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一种伊快霉素及其衍生物的纳米载药系统及其制备方法和在皮肤软组织感染中的应用.pdf

  • 上传人:小**
  • 文档编号:8105936
  • 上传时间:2020-01-07
  • 格式:PDF
  • 页数:17
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201711226336.X

    申请日:

    20171129

    公开号:

    CN107802598A

    公开日:

    20180316

    当前法律状态:

    有效性:

    审查中

    法律详情:

    IPC分类号:

    A61K9/107,A61K31/4015,A61K47/42,A61P31/04,A61P17/00,D04H1/728

    主分类号:

    A61K9/107,A61K31/4015,A61K47/42,A61P31/04,A61P17/00,D04H1/728

    申请人:

    中国人民解放军陆军军医大学第三附属医院(野战外科研究所)

    发明人:

    陈剑鸿,石三军,罗明和,明月,李园园

    地址:

    400042 重庆市渝中区大坪长江支路10号

    优先权:

    CN201711226336A

    专利代理机构:

    重庆棱镜智慧知识产权代理事务所(普通合伙)

    代理人:

    李兴寰

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    内容摘要

    本发明涉及一种抗MRSA伊快霉素(equisetin)及其衍生物的新型多功能纳米载药系统及其制备方法和在皮肤软组织感染MRSA中的应用,并结合纳米和静电纺丝技术,将其制备成应用于皮肤软组织感染的具有比表面积大、孔隙率高、透气透湿性好等优点的纳米静电纺丝,为皮肤软组织感染MRSA提供了新的临床治疗方案。本发明不仅解决了抗MRSA伊快霉素(equisetin)及其衍生物皮肤软组织MRSA感染的药物递送系统问题,同时提高了药物的生物利用度,实现双重缓释,可应用于皮肤软组织感染的治疗中。

    权利要求书

    1.一种伊快霉素(equisetin)及其衍生物的纳米载药系统,其特征在于,其包含以血清白蛋白为载体制备的伊快霉素及其衍生物纳米乳。 2.一种伊快霉素纳米静电纺丝,其特征在于,其由权利要求1中伊快霉素及其衍生物纳米乳经静电纺丝技术制备而成。 3.权利要求1-2任一项所述的伊快霉素及其衍生物的纳米载药系统所述的伊快霉素及其衍生物的纳米静电纺丝在制备抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)药物中的应用,或在制备抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染皮肤及软骨组织药物中的应用。 4.伊快霉素(equisetin)及其衍生物在制备抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)药物中的应用,或在制备抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染皮肤及软骨组织药物中的应用,其中,伊快霉素的结构式如下:伊快霉素衍生物的结构式如下:R=HorCHR=HorCH。 5.权利要求1所述的伊快霉素(equisetin)及其衍生物的纳米载药系统的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)将血清白蛋白溶解于水中,作为水相;2)将伊快霉素溶解于有机溶剂中,作为有机相;3)把有机相缓慢加入到冰浴的水相中,经超声破碎,再蒸发除去有机溶剂,获得伊快霉素白蛋白纳米乳。 6.权利要求2所述的伊快霉素(equisetin)类化合物的纳米静电纺丝的制备方法,其特征在于,在权利要求5所述的制备的伊快霉素(equisetin)类化合物的白蛋白纳米乳的基础上,还包括步骤:4)将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解于有机溶剂中,然后加入所述伊快霉素白蛋白纳米乳,搅拌均匀并除去气泡,再用静电纺丝仪进行纳米静电纺丝。

    说明书

    技术领域

    本发明属于医药技术的药物制剂领域,涉及一种伊快霉素(equisetin)及其衍生物的新型多功能纳米载药系统及其制备方法和在皮肤软组织感染MRSA中的应用。

    背景技术

    金黄色葡萄球菌是一种重要的病原菌,它能引起复杂的皮肤软组织感染、菌血症、心内膜炎等病症。而耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的出现及其耐药性的不断加强进一步恶化了这一状况,它使病人的住院时间延长66%,治疗整体成本和死亡率分别提高54%和64%。MRSA已然与乙肝和艾滋并列成为世界上最难治疗的三大感染病之一。MRSA的快速扩散进一步限制了某些抗生素的使用寿命,使我们需要不断的引入新的抗MRSA抗生素和新的治疗手段。

    皮肤及软组织感染是化脓性致病菌侵犯表皮、真皮和皮下组织引起的炎症性疾病,包括毛囊炎、疖、痈、烧伤创面感染及手术后切口感染等。金黄色葡萄球菌是引起皮肤及软组织化脓性感染的主要病原菌,其引起的皮肤疾病可导致皮肤的持续反复感染,难以痊愈,且长期存在于环境中不易根除。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的出现及耐药性的不断增强进一步恶化了这一状况,而由耐甲氧西林金葡菌(MRSA)感染引起的皮肤及软组织感染占比多达(20-40%)。因此,针对MRSA开发高效新型的皮肤制剂在临床上具有十分重要的意义。

    发明内容

    本发明涉及一种伊快霉素(equisetin)及其衍生物的新型多功能纳米载药系统及其制备方法和在皮肤软组织感染MRSA中的应用。

    伊快霉素(equisetin)具有良好的抑制革兰阳性细菌生物活性,但是对耐药金黄色葡萄球菌(MRSA)仍然很少。我们首次发现伊快霉素(equisetin)具有良好的抗MRSA活性(MIC为2μg/mL)。

    本发明首先提供伊快霉素(equisetin)及其衍生物在制备抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)药物中的应用,或在制备抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染皮肤及软骨组织药物中的应用,其中,伊快霉素的结构式如下:

    伊快霉素衍生物的结构式如下:

    本发明提供一种伊快霉素(equisetin)及其衍生物纳米载药系统,其包含以血清白蛋白为载体制备的伊快霉素(equisetin)及其衍生物的纳米乳。该纳米载药系统增加了伊快霉素的溶解度和稳定性,提高了生物利用度和抗MRSA治疗疗效。

    在一个具体的实施方案中,所述伊快霉素是从上海熹垣生物科技有限公司购买获得。

    在一个具体的实施方案中,使用BSA(牛血清白蛋白)对伊快霉素(equisetin)包裹,进行伊快霉素(equisetin)的纳米乳制作。

    本发明还提供一种伊快霉素纳米静电纺丝,其由所述的伊快霉素纳米乳经静电纺丝技术制备而成。

    静电纺丝技术是一种将聚合物的溶液或熔体,利用高压静电的方法进行喷射拉伸而获得纤维的技术。静电纺丝制得的纤维直径范围一般在几十纳米到几微米,比传统的纺丝方法直径小1-2个数量级,其具有比表面积大、孔隙率高、透气透湿性好等优点。目前,该技术已经在生物医学领域如药物控制释放、人工皮肤、伤口敷料等领域得到广泛研究,并且越来越受到人们的重视。静电纺丝纤维布不仅可以模拟细胞外基质的结构,具有高孔隙率、透气性好、生物相容性好等特性,而且还具有比表面积大和载药量大的优点,在皮肤软组织感染中具有很大的应用潜力。

    因此在使用纳米技术改善抗MRSA抗生素伊快霉素(equisetin)水溶性和生物相溶性的同时,我们综合静电纺丝比表面积大、孔隙率高、透气透湿性好等优点,制备获得应用于皮肤软组织感染的具有双重缓释能力的伊快霉素(equisetin)纳米静电纺丝制剂,为皮肤软组织感染MRSA提供新的临床治疗方案。

    本发明还提供所述伊快霉素纳米载药系统或所述伊快霉素纳米静电纺丝在制备抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)药物中的应用,或在制备抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染皮肤及软骨组织药物中的应用。

    本发明还提供所述的伊快霉素纳米载药系统的制备方法,包括以下步骤:

    1)将血清白蛋白溶解于水中,作为水相;

    2)将伊快霉素溶解于有机溶剂中,作为有机相;

    3)把有机相缓慢加入到冰浴的水相中,经超声破碎,再蒸发除去有机溶剂,获得伊快霉素白蛋白纳米乳。

    在一个具体的实施方案中,伊快霉素纳米载药系统的制备方法包括:称取100mg BSA(牛血清白蛋白)溶解于双蒸水中做为水相,同时称取21mg伊快霉素(equisetin)使用CHCl3:CH2OH(体积比1:1)溶解作为有机相,然后把有机相缓慢加入冰浴的水相中,以60%的功率在超声破碎仪超声12min;最后使用旋转蒸发仪减压浓缩除去有机溶剂,获得伊快霉素(equisetin)白蛋白纳米乳。

    本发明还提供所述的伊快霉素纳米静电纺丝的制备方法,在上述制备的伊快霉素白蛋白纳米乳的基础上,还包括步骤:4)将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解于有机溶剂中,然后加入所述伊快霉素白蛋白纳米乳,搅拌均匀并除去气泡,再用静电纺丝仪进行纳米静电纺丝。

    在一个更具体的实施方案中,伊快霉素纳米静电纺丝的制备方法包括:首先称取45%的PVP溶解于3ml乙醇中,然后再加入2mL已经制作成功的伊快霉素(equisetin)白蛋白纳米乳;放入一个搅拌子搅拌14小时至完全均匀混合,然后从搅拌仪上取下,并取出搅拌子,静止放置30min至无气泡;再用静电纺丝仪进行静电纺丝,电压为19-24KV,距离为15cm,流速为0.5ml/h;最后获得的伊快霉素(equisetin)白蛋白纳米静电纺丝。

    本发明主要以抗MRSA抗生素伊快霉素(equisetin)及其衍生物为基础,结合纳米和静电纺丝技术,将其制备成为应用于皮肤软组织感染的,具有比表面积大、孔隙率高、透气透湿性好等优点的纳米静电纺丝双重缓释制剂,为皮肤软组织感染MRSA提供新的临床治疗方案。

    附图说明

    图1伊快霉素(equisetin)和表伊快霉素(epi-equisetin)的活性筛选图(图中标识1伊快霉素(equisetin),标识2对应表伊快霉素(epi-equisetin))。

    图2伊快霉素(equisetin)和表伊快霉素(epi-equisetin)的波谱图(其中,图2-1为伊快霉素的H谱图,图2-2为伊快霉素的C谱图,图2-3为表伊快霉素的H谱图,图2-4为表伊快霉素的C谱图)。

    图3伊快霉素(equisetin)纳米乳的粒径、PDI(Polymer dispersity index)透射电镜(TEM)图(其中,图3-1为透射电镜图,图3-2为PDI图)。

    图4伊快霉素(equisetin)纳米静电纺丝布直观图及扫描电镜(SEM)图(其中,图4-1为纳米静电纺丝直观图和扫描电镜图,图4-2为纳米静电纺丝粒径分布图)。

    图5伊快霉素(equisetin)的差示量热扫描分析(DSC)图。

    图6伊快霉素(equisetin)体外释放图。

    图7伊快霉素(equisetin)的体外anti-MRSA活性图。

    图8伊快霉素(equisetin)的体内anti-MRSA活性(图8-1)及MRSA感染伤口愈合图(图8-2)。

    具体实施方式

    以下实施例仅是对本发明的进一步阐述与说明,而不是对本发明范围的限制。下面参照实施例进一步详细阐述本发明,但是本领域技术人员应当理解,本发明并不限于这些实施例以及使用的制备方法。而且,本领域技术人员根据本发明的描述可以对本发明进行等同替换、组合、改良或修饰,但这些都将包括在本发明的范围内。

    实施例-1伊快霉素(equisetin)和表伊快霉素(epi-equisetin)的anti-MRSA活性筛选

    使用K-B纸片扩散法进行anti-MRSA活性筛选。具体步骤为:a)活化MRSA;b)培养到对数期;c)熔化已灭菌的MHA培养基,放冷到约50℃,不烫手背为佳;d)加入适量对数期的MRSA菌液到熔化好的已灭菌MHA培养基中,至终浓度约106/mL;e)趁热倒平板;f)加入10,18,25ug含药滤纸片,30℃培养16h观察抑菌圈。筛选结果显示1(伊快霉素)具有很强的抑菌活性,显示2(表伊快霉素)抗菌活性次之。具体结果见图1。

    实施例2伊快霉素(equisetin)和表伊快霉素(epi-equisetin)的波谱数据整理及鉴定图谱(见图2)

    化合物1伊快霉素equisetin(+)-HR-ESI-MS m/z:374.2328([M+H]+,calcd for C22H32NO4,374.2326);1H NMR(CDCl3 500MHz)δ:3.28(1H,brd,H-3),5.34(1H,brs,H-4),5.34(1H,brs,H-5),1.90(1H,brs,H-6),0.83,1.76(2H,m,H-7),1.48(1H,m,H-8),1.08,1.69(2H,H-9),0.95,1.80(2H,m,H-10),1.62(1H,m,H-11),1.38(3H,brs,H-12),5.13(1H,m,H-13),5.18(1H,m,H-14);1.47(3H,brs,H-15),0.85(3H,d,J=7Hz,H-16),3.56(1H,brs,H-5’),3.87,3.91(2H,d,J=14Hz,H-6’),3.0(3H,brs,H-7’),13C NMR(CDCl3,125MHz)δ:190.3(C-1),48.7(C-2),45.0(C-3),126.9(C-4),130.8(C-5),38.5(C-6),42.1(C-7),33.2(C-8),35.6(C-9),28.2(C-10),39.8(C-11),14.0(C-12),129.9(C-13),126.5(C-14),17.7(C-15),22.3(C-16),177.0(C-2’),100.1(C-3),198.7(C-4’),67.3(C-5’),60.1(C-6’),27.2(C-7’);

    化合物2表伊快霉素epi-equisetin(+)-HR-ESI-MS m/z:374.2331([M+H]+,calcd for C22H32NO4,374.2326);1H NMR(CDCl3 500MHz)δ:3.26(1H,brd,H-3),5.33(1H,brs,H-4),5.33(1H,brs,H-5),1.89(1H,brs,H-6),0.80,1.76(2H,m,H-7),1.43(1H,m,H-8),1.07,1.68(2H,H-9),0.94,1.79(2H,m,H-10),1.60(1H,m,H-11),1.39(3H,brs,H-12),5.08(1H,m,H-13),5.18(1H,m,H-14);1.42(3H,brs,H-15),0.84(3H,d,J=7Hz,H-16),3.58(1H,brs,H-5’),3.84,3.92(2H,d,J=14Hz,H-6’),3.0(3H,brs,H-7’),13C NMR(CDCl3,125MHz)δ:190.3(C-1),48.7(C-2),44.9(C-3),127.0 (C-4),130.7(C-5),38.4(C-6),42.2(C-7),33.4(C-8),35.6(C-9),28.2(C-10),39.8(C-11),14.0(C-12),129.8(C-13),126.5(C-14),17.6(C-15),22.5(C-16),176.9(C-2’),100.4(C-3),198.6(C-4’),66.8(C-5’),59.9(C-6’),27.1(C-7’).

    实施例3伊快霉素(equisetin)的纳米乳制备

    使用BSA(牛血清白蛋白)对伊快霉素(equisetin)包裹,进行纳米粒的制作。具体方法为称取100mg BSA(牛血清白蛋白)溶解于双蒸水中做为水相,同时称取21mg伊快霉素(equisetin)使用CHCl3:CH2OH(1:1)溶解作为有机相。然后把有机相缓慢加入冰浴的水相中,以60%的功率在超声破碎仪中超声12min。最后使用旋转蒸发仪减压浓缩除去有机溶剂,获得伊快霉素(equisetin)白蛋白纳米,最后进行纳米乳的粒径、PDI、Zeta电位的测试及透射电镜观察,由图可知,伊快霉素(equisetin)白蛋白纳米乳粒径在230nm左右,纳米粒径分布均匀,制作成功,具体见图3。

    实施例4伊快霉素(equisetin)衍生物trichosetin的纳米乳制备

    使用BSA(牛血清白蛋白)对伊快霉素衍生物N-去甲基伊快霉素(trichosetin)包裹,进行纳米粒的制作。具体方法为称取100mg BSA(牛血清白蛋白)溶解于双蒸水中做为水相,同时称取21mg trichosetin使用CHCl3:CH2OH(1:1)溶解作为有机相。然后把有机相缓慢加入冰浴的水相中,以60%的功率在超声破碎仪中超声12min。最后使用旋转蒸发仪减压浓缩除去有机溶剂,获得trichosetin白蛋白纳米乳,最后进行纳米乳的粒径、PDI、Zeta电位的测试,trichosetin白蛋白纳米乳粒径在210nm左右,纳米粒径分布均匀,制作成功。

    伊快霉素衍生物trichosetin的结构式如下,

    实施例5纳米乳的静电纺丝制备

    使用高分子材料PVP作为白蛋白纳米乳的静电纺丝载体。首先称取45%的PVP溶解于3ml乙醇中,然后再加入2mL已经制作成功的伊快霉素(equisetin)白蛋白纳米乳,混合均匀。放入一个搅拌子搅拌14小时至完全均匀混合,然后从搅拌仪上取下,并取出搅拌子,静止放置30min至无气泡。最后用静电纺丝仪进行静电纺丝,电压为19-24KV,距离为15cm,流速为0.5ml/h。最后获得的伊快霉素(equisetin)白蛋白纳米静电纺丝。由图可知,纺丝均匀,平均粒径在370nm,纺布光滑细腻,具体见图4。

    实施例6纳米静电纺丝的差示量热扫描表征

    对伊快霉素(equisetin)原药,纳米和纳米静电纺丝及PVP静电纺丝进行差示量热扫描分析。其中负吸收峰代表吸热峰,正吸收峰代表放热峰。伊快霉素(equisetin)原药在约267℃时出现一个放热峰,而在其它组中并未出现;同时伊快霉素(equisetin)纳米粒静电纺丝与PVP静电纺丝并没有出现新的吸热和放热峰,说明伊快霉素(equisetin)纳米粒被成功纺入静电纺丝中。见图5。

    实施例7伊快霉素(equisetin)化合物原药、纳米乳及纳米静电纺丝制剂的包封率和药物释放

    对获得的伊快霉素(equisetin)的纳米乳,使用高速离心法进行药物的包封率测试,具体方法为,取1ml纳米乳+1ml胰酶(2mg/ml),37度消化2h+2ml甲醇,涡旋2min后25000rpm/min离心15min,取上清以获得总药;而游离药测定则为,取1ml纳米乳25000rpm/min离心2h,取上清得游离药。同时游离药也按照之前处理总药的办法:加入1ml去双蒸水,再加入2ml甲醇,涡旋2min后25000rpm/min离心15min得最后游离药。对最后获得的总药和游离药进HPLC分析,计算出相应的AUC(积分面积),再按照标准曲线算出相应浓度,最后包封率=1-游离药/总药。最后计算结果显示,伊快霉素(equisetin)的纳米乳包封率为91.25%,伊快霉素(equisetin)纳米乳包封率高。同时对原药、纳米乳及静电纺丝制剂进行药物释放测试,释放介质为含有10%乙醇的PBS溶液,分别在0,30min,45min,1h,2h,4h,6h,8h,10h,11h,24h,48h,取样进HPLC分析。对进样后的AUC计算出相应的药物浓度,最后计算出药物释放率,以对equisetin的纳米乳及equisetin的纳米静电纺丝制剂进行控缓效果考察。结果显示伊快霉素(equisetin)原药在0.5h内有突释作用,而equisetin的纳米静电纺丝制剂能控制突释作用,具有缓释功能。具体见图6。

    实施例8体外抑菌活性(MIC和抑菌动力学)考察

    分别对制备获得的伊快霉素(equisetin)原药,纳米乳、纳米静电纺丝,阴性对照,阳性对照组,使用K-B纸片扩散法,二倍稀释最小抑菌浓度(MIC)法进行体外活性考察,进一步评价其药用价值及不同剂形的区别。将菌液培养至0.5麦氏比浊标准,用培养基1:100稀释菌液成试验菌液。向1号孔各加入试验菌液192μl,取8μl样品溶液置于1号孔中混匀(使最后药物浓度达到128μg/ml),向2-11号孔各加入试验菌液100μL,从1号孔中取100μl加入2号孔,依次类推稀释至11号孔,混匀后弃去100μL,第12号孔作为不加药液的空白对照孔加入试验菌液200μL,将96孔板放于30℃恒温培养箱中培养16-20h后观察结果。根据各样品的浓度,从无菌生长孔中确定其MIC值将试验菌液培养至0.5麦氏比浊标准,用培养基1:100稀释菌液,结果显示纳米、纳米静电纺丝有更好的抑菌活性。见图7-1。

    抑菌动力学测试方法为,将菌液培养至0.5麦氏比浊标准,用培养基1:100稀释菌液成试验菌液。取10mL试验菌液放入各灭菌试管中,再分别加入伊快霉素(equisetin)原药,纳米乳、纳米静电纺丝,阴性对照,阳性对照(各药物组的药物加入后,使药物浓度达到1/2MIC)后,放入30℃恒温培养箱中培养,并分别于4h,8h,12h和16h取200μL测试OD600的吸光度。结果纳米静电纺丝有最好的抑菌活性,见图7-2

    实施例9体内SD大鼠anti-MRSA活性考察

    1)MRSA伤口感染模型

    选取260g的SD雌性大鼠若干,首先使用无菌剪刀剃毛,然后使用脱毛膏脱毛,75%的乙醇在皮肤表面消毒并干燥后,使用无菌剪刀剪开一个约1cm2的伤口。将35μL培养至0.5麦氏比浊标准的MRSA菌液涂于伤口处,伤口干燥后加入含有伊快霉素(equisetin)原药30μg的各给药组及阳性照组(头孢西丁)。每天给药两次,连续两天给药,第三天把伤口剪下并用无菌水把菌液洗下来,然后分别用MHB培养基稀释105,106,107倍,最后取稀释后的菌液体100μL于MHA平板上涂布后置于30℃恒温培养箱中培养24h。最后进行细菌计数。结果显示纳米静电纺丝组能显著降低MRSA菌落数,见图8-1。

    2)伤口愈合

    选取260g的SD雌性大鼠若干,首先使用无菌剪刀剃毛,然后使用脱毛膏脱毛,75%的乙醇在皮肤表面消毒并干燥后,使用无菌剪刀剪开一个约1cm2的伤口。将35 μL培养至0.5麦氏比浊标准的MRSA菌液涂于伤口处,并立即加入含有伊快霉素(equisetin)原药30μg的各给药组及阳性照组(头孢西丁)。分别于0,5,9,13天观察伤口愈合情况及愈合面积,结果显示纳米粒静电纺丝组能显著促进MRSA感染后的SD雌性大鼠伤口愈合,见图8-2。

    虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明,但这些实施方式只是作为提示,不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。

    关 键  词:
    一种 霉素 及其 衍生物 纳米 系统 制备 方法 皮肤 软组织 感染 中的 应用
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