張鈺坤,李新悅,張 瀛,宋旭楠,孫新茹,秦 歡,郭 盼,劉志東
(1.天津中醫(yī)藥大學(xué),組分中藥國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 301617;2.天津中醫(yī)藥大學(xué),現(xiàn)代中藥發(fā)現(xiàn)與制劑技術(shù)教育部工程研究中心,天津 301617)
小檗堿(BBR)又名黃連素,是從黃連屬植物中提取的天然活性成分,為異喹啉類(lèi)生物堿,具有抗炎[1]、抗菌[2]、抗腫瘤[3]、神經(jīng)保護(hù)[4]、降糖[5]、降脂[6]等作用。有研究報(bào)道BBR可以阻斷海馬CA1區(qū)神經(jīng)元的鉀通道,對(duì)缺血性中風(fēng)具有神經(jīng)保護(hù)作用[7]。但BBR水溶性和胃腸道吸收差,口服生物利用度低且具有首過(guò)效應(yīng),這極大程度上限制了其臨床應(yīng)用[8]。因此,開(kāi)發(fā)一種優(yōu)良的載藥體系以減少這些限制具有非常重要的意義。
介孔二氧化硅是一種具有有序孔道結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)納米材料,大的比表面積和孔容積、高藥物包載率、良好的熱力學(xué)穩(wěn)定性及生物相容性使其廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)等不同領(lǐng)域[9]。通過(guò)將表面與孔道內(nèi)硅羥基進(jìn)行功能化,可延長(zhǎng)藥物的體內(nèi)循環(huán),同時(shí)靶向于病灶部位從而更好的發(fā)揮藥理作用[10-11]。介孔二氧化硅作為一種新興的納米材料,成為發(fā)展前景較為廣闊的藥物遞送載體。
血腦屏障(BBB)是存在于血漿與腦脊液之間的一種復(fù)雜結(jié)構(gòu),會(huì)阻止血液中超過(guò)98%的小分子和近100%的大分子進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS),導(dǎo)致許多潛在的腦部治療藥物無(wú)法進(jìn)入CNS發(fā)揮作用[12]。腦毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞上的轉(zhuǎn)鐵蛋白受體(TfR)和低密度脂蛋白受體在脊椎動(dòng)物BBB上的表達(dá)尤為豐富[13-14]。小鼠抗大鼠TfR的單克隆抗體[15](OX26)和載脂蛋白E[16](ApoE)可以通過(guò)TfR和低密度脂蛋白受體 LDLR、LRP-1、VLDLR及ApoER-2介導(dǎo)的胞吞轉(zhuǎn)運(yùn)增加腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞對(duì)于納米粒的攝入。
本實(shí)驗(yàn)擬合成粒徑為100 nm以下的介孔二氧化硅納米粒,通過(guò)OX26和ApoE兩種抗體修飾構(gòu)建腦靶向納米載藥系統(tǒng),包載小檗堿后得到小檗堿腦靶向介孔硅納米載體,通過(guò)與BBB上受體的特異性結(jié)合介導(dǎo)藥物入腦,提高藥物在腦內(nèi)的生物利用度。
1.1 儀器 Agient 1260型高效液相色譜儀(VWD檢測(cè)器及Chem Station色譜工作站,美國(guó)安捷倫公司);高速冷凍離心機(jī)(ST16R,美國(guó)賽默飛世爾科技有限公司);智能磁力加熱攪拌器(鞏義市予華儀有限責(zé)任公司,SZCL-4B);激光粒度分析儀(Nano ZS型,英國(guó)Malvern公司);場(chǎng)發(fā)射透射電子顯微鏡(Tecnai G2F20,美國(guó) FEI公司);紅外光譜儀(Nicolet IS10,美國(guó)尼高力公司);差示掃描量熱儀(Jade DSC,美國(guó)Perkin Elmer公司);高性能多通道全自動(dòng)比表面與孔隙分析儀(RISTARⅡ3020型,美國(guó)麥克公司);全自動(dòng)溶出取樣系統(tǒng)(DT-820,德國(guó)ERWEKA公司);pH計(jì)(PB-10型,北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司)。
1.2 試劑 十六烷基三甲基溴化銨(CTAB,99%,GENVIEW);正硅酸四乙酯(TEOS,≥28.4%,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司);乙二醇(阿拉丁,D1611016);氨水(天津市津科精細(xì)化工研究所,20171029);濃硫酸(95%~98%,天津利安隆博華醫(yī)藥化學(xué)有限公司);鹽酸(36.0%~38.0%,天津利安隆博華醫(yī)藥化學(xué)有限公司);氫氧化鈉(天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司);2-氰基乙基三乙氧基硅烷(≥97%,阿拉丁);BBR提取物(純度大于98%,南京澤朗醫(yī)藥科技有限公司);OX26抗體(Bio-Rad公司,MCA155G);AC(Santa Cruz Blotechnology,sc-390925);水合氯醛(分析純,天津市瑞金特化學(xué)品有限公司);磷酸(美國(guó)Thermo Fisher公司,色譜純);乙腈(美國(guó)Thermo Fisher公司,色譜純);右旋四氫巴馬汀(純度大于98%,上海源葉生物科技有限公司);甲酸(日本株式會(huì)社,K3JHG-LS)。
1.3 動(dòng)物 健康SD大鼠,雄性,體質(zhì)量220~250 g,購(gòu)于北京華阜康生物科技股份有限公司,合格證號(hào):SCXK(京)2014-0004。動(dòng)物室溫度:(25±2)℃,相對(duì)濕度:(50±2)℃,相關(guān)研究遵照動(dòng)物實(shí)驗(yàn)原則進(jìn)行。
2.1 羧基介孔二氧化硅納米載體的制備 采用共縮合反應(yīng)[17]制備。1.2 g CTAB溶于180 mL去離子水和 5.5 mL(25%)氨水,加入 20 mL 乙二醇,1 000 rpm、60℃條件下劇烈攪拌約30 min,快速加入2.0 mL TEOS和0.4 mL 2-氰基乙基三乙氧基硅,反應(yīng)2 h,相同溫度下靜置沉化24 h。12 000 r/min離心20 min收集樣品,去離子水和乙醇洗滌數(shù)次。將干燥的產(chǎn)物在100℃用9 mol/L H2SO4溶液酸化處理。模板劑CTAB通過(guò)酸性乙醇萃?。s9 mL HCl在100 mL乙醇中65℃攪拌 24 h),12 000 r/min離心30 min分離得到產(chǎn)物,50℃真空干燥得MSNs-COOH。
2.2 OX26和ApoE共修飾的介孔二氧化硅的制備 參照文獻(xiàn)[18]采用碳二亞胺法進(jìn)行偶聯(lián)。60 mg MSNs-COOH 分散于 10 mL MES(pH 6.0)緩沖液中,加入EDC 60 mg和NHS 40 mg,室溫條件下震蕩1 h,離心后去掉上清液,重新分散于10mLPBS緩沖液中,分別加入 600 μg OX26、600 μg ApoE、300 μg OX26和300 μg ApoE,室溫條件下震蕩反應(yīng)12 h,洗滌兩遍并離心,得到MSNs-OX26、MSNs-ApoE、MSNs-OX26/ApoE,干燥備用。
2.3 小檗堿腦靶向載體的制備 浸漬法包載BBR。取濃度為1mg/mL的BBRNaOH溶液(pH10.5)20mL置于西林瓶中,加入20mgMSNs-OX26、MSNs-ApoE、MSNs-OX26/ApoE于磁力攪拌器,37℃、180 r/min攪拌24 h。剩余藥物溶液也于相同條件下攪拌24 h,作為對(duì)照。
2.4 介孔二氧化硅載體的表征
2.4.1 形態(tài)、粒徑及Zeta電位 采用場(chǎng)發(fā)射透射電子顯微鏡觀察MSNs-COOH及載藥后制劑形貌;通過(guò)激光粒度分析儀測(cè)定MSNs-COOH的粒徑、粒徑分布及Zeta電位。結(jié)果如圖1和圖2,MSNs-COOH均呈規(guī)則的球形,有清晰的孔道結(jié)構(gòu),粒徑較為均一,載荷后載體形態(tài)與粒徑無(wú)明顯改變。MSNs-COOH 粒徑為(129.8±1.3)nm,Zeta 電位為-(36.00±1.0)nm。
圖1 MSNs-COOH(A)、BBR-MSNs(B)的透射電鏡圖
2.4.2 紅外吸收 采用溴化鉀壓片法進(jìn)行傅里葉變換紅外光譜定性分析。分別掃描記錄MSNs-COOH、MSNs-OX26、MSNs-ApoE 及 MSNs-OX26/ApoE的紅外光譜圖,確定其組成成分。波譜范圍4000~400cm-1,分辨率為 2cm-1。結(jié)果如圖 3,1100cm-1位置的峰為Si-O鍵伸縮振動(dòng)峰,3 750~3 000 cm-1位置為硅羥基O-H伸縮振動(dòng)峰。圖A中1 715 cm-1位置的峰歸屬于C=O伸縮振動(dòng)吸收峰,屬于-COOH結(jié)構(gòu)的特征吸收峰,2 923 cm-1位置的吸收峰為2-氰基乙基三乙氧基硅烷結(jié)構(gòu)中C-H伸縮振動(dòng)峰,1 470 cm-1位置小峰為C-H變形振動(dòng)峰。B、C、D 3種抗體修飾的MSNs在1 715 cm-1位置-COOH結(jié)構(gòu)的特征吸收峰較A均減弱,推測(cè)可能是由于介孔硅載體上的一部分-COOH與抗體進(jìn)行了偶聯(lián),由于抗體本身的數(shù)量少,且N-H振動(dòng)峰易與3 750~3 000 cm-1位置的硅羥基O-H伸縮振動(dòng)峰重合,故未發(fā)現(xiàn)抗體的特征峰。IR圖譜結(jié)果能夠表明MSNs-COOH載體表面的一部分-COOH基團(tuán)能與抗體進(jìn)行偶聯(lián),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)介孔硅的抗體修飾。
圖2 MSNs-COOH粒徑(上)與Zeta電位(下)圖
圖3 MSNs-COOH(A)、MSNs-OX26(B)、MSNs-ApoE(C)MSNs-OX26/ApoE(D)紅外光譜圖
2.4.3 氮?dú)馕郊懊摳?采用多通道全自動(dòng)比表面與孔隙分析儀對(duì)MSNs-COOH以及MSNs-OX26、MSNs-ApoE和MSNs-OX26/ApoE進(jìn)行分析,用BET法計(jì)算比表面積和孔徑,BJH模型計(jì)算孔容積。如圖4所示,4種制劑均呈現(xiàn)出無(wú)機(jī)有序介孔硅材料特有的Langmuir IV型等溫線和H1型回滯環(huán)[19]。經(jīng)計(jì)算,MSNs-COOH孔容積為1.430 cm3/g,孔徑為7.802 nm,比表面積為733.0 m2/g。MSNs-OX26孔容積為1.350 cm3/g,比表面積為752.66 m2/g。MSNs-ApoE孔容積為1.330 cm3/g,比表面積為793.5 m2/g;MSNs-OX26/ApoE 孔容積為 0.8406 cm3/g,比表面積為649.6 m2/g。因此,將介孔硅載體與抗體OX26、ApoE以及兩種抗體偶聯(lián)后并未對(duì)MSNs的比表面積、孔容積等參數(shù)產(chǎn)生影響,均具有較大的比表面積與孔容積。
圖4 MSNs-COOH(A)、MSNs-OX26(B)、MSNs-ApoE(C)和 MSNs-OX26/ApoE(D)的氮?dú)馕锢砦矫摳降葴鼐€
2.4.4 差示掃描量熱分析 稱(chēng)取BBR原料藥、MSNs、BBR與 MSNs的物理混合物以及 BBRMSNs,放入差示掃描量熱儀中,氮?dú)獗Wo(hù)下以10℃/min的速率由30℃加熱至300℃,記錄樣品的熱力學(xué)曲線。結(jié)果如圖5所示,A顯示BBR有兩個(gè)吸收峰,129.5℃出現(xiàn)的第一個(gè)吸收峰是BBR失去兩個(gè)結(jié)晶水分子的脫水峰,191.8℃出現(xiàn)的吸收峰是BBR熔解時(shí)的熔融吸熱峰。B在191.8℃處也出現(xiàn)較小的吸收峰,表明物理混合物中BBR仍以晶體形式存在,但可能是介孔硅載體的存在影響了BBR的熔點(diǎn)峰。而C和D的圖譜中這些峰基本消失,說(shuō)明BBR并非吸附于載體表面,而是被介孔硅納米載體有效包載進(jìn)入介孔結(jié)構(gòu)中以非晶型存在。
圖5 BBR(A)、BBR與MSNs的物理混合物(B)、BBRMSN(C)和 MSNs(D)差式掃描量熱分析圖譜
2.5 HPLC色譜條件及載藥量的測(cè)定
2.5.1 色譜條件 色譜柱:Waters XBridge Shield RP18(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動(dòng)相為乙腈(A)-0.02 mol/L 磷酸二氫鉀溶液(B),梯度:27%乙腈等度洗脫;檢測(cè)波長(zhǎng):254 nm;柱溫:30℃。
2.5.2 對(duì)照品、供試品溶液的配制 精密稱(chēng)取適量BBR對(duì)照品,用甲醇溶解后配制成對(duì)照品溶液;收集載藥后的上清液,用pH 10.5的NaOH溶液配制成供試品溶液。
2.5.3 專(zhuān)屬性考察 照“2.3.1”項(xiàng)下色譜條件,分別取對(duì)照品溶液、供試品溶液、空白溶劑進(jìn)樣測(cè)定。結(jié)果顯示pH 10.5的NaOH對(duì)于BBR的含量測(cè)定無(wú)干擾。
2.5.4 線性關(guān)系考察 精密量取BBR對(duì)照品,用pH 10.5的NaOH溶液稀釋成質(zhì)量濃度分別為1.01、2.02、5.04、10.08、25.20、50.40、100.80 μg/mL 的線性溶液,進(jìn)樣測(cè)定。以待測(cè)物峰面積為縱坐標(biāo)(Y),待測(cè)物濃度為橫坐標(biāo)(X)建立回歸方程,標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為 Y=36.174X-62.438,r2=0.999 9,結(jié)果表明 BBR 在質(zhì)量濃度為 1.01~100.80 μg/mL 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
圖6 供試品溶液(A)、對(duì)照品溶液(B)、空白制劑溶液(C)和pH10.5溶液(D)專(zhuān)屬性實(shí)驗(yàn)HPLC圖
2.5.5 精密度實(shí)驗(yàn) 取低、中、高3種質(zhì)量濃度的BBR對(duì)照品溶液進(jìn)樣測(cè)定,一天內(nèi)測(cè)定5次,計(jì)算日內(nèi)精密度;后連續(xù)3天測(cè)定計(jì)算日間精密度。結(jié)果顯示日內(nèi)精密度的RSD值為0.76%,日間精密度為0.68%,說(shuō)明該方法精密度良好。
2.5.6 重復(fù)性實(shí)驗(yàn) 取同一供試品溶液6份進(jìn)樣測(cè)定,結(jié)果顯示RSD值為1.9%,說(shuō)明重復(fù)性良好。
2.5.7 穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn) 取BBR對(duì)照品溶液,分別于0、2、4、6、8、10、12、24 h 進(jìn)樣測(cè)定,考察樣品的穩(wěn)定性。經(jīng)計(jì)算RSD值為1.15%,表明樣品穩(wěn)定性良好。
2.5.8 加樣回收率 取樣品溶液適量,按 0.8∶1,1∶1,1.2∶1的比例加入對(duì)照品溶液,進(jìn)樣測(cè)定,以所測(cè)值與真實(shí)值之比計(jì)算回收率。結(jié)果分別為(91.59±0.071)%、(93.49±0.011)%、(90.82±0.032)%,加樣回收率符合要求。
2.5.9 載藥量的測(cè)定 將載藥后樣品離心(12000r/min,10 min),取上清液稀釋后進(jìn)樣測(cè)含量,所得為未包載的游離藥物含量;同法檢測(cè)對(duì)照組藥物溶液,為藥物總量。根據(jù)下列公式計(jì)算載藥量:
2.6 體外釋放 用ACSF和PBS(pH7.4)作為釋放介質(zhì),考察BBR原料藥、BBR與MSNs的物理混合物、BBR-MSNs-OX26、BBR-MSNs-ApoE 及 BBRMSNs-OX26/ApoE 5種制劑中BBR的釋放特征。在(37±0.5)℃下,取 5種制劑各 3 mL 于透析袋內(nèi)(含BBR量均為3mg),采用小杯法,同一時(shí)刻放入200mL溶出介質(zhì)中,攪拌速度為 75r/min。于 5、10、15、30、60、120、180、240、360、480、600、720 min 分別取樣 2 mL,同時(shí)補(bǔ)充同體積介質(zhì)。取出液經(jīng)0.45 μm濾膜過(guò)濾后進(jìn)樣測(cè)定。
由圖7,8可知,在兩種介質(zhì)中,BBR原料藥組與物理混合物組均在兩小時(shí)內(nèi)累計(jì)溶出度達(dá)90%左右,釋放趨于平衡,BBR-MSNs-OX26、BBRMSNs-ApoE和BBR-MSNs-OX26/ApoE 3組在兩種介質(zhì)中均在8~10 h左右達(dá)到平衡,在ACSF溶出介質(zhì)中12 h內(nèi)的累積溶出度分別分別為(94.18±1.0)%、(89.84±3.2)%和(91.18±6.0)%;在 PBS 溶出介質(zhì)中在12 h內(nèi)的累積溶出度分別為(91.61±0.72)%、(88.86±0.82)%和(89.88±2.9)%,均表現(xiàn)出一定的緩釋特性,未見(jiàn)突釋現(xiàn)象。
圖7 BBR原料藥、物理混合物和BBR-MSNs-OX26、BBR-MSNs-ApoE和BBR-MSNs-OX26/ApoE在ACSF中的累積溶出度(%,±s,n=3)
圖8 BBR原料藥、物理混合物和BBR-MSNs-OX26、BBR-MSNs-ApoE和BBR-MSNs-OX26/ApoE在PBS中的累積溶出度(%,±s,n=3)
2.7 藥動(dòng)學(xué)研究
2.7.1 動(dòng)物分組及給藥 健康雄性SD大鼠(220~250 g),給藥前12 h禁食不禁水。將180只大鼠隨機(jī)分為 BBR 溶液,BBR-MSNs、BBR-MSNs-OX26、BBR-MSNs-ApoE以及BBR-MSNs-OX26/ApoE 5組,每組36只。采用尾靜脈注射方式給藥,分別于給藥后 5 min、10 min、15 min、30 min、1 h、2 h、4 h、6 h、8 h、12 h、24 h、48 h 腹主動(dòng)脈取血,4 ℃,4 000 rpm條件下離心10 min,取血漿于離心管中-20℃保存。取血后生理鹽水進(jìn)行心臟灌流,斷頭取腦,將腦組織用生理鹽水沖洗后,濾紙吸干水分,稱(chēng)質(zhì)量,加入4倍量的生理鹽水在高速勻漿機(jī)中勻漿,-20℃條件下保存。
2.7.2 血漿和腦勻漿處理方法 精密量取100 μL大鼠血漿和腦勻漿樣品,加入300 μL乙腈(含右旋四氫巴馬汀,濃度為 4.08 ng/mL),渦漩混合 5 min,12 000 r/min離心10 min,取上清進(jìn)行測(cè)定。
2.7.3 檢測(cè)條件及線性關(guān)系考察 質(zhì)譜條件:電噴霧離子源(ESI源);掃描方式:正離子(ESI+)檢測(cè);檢測(cè)方式:多反應(yīng)離子監(jiān)測(cè)(MRM)。電噴霧電壓:5 kV,霧化氣體:N2,噴霧氣流速(Gas1):40 p.s.i;離子源溫度:300℃。
色譜條件:色譜柱:Agilent ZORBAX Eclipse Plus C18(2.1 mm×100 mm,1.8 μm);流動(dòng)相:A(0.1%甲酸溶液)-B乙腈梯度洗脫:0~5 min:85%~30%A,柱溫:35℃。
精密稱(chēng)定適量BBR對(duì)照品,配制成質(zhì)量濃度為508 μg/mL 標(biāo)準(zhǔn)溶液。用乙腈稀釋成 2.540、5.080、10.16、50.80、101.6、254.0、508.0、1 016、2 032 ng/mL的線性溶液。分別取100 μL的線性溶液于離心管中,氮?dú)獯蹈?,加入大鼠空白血漿或腦勻漿液100μL,渦旋5 min,加入300 μL乙腈(含右旋四氫巴馬汀,濃度為 4.080 ng/mL),漩渦混合 5 min,12 000 r/min離心10 min,吸取上清液進(jìn)樣。以待測(cè)物的濃度為橫坐標(biāo),待測(cè)物峰面積為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸。得到BBR在血漿中線性回歸方程為Y=0.115 109X-0.055 515,r2=0.999 9,在腦組織勻漿中的線性方程為Y=0.115 720X-0.095 362,r2=0.999 9,表明質(zhì)量濃度在 2.54~2 032.00 ng/mL 范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。
2.7.4 方法學(xué)考察 取空白血漿樣品、空白腦勻漿樣品、對(duì)照品血漿樣品、對(duì)照品腦勻漿樣品和待測(cè)樣品進(jìn)樣檢測(cè),由圖9可知血漿和腦勻漿中內(nèi)源性成分對(duì)BBR的含量測(cè)定無(wú)干擾,表明該方法專(zhuān)屬性良好。取低、中、高3種質(zhì)量濃度樣品,同一天內(nèi)連續(xù)測(cè)定 6 次,RSD 值分別為 1.12%、1.08%、0.83%,表明日內(nèi)精密度良好。每日測(cè)定1次,連續(xù)測(cè)定3d,RSD 值分別為 3.6%、1.4%、0.02%,表明日間精密度良好。另取大鼠空白血漿及空白腦勻漿,加入對(duì)照品溶液和內(nèi)標(biāo)溶液適量,配制成低、中、高質(zhì)量濃度的血漿與腦勻漿樣品,每個(gè)濃度6份,進(jìn)樣測(cè)定方法回收率和提取回收率。結(jié)果顯示低、中、高3種濃度標(biāo)準(zhǔn)品溶液在血漿和腦勻漿中的提取回收率在91.05%~99.68%之間,方法學(xué)回收率在 97.02%~110.2%之間,符合生物樣品測(cè)定要求。另取低、中、高質(zhì)量濃度對(duì)照品溶液,加入乙腈離心取上清。每個(gè)濃度各3份,測(cè)定其在4℃放置24 h的穩(wěn)定性,結(jié)果顯示24 h內(nèi)穩(wěn)定性良好。
2.7.5 藥動(dòng)學(xué)結(jié)果 BBR溶液、BBR-MSNs、BBRMSNs-OX26、BBR-MSNs-ApoE 以及 BBR-MSNs-OX26/ApoE五組在血漿中及腦勻漿中的藥時(shí)曲線見(jiàn)圖10和圖11,以及相關(guān)藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1。由結(jié)果可知,靜脈注射相同劑量的小檗堿后,5組藥物含量均為逐漸下降趨勢(shì),BBR-MSNs-OX26、BBR-MSNs-ApoE及BBR-MSNs-OX26/ApoE 3組在血漿中體內(nèi)清除率較溶液組低,明顯延長(zhǎng)了藥物在體內(nèi)的滯留時(shí)間。在腦勻漿中,BBR-MSNs-OX26、BBR-MSNs-ApoE及 BBR-MSNs-OX26/ApoE 3組與溶液組相比,AUC0-t均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P<0.05),明顯提高了BBR在腦內(nèi)的生物利用度。且 BBR-MSNs-OX26、BBR-MSNs-ApoE及 BBRMSNs-OX26/ApoE 3組與溶液組相比,達(dá)峰時(shí)間和平均滯留時(shí)間延長(zhǎng),半衰期延長(zhǎng),體內(nèi)清除率降低,均具有顯著性差異(P<0.05)。由此可知,所構(gòu)建的小檗堿腦靶向介孔硅載體能夠顯著提高小檗堿的腦內(nèi)生物利用度,且具有一定的腦靶向性。
圖9 BBR樣品專(zhuān)屬性圖譜
圖10 大鼠尾靜脈注射后5組制劑的血藥濃度-時(shí)間曲線(n=3)
圖11 大鼠靜脈注射后5組制劑的腦勻漿藥物濃度-時(shí)間曲線(n=3)
表1 大鼠尾靜脈注射后5組制劑血漿藥動(dòng)學(xué)參數(shù)(±s)
表1 大鼠尾靜脈注射后5組制劑血漿藥動(dòng)學(xué)參數(shù)(±s)
注:與 BBR 原料藥組比較,*P<0.05,**P<0.01;與非修飾組比較,△P<0.05,△△P<0.01。
組別BBR原料藥組未修飾組OX26修飾組ApoE修飾組OX26/ApoE修飾組組別BBR原料藥組未修飾組OX26修飾組ApoE修飾組OX26/ApoE修飾組n 3 3 3 3 3 n 3 3 3 3 3 Cmax(ng/mL)Tmax(h)AUC0-t(h·ng/mL)Lz(h)AUMC0-t/(h·h·ng/mL)729.41±270.78 0.11±0.05 450.93±164.25 0.10±0.01 2 657.38± 364.59 645.97±260.49 0.08±0.00 366.57±72.28 0.06±0.03 1 931.41± 977.99 345.45±41.99* 0.11±0.05 321.22±51.13 0.05±0.02* 3 199.15± 534.38 572.32±20.17 0.11±0.05 812.26±128.91**△△ 0.06±0.02 9 077.21±2 840.83**△△350.72±88.19* 0.14±0.05 332.47±101.18 0.06±0.03 2 586.96± 497.88 T1/2(h)Vz/F/(mL/kg)CL/F/(mL·h/kg)MRT(h)6.88±0.22 96 167.95± 46 205.31 9 502.83±3 728.14 6.46±2.35 14.08±8.10 202 088.28± 67 401.92 10 843.29±2 335.94 5.14±2.24 16.93±9.28 260 789.67±129 791.30* 10 833.13±1 205.52 9.96±0.29△11.66±4.37 72 923.46± 18 930.82 4 471.17± 807.90*△ 11.02±1.79*△△12.29±5.20 208 798.39±105 083.71 11 415.09±2 398.74 8.43±3.33
表2 大鼠靜脈注射后5組制劑腦勻漿藥動(dòng)學(xué)參數(shù)(±s)
表2 大鼠靜脈注射后5組制劑腦勻漿藥動(dòng)學(xué)參數(shù)(±s)
注:與 BBR 原料藥組比較,*P<0.05,**P<0.01;與非修飾組比較,△P<0.05,△△P<0.01。
組別BBR原料藥組未修飾組OX26修飾組ApoE修飾組OX26/ApoE修飾組組別BBR原料藥組未修飾組OX26修飾組ApoE修飾組OX26/ApoE修飾組n 3 3 3 3 3 n 3 3 3 3 3 Cmax(ng/mL)Tmax(h)AUC0-t(h·ng/mL)Lz(h)AUMC0-t/(h·h·ng/mL)729.41±270.78 0.11±0.05 450.93±164.25 0.10±0.01 2 657.38± 364.59 645.97±260.49 0.083±0.00 366.57± 72.28 0.06±0.03 1 931.41± 977.99 345.45± 41.99* 0.11±0.05 321.22± 51.13 0.05±0.02* 3 199.15± 534.38 572.32± 20.17 0.11±0.05 812.26±128.91**△△ 0.06±0.02 9 077.21±2 840.83**△△350.72± 88.19* 0.14±0.05 332.47±101.18 0.06±0.03 2 586.96± 497.88 T1/2(h)Vz/F(mL/kg)CL/F/(mL·h/kg)MRT(h)6.88±0.22 96 167.95± 46 205.31 9 502.83±3 728.14 6.46±2.35 14.08±8.10 202 088.28± 67 401.92 10 843.29±2 335.94 5.14±2.24 16.93±9.28 260 789.67±129 791.30* 10 833.13±1 205.52 9.96±0.29△11.66±4.37 72 923.46± 18 930.82 4 471.17± 807.9*△ 11.02±1.79*△△12.29±5.20 208 798.39±105 083.71 11 415.09±2 398.74 8.43±3.33
表3 大鼠靜脈注射后BBR溶液、BBR-MSNs組、BBR-MSNs-OX26、BBR-MSNs-ApoE以及BBR-MSNs-OX26/ApoE腦靶向指數(shù)(h·ng/mL,±s)
表3 大鼠靜脈注射后BBR溶液、BBR-MSNs組、BBR-MSNs-OX26、BBR-MSNs-ApoE以及BBR-MSNs-OX26/ApoE腦靶向指數(shù)(h·ng/mL,±s)
AUC0-t n BBR溶液組 BBR-MSNs BBR-MSNs-OX26 BBR-MSNs-ApoE BBR-MSNs-OX26/ApoE Brain 3 1 702.12±164.14 1 933.15±211.92 2 306.94±239.29 3 040.39±119.84 2 135.58± 30.38 Blood 3 450.93±164.25 366.57± 72.28 321.22± 51.13 812.26±128.91 332.47±101.18 DTI 3 - 1.39 1.90 0.99 1.70
2.7.6 腦靶向指數(shù)評(píng)價(jià) 以靜脈注射BBR溶液后腦勻漿中的藥時(shí)曲線下的面積(AUC)為參比,將BBR-MSNs、BBR-MSNs-OX26、BBR-MSNs-ApoE以及BBR-MSNs-OX26/ApoE 4組制劑靜脈注射后的AUC與其比較,計(jì)算腦靶向指數(shù)(DTI)。計(jì)算公式如下。計(jì)算得制劑組腦靶向指數(shù)均大于1,具有一定的靶向性。
本研究前期運(yùn)用模板劑法制備了非功能化介孔二氧化硅、氨基功能化介孔二氧化硅及羧基功能化介孔二氧化硅,通過(guò)一系列表征得出MSNs-COOH粒徑較小,易于進(jìn)入細(xì)胞,負(fù)電性也可使納米粒子易在體內(nèi)被清除而不引起蓄積毒性。通過(guò)激光粒度分析儀測(cè)得MSNs-COOH平均粒徑為(129.8±1.3)nm,而 TEM 圖顯示 MSNs-COOH 粒徑小于100 nm,這是由于MSNs大的比表面積使得納米粒之間存在較大的相互作用力,如范德華力、庫(kù)侖力等,通過(guò)力的相互作用,納米粒容易團(tuán)聚進(jìn)而使測(cè)得的粒徑比實(shí)際偏大[20]。
體外釋放采用 PBS(pH7.4)和 ACSF 作為溶出介質(zhì)是模擬體內(nèi)血液循環(huán)和腦部的生理環(huán)境,結(jié)果顯示,BBR溶液組在2h時(shí)就出現(xiàn)了突釋現(xiàn)象,累計(jì)溶出度達(dá)90%以上,而另外3組可能因?yàn)榕悸?lián)抗體后大分子可封堵孔道以及阻礙吸附于載體表面的藥物向外擴(kuò)散,因此出現(xiàn)了一定的緩釋作用。此結(jié)果證明抗體修飾的載小檗堿介孔二氧化硅制劑在兩種介質(zhì)中具有一定的緩釋作用。
藥動(dòng)學(xué)研究中,以4 mg/kg的給藥劑量通過(guò)尾靜脈注射 BBR溶液組、BBR-MSN、BBR-MSNs-OX26、BBR-MSNs-ApoE 和 BBR-MSNs-OX26/ApoE 5組制劑后,血漿中藥物含量呈逐漸下降趨勢(shì),腦組織中藥物含量為先上升后下降趨勢(shì)。血漿中藥動(dòng)學(xué)參數(shù)顯示抗體修飾組在血漿中體內(nèi)清除率降低,明顯延長(zhǎng)了體內(nèi)滯留時(shí)間。腦組織勻漿中藥動(dòng)學(xué)參數(shù)顯示,抗體修飾組明顯提高了BBR的腦內(nèi)生物利用度,延長(zhǎng)了藥物的達(dá)峰時(shí)間、平均滯留時(shí)間和藥物的半衰期,降低了藥物的腦內(nèi)清除率,且均具有顯著性差異(P<0.05)。
體外釋放結(jié)果表明,將BBR包載于介孔二氧化硅中可以達(dá)到緩釋作用,降低藥物進(jìn)入體內(nèi)后的突釋現(xiàn)象。體內(nèi)藥時(shí)曲線和主要藥動(dòng)參數(shù)表明,相比較于BBR溶液組,小檗堿腦靶向介孔硅載體到達(dá)體內(nèi)后有一定的緩釋作用,明顯提高了BBR在體內(nèi)的生物利用度,其表現(xiàn)出的緩效作用與體外釋放動(dòng)力學(xué)考察的結(jié)果相吻合。綜上所述,OX26/ApoE共修飾的小檗堿腦靶向介孔硅載體能夠顯著提高小檗堿的腦內(nèi)生物利用度,且BBR-MSNs、BBR-MSNs-OX26和BBR-MSNs-OX26/ApoE三組載體腦靶向指數(shù)均大于1。因此,本實(shí)驗(yàn)所構(gòu)建的小檗堿腦靶向介孔硅載體能提高藥物在腦內(nèi)的生物利用度,實(shí)現(xiàn)藥物腦部靶向治療,具有一定的腦靶向性。本研究對(duì)難溶性藥物靶向遞送至腦內(nèi)病灶而發(fā)揮作用具有一定的意義。
天津中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)2020年6期