一种装载有胰岛素的纳米粒子及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种装载有胰岛素的纳米粒子，由葡甘露聚糖、刀豆蛋白A和交联剂进行可逆的交联反应得到。本发明专利技术开发出由天然聚合物制备的葡萄糖感应型胰岛素口服纳米粒子，利用该纳米粒子可以构建葡萄糖感应型胰岛素口服输运体系，该体系具有葡萄糖感应性的、可控血糖的、低毒的输运体系的基本特性；在体内应用的效果较好，具有缓慢、较长时间的降糖作用，提高了胰岛素口服输运体系的控血糖疗效，在糖尿病治疗、天然聚合物医疗功能的开发等领域具有较大的应用潜力。

An insulin loaded nanoparticle and its application

The invention discloses a nanoparticle loaded with insulin, which is obtained by reversible cross-linking reaction of glucomannan, concanavalin A and cross-linking agent. The present invention develops a glucose-sensitive insulin oral nanoparticle prepared by natural polymer, which can be used to construct a glucose-sensitive insulin oral transport system. The system has the basic characteristics of glucose-sensitive, controlled blood sugar and low toxicity, and has better effect in vivo application. Good, with a slow, long-term hypoglycemic effect, improve the efficacy of oral insulin transport system in blood sugar control, in the treatment of diabetes, the development of natural polymer medical functions and other fields has great application potential.

【技术实现步骤摘要】
一种装载有胰岛素的纳米粒子及其应用
本专利技术涉及糖尿病的治疗
，更具体地，涉及一种装载有胰岛素的纳米粒子及其应用。
技术介绍
糖尿病是一种内分泌疾病，表现为持续高血糖，易诱发患者的眼、心脏、肾、足、血管、神经等组织器官的并发症。目前，全世界的糖尿病患者人数仍不断增加,糖尿病成为危害人类健康的疾病之一。胰岛素给药是I型糖尿病治疗的首选,主要为注射治疗，但长期频繁注射导致患者依从性差，局部皮下组织、细胞增生或硬化，以及高胰岛素反应。因此，许多研究致力于应用纳米材料，经口服途径输运胰岛素，可减轻患者长期注射的不适。另外，口服纳米输运体系具有较好的黏膜渗透和肠上皮吸收效果，在药物缓释、控释方面也具有一定的优越性。纳米粒、胶束、凝胶、脂质体等载体类型在胰岛素口服输运中得到了较广泛的开发和应用。构建口服纳米输运载体的材料主要有人工合成聚合物和天然聚合物，相较于人工合成聚合物，天然聚合物材料具有毒性低、易降解、生物相容性好等优势。此外，天然聚合物材料还具有潜在的医用价值，可同时作为输运载体和疾病治疗药物。民族植物学研究发现了约800种具有降血糖潜力的植物，并确定了部分降糖活性物质的化学结构及控糖作用机制。因此，使用具有降血糖作用的天然聚合物制备胰岛素口服纳米输运载体，可对糖尿病起到双重治疗的功效。其中，葡甘露聚糖（KGM）是一类植物来源的、水溶性的、主要由甘露糖和葡萄糖以β–1,4键结合的非离子型线性多糖。研究表明，它不仅具有天然材料毒性小、易降解、生物相容性良好的特性，还具有降血糖，改善糖尿病并发症的作用。研究表明，胰岛素是一种剂量依赖性药物，剂量的准确对患者的健康十分重要。葡萄糖响应体系能够响应环境中葡萄糖浓度的变化，智能调节胰岛素的释放量。该体系可一次性输运较多胰岛素，减少患者服药次数，延长其在体内的作用时间，提高输运体系的生物利用度以达到更好的控糖功效，长时间内维持患者正常的血糖水平。目前用于研究的葡萄糖响应体系主要有苯硼酸基团（PBA）体系，葡萄糖氧化酶（GOD）体系，以及伴刀豆球蛋白（ConA）体系。ConA体系对于葡萄糖的专一性强，受其它分子干扰较小。ConA是一种从刀豆中提取的糖结合蛋白，可以特异性地与葡萄糖、葡甘露聚糖结合。研究发现，ConA与葡萄糖、葡甘露聚糖的结合能力有差异，当环境内同时存在葡萄糖和KGM，且葡萄糖浓度较低时，ConA优先与KGM结合，聚集形成小球；当出现较高浓度的葡萄糖时，葡萄糖可竞争性地与ConA结合，使小球结构松散。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种利用毒性低、易降解、具有控制血糖作用的天然聚合物葡甘露聚糖（KGM），可与糖发生特异性结合的天然材料伴刀豆蛋白A（ConA）、以及天然交联剂三偏磷酸钠进行可逆的交联，形成装载药物的葡萄糖感应型口服纳米粒子。在此基础上进一步，装载的药物为胰岛素（INS），探究这种装载胰岛素的KGM-INS-ConA纳米粒子在口服输运体系中的基本特性及其体内应用效果。本专利技术的第一个目的是一种装载有药物的葡萄糖感应型可口服的纳米粒子。本专利技术的第二个目的是一种装载有药物的纳米粒子的制备方法。本专利技术的第三个目的是以上任一所述制备得到的装载有药物的纳米粒子。本专利技术的第四个目的是以上所述纳米粒子在构建药物口服输运体系中的应用。本专利技术的第五个目的是以上所述纳米粒子在制备治疗糖尿病的药物中的应用。为了实现上述目的，本专利技术是通过以下技术方案予以实现的：本专利技术利用KGM与ConA进行可逆交联，形成装载药物的纳米粒子，当所述药物为胰岛素时，制备得到装载胰岛素的KGM-INS-ConA纳米粒子，探究KGM-INS-ConA纳米粒子的输运效能及其体内的血糖控制效果。本专利技术首先将KGM、胰岛素溶解于水相中并进行搅拌，加入活化后的ConA及交联剂三偏磷酸钠，在搅拌过程中形成装载胰岛素的KGM-INS-ConA纳米粒子。在纳米粒子的表征测定研究中，利用红外波谱验证纳米粒子的化学组成，利用马尔文粒度仪检测粒子的粒径大小，利用透射电镜观察粒子大小、形态及分散情况，利用热重分析和差示扫描量热分析检测粒子的热稳定性。同时，使用透射电镜观察粒子在低、高糖溶液中的结构松紧变化与孔隙度，使用圆二色谱分析粒子输运的胰岛素在制备和释放后的结构完整性。在纳米粒子的体内应用研究中，使用链脲佐菌素（STZ）诱导构建I型糖尿病大鼠模型，结扎结肠并灌药孵育，观察纳米粒子输运的胰岛素被小肠绒毛吸收的情况。同时，使糖尿病大鼠口服纳米粒子，定量检测其一次服药后的血糖水平变化，并检测胰岛素在大鼠体内的生物利用度。因此，本专利技术要求保护一种装载有药物的葡萄糖感应型可口服的纳米粒子，所述纳米粒子由葡甘露聚糖、刀豆蛋白A和交联剂进行可逆的交联反应得到。优选地，所述交联剂为三偏磷酸钠。优选地，所述药物为胰岛素。最优选地，本专利技术要求保护一种装载有胰岛素的葡萄糖感应型可口服的纳米粒子，所述纳米粒子由葡甘露聚糖、刀豆蛋白A和三偏磷酸钠进行可逆的交联反应得到。一种装载有药物的纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：S1.将药物加入葡甘露聚糖溶液，充分混匀得到混合溶液1，其中药物与葡甘露聚糖的质量比为1:（10.5～9.5）；S2.向刀豆蛋白A溶液中加入KCl溶液、CaCl2溶液、MnCl2溶液，混合均匀得到混合溶液2，进行活化，其中，混合溶液2中刀豆蛋白A、KCl、CaCl2和MnCl2的摩尔浓度比为（1～0.96）×105:（1.02～0.98）×104:（1.02～0.98）:（1.02～0.98）；S3.将步骤S2混合溶液、交联剂加入步骤S1得到的药物和葡甘露聚糖的混合混合溶液2，充分摇匀得到混合溶液3，混合溶液3中交联剂的浓度为0.12～0.13mg/ml，混合溶液3中葡甘露聚糖与刀豆蛋白A的质量浓度比为1:（1.02～0.98）；S4.将步骤S3得到的溶液置于PBS溶液中，搅拌，使葡甘露聚糖和刀豆蛋白A交联，形成装载药物的纳米粒子，PBS溶液与混合溶液3的体积比为（29～31）:1；S5.将步骤S4得到的溶液离心，收集沉淀，洗涤干燥，冻干得到纳米粒子粉末。优选地，步骤S1中，药物与葡甘露聚糖的质量比为1:10。优选地，步骤S2中，溶液中刀豆蛋白A、KCl、CaCl2和MnCl2的摩尔浓度比为9.8×104:1×104:1:1。。优选地，步骤S3中，混合溶液3中交联剂的浓度为0.125mg/ml。优选地，步骤S3中，混合溶液3中葡甘露聚糖与刀豆蛋白A的质量浓度比为1：1。优选地，所述药物为胰岛素。优选地，步骤S2中，活化的条件为室温下匀速振荡6h。优选地，步骤S3中，充分摇匀的条件为4℃下充分摇匀1h。优选地，步骤S4中，PBS溶液的pH为6.8。优选地，步骤S4中，搅拌的条件为搅拌4h。优选地，步骤S5中，离心的条件为离心5000rpm1h。最优选地，一种装载有药物的纳米粒子的制备方法，包括以下步骤：S1.将药物加入葡甘露聚糖溶液，充分混匀得到混合溶液1，其中药物与葡甘露聚糖的质量比为1:10；S2.向刀豆蛋白A溶液中加入KCl溶液、CaCl2溶液、MnCl2溶液，混合均匀得到混合溶液2，室温下匀速振荡6h进行活化，其中，混合溶液2中刀豆蛋白A、KCl、CaCl2和MnCl2的摩尔浓本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装载有药物的葡萄糖感应型可口服的纳米粒子，其特征在于，所述纳米粒子由葡甘露聚糖、刀豆蛋白A和交联剂进行可逆的交联反应得到。

【技术特征摘要】
1.一种装载有药物的葡萄糖感应型可口服的纳米粒子，其特征在于，所述纳米粒子由葡甘露聚糖、刀豆蛋白A和交联剂进行可逆的交联反应得到。2.根据权利要求1所述的纳米粒子，其特征在于，所述药物为胰岛素。3.一种装载有药物的纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.将药物加入葡甘露聚糖溶液，充分混匀得到混合溶液1，其中药物与葡甘露聚糖的质量比为1:（10.5～9.5）；S2.向刀豆蛋白A溶液中加入KCl溶液、CaCl2溶液、MnCl2溶液，混合均匀得到混合溶液2，进行活化，其中，混合溶液2中刀豆蛋白A、KCl、CaCl2和MnCl2的摩尔浓度比为（1～0.96）×105:（1.02～0.98）×104:（1.02～0.98）:（1.02～0.98）；S3.将步骤S2活化后的溶液、交联剂加入步骤S1得到的药物和葡甘露聚糖的混合溶液2，充分摇匀得到混合溶液3，其中，混合溶液3中交联剂的浓度为0.12～0.13mg/ml，混合溶液3中葡甘露聚糖与刀豆蛋白A的质量浓度比为1:（1.02～0.98）...

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