摘要
糖尿病是由于机体胰岛素分泌相对或绝对不足导致血糖过高，而引起的以蛋白质和脂肪代谢紊乱为主要临床表现的一种常见的内分泌代谢性疾病。注射胰岛素是临床上治疗糖尿病的重要手段之一，胰岛素虽药效明显，但降血糖速度快，会出现低血糖，且会导致患者给药部位产生炎症，给患者带来困扰。壳聚糖是一种天然的聚阳离子多糖，具有黏膜吸附性、生物相容性好、生物可降解性等特点，但由于壳聚糖的水溶性差，限制了其应用范围。对壳聚糖进行改性，改变其仅可溶解于少数稀酸的特性，再将其作为载体材料用于药物制剂的研究是当前研究的方向。以改性后的水溶性壳聚糖作为载体，利用离子交联法制备纳米微球，并将改性后的壳聚糖负载胰岛素制备成为纳米微球的暂无研究报道。 本课题拟构建以壳聚糖及改性后的水溶性壳聚糖为载体，采用离子交联法制备胰岛素纳米微球，使胰岛素药效更持续。主要研究内容有：壳聚糖纳米微球的制备及体外释放研究、壳聚糖的改性、改性后水溶性壳聚糖纳米微球的制备及体外释放研究、改性后水溶性壳聚糖负载胰岛素纳米微球的制备和体内外实验研究。 1. 通过离子交联法制备壳聚糖纳米微球，以牛血清蛋白（ Bovine serum albumin，BSA）为模型药物，三聚磷酸钠作为交联剂，并对其进行表征，透射电镜观测微球形态学特征，考察载药纳米微球的载药量、包封率以及在体外的缓释情况。通过正交试验得到最优条件为ρ(CS)=2.0 mg/ml、ρ(TPP)=1.2 mg/ml、30 h、pH 4.5。该条件下测定的最大包封率和载药量分别达到89.14%和4.02%。将载药纳米粒置于pH 1.2盐酸溶液中，在10 h时释放度达到80%左右，且在48 h时释放达到90%，达到了缓释的效果。 2. 通过在壳聚糖二位氨基上引入疏水的长链辛基和亲水的羧基，制备两亲性壳聚糖接枝共聚物N-辛基-N'-(2-羧基环己甲酰基)-壳聚糖，用FT-IR、1H-NMR、13C-NMR对其结构进行表征。红外光谱图显示，壳聚糖衍生物(OCCC)相对于壳聚糖增加了烷烃的 -CH2- 伸缩振动2927 cm-1、2860 cm-1，增加了仲酰胺的C=O伸缩振动1648 cm-1。核磁共振氢谱中出现了环己烷上的氢1.82、1.94，还有辛基上的烷基氢0.87-1.48。碳谱中出现了180和163的羰基碳信号，环己烷和长链烷烃的碳44，28和25。经X射线衍射与差示扫描量热法(DSC)对其物理性质进行了研究，说明引入亲水性取代基后形成氢键的能力下降，一部分结晶型转变成了无定形，结晶能力下降使从有序变得无序，说明水溶性壳聚糖制备成功。 3. 利用离子交联法，选用改性成功的水溶性壳聚糖为载体，制备水溶性壳聚糖BSA纳米微球。并对其载药量包封率以及缓释效果进行系统研究。结果发现，改性后的水溶性壳聚糖BSA纳米微球随着水溶性壳聚糖初始浓度的增大，其载药量和包封率都随之增加。随药物浓度增加载药量和包封率也都呈增大趋势。根据正交试验设计分析，最优条件为：ρ(CS):ρ(TPP)=10:1、ρ(TPP)=1.2 mg/ml、ρ(BSA)=0.8 mg/ml、40h。该条件下测定的最大包封率和载药量分别达到91.16%和3.18%。将载药纳米粒置于pH 7.4 PBS溶液中，在8h时释放度达到80%左右，且在 48 h 时释放达到 90%，达到了缓释的效果。结果表明，载药纳米微球在pH=7.4PBS中的释放度比在pH 1.2盐酸溶液中的释放度要高。 4. 用改性的水溶性壳聚糖作为载体材料，采用离子交联法制备水溶性壳聚糖胰岛素纳米微球。研究表明，强酸环境导致胰岛素释放效率较低。在释放介质pH 6.8和pH 7.4中，胰岛素的累计释放量可分别达到50%、70%。对于皮下注射水溶壳聚糖胰岛素纳米微球的小鼠，在1-5小时内血糖值平稳下降，且血糖水平最终能维持在较为合理的稳定水平。说明水溶性壳聚糖胰岛素纳米微球有明显的降血糖作用，相较于胰岛素，缓释效果明显作用时间更长。经实验结果表明，水溶性壳聚糖同样具有一定的降糖功效。 综上所述，N-辛基-N'-(2-羧基环己甲酰基)-壳聚糖-胰岛素纳米微球具有较高的包封率，能有效地抑制胰岛素的突释，并且在糖尿病小鼠体内有明显的降血糖作用，相对于单纯注射胰岛素，药效更长，达到了一定的缓释效果。
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