载紫杉醇聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯胶束的药代动力学分析

葛建君

(枣庄科技职业学院，山东 枣庄 277500)



载紫杉醇聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯胶束的药代动力学分析

葛建君

(枣庄科技职业学院，山东 枣庄 277500)

目的：制备载紫杉醇聚己内酯-聚乙二醇-聚己内酯(PCL-PEG-PCL)胶束，提高紫杉醇在水中的溶解度，增强紫杉醇药物在体内的利用率。方法：使用薄膜-水化-超声方法合成载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束，以商品化的紫杉醇注射液作为对照，大鼠尾静脉注射后观察载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束的药代动力学。结果：药代动力学结果表明PCL-PEG-PCL胶束显著地延长了紫杉醇在大鼠体内的滞留时间、循环时间和消除半衰期。结论：载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束明显地提高了紫杉醇的生物利用率。

载紫杉醇PCL-PEG-PCL；药代动力学；生物利用率

紫杉醇是有丝分裂过程中微管的抑制剂，可以聚合微管起到稳定的作用[1]。紫杉醇具有较高的抗癌活性，对很多癌症的治疗具有很好的效果[2]。其作用机理为与微管结合，阻断癌细胞有丝分裂阶段的复制过程，促使癌细胞的死亡。然而紫杉醇异常难溶于水，难以通过生理盐水进行给药。临床上常使用紫杉醇注射液对病人进行治疗，以50%聚氧乙烯蓖麻油作为增溶剂[3]，但聚氧乙烯蓖麻油具有神经毒性、肾毒性等副作用。因此为了更加安全地将紫杉醇运输到血液中，各种新剂型的紫杉醇药物被研发出来，以提高紫杉醇的水溶解性，增强药效，降低副作用[4]。

聚合物胶束是两亲性嵌段共聚物在水中经微相分离，自行构筑成的一种以疏水嵌段为核的胶体溶液[5]。常用的疏水性嵌段有聚己内酯 (polycaprolactone，PCL)等，亲水性嵌段如聚乙二醇 (polyethylene glycol, PEG)。使用聚合物胶束对难溶于水的抗癌药物进行包装，可增加其溶解性，提高药物运输和靶向的效率。聚合物胶束的粒径一般为10～200 nm，具有结构稳定、载药量高、体内循环时间长等优点。使用PCL和PEG组成嵌段共聚物作为药物载体已经被广泛运用于抗癌药物的包装[6]。

本文运用两亲性三嵌段共聚物PCL-PEG-PCL作为载体材料，对紫杉醇进行包装，制备出载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束，大鼠尾静脉注射后研究其药代动力学性质。

1 实验材料

PCL-PEG-PCL共聚物(自行合成)；紫杉醇原料药(上海迪赛诺生物医药有限公司)；紫杉醇注射剂(上海施贵宝制药有限公司)。

雄性SD大鼠12只，5～7周龄，体重200～240g。

冷冻离心机(Beckman公司，美国)；高效液相色谱(Waters公司，美国)；探头超声仪(VC501，Sonics & Materials公司，美国)；Nano ZS粒度分析仪 (Malvern公司，英国)。

2 实验方法

2.1 载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束的制备

薄膜-水化-超声法制备载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束：称取140mg PCL-PEG-PCL共聚物和60mg紫杉醇原料药，溶于10mL乙腈中，转移至茄型瓶，在40°C下120r/min旋转蒸发，制备成均匀薄膜，然后40°C抽真空干燥过夜。第二天除去残留有机溶剂，加入双蒸水65°C水化4h，振荡均匀，使用探头超声仪20kHz冰浴超声10min，得到载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束溶液。使用0.22μm过滤器过滤去除未包装的紫杉醇，冷冻干燥得到载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束。

2.2 载药量和包封率测定

使用高效液相色谱法测定载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束的载药量和包封率。称取5mg胶束溶于5mL乙腈，蒸馏水定容至10mL，摇匀，0.22μm滤膜过滤后用作HPLC样品溶液。使用C18色谱柱(symmetry,150mm×4.6mm，5m)，乙腈-水(50:50,v/v)作为流动相，流速设定为1.0mL/min；紫外检测波长为227nm，20μL进样量。HPLC测量载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束溶液中紫杉醇的峰面积，结合标准曲线，按以下公式计算载药量和包封率：

2.3 粒径测量

取适量载紫杉醇PCL-PEG-PCL混悬液，加入蒸馏水稀释10倍，于粒度仪中测定纳米囊泡的粒径大小和分布。

2.4 药物动力学测定

将SD大鼠分为两组，每组6只，将载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束冻干粉用适量的生理盐水溶解后，和紫杉醇注射液分别经尾静脉注射到两组大鼠体内，给药量为7.5mg/kg体重。给药后的5min,30min,1h,2h,4h,6h,8h,12h,24h从眼眶内取血0.5mL，保存后经离心分离血浆。

取150μL血浆，加入2mL叔丁基甲醚，漩涡振荡2min，3 000r/min离心10min，取出上清液，使用氮气在40°C下吹干，加入150μL流动相溶解，取50μL用HPLC测定紫杉醇含量，绘制血药浓度-时间曲线。测量药物的分布半衰期(t1/2α)，消除半衰期(t1/2β)，药物浓度-时间曲线下面积(area aunder the curve, AUC)，平均滞留时间(mean residence time, MRT)和体内总清除率(clearance, CL)。统计学分析使用SPSS软件，数据以平均数±标准差形式表示。

3 结果与讨论

3.1 载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束表征

载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束呈明显的核-壳结构，如图1所示。疏水性的PCL链包裹缠绕紫杉醇分子，通过疏水作用将紫杉醇均匀地分散在疏水内核中；而亲水性的PEG链向外伸展形成囊泡状的外壳，依靠亲水作用将载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束分散在水相中，增加紫杉醇的溶解性。

图1 载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束示意图

3.2 载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束粒径、载药量和包封率

载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束的平均粒径约为92.3 nm，多分散系数为0.18。载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束的载药量约为27.88%，药物的包封率约为93.28%。结果表明载药率和包封率均较高。

3.3 药代动力学

大鼠尾静脉注射载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束和紫杉醇注射液之后，药物快速进入血液，药物浓度很快下降，紫杉醇注射液组血药浓度下降更快。给药0.5h后，紫杉醇注射液组的血药浓度为(4.18±2.36)μg/mL，而载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束组的血药浓度高达(22.34±4.89 )μg/mL。注射12h后，紫杉醇注射液组大鼠的血浆中已经检测不到药物，而载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束组的血浆在24 h后依然能检测到少量的紫杉醇为(0.38±0.31)μg/mL (见图2)。在所有观测时间点内，载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束注射组的血药浓度均大于紫杉醇注射液的血药浓度，说明载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束的PEG亲水性外壳大大延长了药物在体内的循环时间和血液中的滞留时间。

使用DAS2.0软件对血药浓度-时间曲线的数据进行房室模型拟合，依据Akaike信息准则判据和F值检验综合，紫杉醇两种剂型在大鼠体内的药代动力学符合二房室模型。如表1所示：载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束和紫杉醇注射液在大鼠体内的t1/2α分别为(0.71±0.12)h和(0.26±0.06)h；t1/2β分别为(13.19±1.48)h和(2.07±0.35)h；AUC0～∞分别为(60.29±9.23)mg·h/L和(13.00±2.34)mg·h/L；MRT分别为(12.31±1.03)h和(1.04±0.19)h；体内总清除率CL分别为(0.13±0.04)L·kg/h和(0.58±0.06)L·kg/h。统计分析结果表明尾静脉注射载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束和紫杉醇注射液两组的药代动力学参数比较差异显著(P<0.01)。

图2 大鼠尾静脉注射载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束和 紫杉醇注射液后血药浓度时间曲线表1 尾静脉注射后药代动力学参数

4 结论

本文使用两亲性三嵌段共聚物PCL-PEG-PCL作为药物紫杉醇的载体，制备具有较高载药率和包封率的核壳结构载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束。药代动力学分析结果表明，所制备的载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束具有较长的体内循环和滞留时间，以及较低的血浆清除率。载紫杉醇PCL-PEG-PCL胶束在水中具有较好的分散性，避免了紫杉醇注射液中聚氧乙烯蓖麻油的毒副作用，提高了紫杉醇在体内的作用时间。

[1] MOLE-BAJER J,A S BAJER.Action of taxol on mitosis:modification of microtubule arrangements and function of the mitotic spindle in Haemanthus endosperm[J].J Cell Biol,1983，96(2):527-540.

[2] SLICHENMYER W J,VON HOFF D D.Taxol:a new and effective anti-cancer drug[J].Anticancer Drugs,1991,2(6): 519-30.

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(责任编辑：魏 晓)

2014-04-24

葛建君(1982-)，女，山东省枣庄科技职业学院助教，研究方向为靶向药物制剂。

R284

A

1673-2197(2014)15-0007-02