一种层层自组装结构的口服胰岛素输运体系的制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种层层自组装结构的口服胰岛素输运体系的制备方法，首先在低pH条件下，使用盐析法析出带正电性的胰岛素纳米球，根据材料的电性与静电作用力，应用层层自组装法分别使用负电性的聚半乳糖醛酸（PGLA）和正电性的壳聚糖（CS）依次包裹胰岛素纳米球。本发明专利技术的口服胰岛素输运体系具有天然、低毒、可自然代谢降解、生物相容性好的优点，该体系粒径小，具有较强的小肠吸收率，而且载药率高，稳定性好，能够快速并强效的发挥胰岛素降糖效应，也可以显著、快速、在较长时间内控制血糖水平，具备应用于糖尿病治疗的潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医药材料
更具体地，涉及一种层层自组装结构的口服胰岛素输运体系的制备方法与应用。
技术介绍
全世界患糖尿病的人数约为2.8亿，其中5～10％为I型糖尿病，约80～90％为II型糖尿病。I型糖尿病又称青少年糖尿病，50％的患病者在0～4岁发病。I型糖尿病是由免疫系统紊乱使胰岛B细胞死亡引起的，病人初次发病时胰岛B细胞已丧失70％-90％，发病后1～2年胰岛B细胞全部死亡，病人胰岛素分泌量为零。II型糖尿病一般在35～40岁发病。有的患者体内胰岛素甚至产生过多，但胰岛素的作用效果较差，因此患者体内的胰岛素是一种相对缺乏。胰岛素是I型糖尿病必须的治疗药物，也是II型糖尿病人在患病晚期必须的治疗药物。尽管近年来胰岛素制剂不断更新，有长效、短效等不同类型的胰岛素制剂供病人选择，但是，注射仍然是将胰岛素输入患者体内的方式。一方面，注射胰岛素会引起病人的恐惧、疼痛等不适，研究表明部分II型糖尿病患者会由于这种不适推迟胰岛素的使用时间，长期注射也会引起皮肤问题、增加感染概率；另一方面，注射胰岛素在体内的流通方式也与自然分泌的有所不同，相比来说，注射胰岛素会避开肝脏的首过效应，相对增加外周血管的胰岛素浓度，较快聚集在肾脏并排出。因此，开发胰岛素的非侵入途径的输运研究成为近年来此领域的研究重点。相比于多种非侵入性胰岛素输运途径，经口服途径输运胰岛素具有一大优点，即口服输运的胰岛素在体内循环途径与自身分泌的最相似，口服输运的胰岛素可以在肝部聚集停留较长时间，再经肾排出，在体内各部位的浓度分布和流通路径与自然分泌的胰岛素最为相似，这对于避免或减少并发症、增加胰岛素用药效果都非常重要。此外，口服胰岛素输运体系还具有服用方便，易被患者接受等优点，因此，胰岛素的口服输运体系是目前胰岛素输运研究热点之一。也是近年来最有潜力进入临床应用的一类胰岛素输运方式。目前，胰岛素口服输运的研究主要集中于增加输运效率这一方面。可以将这类研究分为三类：防止消化酶降解、促进肠粘膜附着、促进穿透肠上皮。其中，促进粒子穿过肠上皮细胞的途径是许多研究致力攻克的问题，目前的成果主要分为四类，即通过M细胞进入系统循环，靶向通过Goblet细胞进入系统循环，通过胞吞作用进入肠上皮细胞打开肠上皮细胞间的紧密连接，使粒子穿过细胞间隙进入系统循环。有些研究全面结合促进提升胰岛素获得率的方式，使用的胰岛素输运系统既促进粘膜附着性，又使用纳米材料输运胰岛素可以借助M细胞，同时还具备打开肠上皮细胞间的紧密连接或促进胞吞作用。现有的胰岛素口服输运体系常见材料主要有壳聚糖(chitosan)，藻朊酸盐(alginate)，葡聚糖(dextran)等天然材料，也有PLGA、PEG等经过美国FDA认证无毒的人工合成的聚合物，或硅等无机材料。此外，壳聚糖(chitosan)、PEG、某些靶向因子也都可以作为体系的表面修饰物，起到增加小肠吸收率的作用。其中壳聚糖(chitosan)具有正电性、肠粘膜附着性、可打开小肠上皮间紧密连接的作用都已得到明确研究和反复验证。现有的药物口服输运体系研究通常采取选择天然材料制备输运载体达到低毒或无毒的目的。然而，被现有研究忽略的一点是，天然材料除了具有低毒性质之外，还具有潜在的医疗功能，即，天然材料有同时具备输运材料与治疗药物的双重功能的潜力。印度人早在公元前200年前就将糖尿病分为由遗传引起的和由饮食失调引起的两类。几个世纪以来，各国都有使用植物治疗糖尿病的经验。民族植物学研究研究表明至少有800种植物具有抗糖尿病的潜力。近几十年来，随着化学提纯工艺和生物科学领域的研究不断发展，药用植物中的有效成分被精确的分离提纯，也有几百种降血糖的植物活性物质及其化学结构得到确定，其中部分活性物质降血糖能力和其在细胞层面的作用机理也得到阐明。因此，开展从植物活性物质中选取天然无毒材料制备输运载体，同时使胰岛素输运体系本身具有降血糖功能的研究，具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是通过探索应用具有控制血糖并且带负电的天然聚合物聚半乳糖醛酸与带正电的壳聚糖交替组装层层结构，并对此结构的大小、形状、结构稳定性、药物释放率、胰岛素输运效率、细胞毒性、体内吸收与药效等方面进行研究。所得层层自组装结构的口服胰岛素输运体系以聚半乳糖醛酸为基本材料，合成过程无有机物及有毒物质，具备应用于糖尿病治疗的潜力。本专利技术的目的是提供一种层层自组装结构的口服胰岛素输运体系的制备方法。本专利技术另一目的是提供所述层层自组装结构的口服胰岛素输运体系的应用。本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：一种层层自组装结构的口服胰岛素输运体系的制备方法，首先在低pH条件下，使用盐析法析出带正电性的胰岛素纳米球，根据材料的电性与静电作用力，应用层层自组装法分别使用负电性的聚半乳糖醛酸(PGLA)和正电性的壳聚糖(CS)依次包裹胰岛素纳米球。本专利技术首先筛选植物来源、具有降血糖活性的聚合物，得到具有血糖控制功能、带负电的聚半乳糖醛酸(PGLA)，与带正电的天然聚合物壳聚糖(CS)相组合，制备层层自组装结构的口服胰岛素输运体系(LBL)。该体系具有天然、低毒、可自然代谢降解、生物相容性好的优点，该体系粒径小，具有较强的小肠吸收率，而且载药率高，稳定性好，能够快速并强效的发挥胰岛素降糖效应，也可以显著、快速、在较长时间内控制血糖水平，具备应用于糖尿病治疗的潜力。具体地，作为优选的可实施方案，上述层层自组装结构的口服胰岛素输运体系的制备方法，包括如下步骤：S1.制备正电性的胰岛素纳米球在10～20℃环境下，将胰岛素溶解在稀盐酸溶液中，再加入NaCl使之终浓度达到0.5～0.7M，溶液搅拌0.4～0.6h，离心得沉淀；S2.负电性的聚半乳糖醛酸(PGLA)包裹步骤S1的沉淀加入聚半乳糖醛酸(PGLA)溶液，再搅拌0.4～0.6h，超声0.8～1.5min，继续搅拌0.4～0.6h，离心得沉淀；S3.正电性的壳聚糖(CS)包裹步骤S2的沉淀加入壳聚糖(CS)溶液，搅拌0.4～0.6h，离心得沉淀；S4.反复依次重复步骤S2和步骤S3，即交替加入PGLA溶液和CS溶液进行包裹，得到不同层数的自聚合纳米球，即不同层数的层层自组装结构的口服胰岛素输运体系。其中，优选地，步骤S1胰岛素与稀盐酸溶液的质量体积比为4～6mg/ml。更优选地，步骤S1胰岛素与稀盐酸溶液的质量体积比为5mg/ml。优选地，步骤S1所述环境温度为15℃。优选地，步骤S1所述稀盐酸溶液的pH为1.0～1.4。更优选地，步骤S1所述稀盐酸溶液的pH为1.1。优选地，步骤S1所述NaCl的终浓度为0.6M。优选地，步骤S1所述搅拌的时间为0.5h。优选地，步骤S1所述离心是4000～6000rpm离心2～4min。更优选地，步骤S1所述离心是5000rpm离心3min。优选地，步骤S2所述聚半乳糖醛酸(PGLA)溶液的pH为3～5。更优选地，步骤S2所述聚半乳糖醛酸(PGLA)溶液的pH为4。优选地，步骤S2聚半乳糖醛酸(PGLA)溶液的制备方法为：将聚半乳糖醛酸(PGLA)溶解于稀盐酸溶液中，再加入NaCl，使NaCl终浓度达到0.5～0.7M，pH为3～5。其中，优选地，所述聚半乳糖醛酸(PGLA)与稀盐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种层层自组装结构的口服胰岛素输运体系的制备方法，其特征在于，首先在低pH条件下，使用盐析法析出带正电性的胰岛素纳米球，根据材料的电性与静电作用力，应用层层自组装法分别使用负电性的聚半乳糖醛酸和正电性的壳聚糖依次包裹胰岛素纳米球。

【技术特征摘要】
1.一种层层自组装结构的口服胰岛素输运体系的制备方法，其特征在于，首先在低pH条件下，使用盐析法析出带正电性的胰岛素纳米球，根据材料的电性与静电作用力，应用层层自组装法分别使用负电性的聚半乳糖醛酸和正电性的壳聚糖依次包裹胰岛素纳米球。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.在10～20℃环境下，将胰岛素溶解在稀盐酸溶液中，再加入NaCl使之终浓度达到0.5～0.7M，溶液搅拌0.4～0.6h，离心得沉淀；S2.步骤S1的沉淀加入聚半乳糖醛酸溶液，再搅拌0.4～0.6h，超声0.8～1.5min，继续搅拌0.4～0.6h，离心得沉淀；S3.步骤S2的沉淀加入壳聚糖溶液，搅拌0.4～0.6h，离心得沉淀；S4.反复依次重复步骤S2和步骤S3，即交替加入聚半乳糖醛酸溶液和壳聚糖溶液进行包裹，得到不同层数的层层自组装结构的口服胰岛素输运体系。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S1胰岛素与稀盐酸溶液的质量体积比为4～6mg/ml。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：关燕清，张丽，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44