治疗表皮原发性细菌感染的壳聚糖/磷脂自组装纳米粒的制备及评价

当环境中的细菌通过破损皮肤侵入到人体内部时,会引发严重的脓毒症、全身多器官衰竭,甚至可能危及生命。迄今为止,乳膏、凝胶、乳剂、软膏等多种传统药物递送系统已被广泛的用于递送抗生素等药物进行表皮细菌感染治疗。虽然这些传统制剂在治疗表皮细菌感染方面取得了一定进展,但仍存有许多潜在问题,如传统制剂在应用时,抗生素在表皮相对较低的滞留量和滞留时间会导致药物疗效降低,需要高频次、大剂量应用来保证药物疗效,既降低了患者的依从性,还会导致药物的过度吸收进入血液循环,增加不良反应的发生。近年来纳米药物递送系统在治疗表皮细菌感染领域的应用引起了广泛的关注。为了解决上述问题,本课题设计构建了一种具有高效表皮递送能力的卵磷脂/壳聚糖纳米药物递送系统(Lecithin/chitosan nanoparticles,LCNPs),用于表皮细菌感染的治疗。首先,以静电吸附作用制备壳聚糖纳米粒(Chitosan nanoparticles,CNPs);随后与卵磷脂自组装形成LCNPs。通过单因素实验和中心组合旋转设计法对LCNPs制备处方进行优化,以粒径为考察指标,筛选出最佳的制备处方。优化处方工艺制备的LCNPs的平均粒径为325.9±7.4 nm,Zeta电位为26.6±1.2 m V,批间重复性好,处方工艺稳定可行。使用激光粒度仪、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、红外光谱、紫外吸收光谱以及动态透析的方法对LCNPs的形貌、尺寸、载药量、包封率及体外释放等理化性质进行了系统研究,结果显示所制备的纳米粒形态均匀、形貌稳定、粒度合适、显现出单分散的球形结构。盐酸环丙沙星具有广谱的抗菌性能,杀菌效果好。然而环丙沙星常见一些不良反应,如腹部不适、疼痛、腹泻、恶心。选取盐酸环丙沙星(CIP)作为抗菌模型药物,通过卵磷脂/壳聚糖纳米粒包载CIP,将药物地送到表皮层,发挥表皮抗菌能力,减少药物的副作用。首先,探究壳聚糖/卵磷脂自组装纳米粒对药物的包封与载药情况,结果表明,CIP-LCNPs的最大包封率为41.65%±1.25%,载药量为7.53%±0.25%。在48 h内,纳米粒中CIP的累积释放率为93.81%±2.05%。此外,进行体外药物释放动力学模型拟合,结果表明CIP-LCNPs纳米粒的药物释放符合Korsmeyer-Peppas动力学模型,释放指数n为0.32,属于F点击此处ick类型释放(n<0.43),即药物先扩散到卵磷脂层,再释放到释放介质当中。随后,采用多种方法,进行稳定性研究、生物相容性、抗菌性能及经皮渗透性等体外性能研究。不同温度下LCNPs长期放置稳定性研究发现,纳米粒在4℃条件下粒径变化较小,稳定性较好。通过溶血性、细胞毒性和皮肤刺激性实验等来评价CIP-LCNPs的生物相容性,发现CIP-LCNPs具有较好的生物相容性及生物安全性,符合国家药典的规定。采用圆盘扩散法研究CIP-LCNPs体外抗菌获悉更多性能,结果显示CIP-LCNPs对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制圈大小分别为1.89±0.06 cm和2.92±0.03 cm,表现出良好的体外抗菌性能。此外,经皮渗透性实验表明,CIP-LCNPs的皮肤药物累积渗透量为8.01±0.51μg/cm~2,低于市售CIP乳膏、市售CIP凝胶的皮肤药物累积渗透量。同时,通过定量计算对比发现,市售CIP乳膏、市售CIP凝胶、CIP-CNPs、CIP-LCNPs中CIP在表皮层与真皮层滞留量比分别为1.35、1.81、3.05和4.98。以上结果表明,CIP-LCPNs可有效提高CIP在表皮层中的滞留,减少CIP透过真皮层进入血液循环,增加表皮抗菌能力,避免不良反应的发生。在此基础上,通过构建表皮伤口感染的动物模型,研究其体内促进伤口愈合的能力。结果显示,经CIP-LCNPs治疗的伤口显示出较好的愈合效果,5天后伤口愈合程度为99.4%±0.2%,authentication of biologics证明制备所具有良好的促进表皮感染伤口的愈合的能力。本课题制备的CIP-LCNPs可以有效地将药物定位于表皮层,增加药物的滞留量和滞留时间,展现出良好的表皮抗感染效果,为治疗表皮细菌感染提供新的思路与策略。