胰岛素粘膜给药设想

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【摘要】根据胰岛素口服能被胃肠道的蛋白水解酶降解且不被吸收的特性,实验采用聚乙烯醇(以下称PVC)为成膜材料制成口腔黏膜贴剂(T-MMOC),以改变其给药途径,使胰岛素经口腔黏膜吸收。并对膜剂胰岛素活性、含量测定方法进行了初步研究。结果表明:通过口腔黏膜给药胰岛素对糖尿病大鼠具有生物活性,且贴膜口腔给药具有良好的药理作用。

【关键词】胰岛素贴膜口腔黏膜给药聚乙烯醇

中图分类号:R977.15文献标识码:B文章编号:1005―0515(2010)07―181―03

随着人类生活水准的提高,糖尿病发病率迅速增长,我国就有二千多万人,占世界整个患者群的1/3,世界卫生组织已将防治这一疾病列为全球保护人类健康的重要问题之一[1]。

胰岛素是脊椎动物胰脏β细胞分泌的一种多肽类激素,有促进糖元生成,加速葡萄糖氧化,降低血糖的作用[2]。介于胰岛素降血糖的独特疗效,作为降血糖生化药,治疗糖尿病已有75年的历史,迄今为д型糖尿病患者的首选药。

近年来口腔作为药物进入体内的入口越来越受到人们的重视。口腔黏膜血管丰富,作为给药位点药物直接进入循环系统,避免了肝脏的首过效应,而且易于给药和终止给药,同时避开了胃肠道消化液的降解,使药物的吸收不受食物和胃排空作用的影响。且口腔黏膜不易受到伤害在受到伤害后恢复速度快。但对蛋白和多肽的口腔黏膜吸收的生物利用度较低,其是由膜的低渗透性,和连续的唾液流动和说话、咀嚼和饮水等可引起大量的药物被吞下[3]造成的。因此考虑将其制成多聚物膜剂,以PVC等为辅料将胰岛素制成口腔黏膜给药膜剂,将胰岛素保护起来,使其不被胃肠道消化酶分解,直接为人体吸收,从而发挥其药理活性作用。

1 材料和方法

1.1 实验材料

胰岛素等实验材料来源沈阳药科大学。

1.2 方法

1.2.1 胰岛素膜剂的制备

取PVA-88加入6倍量水浸泡至膨胀,于水浴中加热至使其全部溶解,放冷备用。

取二氧化钛以胶体磨研磨后加入上液。

搅拌下加入吐温-80、甘油、胰岛素(取10mg溶于10mmol/L,pH8.0的氨-氯化铵缓冲溶液0.5ml中),搅拌均匀后,经超声震荡除去气泡备用[4]。

采用涂膜机进行制膜,将设备调节至使所得干膜厚度为0.25mm,于75-85℃下干燥约5-6分钟。干燥后,测定此膜的胰岛素百分含量,计算后,冲切成直径约为7mm的圆形片状膜,该膜含胰岛素为10个单位。

1.2.2 制备后的胰岛素膜胰岛素活性的测定及释药模式考察

为考查胰岛素膜在制备过程中,是否破坏了胰岛素的活性,参照《中华人民共和国药典》溶出度测定法[5]及溶出实验同时证明胰岛素的溶出系沿膜周围进行,释药呈零极模式。

1.2.3 胰岛素膜体外释药实验

依据蛋白质中含苯环氨基酸可与Folin-酚络合生成兰色化合物的原理来测定蛋白质的含量。而胰岛素膜中只有胰岛素分子中含有苯环氨基酸,故采用Folin-酚法研究胰岛素膜的体外释药[6]。

1.2.3.1 测定方法

以WFZ-800型分光光度计测定胰岛素含量,该方法敏感度为1μ/ml。

1.2.3.2 胰岛素在pH7.4的磷酸盐缓冲液中的稳定性

取胰岛素粉适量以pH7.4的磷酸盐缓冲液为溶剂制成3.3μ/ml、6.6μ/ml的溶液放置15min、1h、4h、24h后以WFZ-800及UV-200按1.2.3.1中方法操作即得。

1.2.3.3 紫外分光光度法测量胰岛素浓度C与吸收度A的线性关系

取胰岛素粉适量以pH7.4的磷酸盐缓冲液为溶剂制成3.3μ/ml、6.6μ/ml、9.9μ/ml、13.2μ/ml、16.5μ/ml的溶液按1.2.3.1中方法操作计算k值及相关系数r值即得。

1.2.4 胰岛素膜剂基质的急性毒性试验[10]

以小白鼠作为受试动物,采用灌胃给药方式,测定胰岛素膜剂基质的急性毒性。

取昆明种小白鼠45只,体重18-22g,先取小白鼠5只灌胃给予胰岛素膜剂基质45%混悬液0.8ml/20g,观察24小时,小白鼠无一死亡,估计LD50测不出。采用最大耐受量实验法测试该基质的急性毒性。取小白鼠40只,雌雄各半,按体重随机分为两组,每组20只。实验前禁食12h,自由饮水,给药组灌胃给予基质45%混悬液0.8ml/20g,连续给药3次,每次间隔4h。3次给药量累积为54g/kg,对照组给予同体积的生理盐水。给药后观察7天,记录动物中毒反应及各组动物死亡数。

2 结果与讨论

2.1 用此方法制得的口腔黏膜给药胰岛素膜各项指标均符合《中华人民共和国药典》2000版二部中相关要求[6]。

2.2 胰岛素膜基质急性毒性实验考察

以基质54g/kg的剂量试验符合新药审批办法的相关规定。成人体重按60kg计算,成人日服用量为0.5g/次,2次/日,该剂量是临床成人日服用量的3240倍属实际无毒,口服应用安全可靠。

2.3 胰岛素贴膜对糖尿病大鼠血糖影响

胰岛素膜剂与给胰岛素注射剂不同剂型组抑制高血糖大白鼠颈静脉血糖升高的药理作用相似。试验证明,给药剂量与血糖下降呈正比。

2.4 膜剂基质的选择

膜剂系指药物与适宜的成膜材料经加工制成的膜状制剂。膜剂的成膜材料及其辅料应无毒、无刺激性、性质稳定、与药物不起作用[5]。经试验证明,成膜性及膜的抗拉强度、柔软性、吸湿性和水溶性等都以PVA为最好。

PVA的性质主要由其分子量和醇解度来决定。分子量越大,水溶性差,水溶液的粘度大,成膜性能好。其口服后在消化道中很少吸收,仅作为载体,在体内释放药物后,80%的PVA在48小时内由大便中排出[11]。

鉴于此,在胰岛素膜剂的工艺中选定PVA为膜剂基质。通过工艺及毒性实验证明,其可以满足要求。用本方法制得的口腔黏膜给药胰岛素膜剂各项指标均符合《中华人民共和国药典》2000年版二部之相关要求。采用舌下黏膜给药,刺激了口腔唾液的分泌,唾液的组成与上述数据相仿,此环境为胰岛素膜剂中胰岛素的溶出及释放创造了有利条件。另外,制成膜剂将胰岛素保护起来,避开了胃肠道消化酶的降解作用。经体外实验亦证实了口腔给药胰岛素是可行的。

2.5 分析方法的确定

目前《中华人民共和国药典》[5]中收载的胰岛素效价检测方法是比较胰岛素标准品与供试品引起小鼠血糖下降的作用,以测定供试品效价的生物检测法。该方法操作上较复杂,周期长,成本较高,且由于采用动物对药物的生理反应程序作为检测结果判断依据,易造成较大的测量误差。(如动物的个体差异等因素的引入)。

依据含苯环氨基酸的蛋白质可与Folin-酚络合生成兰色化合物,而且该颜色的吸收度与溶液的浓度符合比尔定率的原理[6],故采用分光光度计可准确测定蛋白质的含量。在胰岛素膜的成分组成中,只有胰岛素分子中含有苯环氨基酸所以采用Folin-酚络合法测定胰岛素膜中胰岛素的含量是有理论依据的。通过实验分析证明Folin-酚法用于胰岛素膜含量测定准确,重现性及稳定性均较好,既有较好的精密度,又有较好的灵敏度,而且操作简便。因此该方法作为胰岛素的含量测定方法是理想的。

2.6 胰岛素膜剂的药理作用

胰岛素膜剂中的胰岛素经口腔唾液溶出后,经舌下静脉吸收,直接入血,不为胃肠道消化酶破坏,也不经肝脏首过效应的作用。故其药理作用与胰岛素注射剂的作用相近。

2.7 综上所述,胰岛素膜剂采用口腔黏膜给药具有可行性和可操作性,其使用安全、方便且疗效确切,具有积极的社会效益。

参考文献

[1]王思玲 苏德森 顾学裘,口服胰岛素制剂的研究进展,www.省略/wop/ArticleShow.asp?ArticleID=329

[2]中华人民共和国卫生部药典委员会编,药典注释,化学工业出版社,1990年版二部,643页

[3]李庆 沈子龙,蛋白和多肽药物的透粘膜吸收,www.省略/sinyaldongtai/danbaiheduotai.htm

[4]张光杰主编,药用辅料应用技术,上海医药工业研究院药物制剂研究室编著,中国医药科技出版社,1991年第1版,149 196 341 379页

[5]国家药典委员会编,中华人民共和国药典,化学工业出版社,2000年版二部,732页 附录10页 75-78页

[6]安登魁主编,药物分析,人民卫生出版社,1986年版,75页

[7]兰州大学化学系中国科学院上海药物研究所编,有机微量定量分析,科学出版社,1978年版,97页

[8]徐叔云 卞如濂 陈修主编,药理实验方法学,人民卫生出版社,1985年版,417-432页982-992页

[9]袁弘 吕利英 梁文权,胰岛素颊粘膜给药制剂的研制,中国药学杂志,2000年Vol.35(10),178-180页

[10]卫生部药品审评办公室编,新药审批办法及有关法规汇编,1992年版,61-68页

[11]奚念朱主编,药剂学,人民卫生出版社,1980年第1版,396-398页

[12]唐元升 张秀珍 韩殿存主编,人体医学参数与概念,济南出版社,1995年第1版,80-83页