药物纳米载体_聚合物胶束的研究进展
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β—榄香烯纳米聚合物胶束包封率、载药量及释药性测定目的建立β-榄香烯纳米聚合物胶束包封率和载药量的RP-HPLC测定方法,并对其释药性进行考察。
方法以二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇2000(DSPE-PEG2000)为载体材料制备载药胶束,采用石油醚萃取法测定包封率和载药量,采用透析法对其释药性进行研究。
结果所制备的β-榄香烯纳米聚合物胶束平均包封率为89.47%,平均载药量为8.33%,体外释药缓慢。
结论包封率和载药量的测定简便、准确,所制得的胶束具有缓释作用。
标签:β-榄香烯纳米聚合物胶束;包封率;载药量;释药性榄香烯是临床常用的中药广谱抗肿瘤药物,该药及其脂质体注射液和口服乳制剂通过抗增殖和诱导凋亡作用,在体外及临床用于脑胶质瘤治疗方面取得了较好治疗效果,但也存在一定不良反应[1-3]。
β-榄香烯是由榄香烯经精馏后去除γ、δ-榄香烯异构体,得到的抗癌单体有效成分[4]。
为增加β-榄香烯对血脑屏障的透过性及其载药制剂在肿瘤组织的通透和滞留增强效应,本课题组以二硬脂酰磷脂酰乙醇胺-聚乙二醇(DSPE-PEG2000)为载体材料,将其制成抗脑胶质瘤的新型脑靶向制剂,本研究对其包封率、载药量进行测定,并考察其体外释药性,为进一步控制本品质量、优化制备工艺及其应用提供依据。
1 仪器与试药Agilent 1100高效液相色谱仪(美国安捷伦公司),CENCO型涡旋仪(荷兰Breda公司),RCZ-6B3型药物溶出度仪(改装为释放溶出仪,上海黄海药检仪器有限公司),85-1型集热式恒温加热磁力搅拌器(江苏省金坛市友联仪器研究所),透析袋(截留分子量8000~15 000,上海华蓝生物科技有限公司),旋转蒸发器RE-52A(上海亚荣生化仪器厂)。
β-榄香烯原料药(含量>98%,自制),β-榄香烯对照品(中国食品药品检定研究院,批号100268- 200401,供含量测定用),DSPE-PEG2000(上海艾韦特医药科技有限公司,批号20150922),甲醇为色谱纯,其余均为分析纯。
第29卷第5期化㊀学㊀研㊀究Vol.29㊀No.52018年9月CHEMICAL㊀RESEARCHSep.2018聚合物胶束作为药物载体的研究进展柴㊀云,许㊀凯,常海波,张普玉∗(河南大学化学化工学院,功能聚合物复合材料研究所,精细化学与工程研究所,河南省阻燃与功能材料工程实验室,河南开封475004)摘㊀要:聚合物胶束是具有疏水核心和亲水壳的自组装纳米颗粒.作为一种新型的药物载体,聚合物胶束具有载药范围广㊁结构稳定㊁体内滞留时间长㊁毒副作用小等特点.可以通过肿瘤组织的高通透性和滞留效应被动地富集在癌组织中,也可以通过修饰聚合物胶束的表面基团来实现药物靶向给药.本文总结并分析了聚合物胶束作为药物载体的研究进展,包括聚合物胶束的功能特点㊁制备㊁应用和药物的包载.关键词:聚合物胶束;药物载体;靶向给药中图分类号:R94文献标志码:A文章编号:1008-1011(2018)05-0522-07ResearchprogressofpolymericmicellesasdrugcarriersCHAIYun XUKai CHANGHaibo ZHANGPuyu∗CollegeofChemistryandChemcialEngineering InstituteofFunctionalPolymerComposites InstituteofFineChemistryandEngineering EngineeringLaboratoryforFlameRetardantandFunctionalMaterialsofHemanProvinceHenanUniversity Kaifeng475004 Henan ChinaAbstract Polymericmicellesareself⁃assemblingnanoparticleswithahydrophobiccoreandahydrophilicshell.Asanoveldrugcarrier,polymermicelleshavethecharacteristicsofwidedrug⁃loadingrange,stablestructure,longresidencetimeinthebody,andlowsideeffects.Itcanbepassivelyenrichedincanceroustissuethroughthehighpermeabilityandretentioneffectoftumortissue,andtargetingdeliverycanalsobeachievedbymodifyingthesurfacegroupsofpolymermicelles.Thisarticlesummarizesandanalyzestheresearchprogressofpolymericmicellesasdrugcarriers,includingthefunctionalcharacteristics,preparation,applicationanddrugloadingofpolymermicelles.Keywords:polymermicelles;drugcarrier;targetingdelivery收稿日期:2018-05-19.作者简介:柴㊀云(1972-),女,实验师,研究方向为功能高分子.∗通讯联系人,E⁃mail:zhangpuyu@henu.edu.cn.㊀㊀与普通制剂药物相比,纳米药物载体具有特异性㊁靶向性㊁药物作用时间长㊁毒副反应小㊁载药范围广[1-3]等优点.随着医药技术的发展,一些生物和基因药物比如DNA蛋白质等的应用完全依赖于有效的药物传递系统[4-6],比如聚合物胶束(PMs)㊁纳米脂质体[7]㊁固体脂质纳米粒[8]㊁纳米囊和纳米球[9]㊁纳米磁性颗粒等.聚合物胶束是近年来在众多疾病的诊断和药物治疗中研究最多的纳米载体之一.制备聚合物胶束的 经典 方法是用两亲嵌段共聚物在选择性溶剂中其中一种嵌段不溶形成胶束的核,另一种嵌段可溶形成胶束的壳(如图1所示),这种热力学驱动过程发生在临界胶束浓度(criticalmicelleconcentra⁃tion,CMC)以上[10].除此之外还可以通过氢键络合作用㊁静电相互作用㊁金属配位作用㊁化学反应诱导等原理制备.作为一种新的载体,聚合物胶束具有载药范围广㊁结构稳定㊁组织渗透性好㊁体内滞留时间长㊁能使药物有效到达靶点等特点.其中刺激响应性纳米胶束可根据外界环境的微小变化,如温度㊁pH㊁氧化还原性㊁离子强度㊁磁㊁光㊁电㊁生物酶等作出响应,产生相应的结构形态㊁物理性质㊁化学性质等变化甚至突变[11].聚合物胶束增加了疏水性和脂溶性药物的溶第5期柴㊀云等:聚合物胶束作为药物载体的研究进展523㊀图1㊀聚合物胶束的自组装Fig.1㊀Self⁃assemblyofpolymermicelles解性和稳定性,并且聚合物胶束的体积小不易被网状内皮细胞(reticulo⁃endothelialsystem,RES)吸收及肾排泄,又可以通过EPR效应选择性分布在肿瘤组织中,减少药物副作用.1㊀聚合物胶束的功能特点聚合物胶束是两亲性聚合物在选择性溶剂中在分子间氢键㊁静电相互作用和范德华力等作用推动下自组装而成.聚合物胶束可以增加难溶性药物的溶解度,低CMC的胶束在血液中具有较长的循环时间.由于聚合物胶束表面容易修饰,可以制备成和肿瘤细胞特异性结合的药物载体,可以降低药物对正常组织的毒副作用,也可以制备成对细胞内不同pH㊁温度㊁还原性具有响应作用的聚合物胶束从而实现聚合物胶束对病变部位的靶向作用.WANG等[12]分两步合成了两亲性嵌段共聚物聚⁃(N,N⁃异丙基丙烯酰胺⁃co⁃N⁃羟甲基丙烯酰胺)⁃b⁃己内酯[P⁃(N,N⁃isopropylacrylamide⁃co⁃N⁃hydroxy⁃methylacrylamide)⁃b⁃caprolactone][P⁃(NIPAAm⁃co⁃NHMAAm)⁃b⁃PCL](如图2所示),首先通过自由基聚合制备羟基封端的P⁃(NIPAAm⁃co⁃NHMAAm),然后通过P⁃(NIPAAm⁃co⁃NHMAAm)的羟基端基作为引发剂的己内酯(CL)的本体开环聚合来制备P⁃(NIPAAm⁃co⁃NHMAAm)⁃b⁃PCL.体外细胞毒性实验表明,空白胶束对QBC939细胞的毒性很小,而载有DOX的胶束能够有效地抑制QBC939细胞的生长并诱导其凋亡.体内实验表明,DOX负载的胶束通过诱导细胞凋亡显著抑制裸鼠的肿瘤生长.图2㊀P⁃(NIPAAm⁃co⁃HMAAm)⁃b⁃PCL的合成图Fig.2㊀SynthesisdiagramofP⁃(NIPAAm⁃co⁃HMAAm)⁃b⁃PCL524㊀化㊀学㊀研㊀究2018年㊀㊀PANJA等[13]制备了聚乙烯醇缩丁醛叶酸(FA),FA共轭嵌段共聚物自组装成接近球形的聚合物胶束,具有足够低的临界胶束浓度范围(0.59ˑ10-2 1.52ˑ10-2g/L)可以作为有效的药物载体.以共轭热响应嵌段共聚物PE⁃PCL⁃b⁃PNIPAM和PE⁃PCL⁃b⁃PNVCL为模板连接FA合成PE⁃PCL⁃b⁃PNI⁃PAM⁃FA和PE⁃PCL⁃b⁃PNVCL⁃FA(如图3所示),临界溶解温度(LCST)范围为30 39ħ,具有高的阿霉素(DOX)载药量(24.3%).与正常细胞(HaCaT)相比,细胞摄取研究证明FA⁃PM选择性内化至癌细胞(C6神经胶质瘤),负载DOX的FA⁃PMs体内施用到C6神经胶质瘤大鼠肿瘤模型中并在肿瘤细胞中积累,相对于对照,显著地抑制了肿瘤生长.图3㊀FA⁃共轭热响应嵌段共聚物PE⁃PCL⁃b⁃PNIPAM⁃FA和PE⁃PCL⁃b⁃PNVCL⁃FA的合成Fig.3㊀SynthesisofFA⁃conjugatedthermoresponsiveblockcopolymersPE⁃PCL⁃b⁃PNIPAM⁃FAandPE⁃PCL⁃b⁃PNVCL⁃FA2㊀聚合物胶束的制备2.1㊀直接溶解法当两亲性嵌段共聚物中亲水嵌段占比较高即水溶性较好时,将共聚物直接溶解于水中,也可采用加热㊁搅拌等方式促使共聚物溶解,通常在共聚物浓度高于CMC时,疏水链段难溶于水在水中聚集形成胶束的核,亲水链段易溶于水向水中伸展形成胶束的壳而形成胶束.AZUMA等[14]用尿素㊁苯胺和甲基丙烯酸酯合成了一种新的单体(如图4(a)所示),通过尿素在二氯甲烷溶剂中的分子间作用力而高效地自组装成胶束.亚胺作为动态的共价键可以响应外部刺激,比如pH的变化(如图4(b)所示).通过调节混合溶剂组分的比例㊁嵌段共聚物的结构㊁单体的浓度可以精确地控制胶束的相对分子质量,在药物载体方面具有较大的潜力.2.2㊀透析法透析法一般适用于溶解性较差的共聚物.首先将嵌段共聚物溶解在溶剂中,待完全溶解后将其转入透析袋,放进选择性溶剂中进行透析操作.在透析过程中,原溶剂逐渐被选择性溶剂置换,亲溶剂部分形成胶束的壳,疏溶剂部分形成胶束的核,共聚物发生自组装从而形成胶束[15].2.3㊀溶剂诱导法将两亲性共聚物溶解在亲疏水链段共溶的低沸点有机溶剂中,搅拌状态下将水溶液滴加到混合溶液中,随着水溶液的加入,亲水链段溶于水向水中伸展形成胶束的壳,疏水链段则慢慢聚集形成胶束的核,随后将有机溶剂蒸发除去,得到核⁃壳结构的聚合物胶束[16].3㊀聚合物胶束作为药物载体的应用3.1㊀药物增容作用具有小颗粒尺寸,高负载能力,长循环时间和在体内病理部位累积能力的生物相容性和生物可降解药物载体的开发对于难溶性药物的递送尤其重要[17].首先低水溶性的药物容易导致吸收不良,生第5期柴㊀云等:聚合物胶束作为药物载体的研究进展525㊀图4㊀(a)通过氢键嵌段共聚物胶束在有机溶剂中亚胺官能团交联合成亚胺微凝胶星形聚合物(b)星形聚合物的官能化Fig.4㊀(a)Synthesisofimine⁃microgelstarpolymersviatheImine⁃Crosslinkingofhydrogen⁃bondingblockcopolymermicellesinorganicmediaand(b)functionsofthestarpolymers物利用度低,尤其是口服给药时;其次静脉给药时难溶性药物可能导致各种并发症比如栓塞,严重的可能导致呼吸系统衰竭,并且还可能导致局部药物浓度过高.通过高通量筛选技术,大量高活性的药物约有一半在水中的溶解度较低,这就导致很多被鉴定有高潜在价值的药物没有进入下一步开发.而胶束的疏水核心为难溶性药物提供了适合的环境,增加了药物的溶解度.LUO等[18]合成了pH响应的环氧化的PMAA2⁃b⁃epoHTPB⁃b⁃PMAA2多嵌段共聚物.实验结果表明,氧化作用形成的共聚物胶束纳米粒子更稳定,具有较低的临界胶束浓度,较小的胶束尺寸,较高的载药量和药物包封率.环氧化可以显著提高载药量和药物包封率,并且随着氧化程度的增加而增加.3.2㊀作为药物的缓释载体聚合物胶束可以通过物理包载㊁静电作用㊁化学结合等方法将药物牢固地限制在疏水内核中,低CMC的聚合物胶束在血液中具有较长的循环时间,被包载的药物通过共聚物胶束的降解或者共聚物载体的微孔释放等方法发挥药效,大大延长了药物的作用时间,提高了药物的生物利用度[19].MEI等[20]通过pH敏感的腙键和疏水基团脱氧胆酸盐,将药物阿霉素(DOX)和肝素合成为一个自组装胶束纳米粒子,在此过程中,肝素本身不仅作为载体的亲水部分,而且还具有抗血管生成和抗转移作用等多种生物学功能.胶束纳米粒子HD⁃DOX具有良好的稳定性和酸性pH引发的药物释放性能.全身给药后,肝素胶束纳米粒子半衰期延长,通过增强的通透性和保留作用增强了DOX在肿瘤中的蓄积,从而拥有更有效的抗肿瘤作用.3.3㊀用作靶向药物聚合物胶束可以通过EPR效应被动聚集在肿526㊀化㊀学㊀研㊀究2018年瘤组织中.除此之外,由于聚合物胶束有容易改性的表面基团,因而可以通过对聚合物胶束表面进行修饰合成可以和肿瘤细胞特异性结合的药物载体[21].也可以根据肿瘤组织不同于正常组织的微环境,比如pH㊁温度㊁还原性等,合成pH响应㊁温度响应㊁还原响应的聚合物胶束.YANG等[22]合成了一种新型的具有靶向功能的接枝聚合物胶束AS1411,该胶束是具有双重pH/氧化还原敏感性和靶向效应的壳聚糖⁃β⁃聚乙烯亚胺⁃尿刊酸(CPU).体外实验表明,在生理条件下,Dox⁃siRNA负载的胶束具有良好的药物释放特性,该体系具有良好的双重pH/氧化还原敏感性,细胞内药物释放快,对A549细胞具有较好的体外细胞毒性.4㊀聚合物胶束的药物包载4.1㊀化学结合法可以将需要包载的药物通过化学键与疏水核心结合,当聚合物胶束进入细胞内化学键断裂,活性药物从胶束中释放出来发挥药效[23].根据化学键的性质,药物可以响应不同的细胞内部条件,比如pH㊁温度㊁离子强度㊁还原性等[24].Hedfehog(Hh)信号通路在胰腺导管腺癌(PDAC)的发生和转移中起重要作用,吉西他滨(GEM)被用作PDAC的一线治疗药物,但其快速代谢和短半衰期限制了其作为单一化学疗法的使用.KARACA等[25]合成了缀合GEM并包封Hh抑制剂vismodegib(GDC⁃0449)的甲氧基聚(乙二醇)⁃嵌段⁃聚(2⁃甲基⁃2⁃羧基⁃碳酸亚丙酯)⁃接枝⁃十二烷醇(mPEG⁃b⁃PCC⁃g⁃DC).结合后,GEM体内稳定性的显著增加提升了抗肿瘤能力,几乎80%包封率的GDC⁃0449和19%缀合率的GEM在pH5.5的条件下在48h内持续释放,胶束混合物携带GEM和GDC⁃0449可显著抑制MIAPaCa⁃2细胞的侵袭,迁移和集落,与单一治疗相比,这种联合治疗有效地抑制了肿瘤生长,加速了肿瘤细胞的凋亡.4.2㊀物理包载法与化学结合法相比,使用物理方法对药物进行包载要简单得多,因为物理包载不需要对药物结构进行改变[26].影响聚合物胶束载药量的最主要因素是药物分子和形成聚合物内核的疏水嵌段的相容性[27].物理包载法操作简单,适用范围广,包括直接溶解法㊁透析法㊁O/W乳化法和溶剂蒸发法等[28].4.3㊀静电作用带电的药物可以通过和带相反电荷的疏水内核之间的静电作用紧密结合而载入嵌段共聚物胶束中[29],可以通过控制疏水内核链段的长度㊁带电密度和溶液的离子强度来控制胶束的载药量[30].JIANG等[31]用聚(甲基丙烯酸2⁃(二甲氨基)乙酯) 甲基丙烯酸正丁酯嵌段共聚物合成了一种阳离子胶束(见图5),与线型DNA和环形质粒碱基对复合.阳离子胶束核平均半径为(8ʃ1)nm,平图5㊀胶束过量(N/P>1)或DNA过量(N/P<1)的胶束结构示意图Fig.5㊀Schematicillustrationsofmicelleplexstructureswithmicelles(N/P>1)orDNA(N/P<1)inexcess第5期柴㊀云等:聚合物胶束作为药物载体的研究进展527㊀均流体动力学半径为(34ʃ1)nm.实验表明阳离子胶束和DNA络合后产物的结构和稳定性取决于DNA分子的长度而不是它们的拓扑结构.在胶束过量的情况下,较长的DNA链可以桥接更多数量的胶束并形成更大的多重胶束,而较短DNA的胶束形成与单一胶束相似大小的较小复合物.DNA过量时,较短DNA的胶束形成更大的聚集体,最终从溶液中沉淀出来,而较长DNA的胶束复合体相对稳定.5㊀结论聚合物胶束具有很好的溶解难溶于水的药物并提高其生物利用度的能力[32-35].此外,胶束由于粒径小,通过增强的渗透性和滞留作用在肿瘤组织中表现出非常有效的自发性聚积.也可以通过将特异性靶向配体分子(如特异性抗体,转铁蛋白或叶酸)修饰到胶束表面从而使聚合物胶束精确定位到病变区域,减轻药物对正常组织的毒副作用,提高药物的生物利用度[36-38].由于可以控制胶束疏水性和亲水性嵌段的性质,所以可以较容易地控制胶束的粒径大小㊁载药能力㊁在血液中的循环时间等[39-40].由于聚合物胶束显示出优异的生物相容性㊁低毒性㊁制备过程简单以及容易改性的表面基团,并且能够溶解疏水性核心中的许多药物,所以聚合物胶束是很有前景的用于靶向递送各种治疗剂的纳米载体.参考文献:[1]ZHANGQ,LINJP,WANGLQ,etal.Theoreticalmodelingandsimulationsofself⁃assemblyofcopolymersinsolution[J].ProgressinPolymerScience,2017,75:1-30.[2]DESHMUKHAS,CHAUHANPN,NOOLVIMN,etal.Polymericmicelles:Basicresearchtoclinicalpractice[J].InternationalJournalofPharmaceutics,2017,532:249-268.[3]TORCHILINVP.Micellarnanocarriers:Pharmaceuticalperspectives[J].PharmaceuticalResearch,2007,24(1):1-16.[4]CAGELM,TESANFC,BERNABEUE,etal.Polymericmixedmicellesasnanomedicines:Achievementsandperspectives[J].EuropeanJournalofPharmaceuticsandBiopharmaceutics,2017,113:211-228.[5]WUMX,WANGX,YANGYW,etal.Polymernanoassemblyasdeliverysystemsandanti⁃bacterialtoolbox:FromPGMAstoMSN@PGMAs[J].ChemicalRecord,2018,18(1):45-54.[6]WANGB,CHENP,ZHANGJ,etal.Self⁃assembledcore⁃shell⁃coronamultifunctionalnon⁃viralvectorwithAIEpropertyforefficienthepatocyte⁃targetinggenedelivery[J].PolymerChemistry,2017,8(48):7486-7498.[7]GRACEVMB,VISWANATHANS.Pharmacokineticsandtherapeuticefficiencyofanovelcationicliposomenano⁃formulatedalltransretinoicacidinlungcancermicemodel[J].JournalofDrugDeliveryScienceandTechnology,2017,39:223-236.[8]POOJAD,KULHARIH,TUNKIL,etal.Nanomedicinesfortargeteddeliveryofetoposidetonon⁃smallcelllungcancerusingtransferrinfunctionalizednanoparticles[J].RSCAdvancse,2015,5(61):49122-49131.[9]JIF,LIJJ,QINZH,etal.Engineeringpectin⁃basedhollownanocapsulesfordeliveryofanticancerdrug[J].CarbohydrPolym,2017,177:86-96.[10]ZHANGCY,FANY,ZHANGYY,etal.Self⁃assemblykineticsofamphiphilicdendriticcopolymers[J].Macromolecules,2017,50(4):1657-1665.[11]宋一凡,柴云,张普玉.刺激响应性聚合物载药纳米胶束研究进展[J].化学研究,2016,27(5):655-659.SONGYF,CHAIY,ZHANGPY.Progressofstimuli⁃responsivenanomicellesforcontrolleoldrugdelivery[J].ChemicalResearch,2016,27(5):655-659.[12]WANGXF,LISG,WANZW,etal.Investigationofthermo⁃sensitiveamphiphilicmicellesasdrugcarriersforchemotherapyincholangiocarcinomainvitroandinvivo[J].InternationalJournalofPharmaceutics,2014,463(1):81-88.[13]PANJAS,DEYG,BHARTIR,etal.Tailor⁃madetemperature⁃sensitivemicellefortargetedandondemandreleaseofanticancerdrugs[J].AcsAppliedMaterials&Interfaces,2016,8(19):12063-12074.[14]AZUMAY,TAKAYAT,MITSUOS.Precisionsynthesisofimine⁃functionalizedreversiblemicrogelstarpolymersviadynamiccovalentcross⁃linkingofhydrogen⁃bondingblockcopolymermicelles[J].Macromolecules,2017,50(2):587-596.[15]TAKATAK,KAWAHARAK,YOSHIDAY,etal.Analysisofthesol⁃to⁃geltransitionbehavioroftemperature⁃responsiveinjectablepolymersystemsbyfluorescenceresonanceenergytransfer[J].PolymerJournal,2017,49(9):677-684.[16]ROWANSJ.Polymerself⁃assemblymicellesmakealiving[J].NatureMaterials,2009,8(2):89-91.[17]CANS,IMRANV,TORCHILIN,etal.PEG⁃PEbasedmixedmicellesloadedwithpaclitaxelforantitumoractivity:Enhanceddrugsolubilization[J].EuropeanJournalofPharmaceuticalSciences,2009,38(1):83-84.[18]LUOYL,ZHANGXY,WANGY,etal.Mediating528㊀化㊀学㊀研㊀究2018年physicochemicalpropertiesandpaclitaxelreleaseofpH⁃responsiveH⁃typemultiblockcopolymerself⁃assemblynanomicellesthroughepoxidation[J].JournalofMaterialsChemistryB,2017,5(17):3061-3232.[19]LIUJ,LEEH,ALLENC,etal.Formulationofdrugsinblockcopolymermicelles:Drugloadingandrelease[J].CurrentPharmaceuticalDesign,2006,12(36):4685-4701.[20]MEIL,LIUYY,ZHANGHJ,etal.Antitumorandantimetastasisactivitiesofheparin⁃basedmicelleservedasbothcarrieranddrug[J].ACSAppliedMaterals&MaterInterfaces,2016,8(15):9577-9589.[21]SAWPE,YUM,CHOIM.Hyper⁃cell⁃permeablemicellesasadrugdeliverycarrierforeffectivecancertherapy[J].Nanomedicine⁃UK,2017,123:118-126.[22]YANGSD,RENZX,CHENMT,etal.nucleolin⁃targetingas1411⁃aptamer⁃modifiedgraftpolymericmicellewithdualph/redoxsensitivitydesignedtoenhancetumortherapythroughthecodeliveryofDoxorubicin/TLR4siRNAandsuppressionofinvasion[J].MolecularPharmaceutics,2018,15(1):314-325.[23]JIANGJ,QIB,LEPAGEM,etal.Polymermicellesstabilizationondemandthroughreversiblephoto⁃cross⁃linking[J].Macromolecules,2007,40(40):790-792.[24]SUNP,ZHOUD,GANZ,etal.Novelreduction⁃sensitivemicellesfortriggeredintracellulardrugrelease[J].JournalofControlledReleaseOfficialJournaloftheControlledReleaseSociety,2011,155(1):96-103.[25]KARACAM,DUTTAR,OZSOYY,etal.MicellemixturesforcoadministrationofgemcitabineandGDC⁃0449totreatpancreaticcancer[J].MolecularPharmaceutics,2016,13(6):1822-1832.[26]PENGH,SUNX,ZHAOP,etal.Core⁃cross⁃linkedpolymermicellesvialivingpolymerizations[J].MaterialsScience&EngineeringC,2009,29(3):746-750.[27]MURATOVA,BAVLINVA.Degradationversusself⁃assemblyofblockco⁃polymermicelles[J].Langmuir,2012,28(6):3071-3076.[28]LIUZH,WANGYT,ZHANGN,etal.Micelle⁃likenanoassembliesbasedonpolymer⁃drugconjugatesasanemergingplatformfordrugdelivery[J].ExpertOpiniononDrugDelivery,2012,9(7):805-822.[29]KIDDBE,LIXL,PIEMONTERC,etal.Tuningbiocompatibleblockcopolymermicellesbyvaryingsolventcomposition:Dynamicsandpopulationsofmicellesandunimers[J].Macromolecules,2017,50(11):4335-4343.[30]ZHAOY.Light⁃responsiveblockcopolymermicelles[J].Macromolecules,2012,45(45):3647-3657.[31]JIANGYM,REINEKETM,LODGETP,etal.ComplexationofDNAwithcationiccopolymermicelles:effectsofDNAlengthandtopology[J].Macromolecules,2018,51(3):1150-1160.[32]ADAMO,MARCA,TIMOTHYP.Multicompartmentblockpolymermicelles[J].Macromolecules,2012,45(1):2-19.[33]ZHULINAEB,BORISOVOV.Theoryofblockpolymermicelles:recentadvancesandcurrentchallenges[J].Macromolecules,2012,45(11):4429-4440.[34]VALENZUELA⁃OSESJK,GARCÍAMC,FEITOSAVA,etal.Developmentandcharacterizationofmiltefosine⁃loadedpolymericmicellesforcancertreatment[J].MaterialsScience&EngineeringCMaterialsforBiologicalApplications,2017,81:327-333.[35]ZHANGY,RENTY,GOUJX,etal.Strategiesforimprovingthepayloadofsmallmoleculardrugsinpolymericmicelles[J].JournalofControlledRelease,2017,261:352-366.[36]SMEJKALOVÁD,MUTHNYT,NESPOROVÁK,etal.Hyaluronanpolymericmicellesfortopicaldrugdelivery[J].CarbohydratePolymers,2017,156:86-96.[37]LIQ,YAOWS,YUX,etal.Drug⁃loadedpH⁃responsivepolymericmicelles:Simulationsandexperimentsofmicelleformation,drugloadinganddrugrelease[J].ColloidsSurfBBiointerfaces,2017,158:709-716.[38]LIUH,WANGK,YANGCJ,etal.Multifunctionalpolymericmicellesloadedwithdoxorubicinandpoly(dithienyl⁃diketopyrrolopyrrole)fornear⁃infraredlight⁃controlledchemo⁃phototherapyofcancercells[J].Colloids&SurfacesBBiointerfaces,2017,157:398-406.[39]WANGZQ,LIXR,WANGDS,etal.Concurrentlysuppressingmultidrugresistanceandmetastasisofbreastcancerbyco⁃deliveryofpaclitaxelandhonokiolwithpH⁃sensitivepolymericmicelles[J].ActaBiomaterialia,2017,62:144-156.[40]AMJADMW,KESHARWANIP,AMINAM,etal.Recentadvancesinthedesign,development,andtargetingmechanismsofpolymericmicellesfordeliveryofsiRNAincancertherapy[J].ProgressinPolymerScience,2017,64:154-181.[责任编辑:吴文鹏]。
聚合物和卵磷脂纳米胶束递药系统的研究进展李亚子;徐书景【摘要】临床应用中,难溶性药物不仅会严重影响治疗效果,还可能会引起一系列的毒副作用,因此,难溶药物的递药系统成为研究的热点.纳米胶束系统就是目前最有效的递药系统之一,该系统主要由亲水性的外壳和疏水性的内核组成.纳米胶束作为一种纳米尺寸的递药系统具有许多独特的优势,如可有效避免血液循环中药物的提早释放,降低毒副作用、提高靶向性,进一步增加生物对难溶药物的利用度等优势,在难溶药物的递药系统中展现出良好的应用前景.综述了聚合物胶束和卵磷脂胶束的类别、构成、表征及其毒性和药代动力学检测方面的应用研究.%In clinical practice,the poorly water-soluble drugs will not only seriously affect the therapeutic effect,but also may cause a series of toxic side-effects,therefore,delivery system for a poorly water-soluble drug has become a research hotpot. Nano-micelles system is one of the most effective drug delivery systems,which mainly consists of the hydrophilic shell and hydrophobic core. Nano-micelles as a nano-size drug delivery system presents many unique advantages,such as can effectively avoid the early-release of drug in blood circulation, reduce toxic side-effects and improve targeting,further increase the utilization of poorly soluble drug by organisms,etc.,showing promising application prospect in drug delivery system for a poorly soluble drug. This review describes thecategory,constitute,characterization and its toxicity and pharmacokinetics detection application of polymer and phosphatidylcholine nano-micelles.【期刊名称】《生物技术通报》【年(卷),期】2017(033)006【总页数】7页(P32-38)【关键词】纳米胶束;递药系统;药代动力学【作者】李亚子;徐书景【作者单位】河北师范大学生命科学学院,石家庄 050016;河北师范大学生命科学学院,石家庄 050016;河北师范大学旅游学院,石家庄 050016【正文语种】中文癌症具有起病隐匿、早期诊断难,且侵袭性强、复发转移率高等特点,因此预后较差,在世界范围内死亡率仅次于心血管疾病[1]。
2 MePEG-PLA 聚合物胶束的制备及表征2.1 引言聚合物胶束作为抗肿瘤药物载体是目前研究的热点。
聚乙二醇(PEG)是一种无毒、亲水、非免疫原性的聚合物,是FDA批准使用的非离子水溶性聚合物,常用于各种纳米粒的修饰,经PEG修饰的纳米粒能有效地避免与免疫球蛋白作用,阻碍载体与吞噬细胞粘合,延长载体的体内循环时间[87]。
疏水段聚乳酸(PLA)由于它的生物可降解性及代谢产物对人体没有毒害而被广泛使用,它与PEG一起构成的二嵌段两性聚合物能载一些难溶性的抗肿瘤药物。
载药聚合物胶束最简单的制备方法是将固体药物用与水混溶的有机溶剂溶解,取少量注入含有胶束的水溶液中。
通常为了提高载药量,因此先将药物和聚合物溶解在适当的有机溶剂中,然后缓慢加水,残留有机溶剂可通过透析或挥发法除去,也可将药物和聚合物溶于有机溶剂中,蒸除有机溶剂后,将形成的混合物薄膜重新分散在水相介质中,或将药物和聚合物通过共价键偶联,制备载药聚合物胶束。
本章通过FT-IR、1H-NMR、GPC等手段对聚合物进行了表征。
然后分别利用成膜法和自乳化溶剂蒸发法制备载紫杉醇的聚合物,并采用自乳化溶剂蒸发法制备了荧光标记的聚合物胶束,通过透析、超滤等手段除去游离的荧光小分子。
利用透射电镜、激光散射粒度仪对所制备了聚合物胶束进行了形态表征,为聚合物胶束在给药系统的应用提供了基本的依据。
2.2 实验部分2.2.1 实验仪器及试剂2.2.1.1 主要仪器分析天平BS110S 北京Satrorius仪器系统有限公司旋转蒸发仪RE-52 上海亚荣生化仪器厂超滤离心管35 kDa 美国Millipore公司FT-IR 光谱仪VERTEX70 德国Bruker 公司透射电子显微镜TECNAI G2-20 荷兰FEI公司核磁共振仪A V400 瑞士Bruker公司荧光分光光度计F4500 日本分光(JASCO)公司激光衍射粒度分析仪Nano-ZS90 英国Malvern仪器公司高效液相色谱仪Agilent美国Agilent公司2.2.1.2 主要试剂MePEG5000-PLA(50:50)山东岱罡公司紫杉醇(99.45%) 泰华天然生物制药有限公司芘(>97%) 瑞士Sigma-Aldrich 公司尼罗红荧光染料(>99%) 美国Sigma公司2.2.2 实验方法2.2.2.1 MePEG-PLA聚合物的表征(1)傅利叶红外(FT-IR)光谱分析取适量MePEG-PLA,用KBr压片,在4000~400 cm-1范围内其红外吸收光谱。
聚合物胶束作为药物载体的研究进展张琰1,2,汪长春1,杨武利1,沈锡中3,府寿宽1*(1复旦大学高分子科学系,聚合物分子工程教育部重点实验室,上海2004332安徽大学现代实验技术中心,合肥230039;3复旦大学附属中山医院消化科,上海200032)摘要:聚合物胶束作为药物载体具有其独特的优势。
本文综述了形成聚合物胶束的两亲性共聚物的组成、聚合物胶束的形成、形态以及近些年来作为药物载体的研究进展。
关键词:两亲性;共聚物;药物载体前言两亲性聚合物在选择性溶剂中各个链段的溶解性的不同能够发生缔合形成聚合物胶束。
由于聚合物胶束具有较高的热力学稳定性以及能够形成纳米粒子等特点因此在分离技术[1]、纳米反应器[2]以及药物载体[3,4]等领域得到了广泛应用。
很多用于治疗的药物通常具有毒性,溶解性能较差,因此,应用受到了很大的限制。
减少药物的毒性,提高药物的生物利用度是医药学面临的一个具有挑战性的问题。
聚合物胶束作为药物载体具有其独特的优势。
聚合物胶束具有较低的临界胶束浓度、较大的增容空间,结构稳定并且依据聚合物疏水链段的不同性质可以通过化学、物理以及静电作用等方法包裹药物。
因此聚合物胶束在药物载体领域具有广泛的应用前景。
1两亲性共聚物的组成和性质两亲性共聚物的亲水和疏水链段可以通过无规、嵌段和接枝三种方式排列,在临界胶束浓度(C M C)之上形成聚合物胶束。
从药理学角度出发,两嵌段和三嵌段共聚物形成的聚合物胶束作为药物载体得到了更广泛的应用[5,6]。
聚乙二醇(PEG)是具有生物相容性、得到了FD A认证的非离子水溶性聚合物,对人体具有较低的毒性,是目前最广泛用来作为聚合物胶束亲水链段的聚合物。
PEG功能化的聚合物胶束可以避免粒子被内皮网状系统(RES)吞噬,延长药物在体内的循环时间[7]。
聚(22乙基222唑啉)在酸性水溶液中能够与羧酸(如:丙烯酸)氢原子之间形成氢键,因此在聚合物中引入聚(22乙基222唑啉)形成聚合物胶束后,可以对其亲水壳层进行进一步的结构改性[8]。
超顺磁性Fe3O4磁性聚合物载药胶束的制备与磁靶向载药体系性能研究一、概述随着医学领域的深入发展,癌症治疗已成为当代医学面临的重大挑战之一。
尽管传统的手术、放疗和化疗等手段在一定程度上能够控制病情,但其对正常细胞的损伤以及药物的非特异性分布等问题仍亟待解决。
探索新型的、具有靶向性的药物传输体系成为了当前的研究热点。
超顺磁性Fe3O4磁性聚合物载药胶束作为一种新型的磁靶向载药体系,因其独特的磁响应性和生物相容性,在肿瘤治疗中显示出巨大的潜力。
超顺磁性Fe3O4纳米粒子,作为一种重要的磁性材料,具有优异的磁响应性能,能够在外部磁场的作用下实现定向移动。
与此其超顺磁性质使得粒子在去除外部磁场后能够迅速失去磁性,从而避免了对生物体的潜在危害。
将Fe3O4纳米粒子与聚合物载药胶束相结合,不仅可以实现药物的靶向输送,还能通过调控聚合物的性质和结构,优化药物在体内的释放行为。
本研究旨在制备具有优良磁靶向性能的超顺磁性Fe3O4磁性聚合物载药胶束,并对其性能进行深入研究。
我们将通过化学合成法制备出粒径均匀、磁性能稳定的Fe3O4纳米粒子。
利用聚合物反应合成不同分子量的嵌段聚合物,并通过适当的方法将Fe3O4纳米粒子与聚合物相结合,形成稳定的磁性聚合物载药胶束。
在此基础上,我们将进一步探讨载药胶束的制备工艺、药物释放行为以及磁靶向性能等关键问题。
通过本研究的开展,我们期望能够为磁靶向载药体系的设计和优化提供新的思路和方法,为癌症等重大疾病的治疗提供更为安全、有效的药物传输手段。
我们也期望通过本研究的成果,推动磁性纳米材料在生物医学领域的广泛应用,为人类的健康事业做出更大的贡献。
1. 介绍药物传输系统的重要性及磁靶向载药体系的研究背景在现代医学领域,药物传输系统的重要性日益凸显。
药物传输系统不仅关乎药物的治疗效果,更直接影响患者的生存质量。
一个高效、精准的药物传输系统能够确保药物准确到达病灶部位,发挥最大的治疗作用,同时减少药物在非病灶部位的分布,从而降低副作用,提高患者的生活质量。
抗肿瘤纳米药物载体的研究进展一、概述随着生物医学技术的飞速发展,抗肿瘤纳米药物载体已成为当前肿瘤治疗领域的研究热点。
纳米药物载体,作为一种新型的药物输送系统,以其独特的纳米级尺寸和特殊的结构形态,在肿瘤治疗中展现出巨大的应用潜力。
它们能够有效地提高药物的生物利用度、靶向性和稳定性,同时降低药物的毒副作用,为肿瘤治疗提供了新的策略和方向。
抗肿瘤纳米药物载体的研究涉及多个学科领域,包括纳米技术、生物医学、药学等。
研究者们通过设计不同结构和材料的纳米载体,实现对药物的精准输送和控释释放,从而提高肿瘤治疗的疗效和安全性。
已经实现包括纳米微粒、纳米胶束、树枝状大分子等多种结构的纳米药物载体的制备,并且这些载体所使用的材料也越来越多样化,如聚酯、蛋白质多肽等生物相容性良好的材料。
纳米药物载体的主要作用机制是通过与药物分子的相互作用,实现对药物的负载和保护。
在药物输送过程中,纳米载体能够通过改变其表面性质或结构,实现对药物释放速度、稳定性和靶向性的调控。
纳米载体还可以通过与肿瘤细胞表面的特异性受体结合,实现药物的精准定位,提高药物的局部浓度,减少药物在正常组织中的分布,从而减少药物的副作用。
尽管抗肿瘤纳米药物载体的研究已经取得了显著的进展,但仍面临着许多挑战和问题。
如何进一步提高载体的靶向性和稳定性,如何降低载体的制备成本,以及如何将其应用于临床实践中等。
未来的研究需要继续深入探索纳米药物载体的作用机制,优化其设计和制备方法,以期在肿瘤治疗中发挥更大的作用。
抗肿瘤纳米药物载体作为一种新型的药物输送系统,在肿瘤治疗中具有重要的应用价值和发展前景。
随着研究的不断深入和技术的不断进步,相信未来会有更多高效、安全的抗肿瘤纳米药物载体问世,为肿瘤患者带来更好的治疗效果和生活质量。
1. 肿瘤治疗的重要性与挑战作为一种严重危害人类健康的疾病,其发病率和死亡率在全球范围内均呈上升趋势。
肿瘤治疗的重要性不言而喻。
肿瘤治疗面临着诸多挑战。
纳米药物载体技术用纳米粒子作为药物载体可实现靶向输送、缓释给药的目的, 这是由于小粒子可以进入很多大粒子难以进入的人体器官组织, 如小于50nm 的粒子就能穿过肝脏内皮或通过淋巴传送到脾和骨髓, 也可能到达肿瘤组织。
另外纳米粒子能越过许多生物屏障到达病灶部位, 如透过血脑屏障( BBB) 把药物送到脑部, 通过口服给药可使药物在淋巴结中富集等。
具有生物活性的大分子药物( 如多肽、蛋白类药物) 很难越过生物屏障, 用纳米粒子作为载体可克服这一困难, 并提高其在体内输送过程中的稳定性。
用纳米粒子实现基因非病毒转染, 是输送基因药物的有效途径。
药物既可以通过物理包埋也可以通过化学键合的方式结合到聚合物纳米粒子中。
载有药物的聚合物纳米粒子通常以胶体分散体的形式通过口服、经皮、皮下及肌肉注射、动脉注射、静脉点滴和体腔黏膜吸附等给药方式进入人体。
制备聚合物纳米粒子的方法主要有以下几种: ( 1) 单体聚合形成聚合物纳米粒子; ( 2) 聚合物后分散形成纳米粒子; ( 3) 结构规整的两亲性聚合物在水介质中自组装形成纳米粒子。
1 单体聚合制备的聚合物纳米粒子聚氰基丙烯酸烷基酯( PACA) 在人体内极易生物降解, 且对许多组织具有生物相容性。
制备聚氰基丙烯酸烷基酯纳米粒子采用的是阴离子引发的乳液聚合方法, 通常以OH-为引发剂, 反应一般在酸性水介质中进行, 常用的乳化剂有葡聚糖、乙二醇与丙二醇的嵌段共聚物和聚山梨酸酯等, 具体制备过程见图1。
当反应介质pH 值偏高时, OH-浓度大, 反应速度快, 形成的PACA 分子量低, 以此作为给药载体材料进入人体后, 降解速度太快, 不利于药物缓释。
因此聚合反应介质的pH 值通常控制在1.0~ 3.5 范围内。
图1 聚氰基丙烯酸烷基酯纳米粒子的制备过程PACA 纳米粒子载药的方式有两种: 一是药物与单体一起加入, 药物在聚合反应过程中被包埋在粒子内; 二是聚合反应完成后, 药物通过吸附进入粒子内部。