壳聚糖接枝聚赖氨酸苄酯负载紫杉醇纳米胶束的制备及性能研究

2018-03-04

四川化工 2018年6期

(广东医科大学，广东东莞，523808)

紫杉醇 (paclitaxel， PTX)是从红豆杉属植物紫杉醇的树干和树皮中提取得到的天然抗癌药，它的作用位点是微管蛋白多聚体，它会与微管蛋白多聚体形成稳定的微管束，使微管束解聚形成纺锤体，进而诱导细胞凋亡，是近年来肿瘤化疗的最重要的发现之一[1-2]。PTX对乳腺癌、卵巢癌有良好的治疗效果，但缺点是水溶性极差，为了改善其临床用药效果，目前临床上使用的紫杉醇注射剂溶剂均是聚氧乙基蓖麻油和乙醇等体积比制成的，两者均会引发人体不同程度的不良反应，尤其是前者，会导致高敏性、神经毒性、肾毒性、心脏毒性等不良反应[3]，在给药过程中能够溶解静脉注射液管中的增塑剂[4]，且 PTX本身对心脏和肾脏等组织亦有毒副作用，易给患者造成严重的全身毒副反应，也大大限制了紫杉醇的临床应用效果[5]。因此，研发PTX的新剂型，减轻因溶剂引起的毒副作用对于临床用药有非常重要的意义。

最近，聚合物纳米粒子已经广泛地被用作药物载体。纳米粒子在药物靶向方面具有特殊的作用。由可生物降解和生物相容性的聚合物制备纳米粒子的研究日益受到生物医学领域的重视，这种纳米粒子聚合物可控释药物，不仅增强药物的稳定性，提高疗效，降低毒副作用，而且可有效地越过许多生物屏障和组织间隙到达病灶部位，避免药物降解和泄漏，从而更有效地对药物进行靶向输送和控制释放[4-6]。本实验在以前的工作中，成功合成到一种壳聚糖接枝聚赖氨酸苄酯嵌段聚合物[7]，它可以自组装形成纳米胶束用于负载疏水性的药物。本研究主要探讨了利用这种嵌段聚合物负载紫杉醇，为开发脂溶性药物缓释系统提供一条新的途径。

1 材料与方法

1.1 材料

CS-g-PZLL由本实验室自己合成得到，PTX购买于阿拉丁化学试剂，其余使用试剂均为分析纯。

1.2 纳米粒子的制备

将PTX和壳聚糖接枝聚赖氨酸苄酯(CS-g-PZLL)溶于DMSO中，然后将此溶液转入分子量3000的透析袋中，于水中进行透析24h，将透析得到的载药胶束冻干即得。

1.3 纳米粒子基本性质研究

1.3.1 药物的负载

用透析法将PTX负载于CS-g-PZLL。取PTX(5mg)和CS-g-PZLL(10mg)共同溶于5mL二甲基亚砜中，然后将溶液放入截留分子量(MWCO)3000的透析袋中，用蒸馏水透析48h，将透析溶液通过0.45μm过滤器过滤并冻干得到PTX/CS-g-PZLL胶束。为了测定CS-g-PZLL对PTX的负载量，将得到的PTX/CS-g-PZLL载药体系溶于二甲基亚砜中，在425nm处用紫外分光光度法(TU-1900, 中国)测定。测定结果为PTX的负载率为18.9%。PTX负载率的计算公式如下：

LC=M1/M0×100%其中，M0为胶束质量，M1为负载的PTX质量。

1.3.2 释放率检测

为了测定PTX从该载药体系中的释放情况，将PTX/CS-g-PZLL载药体系置于37°C的pH值为7.4的磷酸盐(PBS)缓冲液中，即预先量取5mL的PTX/CS-g-PZLL PBS溶液封于MWCO 3000的透析袋中，然后将透析袋浸没在20.0 mL的pH值7.4 PBS的缓冲液中。在预定的时间间隔中，取出2.0 mL的缓冲液用于测量药物浓度并补充2.0mL的新鲜PBS。于227nm处使用紫外分光光度法(TU-1900, China)测出PTX的释放情况。所有测量实验进行3次，取均值。

1.3.3 载药纳米粒子的粒径检测

将如1.3.1制备得到的载药胶束PTX/CS-g-PZLL用Zeta电势分析仪(SZ-100Z，Horiba Ltd.，Japan)测量载药胶束的粒度。

2 结果与讨论

2.1 PTX从CS-g-PZLL中的释放

实验数据表明，CS-g-PZLL对紫杉醇的负载率为18.9%，其释放速率随时间变化趋势如图1所示。紫杉醇从胶束中的释放速度经历了两个阶段，在最初的12小时里，PTX的释放速率达到了35.2%，属于快速释放期。随后进入一个缓慢释放期，72h后释放量达到61.5%。前期的快速释放有利于载体进入细胞后迅速杀死癌细胞，后期的缓慢释放有利于在细胞内维持一定的药物浓度。这样一种释放规律说明CS-g-PZLL是一种较好的紫杉醇载体。

2.2 PTX/CS-g-PZLL的粒径分布

实验数据显示，自主装形成的PTX/CS-g-PZLL纳米胶束，其测得的粒径范围在40-120nm之间。粒径是载药粒子能否顺利进入细胞，发挥抗肿瘤药效的一个重要的指标。以往的研究结果表明，粒径范围在50-400 nm 之间的粒子更适合被细胞通过胞吞的方式进入到细胞内。我们的实验结果表明， CS-g-PZLL适合作为紫杉醇的药物载体。