一种结肠靶向型pH敏感水凝胶及其制备方法和应用的制作方法【技术领域】，涉及一种结肠靶向型PH敏感水凝胶的制备方法和应用。[0002]口服结肠革巴向给药系统(oral colon—specific drug delivery system OCDDS),是指通过一定的制剂学手段，使药物经口服后不在胃肠道上端释放，运送回肠至盲肠部位或结肠后才开始崩解或蚀解并释放出药物，从而发挥局部或全身治疗作用的一种给药系统。[0003]O⑶DS由载体材料和目标药物构成，主要根据胃肠道和结肠特有的生理特点和载体特性来设计，目前OCDDS主要有6个大类:pH依赖型结肠靶向给药系统、时间依赖型结肠靶向给药系统、菌群/酶触发型结肠靶向给药系统、压力控制型结肠靶向给药系统、生物黏附型结肠靶向给药系统、复合型结肠靶向给药系统。[0004]胃肠道中pH逐渐递增，结肠中pH相对较高，为pH依赖型结肠靶向制剂的生理学基础；结肠中存在高浓度的肠道微生物，某些多糖的交联化合物易受结肠微生物降解，具有良好的结肠祀向性。
[0005]针对天然大分子多糖类材料结肠定位性差，药物提前释放导致无法达到结肠治疗的问题，本发明提出一种结肠靶向型PH敏感水凝胶及其制备方法和应用，不需要包衣或其他避免胃肠道破环作用等繁琐操作的结肠靶向水凝胶，是一种新型改善水溶性药物剂的方案。[0006]本发明是通过以下技术方案来实现:
[0007]—种结肠靶向型pH敏感水凝胶，包括用于负载药物的硬酯酸单甘油酯，在其外周裹覆有钙化的海藻酸钠凝胶层；
[0008]其中，硬酯酸单甘油酯与钙化的海藻酸钠凝胶层的质量比为2:1~1:1。
[0009]在负载药物时，硬酯酸单甘油酯与药物物理混合，然后再裹覆海藻酸钠凝胶层；
[0010]在外部环境pH=7.4时，外层裹覆的钙化海藻酸钠逐渐溶胀溶蚀，体温下硬酯酸单甘油酯融化，所负载的药物逐渐释放出来。
[0011]所述的药物为水溶性药物或两亲性的药物。
[0012]以质量分数计，包括至少50%的硬脂酸单甘油脂，至少30%的海藻酸钠凝胶，至少
1.0%的钙离子。
[0013]以质量分数计，所述的硬酯酸单甘油酯与海藻酸钠的质量比为40:22.5~30 ;
[0014]所述的钙化的海藻酸钠是以氯化钙作为交联剂，海藻酸钠胶浆固化至少24h再经干燥而形成的，海藻酸钠与氯化钙的质量比为10~25:1。
[0015]所述的海藻酸钠胶浆的质量浓度为7.5%，所述的氯化钙来自质量浓度3%的氯化钙溶液。
[0016]一种结肠靶向型pH敏感水凝胶的制备方法，包括以下操作:
[0017]I)在水浴下，将硬酯酸单甘油酯充分融化，再将其与待负载的药物混匀，低温下凝固，得到载药的硬酯酸单甘油酯；
[0018]2)以质量份数计，在载药的硬酯酸单甘油酯上均匀裹覆海藻酸钠胶浆，再加
2.4%~6%的氯化钙进行固化，干燥后得到结肠靶向型pH敏感水凝胶。
[0019]进一步，具体包括以下操作:
[0020]I)在70°C下水浴I~3min，将硬酯酸单甘油酯充分融化，再将其与待负载的药物混匀，4~20°C下凝固，得到载药的硬酯酸单甘油酯；
[0021]2)以质量份数计，在载药的硬酯酸单甘油酯上均匀裹覆质量浓度为5~7.5%的海藻酸钠胶浆，再用质量浓度为2~3%氯化钙溶液进行钙化，钙化时间24h以上，然后于15~20°C干燥10~12h得到结肠靶向型pH敏感水凝胶。
[0022]所述的海藻酸钠胶浆的质量浓度为7.5%，氯化钙溶液的质量浓度为3%，
[0023]所述的硬酯酸单甘油酯与海藻酸钠胶浆的质量比为4: 3，氯化钙溶液与海藻酸钠胶浆的质量比为1:10。 [0024]以质量比计，硬脂酸单甘油脂:海藻酸钠胶浆:氯化钙溶液=40:30:3。
[0025]所述的结肠靶向型pH敏感水凝胶在制备结肠靶向给药的药物中的应用。
[0026]与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果:
[0027]本发明为使水溶性药物HSS在体内缓慢释放以延长疗效，以硬酯酸单甘油酯为药物的载体，其外裹覆具有PH敏感性及菌群触发性的钙化海藻酸钠，提出一种有效的结肠靶向水凝胶制备方法，探索了水溶性药物缓释或控释的可能性和方法。同时减轻患者对氢化可的松琥珀酸钠因临床上多为注射剂的不顺应性和痛苦。
[0028]本发明制备的水凝胶在很大程度上抑制了水溶性药物氢化可的松琥珀酸钠在胃及小肠的释放，药物定向到达结肠部位发挥药效，减少药物提前释放，大大提高了药物到达结肠部位的量，以达到结肠靶向治疗效果，并且降低由于全身吸收引起的毒副作用。
[0029]本发明的制备方法为结肠治疗提供了新型的工艺以及处方，它在一定程度上解决了天然多糖作为结肠药物载体时药物提前释放导致无法达到结肠治疗效果的问题，促进了安全、无毒的天然多糖材料作为结肠靶向载体的进一步开发与利用。并且操作简单，材料易得，选用筛选指标可信度高。
[0030]本实验制备的水凝胶在一定程度上抑制了药物在胃及小肠的过多释放，药物定向到达结肠部位从而发挥药效。



[0031]图1为海藻酸钠水凝胶在不同pH环境下溶胀率随时间变化情况；
[0032]图2为不同海藻酸钠浓度制备的HSS-GEL体外释放；
[0033]图3为不同氯化钙浓度制备的HSS-GEL体外释放；
[0034]图4为不同钙化时间制备的HSS-GEL体外释放；
[0035]图5为不同载药量制备的HSS-GEL体外释放；
[0036]图6为HSS-GEL在不同pH环境下的总释放；[0037]图7-1~7-2分别为大鼠空白血浆、HC+空白血浆中HC的HPLC色谱图；
[0038]图8为大鼠口服HSS和HSS-GEL的药-时曲线；
[0039]图9为大鼠口服HSS-GEL不同时间点胃、小肠以及结肠内容物中药物浓度。具体实施方案
[0040]下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
[0041]本发明提供的结肠靶向型pH敏感水凝胶是基于结肠靶向型、pH敏感、菌群触发相结合的水凝胶；其中:
[0042]由于胃肠道、结肠中的pH变化，以及结肠中存在高浓度的肠道微生物，使得某些多糖的交联化合物易受结肠微生物降解，具有良好的结肠靶向性，因此，本发明选择海藻酸钠作为凝胶材料。[0043]海藻酸是一种线型的天然高分子化合物，其主要成分是D-甘露糖醛酸和L-古洛糖醛酸。因为有刚性的聚L-古洛糖醛酸链，海藻酸不会自凝胶，但是钙离子的引入会导致其凝胶。而且钙化的海藻酸钠凝胶具有pH敏感性，低pH环境中处于收缩状态而高pH环境中溶胀从而释放药物。由于小肠与结肠具有相似的PH环境，所以，为了避免药物在小肠中提前释放，本发明将药物与栓剂基质硬酯酸单甘油酯混合，再用钙化的海藻酸钠均匀裹覆以避免药物在小肠中的提前释放，提高靶向性。此外，当凝胶到达结肠部位时，由于，结肠存在可分泌葡聚糖酶的微生物，也可加快药物的释放。
[0044]所述的药用成分为水溶性药物或两亲性药物。具体以水溶性药物来进行说明:
[0045]氢化可的松琥珀酸钠是氢化可的松的盐类化合物，有较好的水溶性。具有抗炎、抗过敏和免疫抑制等多种药理作用。但水溶性药物在体内扩散释放非常快、消除也快，疗效维持时间较短，氢化可的松琥珀酸钠临床上多为注射剂，增加患者不顺应性和痛苦。本发明为使水溶性药物氢化可的松琥珀酸钠HSS在体内缓慢释放以延长疗效，以硬酯酸单甘油酯为阻滞剂，制备水溶性药物HSS水凝胶。
[0046]I载药海藻酸钠水凝胶的制备
[0047]1.1载药凝胶材料的制备
[0048]载药硬酯酸单甘油酯的制备:取约200mg硬酯酸单甘油酯置于70°C水浴使其充分融化，将氢化可的松琥珀酸钠粉末与其均匀混合，低温下使其凝固，备用。
[0049]海藻酸钠胶浆(7.5%，Alg)的制备:称取海藻酸钠粉3.0g，加入到盛有40mL水的IOOmL烧杯中,搅拌至呈均一状。
[0050]氯化钙溶液(3%)的制备:称取氯化钙粉末1.5g,加入到盛有50mL水的IOOmL的烧杯中，充分溶解。
[0051]1.2载药凝胶的制备
[0052]【处方】
[0053]硬酯酸单甘油醋迟释材料0.2g 氯化钙溶液(3%，以质量比计) 固化材料0.5mL 海藻酸钠胶浆(7.5%，以质量比计)凝胶材料2mL HSS 药用成分20mg
[0054]【制备】
[0055]取约200mg的硬酯酸单甘油酯置于70°C水浴使其充分融化，将氢化可的松琥珀酸钠粉末与其均匀混合，低温下使其凝固，备用。
[0056]将制备好的载药硬酯酸单甘油酯外面均匀裹覆7.5%海藻酸钠胶浆，然后加入
0.5ml3%氯化钙溶液，静置固化24h，最后将其置于烘箱中烘干，得到载药水凝胶。
[0057]【注】后述中所提水凝胶均按本法制备，且同一实验所用水凝胶为同一批次。
[0058]2该海藻酸钠水凝胶溶胀性实验
[0059]将盛有20mL不同pH缓冲溶液(ρΗ1.2的人工胃液、ρΗ7.4的PBS溶液)的广口瓶置于37°C的水浴中至缓冲液达37°C恒温；取2组空白水凝胶，精密称重；将2组水凝胶分别浸泡于pHl.2的人工胃液、pH7.4的PBS溶液中；分别于30min、lh、2h、4h、5h、6h取出水凝胶，用滤纸吸去水凝胶表面的水后，精密称重；计算水凝胶在每个时间点的溶胀率(SwellingRatio, SR),计算公式如下:
[0060]SR= (Wt-W0) /W0X 100%
[0061]其中，Wt为t时刻凝胶质量(g) ；ff0为浸泡前水凝胶的初重(g)。
[0062]由图1可以看出，海藻酸钠水凝胶在pH7.4环境下的溶胀率远远大于pHl.2环境下的溶胀率，并且在6个小时后，海藻酸钠水凝胶在pH7.4环境下逐渐开始溶蚀，也就说明了，载药后的水凝胶可以很好控制药物在低PH条件下胃中不释放；只有在pH升高之后才进行释放，满足了靶向释放的要求。
[0063]3HSS-Gel体外释放及单因素考察
[0064]3.1筛选指标
[0065]采用中国药典2010年版二部附录体外释放度测定法第二法(桨法)，在温度为37 ± 0.5 °C，释放介质为人工胃液750ml，人工肠液1000ml，人工结肠液900ml，将水凝胶分别置于人工胃液2h，人工肠液4h，人工结肠液6h，于设定时间点取样Iml同时补加等量溶出介质，取出样品用0.45 μ m微孔滤膜滤过，HPLC测定滤液中药物含量，计算累积溶出率，以水凝胶在上述条件的释药行为筛选指标，考察海藻酸钠浓度、CaCl2浓度、固化时间、载药量对药物体外释放行为影响，筛选出体外释药行为最佳的水凝胶，最大程度上接近体内PH变化情况。
[0066]3.2海藻酸钠浓度对药物体外释放行为的影响
[0067]其他条件一致的前提下，分别制备三批海藻酸钠浓度不同的载药水凝胶，即将药物与硬酯酸单甘油酯均匀混合冷却凝固后，分别用5%、7.5%、10%的海藻酸钠将其均匀裹覆，再加入3%的CaCl2溶液固化相同的时间，最后将其于烘箱中烘干，得到三批海藻酸钠浓度不同的载药水凝胶。
[0068]表3-1:HSS水凝胶不同浓度海藻酸钠的释放度