 6 8 16
阿霉素/聚乙二醇-聚天冬氨酸嵌段共聚物 （PEG-PAsp）胶束进入I期临床。 聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物胶束增溶难溶性 药物已在我国申请专利。
•
壳聚糖衍生物胶束及其制剂
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
壳聚糖的改性
化学改性
壳聚糖
O-磺酸基-N-辛基-壳聚糖
水
大分子胶束
难溶性药物
难溶性药物增溶
β-(1→4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖
乙醇
冻干制剂
冷冻干燥
过滤
上清液
载药胶束的性质
载药量：25%-50％ （HPLC 法） 包封率：>90% (冻干品） 稳定性：4℃储藏稳定，24个月药物含量、包封率，胶 束粒径不变, 无泄漏。
粒径： 50-300 nm（激光散射法、TEM）
blank micelle(×200000)
taxol loaded micelle (×500000)
Beagle狗灌胃给Ch1000k-CEC2双层包覆胰岛素脂质 体的相对生物利度为12.96％
3、壳聚糖-半乳糖酰衍生物包复5-Fu白蛋白微球
衰减全反射红外光谱
a
3291
2930
1716 1651 1246 1077
b
1535
2887 3336 1643 1376 1591
1069
4000
3500
3000
2500 2000 -1 Wavenumbers(cm )
1500
1000
ATR-FTIR spectra of a. 5-Fu BSA microspheres and b. 5-Fu BSA microspheres coated by chitosan derivative
ESCA电子能谱表面元素组成 (%) Sample C1s O1s N1s O1s/C1s a 77.33 19.39 3.28 0.25 b 60.55 33.73 5.72 0.56
80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0 200 400 600 800 T/min 1000 1200 1400 1600 %
三、壳聚糖衍生物胶束的研究
两亲性嵌段或接枝共 聚物如聚乳酸—聚乙 二醇共聚物形成增溶 胶束与载体应用于静 脉、肌肉注射、口 服、眼用等
O [ CCH2 ] [ CH2 CH2 O]
50
图 16. Beagle狗口服Ch1000k 和 CEC2 双层包复胰岛素脂质体后 的降血糖作用 (mean±SD)
Ch1000k-CEC2双层包覆的胰岛素脂质体混悬液（ig 15u/kg） 的相对药理生物利用度PA为9.23%。
Beagle狗灌胃给予Ch1000k-CEC2双层包覆的胰岛素脂质 体混悬液的血清胰岛素浓度
Relative intensity(c/s)
3000 2500 2000 1500 1000 500
O1s
1200
C1s
1100
N1s
1000
900
800
1000
0 290 288 286 284 282 280
0 536 534 532 530 528
700 404 403 402 401 400 399 398 397 396 395 394
二、壳聚糖及其衍生物作为包复材料 促吸收机理： 粘附、金属离子螯合、扩隙 衍生物： 壳聚糖及季铵化壳聚糖、EDTA轭合壳 聚糖、半胱氨酸壳聚糖结合物等
1、壳聚糖包复脂质体及纳米粒的促渗机理
脂质体及壳聚糖包衣脂质体在Peyer区滤泡相关上皮和小 肠绒毛上皮的分布 Peyer 绒毛上皮
A、B 给予脂质体，C、D 给予壳聚糖包衣脂质体
紫杉醇水溶解度 (< 1ug / ml )
直接搅拌法 溶剂挥发法 混合溶剂法 综合法
0.064 mg/ml 0.102 mg/ml 0.044 mg/ml 2.0 mg/ml， 增加2000倍以上
壳聚糖衍生物-紫杉醇胶束的制备工艺
壳聚糖载体
水
载体水溶液 + Taxol醇溶液
混合 透析离心
Taxol
紫杉醇胶束对小鼠Lewis肺癌的作用
静脉注射（i.v.） 用药组：紫杉醇胶束 对照组： taxol 剂量4.8~12.5 mg/kg
（给药5次）
紫杉醇胶束4.8-12.5 mg/kg抑瘤率41.7-66.3 %； Taxol 12.5 mg/kg 抑瘤率为50.3 %。