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胰島素非注射給藥的研究進(jìn)展

文章來源:醫(yī)學(xué)全在線 更新時(shí)間:2006-5-29 7:34:38 技能論壇

 

 

胰島素(INS)是目前治療胰島素依賴型糖尿。↖DDM)的主要藥物,屬多肽類藥物,分子量大,半衰期短,脂溶性差,不易透過生物膜,長(zhǎng)期以來一直以注射給藥為主,不僅用藥不便而且會(huì)出現(xiàn)注射部位炎癥,硬結(jié)等副作用及耐藥性,為此,國(guó)內(nèi)外學(xué)者一直致力于INS非注射給藥劑型的開發(fā)與研制,如口服、鼻腔、肺部、直腸、透皮制劑等,并已在這些方面作出了一些成績(jī),F(xiàn)就近年來的有關(guān)研究動(dòng)態(tài)做一簡(jiǎn)要綜述。
  1 口服給藥
  游離的INS口服無效是由于①INS易被胃腸道中的酶水解失活,②INS分子量大超過6000,很難透過胃腸道上皮細(xì)胞,③肝臟首過效應(yīng)。因此需要對(duì)INS加以保護(hù)及促進(jìn)吸收才能使口服成為可能。目前常用的技術(shù)手段和劑型如下。
  1.1 制成微囊、毫微囊或納米顆粒
  Damage[1]等報(bào)道分別給予大鼠口服12.5和50IUkg-1INS微囊,可分別降低血糖水平至50-60%,達(dá)6d和20d。對(duì)糖尿病模型大鼠及糖尿病狗依次不同劑量一次口服氰基丙烯酸酯包裹的INS微囊,可維持1-3周的降糖效果,INS可在小腸各部位吸收,其吸收大小順序?yàn)椋夯啬c>空腸>十二指腸>結(jié)腸[2]。楊彩哲等[3]也報(bào)道給糖尿病大鼠一次口服120IUkg-1的氰基丙烯酸酯毫微囊乳液,給藥后第1d血糖下降,第2d降至正常,維持正常血糖3d,降糖幅度達(dá)90%。
張強(qiáng)等[4]用氰基丙烯酸烷基酯包裹INS,制成INS毫微球,比較了INS溶液皮下給藥和INS毫微球口服的降糖效果,結(jié)果表明INS毫微球口服后降血糖速度低于皮下給藥,但作用持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng),血糖水平相對(duì)較為穩(wěn)定,相對(duì)生物利用度為7.58%。之后[5]又改進(jìn)了配方,比較兩種INS毫微球的降糖作用,其生物利用度分別為27.86%和28.56%。毫微球增加INS吸收的機(jī)制已明確的有兩點(diǎn):一是小于500nm的NP可以在腸道的派爾淋巴集結(jié)(Peyer's patches)中累積,并以完整的結(jié)構(gòu)通過淋巴結(jié)集中的M細(xì)胞,將藥物釋放到循環(huán)中去[6],其次是由于INS分子結(jié)合于毫微球,INS受到NP的保護(hù),與蛋白水解酶的接觸機(jī)會(huì)大大下降,從而增加了吸收的機(jī)會(huì)[7]。
  段明顯等[8]證明大部分INS分子(80%)是通過共價(jià)結(jié)合方式與形成的NP緊密相連,處于包裹顆粒的表面,對(duì)蛋白水解酶的降解有一定抵抗作用,且證明了包裹顆粒被消化道直接吸收的可能性。
  1.2 制成脂質(zhì)體
  修志龍等[9]將INS包封脂質(zhì)體內(nèi),體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)INS與脂質(zhì)體結(jié)合或混合后均能抗胃蛋白酶、胰蛋白酶和α-麋蛋白酶,小鼠口服用卵磷脂或磷脂酰肌醇包制的直徑為20-100nm的INS脂質(zhì)體后呈現(xiàn)的生物有效性約為皮下注射的一半。實(shí)驗(yàn)表明卵磷脂-膽固醇(7:2)配比包封INS降糖效果較好。
  1.3 制成乳劑、微乳
  Cortes公司開發(fā)了INS微乳制劑,其水相中含INS及蛋白酶抑制劑,油相中含膽固醇,磷脂和游離脂肪酸,口服后藥物可被腸上皮細(xì)胞吸收,按1IUkg-1劑量給3例患者服用,血糖均明顯下降[10]。吳瓊珠等[11]將INS制成復(fù)乳,給小鼠灌胃進(jìn)行降糖實(shí)驗(yàn)研究,在3組糖尿病小鼠中,第1、2組分別給予70IUkg-1的復(fù)乳和INS水溶液,第3組皮下注射2.5IUkg-1的INS生理鹽水溶液,結(jié)果發(fā)現(xiàn)第1、2組在給藥后40min內(nèi)血糖差異顯著,且復(fù)乳組與注射組療效相當(dāng)?灼G等[12]將50UINS與200mg甘氨膽酸(SGC)、300mg脂肪酸制成去溶劑化乳劑,給家兔口服結(jié)果顯示SGC與硬脂酸對(duì)INS的吸收有明顯的協(xié)同作用,且棕櫚酸的協(xié)同作用大于硬脂酸和脂肪酸。
  1. 4 結(jié)腸定向給藥
  Saffran等[13]選用能被結(jié)腸微生物降解的偶氮化合物對(duì)胰島素微丸進(jìn)行包衣,并加入水楊酸類做吸收促進(jìn)劑,結(jié)果發(fā)現(xiàn),微丸口服后可有效避免胃及小腸的酶破壞,順利進(jìn)入結(jié)腸上部,衣層降解藥物釋放吸收,并產(chǎn)生明顯的降糖作用。
  1.5增加口服INS制劑吸收的措施
可通過包腸溶衣(Eudragit L-100),加蛋白酶抑制劑[14](如膽酸鈉)和黏膜促吸收劑(10%的水楊酸鹽)[12],提高生物利用度。

2 鼻腔給藥
  鼻黏膜內(nèi)血管豐富,黏膜上蛋白酶含量也比胃腸道中的少,減少了INS被酶破壞失活,提高了藥物的生物利用度。許多藥動(dòng)學(xué)研究表明鼻黏膜吸收INS的機(jī)制與體內(nèi)內(nèi)源性的INS釋放極為相似,為鼻腔INS給藥提供了理論依據(jù)。
  鼻腔給藥需要加入吸收促進(jìn)劑,如膽酸鹽、月桂醇酯等才能增加吸收效果。這些吸收促進(jìn)劑可暫時(shí)改變鼻腔黏膜的通透性,從而提高藥物吸收率。William等[15]以牛磺二褐霉酸鈉為吸收促進(jìn)劑,制成的INS滴鼻液、液體噴霧劑及粉末氣霧劑相對(duì)同劑量靜脈給藥的生物利用度分別為5.7%、37.4%、37.8%。認(rèn)為粉末氣霧劑是最佳劑型,其達(dá)峰時(shí)間為5-15min,維持療效90min,且粉末的固體狀態(tài)有利于INS的化學(xué)穩(wěn)定性。
  陳春霞等[16]以1%甘珀酸鈉為吸收促進(jìn)劑,制成INS氣霧劑給糖尿病大鼠鼻腔給藥,60min血糖下降約50%,并維持療效達(dá)3h。劉素筠等[17]以氮酮為透皮促進(jìn)劑,大鼠鼻黏膜給予含1%氮酮的INS溶液均有顯著降糖作用,說明氮酮可促進(jìn)INS透過鼻黏膜屏障,且降糖作用持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)。
  Schipper等[18]發(fā)現(xiàn)DM-β-CD對(duì)INS溶液在兔和大鼠鼻腔給藥的促進(jìn)性有顯著不同,大鼠給藥出現(xiàn)了顯著的INS吸收,并伴發(fā)有強(qiáng)烈的低血糖反映,而在兔身上則表現(xiàn)不明顯,說明β-CD衍生物對(duì)不同物種表現(xiàn)出不同效應(yīng)。另一方面當(dāng)鼻腔給予含DM-β-CD的粉末劑時(shí),兔的血糖濃度最大降低50%,粉末給藥絕對(duì)生物利用度是13 4%,而溶液劑為1 1%。
  Pollion等[19]發(fā)現(xiàn)皂樹皂甙極其衍生物也有促進(jìn)INS大鼠鼻腔吸收的作用,而且這種作用是劑量依賴性的。    Takenaga等[20]發(fā)現(xiàn)當(dāng)INS 與苯乙烯磺酸鈉陰離子型樹脂或苯乙烯-二乙烯苯聚合物非離子樹脂混合后兔鼻腔給藥,呈現(xiàn)出吸收增強(qiáng)的作用,而聚丙烯非離子樹脂和考來烯胺陽離子樹脂不具有促吸收作用。
  Ando等[21]發(fā)現(xiàn)豆甾醇混合物(SS)和類固醇糖苷混合物(SG)分別對(duì)INS的兔鼻腔吸收也有促進(jìn)作用。體外研究表明SS和SG對(duì)兔鼻腔黏膜的脂質(zhì)有一定作用。Callens等[22]考察了鼓式干燥蠟質(zhì)玉米淀粉(DDWM),麥芽糖糊精和Carbopol 974P不同配比對(duì)INS兔鼻腔黏膜吸收的影響。結(jié)果表明,在制得的INS粉末中DDWM(5%)和Carbopol     974P(10%)促吸收效果最好,而且隨Carbopol 974P的含量下降,促吸收效果也下降。另外,INS與附加劑粉末的配比對(duì)降糖效果也有影響。
  目前,美國(guó)已有INS鼻用制劑上市,商品名為Nazlin和Zorolin Nasal.
  3 肺部給藥
  肺泡的總面積大,肺泡壁很薄,通透性良好,蛋白酶活性低于胃腸道,不存在首過效應(yīng),所以經(jīng)肺吸收可能成為大分子藥物吸收進(jìn)入全身循環(huán)的一條途徑。但同時(shí)肺部給藥也存在一些問題,比如需要特殊的給藥裝置,給藥劑量和實(shí)際吸入劑量不準(zhǔn)確,長(zhǎng)期使用對(duì)肺部的安全性問題一直未受重視等。目前已報(bào)道的多種肺內(nèi)給藥系統(tǒng),如脂質(zhì)體,微球等,因脂質(zhì)體主要由磷脂組成,而磷脂是肺泡表面活性劑的重要組部分,所以脂質(zhì)體特別適合于肺內(nèi)控釋給藥。
Shao等[23]研究發(fā)現(xiàn),環(huán)糊精能INS的肺部吸收,應(yīng)用甘膽酸鈉,亞油酸和月桂基-β-D麥芽吡喃甙,再加抑肽酶或桿菌肽配制制劑,將其肺部給藥,降血糖作用明顯持久,且用桿菌肽者優(yōu)于抑肽酶。
  沈贊聰?shù)萚24]研究了以氰基丙烯酸樹脂為載體的INS微球(INS-NP)經(jīng)大鼠肺部給藥后的降血糖作用。其肺給藥的相對(duì)生物利用度達(dá)到59.2%,與INS溶液相比,INS-NP經(jīng)大鼠肺部給藥后能明顯延長(zhǎng)其血糖下降時(shí)間,作用時(shí)間達(dá)12h以上,有顯著的緩釋作用。
  Kawashima等[25]制備了用PLGA裝載的INS微球,平均直徑在400nm。體外釋放有突釋作用,85%的藥物能很快釋放,其余藥物延長(zhǎng)釋放數(shù)小時(shí)。豚鼠經(jīng)霧化吸入給藥后血糖水平顯著下降,降糖作用延長(zhǎng)至48h,與INS溶液霧化吸入作用時(shí)間(6h)相比微球的延長(zhǎng)釋放效果可能是由沉積在肺部的微球持續(xù)釋放造成的。干粉INS的微球或脂質(zhì)體穩(wěn)定性好,工藝簡(jiǎn)單,能有效地輸送到下呼吸道,是一種良好的肺部給藥形式。最近Cenerex公司成功地研制出了一種新型的INS吸入器,并且在進(jìn)行臨床試驗(yàn),可望在兩年內(nèi)投放市場(chǎng)。

4 直腸給藥
  INS直腸栓劑是代替注射給藥的重要途徑之一。為了增加吸收,需要向其中加入吸收促進(jìn)劑。水楊酸鈉(SS)便是重要的一種,但它的促進(jìn)吸收能力較差,可能是二者在直腸中吸收不同步造成的。馬鳴超等[26]首次利用葡聚糖凝膠(DG)來特異地減慢SS從栓劑中的釋放速度,而不影響INS的釋放,從而達(dá)到二者同步吸收的作用。試驗(yàn)證明含200mgDG的INS與不含DG的INS相比明顯提高栓劑中INS在兔直腸中的吸收量,致使兔血漿中INS最大濃度不變的情況下,持續(xù)時(shí)間明顯延長(zhǎng),進(jìn)而血糖濃度下降,當(dāng)DG達(dá)到400mg時(shí)效果反而不好,分析可能是過量的DG過度地減慢了SS從INS栓中的釋放速度,以至于SS始終不能達(dá)到促進(jìn)INS吸收濃度。在此基礎(chǔ)上馬鳴超等[27]又制成了加入甲硝唑的INS,結(jié)果證實(shí)甲硝唑和DG對(duì)SS促進(jìn)INS在兔直腸吸收具有協(xié)同作用。
  Onuki等[28]評(píng)價(jià)了不飽和脂肪酸如油酸、DHA(二十二碳六烯酸)、EPA(二十碳五烯酸)作為INS直腸給藥(W/O/W)復(fù)乳的吸收促進(jìn)劑的效應(yīng)和毒性。研究證明DHA有很強(qiáng)烈的促滲作用,而且不能或較少引起黏膜破壞。YUN等[29]開發(fā)了一種熱可逆性INS液體栓劑,該栓劑能在體溫下發(fā)生相轉(zhuǎn)變而成為黏附性凝膠,能提高INS的生物利用度,當(dāng)處方配比為INS:聚合物P407:聚合物P198:聚卡波非:水楊酸鈉為100IU/g:15:20:0.2:10%時(shí),表現(xiàn)出適宜的物化特性和良好的安全性,并給出了較低的血糖水平,水楊酸有促進(jìn)吸收的作用。Barichello[30]開發(fā)了一種Pluronic F-127(PF-127)的INS直腸栓,證明含20%PF-127可能促進(jìn)INS的吸收。
  5 經(jīng)皮給藥
  角質(zhì)層對(duì)大分子肽類藥物的透皮吸收能力差,但只要措施得當(dāng),仍可透過皮膚發(fā)揮全身治療作用。Ryszka等[31]將INS制成軟膏,通過124I標(biāo)記證實(shí)了INS可從軟膏基質(zhì)中釋放出來,透過皮膚進(jìn)入大循環(huán),且體內(nèi)外釋藥量有一定相關(guān)性。毛曉明[32]用脈沖電流增加皮膚兩側(cè)的電流強(qiáng)度(不超過0.6mA/cm2),給糖尿病大鼠用INS治療,結(jié)果顯示血糖下降,且在一定范圍內(nèi)下降幅度與脈沖電流強(qiáng)度和釋放INS濃度成正比。
  6 經(jīng)眼給藥
  滴眼劑是一種簡(jiǎn)便易行的劑型,INS主要通過眼結(jié)膜和鼻淚管黏膜吸收進(jìn)入體循環(huán)而達(dá)到降糖效果。一般眼內(nèi)容量少,INS作用時(shí)間短,生物利用度低,因此人們致力于研究能延長(zhǎng)INS作用時(shí)間的滴眼劑,并選擇刺激性小滴眼劑。Yung等[33]選用生物相容性好,理化性質(zhì)穩(wěn)定且可生物降解的明膠海綿作骨架制成INS眼內(nèi)給藥裝置,該裝置含5mgINS和20μg的Brij-78作吸收促進(jìn)劑,經(jīng)兔眼給藥后,2h血糖下降約50-62%,且維持時(shí)間達(dá)4-6h,是普通滴眼劑的10倍。
  李素霞[34]等通過對(duì)緩沖液,增粘劑和吸促進(jìn)劑的篩選,確定了最佳處方組成:2%INS,1%Brij-78,0.5%EDTA,1%玻璃酸鈉的含0.03%對(duì)羥基苯甲酸乙酯的硼酸緩沖液,滴眼后吸收迅速,可顯著降低糖尿病兔的血糖,EDTA和Brij-78合用,促吸收效果最佳。
  呂敏[35]等以1%EDTA為溶媒,pH7.4磷酸鹽為緩沖液配成0.5%INS溶液經(jīng)家兔眼給藥,降糖效果比靜脈注射更為顯著,說明EDTA能明顯地促進(jìn)INS眼部吸收。張文玉等[36]進(jìn)一步比較了0.5%Brij-35和0.5%EDTA的1%INS滴眼液的刺激性和降糖效果,綜合結(jié)果表明,含0.5%Brij-35的1%INS滴眼液對(duì)家兔黏膜無刺激作用,而降糖效果好,故認(rèn)為Brij-35比EDTA更為理想。
  7 結(jié)語
  近年來,對(duì)INS的非注射途徑給藥研究雖取得一些進(jìn)展,但面臨的困難仍然很多,黏膜吸收促進(jìn)劑的選擇及如何降低刺激性仍是個(gè)問題。而且目前為止,報(bào)道的生物利用度最高為59.2%,相對(duì)來說較低,因此在這方面尚無突破性的進(jìn)展,還需進(jìn)一步深入研究開發(fā),尋找合適的給藥途徑及劑型。

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