聚乳酸/纳米Fe3O4载多柔比星缓释剂的研究*

马喜峰

（陕西国防工业职业技术学院 化学工程学院，陕西 西安710300）

前 言

多柔比星即盐酸多柔比星，又称阿霉素（Adriamycin，ADM，doxorubicin），具有较强的抗肿瘤作用，抗瘤谱较广，对多种肿瘤均有作用，属周期非特异性药物，对各种生长周期的肿瘤细胞都有杀灭作用，临床上用于治疗乳腺癌、肉瘤、肺癌、膀胱癌等各种癌症[1]。多柔比星有强烈的细胞毒性，在动物中有致癌作用，在人体也有潜在的致突变和致癌作用。临床上，伴随多柔比星的大范围使用，骨髓抑制、心脏毒性、消化道反应、脱发、组织溃疡和坏死、肝功能异常等不良反应越来越多。

将多柔比星制成含有聚乳酸的磁性靶向药物，利用外部磁场将其引导至靶部位，随着聚乳酸的缓慢解离而不断释放药物，可以提高药物在靶向部位的浓度，加速治疗效果[2～4]。这方面的研究成为全世界药学界科学研究的焦点，国内人们对新药研发力度尚不够，认识不足，投入也较少，相关研究相对较少。如何制备出具有缓释功能的多柔比星磁性靶向试剂具有重要的意义[5～6]。

本研究使用无毒且具有良好的生物相容性及可降解高分子材料聚乳酸（polylactide，PLA）和磁性纳米四氧化三铁（Fe3O4）颗粒为载体，制备了聚乳酸／纳米四氧化三铁载多柔比星的磁性靶向复合微球，产物具有缓释和磁性靶向功能，可以有效地被输送至病变部位，从而减少用药剂量和给药次数，提高药物的治疗指数，降低药物的不良反应。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

聚乳酸（PLA），医药级，上海瑞永生物科技公司；注射用盐酸多柔比星（Doxorubicin hydrochloride injection），大连美仑生物技术有限公司；明胶，生化试剂，郑州隆鑫生物科技有限公司；磷酸二氢钾，分析纯，上海鼓臣生物技术有限公司；吐温80（聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯，简称聚山梨酯-80），分析纯，辽宁奥克医药辅料股份有限公司；磷酸氢二钠，分析纯，辽宁奥克医药辅料股份有限公司；纳米四氧化三铁，分析纯，苏州优锆纳米材料有限公司；二氯甲烷，分析纯，郑州卓利化工产品有限公司。

SS-450台式离心机，张家港市锐腾机械制造有限公司；UV-1800PC-OSZ分光光度计，上海科晓科学仪器有限公司；ZNCL-BS（180×180mm）智能磁力（加热板）搅拌器，上海凌科实业发展有限公司；JJ-1 A小型数显电动搅拌器，深圳市良谊实验室仪器有限公司；KH-50B超声波清洗机，欧莱德科学仪器（北京）有限公司；DZF-6050真空干燥箱，上海海向仪器设备厂；SHB-IIIA循环水式真空泵，临海市永昊真空设备有限公司；2402蹄形磁铁，余姚市华赐教学仪器厂。

1.2 方法

1.2.1 多柔比星最大吸收波长的确定和工作曲线的绘制

准确称取适量的多柔比星，加入pH值为6的磷酸缓冲盐溶液（PBS）配制成150μg·mL-1的多柔比星溶液；取该多柔比星溶液5mL，将其与等体积H2SO4溶液（浓H2SO4与水的体积比为3∶1配制而成）混合均匀，放入60℃水浴中加热20min，取出混合液后冷却至室温。用分光光度计扫描200～400nm的吸收波长，绘制多柔比星对光的吸收曲线，确定最大吸收波长λmax[7～9]。

将多柔比星标准溶液按一定比例稀释成不同浓度的溶液，以PBS为参比溶液，在最大吸收波长处测定稀释后不同浓度多柔比星溶液的吸光度A，以多柔比星浓度（C）为横坐标、吸光度（A）为纵坐标绘制工作曲线。

1.2.2 聚乳酸/纳米四氧化三铁载多柔比星微球的制备

采用“乳化-溶剂挥发法”[10～11]。在200mL烧杯中，加入1mL吐温80和一定量的明胶溶液，高速搅拌均匀。称取一定量的聚乳酸置于烧杯中，取适量二氯甲烷溶解聚乳酸，待聚乳酸溶解完成后，在其中加入一定量多柔比星和一定量纳米四氧化三铁，超声波进行分散。将超声波分散液加入到高速搅拌的明胶溶液中，搅拌5min，在室温下低速搅拌3h，使二氯甲烷挥发完全。再经过离心分离、过滤、蒸馏水洗涤，真空干燥后得白色粉末状固体即为聚乳酸/纳米Fe3O4载多柔比星微球（简称多柔比星微球）[12～13]。

1.2.3 体外释药行为

用动态模透析法[12～14，15]测定上述制备的多柔比星微球的体外释药性。准确称取100g多柔比星微球置于透析袋中，将透析袋放入150mLpH值为6的磷酸缓冲盐溶液（PBS）中，温度控制在37±0.5℃，转速控制在120r·min-1。每隔1～2h取出5mL袋外溶液，并及时补充相同体积的PBS缓冲溶液[16～17]。

按上述“1.2.1”的方法，分别测定取出液的吸光度A，根据标准曲线对应处浓度C并计算出累计释药量（总共释放出的药量：药物其实总量）。以时间为横坐标，累计释药量为纵坐标绘图曲线。

1.2.4 微球磁响应的测定

用分光光度法测定最优因素制备的聚乳酸/纳米Fe3O4载多柔比星微球磁沉降曲线[18]。称取30mg微球加入100mLpH值为6的磷酸缓冲盐溶液（PBS）中，超声分散20min。平均分成2份，其中一份置于磁场中，隔一定时间取溶液1/2处测量其透光率（在最大吸收波长232.5nm）；另一份悬浮液静置，自然沉降，隔一定时间取上层澄清液体测其透光率。

2 结果与讨论

2.1 多柔比星的工作曲线

实验测得，多柔比星的最大吸收波长为λmax=232.5nm。在最大吸收波长处测定多柔比星系列标准溶液的吸光度A，绘制工作曲线并进行线性回归，拟合的线性方程为A=0.08433c-0.007589，R2=0.9982。实验表明，多柔比星在40～400μg·mL-1范围内吸光度与浓度线性关系良好。

2.2 正交试验设计优化处方和工艺

以多柔比星微球的平均载药量为评价指标，以多柔比星用量（A）、PLA浓度（B）、乳化温度（C）、吐温80用量（D）四个显著因素设计正交实验，以优化制备工艺。正交实验结果及分析见表1。

从上表可以看出，各因素对平均载药量的影响主次依次为A＞C＞B＞D。A因素中，k3＞k2＞k1；B因素中，k2＞k3＞k1；C因素中，k1＞k2＞k3；D因素中，k3＞k2＞k1。因此，确定最佳工艺条件为A3B2C1D3，即多柔比星用量40mg、PLA浓度0.05mg·mL-1、乳化温度20℃、吐温80用量0.5g。

表1 正交实验结果与分析Table 1 The results and analysis of the orthogonal experiment

2.3 载药微球的体外释药性

以时间为横坐标、药物累计释放百分数为纵坐标，作药物缓释曲线如图1所示。

图1 多柔比星微球体外释药百分数与时间的关系曲线Fig.1 The relation curve of drug in vitro release percentage and time of the doxorubicin microspheres

从图1可以看出，多柔比星微球在前2h左右，具有明显的突释现象，随着时间的推移，释药速率趋于平缓且几乎接近匀速。这主要是因为前期释放的是吸附于微球表面的药物分子或者药物细小粒子，后期释放的是分散在载体材料骨架或者包封在载体材料内部的药物，因此前期释放速度快，后期释放速度慢且均匀。聚乳酸/纳米四氧化三铁载多柔比星微球的释药时间长，说明纳米四氧化三铁的加入使聚乳酸对四氧化三铁的包覆效果增加，可以使药效温和而持久。

2.4 微球磁响应

图2 多柔比星微球磁沉降曲线Fig.2 The magnetic deposition curve of doxorubicin microspheres

由图2可看出，多柔比星磁性微球在经磁分离10min后，透光率就达到了75%；而无外加磁场时，悬浮液的透光率变化缓慢，说明微球粒子只是在重力作用下沉降；当外加磁场时，悬浮液的透光率迅速上升，微球的沉降速度大，说明微球在外加磁场的作用下，有强的磁响应。

3结论

采用乳化-溶剂挥发法，以医药级可生物降解高分子材料聚乳酸为载体，在其中加入医药级多柔比星与纳米Fe3O4制备出聚乳酸/纳米Fe3O4载多柔比星缓释微球。通过正交实验，优化了制备工艺，并对缓释剂的体外实验行为和磁性做了研究。结果表明，该缓释微球具有明显的药物缓释作用，Fe3O4的加入使微球具有磁性，可以被有效地输送至指定部位，本研究可为临床多柔比星磁性缓释剂的研究提供参考。