左氧氟沙星聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米微球的制备及性能分析

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0748

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

纳米微球：纳米微球是一种小颗粒，每个颗粒上还存在着更为细小的孔径，可以作为药物载体、酶载体、导电球、磁珠等广泛应用在生物制药、食品安全检测和医疗诊断等行业。

左氧氟沙星：为氧氟沙星的左旋体，体外抗菌活性约为氧氟沙星的2倍，其作用机制是通过抑制细菌DNA解旋酶的活性，阻止细菌DNA的合成和复制而导致细菌死亡。

背景：普通剂型的左氧氟沙星在体内代谢快，半衰期短，纳米微球为解决这一问题提供了新的途径。

目的：制备一种能够减少给药次数，维持平稳有效的血药浓度且能复合在组织工程支架材料上的左氧氟沙星聚乳酸-羟基乙酸共聚物[poly(lactic-co-glycolic acid)，PLGA]纳米微球。

方法：采用乳化溶剂挥发法制备不同条件下的左氧氟沙星纳米微球。①取24只新西兰大白兔随机分为3组研究左氧氟沙星纳米微球的体内药代动力学特性，普通剂型组通过耳缘静脉注射普通剂型的左氧氟沙星注射液 20 mg/kg，未载药纳米微球组接受等剂量的未载药纳米微球，载药纳米微球组接受等剂量的左氧氟沙星纳米微球，每组8只。于定点时间测定静脉血中左氧氟沙星含量；②取45只新西兰大白兔建立尿路感染模型，随机分为3组，空白对照组每日经耳缘静脉注入生理盐水；传统剂型组注入普通剂型的左氧氟沙星(20 mg/kg)；纳米微球组注入相应等剂量的左氧氟沙星纳米微球。于不同时间点行尿细菌培养，检测尿白细胞、血白细胞和中性粒细胞数；9 d后行膀胱组织学检测评估左氧氟沙星纳米微球抗菌能力。

结果与结论：①体内药代动力学特性：与传统剂型相比，最优条件下的左氧氟沙星PLGA纳米微球可以明显减少血药浓度的波动和给药频率；②抗菌性能评估：在每日用药的传统剂型组和仅一次给药的纳米微球组，兔感染症状逐步得到控制，在第9天时已基本治愈；此外，在相同时间点纳米微球组兔治愈数量基本高于传统剂型组，虽然只有在用药后的第5天两组之间差异有显著性意义；③结果表明：左氧氟沙星PLGA纳米微球抗感染能力强，缓释性能佳，能明显减少给药频次及延长作用时间，在治疗泌尿系统感染方面具有良好的临床和组织工程尿道应用前景。

ORCID: 0000-0001-9279-5434(彭绪峰)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 纳米材料; 缓释材料; 材料相容性；组织工程

关键词: 药物控释材料, 泌尿系统感染, 左氧氟沙星, 聚乳酸-羟基乙酸共聚物, 纳米微球, 乳化溶剂挥发法, 缓释, 大肠杆菌, 抗菌性能, 尿道重建

Abstract:

BACKGROUND: Conventional formulation of levofloxacin is rapidly and completely metabolized after administration. Fortunately, nanoparticle provides a new way to solve this problem.

OBJECTIVE: To prepare a levofloxacin-loaded poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) nanoparticle that can reduce administration frequency, maintain a stable and effective plasma concentration, and also can be combined with tissue-engineered scaffold materials.

METHODS: Levofloxacin-loaded PLGA nanoparticles were prepared by emulsion solvent evaporation method. Twenty-four rabbits were taken to investigate the effect of nanoparticle formulation on the pharmacokinetics of levofloxacin and randomized into three groups (n=8 per group): general formulation group received an injection of levofloxacin (20 mg/kg) via ear vein; non-loaded nanoparticle group received an injection of blank nanoparticles; and levofloxaxin-loaded nanoparticle group received an injection of the corresponding levofloxacin-loaded nanoparticles. At different times, blood samples were collected to analyze the drug concentration of levofloxaxin. The antimicrobial activity of the levofloxacin-loaded nanoparticle was evaluated based on the rabbit model of Escherichia coli-induced urinary tract infection. Forty-five New Zealand white rabbits were used to establish urinary tract infection models and randomly divided into three groups (n=15 per group). In negative control group, rabbits received only an injection of normal saline via ear vein. In conventional formulation group, rabbits received an injection of levofloxacin (20 mg/kg). In nanoparticle group, rabbits received an injection of the corresponding levofloxacin nanoparticles. Subsequently, blood samples were obtained, and white blood cell (WBC) count and neutrophil percentage was tested; at the same time, the middle segment morning urine was collected to detect bacteriuria and urine WBC positive rates. At 9 days, the histopathologic analysis of the bladder mucosa was done.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) In vivo the pharmacokinetics: Compared with the conventional formulation group, the ideal levofloxacin-loaded PLGA nanoparticles prepared under optimal conditions significantly reduced the fluctuations in plasma concentration and frequency of administration. (2) Antimicrobial activity: Escherichia coli-induced urinary tract infection was gradually in control in the conventional formulation group and levofloxacin-loaded PLGA nanoparticle group, and basically cured at 9 days after injection. In addition, the number of cured patients was basically higher in the levofloxacin-loaded PLGA nanoparticle group than the conventional formulation group at the same time point, but there was a significant difference between the two groups only at 5 days after treatment. It can be concluded that levofloxacin-PLGA nanoparticles provide a well-sustained delivery system for treatment or prevention of urinary tract infections and provide a foundation for further investigations on tissue-engineered urethral reconstruction.

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Key words: Tissue Engineering, Ofloxacin, Microspheres

中图分类号:

R318

彭绪峰，罗文强，张心如，汪继洪. 左氧氟沙星聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米微球的制备及性能分析[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(14): 2190-2194.

Peng Xu-feng, Luo Wen-qiang, Zhang Xin-ru, Wang Ji-hong. Preparation and physicochemical characterization of levofloxacin-loaded poly(lactic-co-glycolic acid) nanoparticles[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2018, 22(14): 2190-2194.

图/表（结果） 8

2.1 实验动物数量分析共纳入新西兰大白兔69只，有1只因感染而死于败血症未补充，未纳入结果分析。

2.2 左氧氟沙星PLGA纳米微球的鉴定采用乳化溶剂挥发法，以二氯甲烷为溶剂相，PLGA为载体相，左氧氟沙星为包埋对象，聚乙烯醇为乳化剂成功制备了基于PLGA不同批次的左氧氟沙星纳米微球。在制作过程中采用单因素变量法探讨多种因素对纳米微球直径大小、载药量、包封率的影响(表1，图1，2)，包括PLGA的组成、PLGA相对分子质量的大小、内外部水相比PLGA的浓度。从图1C可见当乳酸/羟基乙酸比为60/40，50/50时累计释放曲线呈现典型的三段式，当组成比为70/30，80/20，90/10时，PLGA纳米微球有早期的突然释放和之后趋于平稳的缓释，考虑到初始用药需尽早达到药物的有效抑菌溶度和后期的维持时间，当比例为80/20时是最为理想的组成。从图2a，b，c结合表1可见，当PLGA的相对分子质量为38 000，浓度为20%，内外部水相比为3∶5能够保证PLGA纳米微球中的左氧氟沙星载药量达到较高的同时包封率较高且缓释性能达到最佳，故以此条件下的PLGA纳米微球进行后续实验。

2.3 纳米微球超微结构扫描电镜分析观察左氧氟沙星PLGA纳米微球的粒径及形貌见图1B。由图可知，最优条件下的左氧氟沙星PLGA纳米微球表面光滑、呈类球形，均匀性较好，粒径较小，为235-325 nm，平均径粒(278±38)nm (图3)。

2.4 左氧氟沙星PLGA纳米微球的体内药代动力学特性通过高效液相色谱法分析发现，最优条件下的左氧氟沙星PLGA纳米微球其平均载药量为(13.2±0.6)%，包封率为88.9%。体内药代动力学研究表明，传统剂型的左氧氟沙星在静脉应用后能迅速达到血药浓度的峰值为(3.8± 1.2) mg/L，其消除相半衰期约为13 h，约2 d基本已完全从体内代谢消失。而左氧氟沙星PLGA纳米微球在应用后血药浓度逐步升高，并达到峰值(3.6±1.3)mg/L，之后逐步稳定能维持在质量浓度2 mg/L以上约12 d，最终逐步下降，30 d后从体内基本无法检出(图2d)。

2.5 左氧氟沙星PLGA纳米微球的抗菌性能评估

不同时间点尿中大肠杆菌阳性率的比较：见表2。制模前各组动物菌尿阳性率均为阴性，造模后菌尿阳性率达100%，说明建模成功。开始用药后，传统剂型组和纳米微球组抑菌作用逐步显现，到用药的第5天，两组与空白对照组差异有显著性意义，且一直延续到第9天，其中在第5天时传统剂型组与纳米微球组之间差异有显著性意义(P < 0.05)。

不同时间点尿中白细胞阳性率的比较：见表2。制模前各组动物尿白细胞阳性率均为阴性，造模后菌尿阳性率达100%。用药后第3天纳米微球组阳性率开始下降，传统剂型组阳性率第5天开始下降，一直持续到第9天。

不同时间点血白细胞及中性粒细胞百分比的比较：见表3，4。建模前各组动物血白细胞、中性粒细胞百分比均在正常范围内。建模后血白细胞，中性粒细胞百分比明显高于正常参考值，用药第5天后传统剂型组和纳米微球组的血白细胞，中性粒细胞百分比开始明显下降并与空白对照组出现统计学差异，该差异一直持续到第9天。其中传统剂型组和纳米微球组在第5天差异有显著性意义(P < 0.05)。

膀胱标本组织学分析：制模前各组动物膀胱黏膜形态正常，未见单核巨噬细胞(图4A，F)，建模后膀胱组织充血、水肿，可见大量单核巨噬细胞浸润(图4B，G)。在用药后的第9天，传统剂型组和纳米微球组组织形态基本恢复正常(图4D，I，E，G)，只有极少量的单核巨噬细胞存在，而空白对照组仍可见大量单核巨噬细胞(图4C，H)。

参考文献

[1] McLellan LK, Hunstad DA. Urinary Tract Infection: Pathogenesis and Outlook. Trends Mol Med. 2016;22(11):946-957.
[2] Anderson VR, Perry CM. Levofloxacin: a review of its use as a high-dose, short-course treatment for bacterial infection. Drugs. 2008; 8(4):535-565.
[3] Derevianko II, Lavrinova LN, Kudriashova EE. Effectiveness of levofloxacin (Tavanik, "Aventis Pharma") in the treatment of complicated infections of the urogenital organs. Urologiia. 2003;(1): 31-34.
[4] Guan J, Cheng P, Huang SJ, et al. Optimized Preparation of Levofloxacin-loaded Chitosan Nanoparticles by Ionotropic Gelation. 2011 International Conference on Physics Science and Technology (Icpst). 2011;22(11):163-169.
[5] Bernkop-Schnurch A, Dunnhaupt S. Chitosan-based drug delivery systems. Eur J Pharm Biopharm. 2012;81(3):463-469.
[6] Khan FI, Rahman S, Queen A, et al. Implications of molecular diversity of chitin and its derivatives. Appl Microbiol Biotechnol. 2017;101(9): 3513-3536.
[7] Das S, Khuda-Bukhsh AR. PLGA-loaded nanomedicines in melanoma treatment: future prospect for efficient drug delivery. Indian J Med Res. 2016;144(2):181-193.
[8] Kapoor DN, Bhatia A, Kaur R, et al. PLGA: a unique polymer for drug delivery. Ther Deliv. 2015;6(1):41-58.
[9] Sah H, Thoma LA, Desu HR, et al. Concepts and practices used to develop functional PLGA-based nanoparticulate systems. Int J Nanomed. 2013;8:747-765.
[10] Liu Y, Bharadwaj S, Lee SJ, et al. Optimization of a natural collagen scaffold to aid cell-matrix penetration for urologic tissue engineering. Biomaterials. 2009;30(23-24):3865-3873.
[11] Blum F. High performance liquid chromatography. Br J Hosp Med (Lond). 2014;75(2):C18-C21.
[12] Cadieux PA, Chew BH, Knudsen BE, et al. Triclosan loaded ureteral stents decrease proteus mirabilis 296 infection in a rabbit urinary tract infection model. J Urol. 2006;175(6):2331-2335.
[13] Xie M, Xu Y, Song L, et al. Tissue-engineered buccal mucosa using silk fibroin matrices for urethral reconstruction in a canine model. J Surg Res. 2014;188(1):1-7.
[14] Sa Y, Li C, Li H, et al. TIMP-1 Induces alpha-Smooth Muscle Actin in Fibroblasts to Promote Urethral Scar Formation. Cell Physiol Biochem. 2015;35(6):2233-2243.
[15] Sheerin NS. Urinary tract infection. Medicine. 2013;29(3):699-715.
[16] Jin L, Ding Y, Feng M, et al. Preparation oral levofloxacin colon-specific microspheres delivery: in vitro and in vivo studies. Drug Deliv. 2016;23(3):992-998.
[17] 张心如,鲁文龙,冯超,等.血管内皮生长因子纳米微球-细菌纤维素复合支架与多种细胞构建组织工程膀胱[J].中国组织工程研究, 2016,20(21): 3088-3096.
[18] Wolfram J, Zhu M, Yang Y, et al. Safety of Nanoparticles in Medicine. Curr Drug Targets. 2015;16(14):1671-1681.
[19] Johannesson G, Stefansson E, Loftsson T. Microspheres and Nanotechnology for Drug Delivery. Dev Ophthalmol. 2016;55:93-103.
[20] van Rijt S, Habibovic P. Enhancing regenerative approaches with nanoparticles. J R Soc Interface. 2017;14(129):20170093.
[21] Prajapati VD, Jani GK, Kapadia JR. Current knowledge on biodegradable microspheres in drug delivery. Expert Opin Drug Deliv. 2015;12(8):1283-1299.
[22] Gaspar MC, Sousa JJ, Pais AA, et al. Optimization of levofloxacin-loaded crosslinked chitosan microspheres for inhaled aerosol therapy. Eur J Pharm Biopharm. 2015;96:65-75.
[23] Zhang K, Fu Q, Yoo J, et al. 3D bioprinting of urethra with PCL/PLCL blend and dual autologous cells in fibrin hydrogel: an in vitro evaluation of biomimetic mechanical property and cell growth environment. Acta Biomater. 2017;50:154-164.
[24] Gilert A, Baruch L, Bronshtein T, et al. PLGA-Listeriolysin O microspheres: Opening the gate for cytosolic delivery of cancer antigens. Biomed Microdevices. 2016;18(2):23.
[25] Crawford ED, Moul JW, Sartor O, et al. Extended release, 6-month formulations of leuprolide acetate for the treatment of advanced prostate cancer: achieving testosterone levels below 20 ng/dl. Expert Opin Drug Metab Toxicol. 2015;11(9):1465-1474.
[26] Shirangi M, Najafi M, Rijkers DT, et al. Inhibition of Octreotide Acylation Inside PLGA Microspheres by Derivatization of the Amines of the Peptide with a Self-Immolative Protecting Group. Bioconjug Chem. 2016;27(3):576-585.
[27] Xu Y, Kim CS, Saylor DM, et al. Polymer degradation and drug delivery in PLGA-based drug-polymer applications: a review of experiments and theories. J Biomed Mater Res B Appl Biomater. 2017;105(6): 1692-1716.
[28] Pal S, Tak YK, Song JM. Does the antibacterial activity of silver nanoparticles depend on the shape of the nanoparticle? A study of the Gram-negative bacterium Escherichia coli. Appl Environ Microbiol. 2007;73(6):1712-1720.
[29] Feng C, Xu YM, Fu Q, et al. Reconstruction of three-dimensional neourethra using lingual keratinocytes and corporal smooth muscle cells seeded acellular corporal spongiosum. Tissue Eng Part A. 2011; 17(23-24):3011-309.
[30] Lv X, Li Z, Chen S, et al. Structural and functional evaluation of oxygenating keratin/silk fibroin scaffold and initial assessment of their potential for urethral tissue engineering. Biomaterials. 2016;84:99-110.

引言

材料方法

1.1 设计随机对照动物实验。

1.2 时间及地点于2016年11月至2017年4月在上海交通大学附属第六人民医院泌尿外科东方泌尿修复重建研究所实验室及动物中心完成。

1.3 材料健康成年清洁级新西兰大白兔69只，雌雄不限，体质量2.0-3.0 kg，由上海交通大学附属第六人民医院动物实验中心提供，实验动物机构许可号：YKK(沪) 2025-0025。饲养严格遵循相关标准进行饲养。

1.4 实验方法

1.4.1 纳米微球的制备采用乳化溶剂挥发法制备基于PLGA的左氧氟沙星纳米微球：取8 mg的左氧氟沙星(Sigma，美国)和80 mg PLGA溶解于2 mL的二氯甲烷(Sigma，美国)，待混匀、彻底溶解，将此混合溶液倒入6 mL含体积分数1%的聚乙烯醇(PVA)(Sigma，美国)溶液中，并用超声探头仪(VC5040，Sonics and Materials，美国)搅拌60 s。随后加入10 mL含体积分数1%的聚乙烯醇溶液，将乳化分散好的混合溶液置于磁力搅拌仪，在36.5 ℃恒温，转速为350 r/min 下过夜，使二氯甲烷充分挥发。第2天，将形成的纳米微球混合液于11 000 r/min转速下冷冻离心 5 min除去未包裹的左氧氟沙星等杂质得到最终产物。采用同样的方法制备不同条件下的纳米微球，环氧乙烷灭菌后进行后续实验。

1.4.2 扫描电镜分析将不同批次冷冻干燥后的样品均匀置于样品台上，样品喷金，在扫描电镜(HITACHI，日本)下观察纳米微球的表面形态并测量微球的直径^[10]。

1.4.3 纳米微球载药量和包封率的测定采用高效液相色谱法测定纳米微球中左氧氟沙星的溶度^[11]：首先，将 50 mg待测微球样品溶解在0.3 mL二氯甲烷和0.7 mL丙酮混合液中，11 000 r/min转离心3 min，弃掉上清，室温下挥发有机溶剂，之后将样品溶解在pH 6.8的PBS中；再次，以环丙沙星(Sigma，美国)为内参利用高效液相色谱仪(LC-2010AHT，日本)分析其含量。色谱条件如下：色谱柱 Dikma Diamonsil^TM C18，5 μm，200.0 mm×4.6 mm；流动相为0.01 mol/L磷酸二氢钾-甲醇-0.5 mol/L四丁基溴化铵(75∶25∶4)，流速1.0 mL/min；柱温：室温；紫外检测波长：260 nm；进样量：20 μL。用公式EE%=W_a/W_b× 100%；DL%=W_a/(W_a+W_c)×100%计算纳米微球载药量和包封率。其中EF为包封率，DL为载药量，W_a为微球中的左氧氟沙星的质量，W_b为左氧氟沙星的投药量，W_c为纳米微球的质量。

1.4.4 左氧氟沙星纳米微球的体外释药行为称取20 mg的左氧氟沙星纳米微球样品于1 mL的磷酸盐缓冲液中， 37 ℃下封闭在透析袋中，随后将透析袋置于15 mL的磷酸盐缓冲溶液中，在100 r/min摇床上于特定的时间点取2 mL释放介质测定药物含量，同时补充等体积的磷酸盐缓冲溶液，继续试验。药物含量测定采用高效液相色谱法，步骤同上。

1.4.5 左氧氟沙星纳米微球的体内药代动力学将24只新西兰大白兔随机分为3组(n=8)。普通剂型组通过耳缘静脉注射普通剂型的左氧氟沙星注射液20 mg/kg，未载药纳米微球组接受等剂量的的未载药纳米微球，载药纳米微球组接受等剂量的左氧氟沙星纳米微球。之后于定点时间(6，12 h，1，2，3，4，7，10，15，20，25，30 d)采取静脉血离心，于-80 ℃冰箱存储用于检测血药溶度的变化，同时观察注射部位有无异常，给药后兔子是否出现异常情况。

1.4.6 左氧氟沙星纳米微球抗菌能力评估依据文献报道方法建立兔尿路感染模型^[12]。戊巴比妥(40 mg/kg)麻醉实验兔后置入Fr8的导尿管，常规消毒铺巾，手指按压兔耻骨联合上方，排空尿液，随后将1.5 mL约10⁷ cfu的大肠杆菌(Bioresource Collection and Research Center，美国)经导尿管注入膀胱，夹闭导尿管1 h，重复此过程3 d，每日2次，通过血白细胞计数及组织切片确定模型建立成功。将45只新西兰大白兔感染模型随机分为3组，空白对照组每日经耳缘静脉注入生理盐水，连续9 d；传统剂型组注入普通剂型的左氧氟沙星(20 mg/kg)，1次/d，连续9 d；纳米微球组注入相应等剂量的左氧氟沙星纳米微球。于实验前及开始用药后第3，5，7，9天取中段晨尿3 mL，行细菌培养并鉴定是否为大肠埃希菌。计数菌落数及尿白细胞数，菌落数>5为阳性。同时采集静脉血，行血白细胞计数和中性粒细胞百分比测定。白细胞正常参考值(7.71±2.24)× 10⁹ L^-1；中性粒细胞百分比为57%。实验结束时大剂量氯化钾处死动物，收集膀胱进行组织学分析。

1.4.7 苏木精-伊红染色切片常规脱蜡水化，苏木精液浸染5-10 min，流水冲洗，体积分数0.5%盐酸乙醇分化8 s，流水冲洗，体积分数0.5%氨水返蓝，流水冲洗，伊红浸染1 min，冲洗后乙醇梯度脱水，二甲苯透明，中性树脂封固，光学显微镜下观察^[13]。

1.4.8 免疫组织化学染色观察组织炎症反应变化^[14] 切片常规脱蜡水化，体积分数3%的H₂O₂孵育10 min，蒸馏水冲洗，滴加体积分数5%BSA封闭液，室温孵育20 min，滴加1∶100稀释的CD 68小鼠抗兔多克隆一抗(Abcam，美国)，4 ℃孵育过夜，PBS冲洗2 min×3次，滴加1∶200生物素化的山羊抗小鼠二抗，室温30 min，PBS冲洗2 min×3次，滴加DAB显示剂，室温孵育20 min，冲洗，干燥封固，镜下观察。

1.5 主要观察指标 ①微球的缓释性能：检测左氧氟沙星PLGA纳米微球在体外和体内持续释放的时间及溶度变化；②体内的抗菌效果：比较应用左氧氟沙星PLGA纳米微球组与传统剂型组和空白对照组兔子尿白细胞、血白细胞及中性粒细胞数变化以及膀胱组织学改变。

1.6 统计学分析所有数据采用SPSS 13.0 统计学软件分析，计量资料以x(_)±s表示，符合正态分布组间差异采用单因素方差分析和LSD检验，不符合采用Mann-Whitney U检验；计数资料用秩合检验，率的比较用χ²检验，小概率事件用Fisher确切概率法，P < 0.05为差异有显著性意义。

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讨论

泌尿系统感染是临床上仅次于呼吸系统感染的常见感染性疾病，利用左氧氟沙星治疗泌尿系统感染的可行性已毋庸置疑^[15]。虽然传统剂型的左氧氟沙星经口服或注射后可迅速达到血药浓度的峰值，但其生物利用度较低，在人体内的半衰期仅为6-8 h，为了维持有效的血药浓度，常需要反复给药，这些特性导致了患者体内血药浓度波动幅度较大^[16]；另一方面，随着用药频率的增加和用药时间的延长，患者依从性降低，细菌的耐药性也随之升高。为了减少服药次数，维持平稳且有效的血药治疗浓度，提高左氧氟沙星的生物利用度，设计制备一种新型左氧氟沙星制剂很有必要。

纳米微球是一种粒径在5 nm-1 mm的小颗粒，每个颗粒上还存在着更为细小的孔径，可以作为药物载体、酶载体、导电球及磁珠等广泛应用在生物制药、食品安全检测和医疗诊断等行业^[17-19]。纳米微球材料种类多样，主要包括无机材料、天然高分子材料、合成的聚合物材料^[20-21]。以往研究中，有利用壳聚糖为载体制备左氧氟沙星微球作为结肠靶向药物和肺部雾化剂^[16^，^22]，虽然在左氧氟沙星缓释方面取得了一定的成功，但壳聚糖的脱乙酰度难以控制，加工处理过程较复杂。基于以上缺点，实验选择了PLGA作为载药基质。PLGA作为一种低免疫原性的合成聚合物，可包载亲、疏水性药物及多肽蛋白质类生物大分子药物，其最终降解产物为安全无毒性的H₂O和CO₂^[23-24]。目前，一些基于PLGA微球的制剂已经应用于临床，如用于治疗前列腺癌的醋酸亮丙瑞林微球^[25]、治疗肢端肥大症的醋酸奥曲肽微球^[26]。大量研究表明，PLGA微球不仅具有普通微球的特点，同时由于其多孔结构具有大的表面积与孔体积比，药物可吸附在多孔结构的表面和孔道内部，因此基于PLGA的微球具有更高的载药能力^[27]。在实验中，本研究小组通过调整制作过程中PLGA的组成(乳酸/羟基乙酸)、相对分子质量的大小、浓度以及内外部水相比，利用乳化溶剂挥发法成功制备出了左氧氟沙星纳米微球，平均载药量达(13.2±0.6)%，高于文献报道的(9.3±0.4)%，包封率达88.9%，高于文献报道的(81.1±4.7)%^[16]，其表面光滑、呈类球形，平均径粒为(278±38) nm，均匀性较好。

在体内实验中，药代动力学研究表明在最优条件下的左氧氟沙星PLGA纳米微球具有良好的缓释性能，静脉给药一次后由于突然释放能够快速达到有效的血药浓度，后逐步稳定能维持在质量浓度2 mg/L以上长达12 d，与药物半衰期为6-8 h需要每日给药的传统剂型相比，可以明显减少血药浓度的波动和给药频率。在左氧氟沙星PLGA纳米微球抗菌能力评估实验中，实验选择了泌尿系统感染最常见的致病菌(大肠埃希菌)建立了兔泌尿系统感染模型^[28]，通过对不同时间截点各组动物菌尿阳性率、尿液白细胞、血白细胞和中性粒细胞百分比检验结果以及组织学分析发现，空白对照组兔子始终处于感染状态，其中有1只死于败血症，而在每日用药的传统剂型组和仅一次给药的纳米微球组，兔子感染症状逐步得到控制；在相同时间点纳米微球组兔子治愈数量高于传统剂型组，虽然只有在用药后的第5天两组之间存在显著差异。这说明左氧氟沙星对引起泌尿系感染的大肠埃希氏菌具有很好的抑制作用，而PLGA纳米微球制剂因为能提供更为持久且稳定的血药浓度，所以能更快速的根除大肠埃希菌。

综上所述，该方法制备的PLGA左氧氟沙星纳米微球具有良好的缓释性能，能明显减少给药频次及延长作用时间，应用潜力大；但其载药量仍较低，有待进一步提高。此外，在前期组织工程尿道实验中，实验发现应用组织工程材料修复尿道时，通常要常规放置导尿管两到三周引流尿液以便支撑和保护修复处的组织^[23^，^29]，这种长期置管使导尿管相关的尿路感染发生率明显升高，感染的尿道妨碍了修复处组织的再生，显著降低了组织工程尿道的成功率^[30]。因此，在下一步的研究中，实验将进一步探索如何提高此微球的载药量并复合在材料上，利用其抗菌缓释性能提高组织工程尿道的成功率。

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