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用于蛋白质药物口服给药的巯基化透明质酸/聚乙烯醇多层水凝胶膜载体

作　者: 丁洁英
导　师: 印春华
学　校: 复旦大学
专　业: 生物化学与分子生物学
关键词: 巯基化聚合物 多层水凝胶膜 胰岛素 透明质酸 聚乙烯醇 黏膜黏附 单向释放 降血糖
分类号: R943
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


蛋白质多肽类药物药理活性强、疗效稳定、毒副作用小,广泛用于治疗糖尿病、肿瘤、感染性疾病等重大疾病,目前临床主要为注射给药,长期给药患者顺应性差。但口服给药时,蛋白质多肽类药物易被胃肠道内消化酶降解,且难以透过胃肠道上皮,生物利用度低。具有黏膜黏附、单向释药和促进药物渗透等性质的给药载体可有效提高药物体内外稳定性、促进药物吸收、改善药物体内功效。据此,以胰岛素为模型蛋白质药物,设计并研究以黏膜黏附和促渗作用好的巯基化聚合物为材料、含背衬层的多层水凝胶膜载体。透明质酸(Hyaluronic acid, HA)经巯基化修饰制得透明质酸-半胱胺(Hyaluronic acid-Cysteamine, HA-Cym)和透明质酸-半胱氨酸(Hyaluronic acid-Cysteine, HA-Cys)聚合物,HA-Cym含176.8±13.3μmol/g游离巯基和85.8±7.2μmol/g二硫键,HA-Cys含198.5±18.9μmol/g游离巯基和20.0±2.8μmol/g二硫键。考察催化剂种类及浓度、HA分子量、HA浓度、投料比、pH等对巯基化修饰度的影响,优化制备条件。凝胶渗透色谱(GPC)结果表明Cym修饰HA不改变HA分子量,Cys修饰显著降低HA分子量；核磁共振(1H nmr)结果表明HA与巯基化试剂共价结合；差示扫描量热分析(DSC)和热失重分析(TGA)结果表明巯基化修饰可改变HA的结晶度,降低其热稳定性。巯基化修饰可显著提高HA的黏膜黏附性,降低HA被透明质酸酶降解的速率。巯基化HA的游离巯基在中性条件下可氧化形成二硫键,氧化速率受巯基pKa值和环境pH影响。HA-Cym巯基pKa值较低,中性条件下巯基氧化速率较快,溶胶-凝胶转变较快。溶血试验、MTT试验和大鼠回肠乳酸脱氢酶(LDH)试验结果表明巯基化HA血液、细胞和组织毒性低,安全性较好。以HA-Cym和聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol, PVA)为材料,层层自组装(layer-by-layer assembly, LbL)法制备多层水凝胶膜载体,含背衬层、支撑层、载药层和黏膜黏附层,胰岛素载药量最高为6.7%。研究不同组成和干燥方法对水凝胶膜结构和体内外性质的影响。扫描电子显微镜(SEM)下可见水凝胶膜各层结合紧密,具有不同的孔隙结构；DSC结果表明PVA交联和真空干燥可改变聚合物构象。水凝胶膜的黏膜黏附性、体外释放、溶胀溶蚀和胰岛素稳定性均受组成成分和干燥方法影响。冷冻干燥、不含或含少量由戊二醛(Glutaraldehyde, GA)交联的PVA载体黏膜黏附性较好,溶胀比较大,药物释放较快、药物构象稳定性和生物活性较高。大鼠离体小肠转运试验结果表明给予水凝胶膜后胰岛素在回肠处的表观渗透系数(Papp)提高至胰岛素溶液的1.6倍；大鼠回肠在体降血糖试验表明载胰岛素水凝胶膜的降血糖效果优于胰岛素溶液,血糖值最低降至初始值的60%。

全文目录


摘要  6-8
Abstract  8-10
前言  10-12
第一章 巯基化HA的制备与表征  12-38
  1 材料和仪器  12-13
  2 实验方法  13-20
    2.1 巯基化HA的制备  13
    2.2 巯基化HA的表征  13-17
      2.2.1 分子量测定  13-14
      2.2.2 巯基化修饰度测定  14-16
      2.2.3 ~1H NMR  16
      2.2.4 DSC  16
      2.2.5 TGA  16
      2.2.6 巯基pK_a测定  16-17
    2.3 巯基(-SH)氧化曲线  17
    2.4 巯基化HA溶液的粘度测定  17
    2.5 巯基化HA的体外酶解测定  17-18
    2.6 巯基化HA的黏附性测定  18-19
      2.6.1 体外黏附力  18-19
      2.6.2 在体黏附性  19
    2.7 巯基化HA的安全性  19-20
      2.7.1 溶血试验  19-20
      2.7.2 细胞毒性试验(MTT)  20
      2.7.3 组织毒性试验(LDH)  20
  3 结果与讨论  20-37
    3.1 巯基化HA的制备与纯化  20-21
    3.2 巯基化HA的表征  21-30
      3.2.1 分子量  21
      3.2.2 巯基化修饰度  21-26
      3.2.3 ~1H NMR  26-27
      3.2.4 DSC  27-28
      3.2.5 TGA  28-29
      3.2.6 巯基pK_a  29-30
    3.3 巯基氧化曲线  30
    3.4 巯基化HA溶液的粘度  30-31
    3.5 巯基化HA的体外酶解  31-33
    3.6 巯基化HA的黏附性  33-35
      3.6.1 体外黏附力  33-34
      3.6.2 在体黏附性  34-35
    3.7 巯基化HA的安全性  35-37
      3.7.1 溶血  35-36
      3.7.2 MTT  36-37
      3.7.3 LDH  37
  4 小结  37-38
第二章 HA-Cym/PVA多层水凝胶膜的制备及体内外性质  38-61
  1 材料和仪器  38-39
  2 实验方法  39-46
    2.1 HA-Cym/PVA多层水凝胶膜的制备  39-41
      2.1.1 单层水凝胶膜的制备  39-40
      2.1.2 三层水凝胶膜的制备  40-41
      2.1.3 四层水凝胶膜的制备  41
    2.2 扫描电子显微镜镜(SEM)  41-42
    2.3 DSC  42
    2.4 溶胀与溶蚀  42
      2.4.1 单层水凝胶膜的溶胀与溶蚀测定  42
      2.4.2 三层水凝胶膜的溶胀测定  42
    2.5 黏附性测定  42-43
      2.5.1 体外黏附力  42-43
      2.5.2 在体黏附性  43
      2.5.3 机械固定力  43
    2.6 载胰岛素水凝胶膜的体外释放  43-44
      2.6.1 胰岛素含量测定  43-44
      2.6.2 三层水凝胶膜释放  44
      2.6.3 四层水凝胶膜单向释放  44
    2.7 胰岛素稳定性  44-45
      2.7.1 构象稳定性  44-45
      2.7.2 生物活性  45
    2.8 胰岛素离体小肠转运试验  45-46
      2.8.1 胰岛素含量测定  45
      2.8.2 离体小肠转运试验  45-46
    2.9 大鼠回肠给药降血糖试验  46
  3 结果与讨论  46-60
    3.1 HA-Cym/PVA多层水凝胶膜的制备  46-47
    3.2 SEM  47-48
    3.3 DSC  48-49
    3.4 溶胀与溶蚀  49-51
      3.4.1 单层水凝胶膜的溶胀与溶蚀  49-51
      3.4.2 三层水凝胶膜的溶胀  51
    3.5 黏附性  51-54
      3.5.1 体外黏附力  51-52
      3.5.2 在体黏附性  52-53
      3.5.3 机械固定力  53-54
    3.6 胰岛素体外释放  54-57
      3.6.1 三层水凝胶膜释放  54-56
      3.6.2 四层水凝胶膜单向释放  56-57
    3.7 胰岛素稳定性  57-59
      3.7.1 构象稳定性  57-58
      3.7.2 生物活性  58-59
    3.8 胰岛素离体小肠转运  59-60
    3.9 大鼠回肠给药降血糖作用  60
  4 小结  60-61
总结与展望  61-62
  1 总结  61
  2 创新与发现  61
  3 展望  61-62
参考文献  62-69
致谢  69-70
个人简历  70-72
基于巯基化聚合物的口服给药载体研究进展  72-87
  参考文献  81-87

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中图分类: > 医药、卫生 > 药学 > 药剂学 > 制剂学
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