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发表于 2018-11-22 09:15:42 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 重庆
使用聚合物纳米颗粒系统提高非诺贝特的口服生物利用度: 物理化学表征和体内研究


作者:孤鹰  
来源:研如玉


  非诺贝特可以单独使用也可以与他汀类药物联用来治疗高胆固醇血症和高甘油三酯血症。 非诺贝特自1975年起便开始使用,是最常用的贝特类药物之一,并且有着很好的效果和耐受性。我们计划就非诺贝特这个品种连续推送几篇研究文章,看看这个产品国外是如何开发的。本文出处见下面截图:


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  使用聚合物纳米颗粒系统提高非诺贝特的口服生物利用度:


  物理化学表征和体内研究


  Abid Mehmood Yousaf1 Dong Wuk Kim 1 Yu-Kyoung Oh2


  Chul soon Yong3 Jong Oh Kim3 Han-gon Choi1


  1南阳大学药学院药学院,安山,


  2汉城国立大学药学院,首尔,


  3Yeungnam大学药学院,韩国gyongsan。


  摘要


  背景:本研究的目的是制备和比较各种水溶性差的非诺贝特的增强溶解度的纳米颗粒系统,以选择具有最大改善的口服生物利用度的纳米颗粒制剂。


  方法:通过测定每种载体的1%(w/v)水溶液中的药物溶解度来选择用于不同纳米颗粒制剂的最合适的赋形剂。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)纳米球,羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)纳米微粒和明胶纳米胶囊,配制成非诺贝特/ PVP /十二烷基硫酸钠(SLS),非诺贝特/HP-β-CD和非诺贝特/明胶,其优化重量比分别为2.5:4.5:1、1:4和1:8。使用溶剂蒸发法通过喷雾干燥技术获得三种固态产物。通过粉末X射线衍射、差示扫描量热法、扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱完成这些纳米颗粒的物理化学表征。与药物粉末相比,研究了它们在大鼠中的物理化学性质、水溶性、溶出速率和药代动力学。


  结果:在测试的载体中,PVP、HP-β-CD、明胶和SLS显示出更好的溶解性,并被选为各种纳米颗粒系统的最合适的成分。与药物粉末相比,所有制剂显著改善了非诺贝特的水溶性、溶出速率和口服生物利用度。该药物在HP-β-CD纳米复合体中以无定形形式存在;然而,在其他配方中,它以结晶状态存在,强度降低。纳米颗粒的水溶解度和溶出速率(30分钟后)彼此之间没有显著差异。在本研究中测试的纳米微粒系统中,PVP纳米球和HP-β-CD纳米复合物的初始溶出速率(最多10分钟)更高;然而,它们都没有产生最高的口服生物利用度。不考虑相对延迟的溶出速率,明胶纳米胶囊显示出最高的表观水溶性,并且由于更好的润湿和结晶度降低,提供了药物的最大改善的口服生物利用度(~5.5倍)。


  结论:使用溶剂蒸发法通过喷雾干燥技术制备的富含非诺贝特的明胶纳米胶囊可能是一种潜在的口服药物产品,用于给予水溶性差的非诺贝特,具有增强的生物利用度。


  关键词:明胶纳米胶囊,亲水性聚合物基质,结晶度,改善口服生物利用度


  1.简介


  非诺贝特临床上用于使高胆固醇血症和高甘油三酯血症患者的低密度脂蛋白和胆固醇异常升高的血浆滴度正常化。1,2非诺贝特是一种生物药剂学分类系统(BCS)II类药物,非常亲脂3(log P = 5.24),几乎不溶于水。4由于水溶性和溶出速率受损,具有水溶性<0.1mg/mL的口服制剂通常表现出非常差的吸收。5类似地,非诺贝特由于从胃肠道的水性环境中吸收不足而口服生物利用度差。1因此,非诺贝特的口服生物利用度可以通过增加其水溶性来提高。已经采用了几种常规制剂技术,例如形成盐、表面活性剂的使用、pH改性、复合物形成、微粉化、脂质体的形成和固体分散制剂,以通过促进它们的水溶性和溶出速率,来增强各种疏水性药物的口服生物利用度。6-11


  纳米颗粒的形成是改善水溶性,溶出速率和水溶性差实体吸收的有希望的策略。12在药物纳米技术中,要么药物本身转化为纳米尺寸的颗粒,要么纳米颗粒由载体(例如聚合物)形成。12天然聚合物载体具有出色的安全性、功效、生物相容性和生物降解性,因此在纳米微粒药物递送方面具有独特的优势。13药物聚合物纳米粒子是药物纳米技术中一类流行的药物载体14,是直径<1,000 nm的载药颗粒。根据纳米颗粒基质和制备方法,可以将药物包埋、包封或附着到聚合物材料上以分别形成纳米球,纳米胶囊或纳米微粒。16在药物递送中,纳米颗粒系统优于微米级别的颗粒,因为它们具有更小的粒度和更大的表面积,这提高了溶出速率、吸收和生物利用度。17药物纳米颗粒系统可以使用多种技术开发,例如溶剂蒸发、乳化、喷雾干燥、相转化、自组装和溶剂置换。18,19喷雾干燥是从液相制备干粉中最常用的技术之一,因为操作简单、产率高,并且易于按比例放大。21,22在纳米颗粒制造过程中,将完全溶解在合适溶剂中的所有组分喷入热空气流中以蒸发溶剂。23


  聚合物纳米球是纳米尺寸的圆形结构,其中药物均匀地分布在基质中。14,15纳米颗粒固体分散体是克服BCS II类药物水溶性差,溶出速率低和生物利用度低的问题的有前景的方法。10,24,25固体分散体由分散在亲水性聚合物基质中的无定形或结晶疏水性药物组成。24它极大地改善了疏水性药物的水溶性、溶出速率和口服生物利用度。固体分散体的纳米球,可以通过喷雾干燥通过将所有组分完全溶解在合适的溶剂中形成的澄清溶液来制备。23术语“纳米复合体”可以给予具有不规则形状和/或表面的纳米颗粒。


  聚合物纳米胶囊是囊泡系统,其中载有药物的储库(核心材料)被包裹在聚合物涂层(壁材料)中,形成典型的核-壳结构。14,16药物纳米包封促进了各种疏水性药物的生物利用度。26明胶、多肽的异质混合物27,可以促进许多水不溶性药物的水溶性,溶出度和生物利用度。28在明胶纳米胶囊的制备中,含有溶解的亲脂性药物和明胶的水醇溶液,可以通过喷雾干燥技术转化为干粉,其中水明显蒸发,载药乙醇包封在水溶性明胶壳内。29,30包封的药物可以以无定形状态28或以结晶形式存在。31


  目前的工作是一项独特的研究,涉及各种溶解度增强聚合物纳米颗粒系统的物理化学表征和体内评估,采用优化比例的非诺贝特/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/十二烷基硫酸钠(SLS),非诺贝特/羟丙基-β-环糊精(HP-β-CD)和非诺贝特/明胶制备,以确定具有最大改善的水溶性差的非诺贝特的口服生物利用度的纳米颗粒制剂。


  在药物溶解度方面适当筛选多种亲水性聚合物和表面活性剂后,选择用于制备各种聚合物纳米微粒药物递送系统的最合适的亲水性赋形剂。因此,选择PVP,HP-β-CD,明胶和SLS作为不同纳米颗粒制剂的最合适的亲水性组分。使用粉末X射线衍射(PXRD)、差示扫描量热法(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外(FTIR)光谱法来研究纳米颗粒的物理化学性质。此外,与药物粉末相比,研究了它们在大鼠中的水溶性,溶出速率和药代动力学。


  2. 材料和方法


  2.1物料


  非诺贝特由Hanmi Pharm.Co提供。(韩国水原市)。羟丙基甲基纤维素,羟丙基纤维素和聚乙烯醇购自Shin-Etsu Co.(Tokyo,Japan)。羧甲基纤维素钠和葡聚糖分别得自Duksan Chemical Co.(Ansan,South Korea)和Sigma-Aldrich(St Louis,MO,USA)。PVP K30,Solutol HS15,泊洛沙姆407,cremophore A25,cremophore RH40,cremophore EL和cremophore ELP购自BASF(Ludwigshafen,Germany)。聚乙二醇(400和6000)从Duksan Chemical Co.获得。明胶,聚山梨醇酯80(吐温80)和脱水山梨糖醇单油酸酯80(Span 80)由Daejung Chemical Co.(Siheung,South Korea)提供。非诺贝特酸,HP-β-CD,SLS和多库酯钠从Hanmi Pharm.Co.获得。氯贝酸购自Sigma-Aldrich。所有其他溶剂和化学物质均为试剂级。


  2.2选择适合各种纳米颗粒配方的载体


  为了选择适合于开发各种纳米颗粒系统的不同组分,非诺贝特的饱和溶解度在每种候选物的1%(w/v)水溶液中测定。将过量的非诺贝特粉末转移到15mL锥形管中的3mL的每种载体的1%(w/v)水溶液中。在与涡旋混合后,将管保持在水浴(25℃)中的振荡器上,并以100rpm搅拌7天。然后,将1ml的每种样品以10,000×g离心10分钟(Smart 15; Hanil Science Industrial Co.,Gangneung,South Korea)。


  将上清液用乙腈稀释并过滤(0.45μm)。通过高效液相色谱(HPLC)(Agilent 1260 Infinity; Agilent Technologies,Santa Clara,CA,USA)定量滤液中的非诺贝特浓度(50μL),其配备有Capcell Pak C18柱(4.6mm ID×250mm,5μm; Shiseido,Tokyo,Japan)。柱温设定在30℃。由乙腈和体积比为75:25的0.1%(v/v)磷酸水溶液组成的流动相以2mL/min的流速洗脱。0.1%(v/v)磷酸水溶液的pH值为2.1。在286nm处监测洗脱液以定量非诺贝特。32


  2.3各种纳米微粒系统的制备


  BüchiB-290喷嘴型微型喷雾干燥器(BüchiCo. Flawil,Switzerland)用于开发不同的纳米颗粒制剂。将含有最佳比例的完全溶解的组分的每种透明溶液以3mL/min的流速喷入干燥室。喷射空气的压力为4kg/cm2。干燥空气的流动保持在吸气器设定为100%。


  用重量比为2.5:4.5:1(w / w / w)的非诺贝特/ PVP / SLS和重量比为1:4的非诺贝特/ HP-β-CD制备PVP纳米球和HP-β-CD纳米复合物。将完全溶解在95%乙醇中的组分在100℃的入口温度和60℃-65℃的出口温度下喷雾干燥。同样地,用非诺贝特/明胶以1:8的重量比开发明胶纳米复合物。将组分在50℃下溶于40%乙醇中。将最终的澄清溶液喷入干燥室。入口和出口温度分别为120℃和65℃。


  2.4水溶性


  将过量的每种纳米颗粒制剂(约10mg)分别倒入含有3mL蒸馏水的15mL锥形管中。涡旋混合后,将管在水浴(37℃)中振荡(100rpm)7天。然后,将1mL样品以10,000×g离心10分钟(Smart 15; Hanil Science Industrial Co.)。将上清液用乙腈稀释并过滤(0.45μm)。使用上述HPLC方法定量滤液中的非诺贝特浓度(50μL)。对于每种制剂,测试一式三份进行。


  2.5溶出度


  使用USP溶出装置II(桨式装置)(Vision®Classic6 TM; Hanson Research Co.,Los Angeles,CA,USA)进行溶出试验。将每种装载非诺贝特的纳米颗粒制剂或相当于80mg非诺贝特的药物粉末置于空的硬明胶胶囊中。将填充的胶囊插入沉降片中并浸入溶出介质中。溶出介质由900mL的2%(w / v)吐温80组成。33,34溶出测试在37℃±0.5℃下使用100rpm的桨法旋转完成。含有溶出介质的容器被外部水浴包围,以保持特定的温度。在预定的时间间隔,取出1mL的溶出介质,过滤(0.45μm),并使用上述HPLC方法进行测定。32


  2.6结构方面


  使用Rigaku X射线衍射仪(D / MAX-2500 PC,D / MAX-2500 PC)评估样品的结晶度。Rigaku Corporation,Tokyo,Japan)配备了miniflex测角仪。PXRD分析在室温下使用具有40mA电流和40kV电压的Cu Kα1单色辐射源进行。X射线衍射图案在10℃-80℃的范围内以2θ扫描模式,0.02 /秒的步长和5°/min的扫描速度获得。35


  2.7热特性


  使用差示扫描量热计(DSC Q20; TA Instruments,New Castle,DE,USA)检查非诺贝特粉末和负载非诺贝特的纳米颗粒制剂的热特征。将封闭在铝盘中的大约5mg的每个样品在30℃-130℃的范围内以10℃/min的加热速率和25mL/min的氮气流速扫描。


  2.8傅里叶红外光谱分析


  在制备的纳米颗粒制剂中,通过FTIR光谱分析研究药物和载体之间可能的化学相互作用。使用Nicolet-6700分光光度计(Thermo Fisher Scientific,Waltham,MA,USA)扫描400-4,000cm-1范围内的样品。使用OMNIC软件获得药物粉末和负载非诺贝特的纳米颗粒的红外光谱。将每种纳米颗粒制剂的红外光谱与相应的物理混合物的红外光谱进行比较。


  2.9形态学外观


  使用扫描电子显微镜(S-4800; Hitachi,Tokyo,Japan)检查药物粉末和负载非诺贝特的纳米颗粒的形态特征。将样品连接到固定在黄铜盘上的双面粘合碳带的开口侧。随后,使用EMI Teck离子溅射(K575K)将样品用铂涂覆4分钟,以使它们导电以用于成像。在8×10-3 mbar压力,15mA电流和100%涡轮速度的条件下进行涂覆。36


  2.10 药代动力学


  生物实验


  向实验生物体雄性Sprague-Dawley大鼠(250-310g)免费提供常规标准实验室食物和水。在维持的温度(20℃-25℃)和相对湿度(45%-60%)的环境条件下将它们保留在笼子中。在药代动力学实验开始前约24小时取出食物;但是,他们可以免费获得饮用水。37实验生物在药代动力学研究中的应用是根据动物毒理学使用指导原则38进行的,该指导原则由机构动物护理和使用委员会批准,并由汉阳大学实验动物资源研究所采用。


  口服和血液采样


  将聚乙烯管通过外科手术引入每只麻醉大鼠的右颈动脉。然后,将用输注带适当保持的每只大鼠置于单独的室中。老鼠可以在他们的房间内自由移动并喝水。在该调查中,对在右颈动脉中插管的24只大鼠进行了试验。将药物剂量为20mg/kg的每种药物粉末或装载非诺贝特的纳米颗粒制剂装入小的硬明胶胶囊(#9,Suheung Capsule Co.,Seoul,South Korea)中用于口服给药。37通过口服途径给予6只大鼠药物粉末。类似地,将6只大鼠用于每种制剂的药代动力学评估。在以下指定时间点通过套管管用肝素化注射器取样400微升血液:15分钟,30分钟,1小时,1.5小时,2小时,4小时,6小时,10小时,14小时,24小时和40个小时。39通过离心(Smart 15,Hanil Science Industrial Co.)以10,000×g离心10分钟,立即将血浆与血液样品分离。此后,将这些血浆样品储存在-20℃直至HPLC分析。39


  样品制备和HPLC分析


  非诺贝特是一种前体药物,通过组织和血浆酯酶生物转化为活性代谢物非诺贝酸;因此,口服给药后血浆中基本上没有可检测到非诺贝特。故非诺贝特的药代动力学评价基于血浆中非诺贝酸的定量。40-42通过液-液萃取提取大鼠血浆样品中的非诺贝酸。在2mL微管中用200μL1MHCl酸化200微升每种血浆样品。然后,加入40μL内标溶液(氯贝酸,在乙腈中400μg/ mL)并涡旋混合1分钟。随后,通过涡旋混合将样品混合物用2mL乙醚萃取两次,持续5分钟,并以10,000×g离心10分钟(Smart 15; Hanil Science Industrial Co.)。将上清液有机层转移到另一个干净的微管中并在40℃下蒸发。蒸发后,通过涡旋混合将残余物用200μL乙腈重构,并以10,000×g离心10分钟(Smart 15,Hanil Science Industrial Co.)。用移液管小心取出150微升上清液,倒入小体积HPLC小瓶中。测定100μL等分试样的非诺贝酸定量。本研究中使用的HPLC系统(Agilent 1260 Infinity; Agilent Technologies)配备有Capcell Pak C18柱(4.6mm ID×250mm,5μm; Shiseido)。 柱温设定在30℃。由乙腈和体积比为54:46的0.1%(v/v)磷酸水溶液组成的流动相以2mL/min的流速洗脱。在285nm处监测洗脱液用于非诺贝酸检测。日内和日间差异在可接受的限度内(R2 = 0.999)。


  3.结果


  非诺贝特在1%(w/v)亲水性聚合物溶液和1%(w/v)表面活性剂溶液中的饱和溶解度的结果分别显示在图1A和B中。在测试的亲水聚合物中,HP-β-CD,明胶和PVP表现出更好的非诺贝特溶解度;因此,选择它们用于制备各种聚合物纳米颗粒制剂。在该研究中测试的表面活性剂中,SLS显示出非诺贝特的最高溶解度,并且选择用于与PVP一起制备三元固体分散体的纳米球。非诺贝特在HP-β-CD、PVP、明胶和SLS各1%(w/v)溶液中的溶解度分别为6.45±0.64μg/mL,1.96±0.12μg/mL,3.33±1.09μg/mL,338.25±10.62μg/mL。对于每种制剂,选择相应组分的优化比例,其显示非诺贝特的最高水溶性和溶出速率,用于制备纳米颗粒制剂。因此,PVP纳米球,HP-β-CD纳米复合物和明胶纳米胶囊的组分的优化比例分别为2.5:4.5:1,1:4和1:8。


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  图 1非诺贝特在各种亲水载体水溶液中的溶解度。


  注意:每个值表示平均值±s D(n = 3)A)1%(w / v)聚合物和(B)1%(w / v)表面活性剂。


  缩写:PVP,聚乙烯吡咯烷酮; HP-β-CD,羟丙基-β-环糊精; SD,标准差; HPC,羟丙基纤维素; PVA,聚乙烯醇; HPMC,羟丙基甲基纤维素; CMC,羧甲基纤维素; PEG,聚乙二醇。


  不同纳米微粒体系对非诺贝特的水溶性和溶出速率的影响分别显示在图2和3中。与非诺贝特粉末相比,所有制剂表现出显著改善的药物溶解度和溶出速率(P <0.05)。明胶纳米胶囊产生最高的药物溶解度(390.39±88.01μg/mL);然而,它与HP-β-CD纳米球和PVP纳米球的溶解度结果没有显著差异(P>0.05)(分别为247.00±63.01μg/ mL和272.26±58.84μg/mL)。纳米颗粒制剂的初始溶出速率(最多10分钟)彼此明显不同(P <0.05);然而,它们在30分钟之后没有显著差异(P>0.05)。初始溶出速率以HP-β-CD纳米粒子> PVP纳米球>明胶纳米胶囊的递减顺序更快。40分钟后,药物与非诺贝特粉末,PVP纳米球,HP-β-CD纳米复合物和明胶纳米胶囊制剂的溶出度分别为54.07%±1.72%,88.19%±4.32%,95.06%±5.25%和90.75%±6.40%。因此,与药物粉末相比,所有纳米颗粒制剂显著增强药物溶解(约80%-95%);然而,30分钟后它们没有显著差异。


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  图 2各种纳米微粒制剂对非诺贝特水溶性的影响。


  注意:每个值代表平均值±s D(n = 3):( a)非诺贝特粉末,(b)PVP纳米球,(c)h P-β-c D纳米球,和(d)明胶纳米胶囊。 与药物粉末相比,每种制剂的P <0.05。


  缩写:SD,标准差; PVP,聚乙烯吡咯烷酮;HP-β-CD,羟丙基β环糊精。


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  图 3各种纳米微粒制剂对非诺贝特溶出的影响。


  注:每个值显示平均值±SD(n = 6):(a)非诺贝特粉末,(b)PVP纳米球,(c)h P-β-c D纳米球,和(d)明胶纳米胶囊。与药物粉末相比,每种制剂的P <0.05。


  缩写:SD,标准差; PVP,聚乙烯吡咯烷酮;HP-β-CD,羟丙基β环糊精。


  图4A显示了具有非诺贝特粉末和各种纳米颗粒系统的药物的X射线衍射图案。非诺贝特在衍射角处提供了尖锐的特征峰,暗示了药物的典型结晶性质(图4A,a)。在PVP纳米球中,非诺贝特结晶度的强度降低(图4A,b)。然而,在用HP-β-CD纳米复合物获得的图案中没有出现结晶非诺贝特峰(图4A,c)。这表明药物在HP-β-CD纳米复合体中变为无定形状态。 此外,在用明胶纳米包封后,药物结晶度明显降低(图4A,d)。


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  图 4固态表征。


  注释:(A)PXr D图案,(B)Dsc热分析图和(C)FTIR光谱图:(a)非诺贝特粉末,(b)PVP纳米球,(c)HP-β-c D纳米粒子,和(d)明胶纳米胶囊。


  缩写:PXRD,粉末X射线衍射;DSC,差示扫描量热法;FTIR,傅里叶变换红外; PVP,聚乙烯吡咯烷酮; HP-β-CD,羟丙基-β-环糊精。


  非诺贝特粉末和不同纳米颗粒的热特性显示在图4B中。非诺贝特粉末产生深吸热,对应于其在约82℃的熔点,证实其特有的结晶性质(图4B,a)。类似地,PVP纳米球(图4B,b)也在非诺贝特的熔点产生急剧的吸热,证实该药物在PVP纳米球中以结晶状态存在。相反,HP-β-CD纳米复合物(图4B,c)未显示吸热,这意味着药物在其中以无定形状态存在。在明胶纳米胶囊的情况下观察到非常小的吸热;因此,纳米包封的药物处于结晶状态(图4B,d)。


  非诺贝特粉末和各种纳米颗粒的FTIR光谱示于图4C中。非诺贝特在1,729cm-1,1,086cm-1,925cm-1,860cm-1,843cm-1和763cm -1处产生主要的区别峰(图4C)。这些特定峰也出现在PVP纳米球(图4C,b),HP-β-CD纳米球(图4C,c)和明胶纳米胶囊(图4C,d)配方的FTIR图中。


  药物粉末和装载非诺贝特的纳米颗粒制剂的SEM图像显示在图5中。药物粉末的显微照片(图5A)显示存在结晶固体。图5B显示了PVP纳米球的非常小的圆形颗粒。然而,HP-β-CD纳米复合物具有不规则的形状和表面(图5C)。装载非诺贝特的明胶纳米胶囊(图5D)表现为光滑表面的球形颗粒。


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  图 5扫描电子显微照片。


  注释:(A)非诺贝特粉末(×2,000),(B)PVP纳米球(×20,000),(C)HP-β-CD纳米球(×20,000)和(D)明胶纳米胶囊(×20,000)。


  缩写:PVP,聚乙烯吡咯烷酮; HP-β-CD,羟丙基-β-环糊精。


  表1药代动力学参数


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  注意:每个值表示平均值±s D(n = 6)。 *与非诺贝特粉末相比,P <0.05。 与其他纳米颗粒配方相比,#P <0.05。


  缩写:PVP,聚乙烯吡咯烷酮; HP-β-CD,羟丙基-β-环糊精; SD,标准差; AUC,曲线下面积;t1/2,半衰期; Kel,消除率恒定;MRT,平均滞留时间。
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  图 6口服各种制剂后大鼠中非诺贝酸的平均血浆水平-时间曲线。


  注:(a)非诺贝特粉末,(b)PVP纳米球,(c)HP-β-cD纳米复合物,(d)明胶纳米胶囊。 每剂量相当于20mg / kg非诺贝特。每个值指定平均值±SD(n = 6)。 在所有时间点,每种fenofirate加载的纳米颗粒制剂与药物粉末相比显示P <0.05。与其他制剂相比,明胶纳米胶囊的*P <0.05。


  非诺贝酸与各种纳米颗粒的平均血浆浓度-时间曲线,相当于20mg/kg非诺贝特剂量,如图6所示。在所有时间点,每种装载非诺贝特的纳米颗粒制剂显示出非诺贝特酸的血浆滴度明显高于药物粉末(P <0.05)。药代动力学参数如表1所示。与药物粉末相比,每种制剂的曲线下面积(AUC)和Cmax明显增强(P <0.05)。此外,与其他制剂相比,明胶纳米胶囊制剂显示出明显更高的AUC和Cmax值(P <0.05);然而,PVP纳米球和HP-β-CD纳米球的AUC和Cmax值没有显著差异(P>0.05)。药物粉末,PVP纳米球,HP-β-CD纳米球和明胶纳米胶囊的AUC值分别为17.72±1.52hμg/mL,61.01±14.66hμg/mL,42.59±11.55hμg/mL,96.80±15.42hμg/mL,而Cmax值分别为2.36±0.34,6.73±1.75,6.46±1.83和9.14±2.47。此外,半衰期(t1/2)、消除速率常数(Kel)和平均停留时间(MRT)彼此之间没有显著差异(P>0.05)。


  4. 讨论


  非诺贝特是高度亲脂性的(log P = 5.24)3,几乎不溶于水;4因此,它从胃肠道吸收很差,导致口服生物利用度受损。纳米颗粒的形成是改善水溶性差的药物的水溶性、溶出速率和吸收的有希望的方法。12在本研究中,目的是确定在测试的纳米颗粒系统中,具有最大改善的水溶性差的非诺贝特的口服生物利用度的纳米颗粒制剂。


  首先,为了选择适合制备各种纳米颗粒系统的载体,测定非诺贝特在各种亲水聚合物和表面活性剂的1%(w/v)水溶液中的饱和溶解度。在测试的聚合物中,HP-β-CD,明胶和PVP表现出非诺贝特的更好的溶解性(图1A)。同样,SLS在本研究中测试的表面活性剂中表现出最高的药物溶解度(图1B)。在过去,同时使用PVP和SLS作为各种配方中的载体,已经改善了几种水溶性差的药物的水溶性;43-47因此,在我们的研究中,它们优选作为制备三元固体分散体的纳米球的载体。此外,改变为无定形状态可以是显著提高水溶性差的活性药物成分的溶出速率和生物利用度的有用方法。10,48这可以通过使用环糊精(CD)来实现。49-51所有以前的毒性研究都证明,由于胃肠道缺乏吸收,口服CD实际上是无毒的。50,52选择HP-β-CD用于制备非诺贝特/ HP-β-CD纳米复合体,因为其对许多亲脂性分子具有更好的溶解能力。此外,明胶,多肽的异质混合物27可以促进许多水不溶性药物的水溶性,溶解性和生物利用度;因此,选择它来制备非诺贝特/明胶纳米胶囊。


  为了鉴定PVP纳米球的所选成分的最佳比例,制备了许多制剂,其具有恒定比例的药物/载体(1:1)和不同的聚合物/表面活性剂量。 然后,测试这些纳米球制剂的负载药物的水溶性和溶出速率(数据未显示)。在测试的PVP纳米球制剂中,用非诺贝特/ PVP / SLS以2.5:4.5:1的重量比制备的纳米球表现出最高的溶解度和溶出度;因此,选择该比率进行进一步调查。类似地,制备HP-β-CD纳米复合物和明胶纳米胶囊,其中优化的药物/载体(w / w)比分别为1:4和1:8。


  与药物粉末相比,纳米颗粒制剂中存在的亲水性载体改善了负载药物的水溶性和溶出速率。特别地,明胶纳米胶囊使溶解度提高了药物粉末溶解度的约1,100倍(390.39±88.01μg/ m L vs 0.35±0.04μg/mL;图2)。然而,制剂的溶解度结果彼此没有显著差异(P >0.05)。美国食品药品监督管理局不鼓励仅使用水作为高亲脂性试剂的溶出介质,并建议在溶出介质中使用少量表面活性剂以提高这些化学实体的溶出效率。34因此,在我们的研究中使用900mL的2%(w/v)聚山梨醇酯80作为溶出介质。 结晶度的降低可能是由于药物的水溶性和溶出速率的提高引起的。54由于结晶药物转化为无定形状态,HP-β-CD纳米复合物具有最高的初始溶解度(最多10分钟;图3C)。然而,PVP纳米球(图3B)和明胶纳米胶囊(图3D)的初始溶出速率通过将药物的结晶强度降低至纳米晶态而得到改善。明胶纳米胶囊的相对延迟的溶出速率归因于在药物释放到溶出介质中之前明胶涂层的延迟破裂。明胶在约40℃和更高的温度下可溶于水55,56,但溶出试验在37℃下进行。


  PXRD图中的特征结晶峰(图4A,a)和DSC热分析图中对应于药物熔点(~82℃)的深吸热(图4B,a)表明该药物通常是结晶性的。此外, 非诺贝特粉末的SEM图像显示出具有不规则形状和表面的晶体(图5A)。


  在制备PVP纳米球期间,在喷雾干燥之前将所有成分完全溶解。预计喷雾干燥的PVP纳米球制剂含有无定形形式的药物;然而,PXRD图显示仅结晶度的强度降低(图4A,b)。此外,DSC迹线证实药物没有完全变为非晶态(图4B,b)。这表明药物在喷雾干燥过程中重结晶。PVP抑制药物从溶液中重结晶,从而降低结晶度。57-60PXRD,DSC和SEM(图5B)结果共同提倡药物在光滑表面球形纳米颗粒中以纳米晶态存在。因此,负载在PVP纳米球中的药物的溶解度和溶想速率的显著增强可归因于降低的结晶度和粒度。


  另一方面,HP-β-CD纳米复合物在测试制剂中呈现出最高的初始溶出速率。 PXRD和DSC结果显示药物在HP-β-CD纳米复合物中以无定形状态存在(图4A,c和B,c)。此外,SEM图像显示制剂的粒径减小(图5C)。因此,溶解度和溶出速率的改善归因于结晶药物转化为无定形状态。10,48


  明胶可溶于≥40℃的水中。55,56此外,它以约50%或更高的浓度从乙醇水溶液中沉淀出来。因此,在明胶纳米胶囊的制备中,所有组分在50℃下完全溶解在40%乙醇中。随后,将澄清的所得溶液喷雾干燥。PXRD和DSC结果表明包封的药物以结晶形式存在(图4A,d和B,d)。因此,与PVP纳米球一样,在明胶纳米胶囊的喷雾干燥过程中也发生重结晶。SEM结果显示明胶纳米胶囊是光滑表面的圆形纳米颗粒(图5D)。由于亲水性明胶和结晶度的降低,水溶性和溶出的改善可归因于改善的润湿性。28,31


  非诺贝特的FTIR光谱在1,729cm-1,1,086cm-1,925cm-1,860cm-1,843cm-1和763cm-1处显示出主要的独特峰(图4C)。在所有制剂的FTIR光谱中也观察到这些特定的峰(图4C)。此外,每种配方的FTIR光谱及其相应的物理混合物(数据未显示)完全相同;因此,该药物与赋形剂没有强烈的相互作用。


  与药物粉末相比,所有负载非诺贝特的纳米颗粒系统表现出明显更高的非诺贝酸血浆水平(图6和表1)。生物利用度的提高归因于增强的溶解度和溶出速率。与HP-β-CD纳米复合物相比,PVP纳米球的生物利用度没有显著差异(P> 0.05)。与HP-β-CD纳米复合物相比,由于制剂中存在SLS,PVP纳米球对非诺贝特的口服生物利用度(AUC和Cmax)有积极影响。SLS是一种渗透增强剂;因此,它增强了通过大鼠胃肠道的药物吸收。62,63明胶纳米胶囊的生物利用度高于其他制剂(P <0.05)。与药物粉末相比,通过明胶纳米包封的生物利用度增强约为5.5倍。这可能归功于明胶纳米胶囊的略高的表观水溶性。


  5. 结论


  与普通药物粉末相比,所有开发的聚合物纳米颗粒系统均表现出改善的非诺贝特的水溶性、溶出速率和口服生物利用度(P <0.05)。纳米粒子溶出速率的加速可归因于以下:(a)非诺贝特的改善的溶解度,由于其转化为无定形形式或纳米晶态(开尔文定律);64-66(b)可用于溶解的较大表面积;(c)由于配方中存在亲水性聚合物基质,67,68促进了非诺贝特的润湿;69,70和(d)结晶强度降低。54在该研究中研究的不同纳米颗粒中,包括PVP纳米球,HP-β-CD纳米小体和明胶纳米胶囊,后一种非诺贝特与明胶以1:8(w/w)的比例纳米包封的技术显示出大鼠中表观溶解度和口服生物利用度的改善最大。因此,明胶纳米胶囊可能是一种有前途的装置,用于递送具有增强的口服生物利用度的水溶性差的非诺贝特。


  致谢


  这项工作得到了由韩国政府(MEST)资助的韩国国家研究基金会(NRF)资助(编号NRF-012R1A2A2A01045658)。


  信息披露


  作者报告说,这项工作没有利益冲突。


  参考文献


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