肺吸入胰岛素气雾剂的研制及动物实验研究
作者：李德强 赵伯钦 张南雁 商启昌 李晓芳
单位：李德强(第四军医大学西京医院内分泌科，陕西 西安 710032)；赵伯钦(第四军医大学西京医院内分泌科，陕西 西安 710032)；张南雁(第四军医大学西京医院内分泌科，陕西 西安 710032)；商启昌(兰州军区第一门诊部)；李晓芳(第四军医大学西京医院内分泌科，陕西 西安 710032)
关键词：胰岛素；气雾剂；动物实验；大鼠
西北国防医学杂志000326 摘要：目的：通过动物实验筛选出较理想的促进剂以制成有效的肺吸入胰岛素气雾剂。方法：选用豆膦脂、肺表面活性剂、鼠李糖、咪唑啉、甘氨胆酸钠和甘珀酸钠六种表面活性剂为促进剂，制成胰岛素溶液，再以吐温-80、司盘-80做基质制成胰岛素气雾剂，经超声雾化，自SD大鼠鼻腔吸入，分别检测其血糖降低程度。结果：甘珀酸钠及甘氨胆酸钠的促进作用较强。结论：以甘珀酸钠和甘氨胆酸钠为促进剂可制成有效的肺吸入胰岛素气雾剂。
, 百拇医药
中图分类号：R 977.1+5 文献标识码：A 文章编号：1007-8622(2000)03-225-02
Study on making and animal experiment of pulmonary inhaled insulin aerosols
LI De-qiang,ZHAO Bo-qin,ZHANG Nan-yan,et al.
(Department of Endocrinology,Xi Jing Hospital,The 4th Military Medical University,710032)
Abstract:Objective:To select ideal accelerator through animal experiment to make effective pulmonary inhaled insulin aerosols.Methods:Six surfactants-bean phospholipid,pulmonary surfactant,rhamnose,imidazoline,natrium glycocholic acid and natrium glyceric acid were chosen as accelerator to made into insulin solutions,and then use tween-80 and span-80 as matrix to made insulin aerosols,which were ultrasounicly nebulized and inhaled by SD rats through nose.Dropping degrees of blood sugar of these rats were measured.Results:Natrium glycocholic acid and natrium glyceric acid had strong accelerating action.Conclusion:Using of natrium glycocholic acid and natrium glyceric acid as accelerator can make effective pulmonary inhaled insulin aerosols.
, 百拇医药
Key words:Insulin; Aerosol; Animal test; Rat
近年来，胰岛素非注射剂型的研究越来越引起人们的重视[1]，其中胰岛素滴鼻剂的研究非常活跃[2]，目前也已有鼻腔用气雾剂的实验报道[3]，但其降血糖作用尚不十分理想。作者从六种刺激性较小的吸收促进剂中筛选出甘珀酸钠及甘氨胆酸钠制成胰岛素肺吸入气雾剂，经超声雾化自SD大鼠鼻腔吸入，证明有明确的降血糖作用。
1 材料与方法
1.1 动物：SD大鼠80只，雄性，体重250±20 g，随机分组，每组10只，第四军医大学动物中心提供。
1.2 药品：胰岛素为江苏徐州生物化学制药厂产品，甘氨胆酸钠为Sigma公司产品，甘珀酸钠、豆膦脂、吐温-80、司盘-80、鼠李糖、肺表面活性剂、咪唑啉为各有关研究所所赠，气雾剂定量阀门为上海华罐喷雾阀门厂所赠。
, http://www.100md.com
胰岛素气雾剂：用吐温-80、司盘-80做基质，加入一定量的胰岛素，分别加入1%的上述六种促进剂制成气雾剂。喷头调至每次喷出量50±2 μl，其胰岛素含量为4.6×104U.L-1。
1.3 动物实验[4]：加不同促进剂的胰岛素溶液经超声雾化，自大鼠鼻腔吸入后胰岛素溶液浓度为3.2×104U.L-1，对照组大鼠胰岛素溶液用量为5 U.kg-1。
1.4 血糖测定：大鼠分别于给药后0、15、30、60、120、180 min从尾部取血15 μl，在ONE TOUCH Ⅱ仪器(Lifescan,Johnson and Johnson Company)上测定血糖含量(mmol.L-1)，计算血糖下降百分率，然后以t检验做统计学分析，其计算公式为：
, 百拇医药
血糖下降百分率(%)＝
2 结果
从表1看出，1%豆膦脂、1%肺表面活性剂、1%鼠李糖及1%咪唑啉对胰岛素降血糖的吸收促进作用不明显；而1%甘珀酸钠及1%甘氨胆酸钠作用较强，尤其1%甘氨胆酸钠在30 min时作用最强，1%甘氨胆酸钠加1%肺表面活性剂，作用未见增强，反而减弱。
表1 不同表面活性剂对胰岛素降血糖百分率的影响(
±s) 表面活性剂
n
起始血糖
mmol.L-1
, 百拇医药
不同时间血糖下降百分率(%)
15 min
30 min
60 min
120 min
180 min
1%肺表面活性剂
10
3.203±0.154
8.24±2.04
14.20±3.15
12.20±3.42
, http://www.100md.com
18.15±3.25
10.73±4.12
1%豆膦脂
10
3.607±0.202
9.27±1.96
13.85±3.04
13.22±2.58
23.17±4.11
25.54±4.68
1%咪唑啉
10
, http://www.100md.com
3.27±0.165
5.65±1.94
17.20±1.88
28.95±4.37
29.22±4.23
18.60±8.22
1%鼠李糖
10
3.54±0.136
5.43±2.12
15.83±4.02
23.74±5.22
, http://www.100md.com
40.56±6.21※
41.50±5.42※
1%甘氨胆酸钠
10
3.30±0.221
28.46±3.15▲
51.25±2.25▲
45.53±4.74※
29.41±4.15※
28.63±6.13
, http://www.100md.com
1%甘氨胆酸钠+1%
10
3.60±0.172
13.60±2.20
30.56±3.43※
25.55±3.28
19.41±2.07
15.40±2.58
肺表面活性剂
1%甘珀酸钠
10
3.45±0.154
, 百拇医药
16.20±2.32※
24.29±3.10※
40.38±5.09※
42.96±4.35※
35.76±7.25
对照
10
3.64±0.140
3.63±1.68
5.98±1.56
15.95±4.11
, 百拇医药
15.59±2.88
15.31±4.34
注：甘氨胆酸钠组与对照组相比较，鼠李糖组与对照组相比较，甘氨胆酸钠+肺表面活性剂组与对照组相比较，甘珀酸钠组与对照组相比较：※0.05>P>0.01，▲P<0.01
为了进一步验证甘珀酸钠和甘氨胆酸钠的促进吸收效果，又取SD大鼠40只，随机分为4组，每组10只，仍按上法进行实验。以吐温-80和司盘-80制成的气雾剂作为对照组(A)，加胰岛素为(B)组，添加甘珀酸钠为(C)组，添加甘氨胆酸钠为(D)组，结果如表2显示：B、C、D组与对照A组相比有非常显著性差异(均P<0.01)，说明胰岛素气雾剂有显著降血糖的作用；D组与B组相比，在30 min时有非常显著差异，在其它时间则有显著差异；C组与B组相比则无显著差异。
表2 4种气雾剂在不同时间的血糖浓度下降百分率(±s) 分组
, 百拇医药
n
起始血糖
(mmol.L-1)
不同时间血糖下降百分率(%)
15 min
30 min
60 min
120 min
A
10
3.54±0.23
2.60±8.54
, 百拇医药
7.10±8.90
6.73±8.99
17.24±13.21
B
10
3.43±0.33
14.22±7.45▲
32.74±13.22▲※
45.35±10.88▲
41.25±14.26▲
C
, 百拇医药
10
3.36±0.24
15.75±10.18▲
35.65±14.27▲
48.25±11.25▲
43.48±11.37▲
D
10
3.32±0.32
18.23±9.57▲
48.33±13.58▲
, http://www.100md.com
46.33±12.46▲
41.33±12.26▲
注：A吐温-80+司盘-80；B吐温-80+司盘-80+胰岛素；C吐温-80+司盘-80+胰岛素+甘珀酸钠；D吐温-80+司盘-80+胰岛素+甘氨胆酸钠；B组与A组相比较，C组与A组相比较，D组与A组相比较，▲P<0.01；B组与D组相比较，※0.01
3 讨论
3.1 气雾剂是临床上一种较新的药物剂型：药物可直接到达作用部位，药物分布均匀，奏效快，且药物装于密闭不透明的容器中，不易为微生物污染，从而提高了药物的稳定性，因而气雾剂这一剂型具有一定的优点。气雾剂的主要吸收部位是肺部。人体肺脏由气管、支气管、末端细支气管、呼吸细支气管、肺泡管和肺泡囊组成，肺泡囊壁由单层上皮细胞所构成，是气体与液体进行快速扩散交换的部位。药物从肺部吸收是被动扩散，吸收速度与药物分子量及脂溶性有关。吸入的药物必须溶解于呼吸道的分泌液中才有可能被吸收[5]。将胰岛素制成气雾剂，通过呼吸道吸入肺部，在肺泡囊被吸收入血，作用于肝脏，发挥其生理效应。但胰岛素是一种大分子物质，在呼吸道的分泌液中溶解度较小，较难通过肺泡囊表面细胞囊的小孔，因而吸收较慢，降糖作用较差。甘氨胆酸钠为表面活性剂，可明显增加胰岛素在呼吸道中的溶解度，从而增加胰岛素的吸收，使胰岛素的血药浓度增高。
, 百拇医药
3.2 本气雾剂有以下特点：①通过气雾剂阀门系统可调节胰岛素的吸入量，能较准确地调整胰岛素的用量；②选择理想的酶抑制剂，呼吸道及肺泡都有可能作为胰岛素的吸收场所，大大增加了其吸收面积；③选择更好的肺吸入促进剂，并确定其最佳浓度可进一步增加胰岛素的肺吸收度。
作者简介：李德强(1970—)，男，硕士，主治医师
参考文献：
[1]Saudek CD.Novel forms of Insulin delivery[J].Endocrinol Metab Clin North Am.1997,26(3):599-610.
[2]秦建华，李跃胜，余伟均.胰岛素经人鼻给药研究现状[J].上海铁道医学院学报，1992，6(3)：147-148.
[3]陈春霞，秦建华，余伟均.鼻用胰岛素气雾剂的实验研究[J].中国药理学学报，1997，13(6)：573-574.
[4]Bjouk E,Edman P.Characterization of degradable starch microsphetes as a nasal delivery system for drugs[J].Int J Pharm,1990,62:187-192.
[5]奚念朱，顾学裘，主编.药剂学[M].第2版.北京：人民卫生出版社，1988.387-388.
收稿日期：2000-03-13 修回2000-04-12, 百拇医药
单位：李德强(第四军医大学西京医院内分泌科，陕西 西安 710032)；赵伯钦(第四军医大学西京医院内分泌科，陕西 西安 710032)；张南雁(第四军医大学西京医院内分泌科，陕西 西安 710032)；商启昌(兰州军区第一门诊部)；李晓芳(第四军医大学西京医院内分泌科，陕西 西安 710032)
关键词：胰岛素；气雾剂；动物实验；大鼠
西北国防医学杂志000326 摘要：目的：通过动物实验筛选出较理想的促进剂以制成有效的肺吸入胰岛素气雾剂。方法：选用豆膦脂、肺表面活性剂、鼠李糖、咪唑啉、甘氨胆酸钠和甘珀酸钠六种表面活性剂为促进剂，制成胰岛素溶液，再以吐温-80、司盘-80做基质制成胰岛素气雾剂，经超声雾化，自SD大鼠鼻腔吸入，分别检测其血糖降低程度。结果：甘珀酸钠及甘氨胆酸钠的促进作用较强。结论：以甘珀酸钠和甘氨胆酸钠为促进剂可制成有效的肺吸入胰岛素气雾剂。
, 百拇医药
中图分类号：R 977.1+5 文献标识码：A 文章编号：1007-8622(2000)03-225-02
Study on making and animal experiment of pulmonary inhaled insulin aerosols
LI De-qiang,ZHAO Bo-qin,ZHANG Nan-yan,et al.
(Department of Endocrinology,Xi Jing Hospital,The 4th Military Medical University,710032)
Abstract:Objective:To select ideal accelerator through animal experiment to make effective pulmonary inhaled insulin aerosols.Methods:Six surfactants-bean phospholipid,pulmonary surfactant,rhamnose,imidazoline,natrium glycocholic acid and natrium glyceric acid were chosen as accelerator to made into insulin solutions,and then use tween-80 and span-80 as matrix to made insulin aerosols,which were ultrasounicly nebulized and inhaled by SD rats through nose.Dropping degrees of blood sugar of these rats were measured.Results:Natrium glycocholic acid and natrium glyceric acid had strong accelerating action.Conclusion:Using of natrium glycocholic acid and natrium glyceric acid as accelerator can make effective pulmonary inhaled insulin aerosols.
, 百拇医药
Key words:Insulin; Aerosol; Animal test; Rat
近年来，胰岛素非注射剂型的研究越来越引起人们的重视[1]，其中胰岛素滴鼻剂的研究非常活跃[2]，目前也已有鼻腔用气雾剂的实验报道[3]，但其降血糖作用尚不十分理想。作者从六种刺激性较小的吸收促进剂中筛选出甘珀酸钠及甘氨胆酸钠制成胰岛素肺吸入气雾剂，经超声雾化自SD大鼠鼻腔吸入，证明有明确的降血糖作用。
1 材料与方法
1.1 动物：SD大鼠80只，雄性，体重250±20 g，随机分组，每组10只，第四军医大学动物中心提供。
1.2 药品：胰岛素为江苏徐州生物化学制药厂产品，甘氨胆酸钠为Sigma公司产品，甘珀酸钠、豆膦脂、吐温-80、司盘-80、鼠李糖、肺表面活性剂、咪唑啉为各有关研究所所赠，气雾剂定量阀门为上海华罐喷雾阀门厂所赠。
, http://www.100md.com
胰岛素气雾剂：用吐温-80、司盘-80做基质，加入一定量的胰岛素，分别加入1%的上述六种促进剂制成气雾剂。喷头调至每次喷出量50±2 μl，其胰岛素含量为4.6×104U.L-1。
1.3 动物实验[4]：加不同促进剂的胰岛素溶液经超声雾化，自大鼠鼻腔吸入后胰岛素溶液浓度为3.2×104U.L-1，对照组大鼠胰岛素溶液用量为5 U.kg-1。
1.4 血糖测定：大鼠分别于给药后0、15、30、60、120、180 min从尾部取血15 μl，在ONE TOUCH Ⅱ仪器(Lifescan,Johnson and Johnson Company)上测定血糖含量(mmol.L-1)，计算血糖下降百分率，然后以t检验做统计学分析，其计算公式为：
, 百拇医药
血糖下降百分率(%)＝
2 结果
从表1看出，1%豆膦脂、1%肺表面活性剂、1%鼠李糖及1%咪唑啉对胰岛素降血糖的吸收促进作用不明显；而1%甘珀酸钠及1%甘氨胆酸钠作用较强，尤其1%甘氨胆酸钠在30 min时作用最强，1%甘氨胆酸钠加1%肺表面活性剂，作用未见增强，反而减弱。
表1 不同表面活性剂对胰岛素降血糖百分率的影响(
±s) 表面活性剂n
起始血糖
mmol.L-1
, 百拇医药
不同时间血糖下降百分率(%)
15 min
30 min
60 min
120 min
180 min
1%肺表面活性剂
10
3.203±0.154
8.24±2.04
14.20±3.15
12.20±3.42
, http://www.100md.com
18.15±3.25
10.73±4.12
1%豆膦脂
10
3.607±0.202
9.27±1.96
13.85±3.04
13.22±2.58
23.17±4.11
25.54±4.68
1%咪唑啉
10
, http://www.100md.com
3.27±0.165
5.65±1.94
17.20±1.88
28.95±4.37
29.22±4.23
18.60±8.22
1%鼠李糖
10
3.54±0.136
5.43±2.12
15.83±4.02
23.74±5.22
, http://www.100md.com
40.56±6.21※
41.50±5.42※
1%甘氨胆酸钠
10
3.30±0.221
28.46±3.15▲
51.25±2.25▲
45.53±4.74※
29.41±4.15※
28.63±6.13
, http://www.100md.com
1%甘氨胆酸钠+1%
10
3.60±0.172
13.60±2.20
30.56±3.43※
25.55±3.28
19.41±2.07
15.40±2.58
肺表面活性剂
1%甘珀酸钠
10
3.45±0.154
, 百拇医药
16.20±2.32※
24.29±3.10※
40.38±5.09※
42.96±4.35※
35.76±7.25
对照
10
3.64±0.140
3.63±1.68
5.98±1.56
15.95±4.11
, 百拇医药
15.59±2.88
15.31±4.34
注：甘氨胆酸钠组与对照组相比较，鼠李糖组与对照组相比较，甘氨胆酸钠+肺表面活性剂组与对照组相比较，甘珀酸钠组与对照组相比较：※0.05>P>0.01，▲P<0.01
为了进一步验证甘珀酸钠和甘氨胆酸钠的促进吸收效果，又取SD大鼠40只，随机分为4组，每组10只，仍按上法进行实验。以吐温-80和司盘-80制成的气雾剂作为对照组(A)，加胰岛素为(B)组，添加甘珀酸钠为(C)组，添加甘氨胆酸钠为(D)组，结果如表2显示：B、C、D组与对照A组相比有非常显著性差异(均P<0.01)，说明胰岛素气雾剂有显著降血糖的作用；D组与B组相比，在30 min时有非常显著差异，在其它时间则有显著差异；C组与B组相比则无显著差异。
表2 4种气雾剂在不同时间的血糖浓度下降百分率(
±s) 分组, 百拇医药
n
起始血糖
(mmol.L-1)
不同时间血糖下降百分率(%)
15 min
30 min
60 min
120 min
A
10
3.54±0.23
2.60±8.54
, 百拇医药
7.10±8.90
6.73±8.99
17.24±13.21
B
10
3.43±0.33
14.22±7.45▲
32.74±13.22▲※
45.35±10.88▲
41.25±14.26▲
C
, 百拇医药
10
3.36±0.24
15.75±10.18▲
35.65±14.27▲
48.25±11.25▲
43.48±11.37▲
D
10
3.32±0.32
18.23±9.57▲
48.33±13.58▲
, http://www.100md.com
46.33±12.46▲
41.33±12.26▲
注：A吐温-80+司盘-80；B吐温-80+司盘-80+胰岛素；C吐温-80+司盘-80+胰岛素+甘珀酸钠；D吐温-80+司盘-80+胰岛素+甘氨胆酸钠；B组与A组相比较，C组与A组相比较，D组与A组相比较，▲P<0.01；B组与D组相比较，※0.01
3 讨论
3.1 气雾剂是临床上一种较新的药物剂型：药物可直接到达作用部位，药物分布均匀，奏效快，且药物装于密闭不透明的容器中，不易为微生物污染，从而提高了药物的稳定性，因而气雾剂这一剂型具有一定的优点。气雾剂的主要吸收部位是肺部。人体肺脏由气管、支气管、末端细支气管、呼吸细支气管、肺泡管和肺泡囊组成，肺泡囊壁由单层上皮细胞所构成，是气体与液体进行快速扩散交换的部位。药物从肺部吸收是被动扩散，吸收速度与药物分子量及脂溶性有关。吸入的药物必须溶解于呼吸道的分泌液中才有可能被吸收[5]。将胰岛素制成气雾剂，通过呼吸道吸入肺部，在肺泡囊被吸收入血，作用于肝脏，发挥其生理效应。但胰岛素是一种大分子物质，在呼吸道的分泌液中溶解度较小，较难通过肺泡囊表面细胞囊的小孔，因而吸收较慢，降糖作用较差。甘氨胆酸钠为表面活性剂，可明显增加胰岛素在呼吸道中的溶解度，从而增加胰岛素的吸收，使胰岛素的血药浓度增高。
, 百拇医药
3.2 本气雾剂有以下特点：①通过气雾剂阀门系统可调节胰岛素的吸入量，能较准确地调整胰岛素的用量；②选择理想的酶抑制剂，呼吸道及肺泡都有可能作为胰岛素的吸收场所，大大增加了其吸收面积；③选择更好的肺吸入促进剂，并确定其最佳浓度可进一步增加胰岛素的肺吸收度。
作者简介：李德强(1970—)，男，硕士，主治医师
参考文献：
[1]Saudek CD.Novel forms of Insulin delivery[J].Endocrinol Metab Clin North Am.1997,26(3):599-610.
[2]秦建华，李跃胜，余伟均.胰岛素经人鼻给药研究现状[J].上海铁道医学院学报，1992，6(3)：147-148.
[3]陈春霞，秦建华，余伟均.鼻用胰岛素气雾剂的实验研究[J].中国药理学学报，1997，13(6)：573-574.
[4]Bjouk E,Edman P.Characterization of degradable starch microsphetes as a nasal delivery system for drugs[J].Int J Pharm,1990,62:187-192.
[5]奚念朱，顾学裘，主编.药剂学[M].第2版.北京：人民卫生出版社，1988.387-388.
收稿日期：2000-03-13 修回2000-04-12, 百拇医药