载多西紫杉醇的Poloxamer188复合聚L-乳酸电纺纤维的表征

张天，罗徐，黄佳娜，王浩

(锦州医科大学药学院，辽宁 锦州 121001)

近15年来，人们采用电纺纤维来包裹和控制释放药物，发现成纤维高分子、被载药物、其他复合材料、溶剂等材料因素均能够对药物的包裹和释放行为产生影响[1-3]。以脂肪族聚酯纤维为例，当纤维中包含复合表面活性剂等物质时，所得纤维的形态更为理想、药物可以被更完全地包裹并且能够呈现多种类型的控制释放行为[4-5]。十二烷基硫酸钠等阴离子型表面活性剂和苄基三甲基氯化铵、度米芬等阳离子型表面活性剂通过降低高分子溶液的表面张力和提供电荷使得静电纺出的纤维形态较为理想，无珠子结构且直径较为均一。但是这两种类型的表面活性剂均有粘膜刺激性、红细胞溶解性、特异受体结合毒性等在实际使用时不能够接受的毒副作用，于是这些年人们将注意力集中在毒副作用相对较低的非离子型表面活性剂上[6-8]。

亲水链段为聚乙二醇的表面活性剂是非离子型表面活性剂的一大类，也是日用化学品和药物制剂中较常使用的表面活性剂。它们的特点是刺激性、溶血性、毒性相对离子型表面活性剂低，尤其是，其与药物复合的能力强、形成的胶束中含有较多的表面活性剂分子，所以胶束体积大能包裹更多的药物分子。实际上，很多非离子型表面活性剂已经是口服、外用、注射等剂型中的重要辅料。这其中，Poloxamer188是一个最为理想的非离子型表面活性剂[9-10]。

除了部分磷脂外，Poloxamer188是唯一可以静脉注射的表面活性剂，同时它又有很高的亲水亲油平衡值，降低溶液表面张力的能力很强。有人报道，Poloxamer188和聚L-乳酸共同溶解在二氯甲烷中形成均相溶液后在常见条件下静电纺丝，可以很容易得到无珠子且直径均一的纤维，即,得到了Poloxamer188复合聚L-乳酸电纺纤维[8]155-152。在本文中，我们在Poloxamer188和聚L-乳酸的二氯甲烷溶液中溶解第3种物质——水不溶模型药物多西紫杉醇，形成均相溶液后静电纺丝。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射等手段对所得载药电纺纤维进行表征，采用高效液相色谱-紫外分光光度法测定不同取样时间点多西紫杉醇从纤维中的溶出量。通过分析这些结果，以期得到Poloxamer188复合聚L-乳酸电纺纤维中载水不溶药物多西紫杉醇时的一些信息。

1 实验材料与仪器

静电发生器(天津东文静电发生器)；扫描电子显微镜(日本Hitachi，TM3000)；广角X-射线衍射仪(日本Rigaku，Ultima IV)；差示热分析仪(德国Netzsch，DSC200 F3)；傅里叶变换红外光谱仪(日本Shimadzu，IRAffinity-1)；高效液相色谱-紫外分光光度仪(日本Shimadzu，ELITE LaChrom，L-2400型紫外检测器、L-2130型泵)；恒温空气浴摇床 (THZ-82A型，浙江金坛天竟实验仪器厂)。

多西紫杉醇(>99.0%，大连美仑生物技术)；Poloxamer188®(>99.0%，德国Basf®)；聚L-乳酸(n-十二醇引发L-丙交酯合成，质均分子量15.32万)；二氯甲烷(分析纯，天津康科德科技有限公司)；乙腈(色谱纯，天津康科德科技有限公司)；乙腈(分析纯，天津康科德科技有限公司)；去离子水(德国Merck Millipore纯水机)。

2 实验方法

2.1 静电纺丝与纤维形态

将多西紫杉醇Poloxamer188和聚L-乳酸溶解在二氯甲烷中，磁力搅拌12 h得无色、透明、均一的纺丝溶液。为考察不同占比的Poloxamer188对电纺纤维形态及其多西子紫杉醇释放的影响，制备10种不同Poloxamer188复合量的纤维：固定聚L-乳酸的用量为1.2 g，固定多西紫杉醇的用量为0.03 g，即后者为前者质量的2.5%，Poloxamer188的用量分别为0.12、0.24、0.36、0.48、0.60、0.72 g，即Poloxamer188占聚L-乳酸的质量百分比分别为10%、20%、30%、40%、50%、60%。将所得系列样品分别命名为F10%、F20%、F30%、F40%、F50%、F60%。最后均用二氯甲烷定容至50 mL得到6份待纺丝溶液。

参考预实验结果和已有文献，纺丝条件如下：纺丝电压为15 000 V，供液速度为(2.5±0.2) mL·h-1，针头喷丝口与锡箔平面之间的距离即纺丝距离为25 cm，空气温度为(25±5) ℃，空气相对湿度为65%。加电压后，发现在针头处形成了Taylor锥并拉成纤维，以高速不规则的螺旋轨迹运行至接收屏上。纺丝完毕后，接收屏上形成了一张由纤维层积而成的、约0.5 mm厚的毡。揭下后，(40±2) ℃下真空抽干24 h即得[6-8]227-231，82-88，155-162。

将纤维膜剪切成1 mm×2 mm小片后用导电胶固定在金属台上并用金真空蒸镀后置于扫描电子显微镜下观察。

2.2 药物释放

采用高效液相色谱-紫外分光光度法测定释放介质中多西紫杉醇的含量。色谱条件：色谱柱Elite®C18柱(4.6 mm×200 mm，5 μm)；流动相为乙腈-水(v/v=62/38)；检测波长为230 nm；流速为1 mL/min；柱温为30 ℃；进样量为20 μL[11]。

将样品剪切成约5 cm×5 cm正方形条，使得每片的质量约为(100±5)mg，浸入10 mL纯水释放介质中。置于恒温空气浴摇床中在37 ℃，100 r·min-1条件下振摇释放。在设定的时间点取出全部释放介质，加入5 mL乙腈涡旋震荡3 min待释放介质中物质全部溶解后，进行多西紫杉醇含量的测定。之后在释放介质中重新添加10 mL新的释放介质。绘制绝对释放量和相对释放百分率对时间t的曲线。

3 结果与讨论

3.1 纤维形态

3.2 药物释放

从释放介质的状态来看，当Poloxamer188的复合量为10%、20%、30%时，在30 min取样点，释放介质中有晶体存在，在随后的取样点，释放介质均为澄清透明状态；当Poloxamer188的复合量为40%及以上时，在各个取样点释放介质均为澄清透明状态。释放介质经过高效液相色谱-紫外分光光度法测定后发现，内均含有多西紫杉醇，则释放的晶体应该是多西紫杉醇和Poloxamer188的复合物，澄清透明的的释放液中含有的是增溶了多西紫杉醇的Poloxamer188胶束。

多西紫杉醇的释放曲线结果表明，系列纤维均有一定的突释，随后进入到缓释期。Poloxamer188的复合量对多西紫杉醇的释放行为有明显的影响。当Poloxamer188的复合量从10%增加到60%时，其百分释放量经历了先减小之后再增大的一个过程。具体的，当Poloxamer188的复合量从10%升高至40%时，其突释量和21 d后的释放量均逐渐减少；当Poloxamer188的复合量从40%升高至100%时，其突释量和21 d后的释放量又逐渐增多。此外还可以发现，当Poloxamer188复合量较低时，如10%、20%、30%、40%，突释后的缓释期的释放增量较小，而当Poloxamer188复合量较高如50%及以上时，突释后的缓释相的释放增量较大，即释放曲线呈现明显的缓释相。即，当Poloxamer188的复合量越多，其在相同时间点释放的量就越多，说明较多的Poloxamer188能够使得纤维中的药物更顺利地在纤维内部移动，有利于其溶出纤维。其机理可能为较多的Poloxamer188会在纤维中留下密度更大的亲水中心，在水性介质中时，亲水中心水化后成为了小分子进行移动的通道，并且亲水中心越多，通道的密度也越大，所以有利于小分子快速移动。以往的文献中鲜见表面活性剂的复合量对电纺纤维中水不溶药物释放行为影响的研究，本文进行了首次报道。相对于以往的关于紫杉烷类药物在聚L-乳酸电纺纤维中包裹和释放的研究，本文大大提高了多西紫杉醇的百分释放量[12-13]。

综合上述结果，我们认为Poloxamer188和多西紫杉醇在聚L-乳酸电纺纤维中的分布特点决定了其释放行为。Poloxamer188由于具有较强的表面活性，静电纺丝后有相当一部分的Poloxamer188在纤维表面或靠近纤维表面的部位分布，并且其复合量越高，其在纤维表面上的分布比例就越高，这种现象已经被以往文献报道过，本实验中亦应该遵循该规律；多西紫杉醇由于其亲脂性和无表面活性，其在纤维中的分布较为均匀，即无明显的位置选择性和倾向性。所以，当Poloxamer188的复合量较低时，其在纤维表面上和靠近纤维表面的绝对量较少，不足以增溶在纤维表面及靠近纤维表面存在的多西紫杉醇，而Poloxamer188的存在又使得纤维能够被水浸润，有利于纤维表面和靠近纤维表面多西紫杉醇的剥离、释放，故多西紫杉醇在突释点会有结晶释出，并且结晶的组成为多西紫杉醇的量较多，Poloxamer188的量较少。当Poloxamer188的复合量升高时，其在纤维表面上和靠近纤维表面的绝对量逐渐增多，多到不但能够足以增溶在纤维表面及靠近纤维表面存在的多西紫杉醇、使其以增溶的方式释放，而且亦能够增溶在纤维较深部存在的多西紫杉醇，使其逐渐移动到纤维外部并释放到介质中，形成较明显的缓释相。当然，Poloxamer188增溶多西紫杉醇的前提是其在纺丝液固化的过程中和之后即与多西紫杉醇进行了相互作用，并且其在纤维中复合量越多，其与固定载量多西紫杉醇的复合比例就越大。而多西紫杉醇、Poloxamer188和聚L-乳酸均能够溶解于二氯甲烷中这一理化性质又是所有上述实验结果的总前提。

4 结 论

本文首次构建了Poloxamer188复合的聚L-乳酸电纺纤维，并将水不溶药物多西紫杉醇载入该体系中。利用了多西紫杉醇、Poloxamer188和聚L-乳酸三者能够共同溶解在二氯甲烷溶液中的性质，通过均相溶液静电纺丝法较容易地制备得到了微米级的、载药量相对于聚L-乳酸为2.5%的纤维，并且发现Poloxamer188的复合量对多西紫杉醇的释放行为有明显的影响，总的来说Poloxamer188复合量的增高有助于多西紫杉醇的释放。该结果为进一步研究提高多西紫杉醇载量和Poloxamer188复合量之后药物的释放行为，以及其他水不溶药物在该体系下的包裹和释放机理提供了一些用的信息。同时，也为多西紫杉醇新剂型的开发提供了些许思路[14-18]。

(此文图1-2见附页1-2)