两种普朗尼克材料联合聚氰基丙烯酸正丁酯载紫杉醇的控药释放能力

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2013.16.012

中国组织工程研究 ›› 2013, Vol. 17 ›› Issue (16): 2935-2942.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.2013.16.012

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两种普朗尼克材料联合聚氰基丙烯酸正丁酯载紫杉醇的控药释放能力

张阳德¹，胥洪鹃¹，梁健²，王吉伟¹，潘一峰¹，邓鑫²

1 中南大学卫生部肝胆肠外科研究中心，湖南省长沙市 410008
2 广西中医学院附属瑞康医院，广西壮族自治区南宁市 530011

收稿日期:2013-01-19 修回日期:2013-03-15 出版日期:2013-04-16 发布日期:2013-04-16
通讯作者: 梁健，博士，教授，广西中医学院附属瑞康医院，广西壮族自治区南宁市 530011 ln0985@163.com
作者简介:张阳德☆，男，1955年生，湖南省长沙市人，汉族，1991年湖南医科大学毕业，博士，教授。 530222867@qq.com
基金资助:
国家国际科技合作专项项目(编号：2011DFA32620)。

Controlled drug release capability of paclitaxel-loaded poly(butylcyanoacrylate)-pluronic P123/F68 polymeric micells

Zhang Yang-de¹, Xu Hong-juan¹, Liang Jian², Wang Ji-weⁱ¹, Pan Yi-feng¹, Deng Xin²

1 National Hepatobiliary and Enteric Surgery Research Center, Ministry of Health, Central South University, Changsha 410008, Hunan Province, China
2 Ruikang Hospital, Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning 530011, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China

Received:2013-01-19 Revised:2013-03-15 Online:2013-04-16 Published:2013-04-16
Contact: Liang Jian, Doctor, Professor, Ruikang Hospital, Guangxi University of Chinese Medicine, Nanning 530011, Guangxi Zhuang Autonomous Region, China
About author:Zhang Yang-de☆, Doctor, Professor, National Hepatobiliary and Enteric Surgery Research Center, Ministry of Health, Central South University, Changsha 410008, Hunan Province, China 530222867@qq.com
Supported by:
the International S&T Cooperation Program of China, No. 2011DFA32620*

摘要/Abstract

摘要：

背景：包含普朗尼克P123的载紫杉醇聚合物胶束能够有效的延长药物体内循环时间，并且能够改变紫杉醇的作用靶位。但是，这种紫杉醇聚合物胶束在溶液中的稳定性以及载药能力仍有待提高。
目的：观察载紫杉醇聚氰基丙烯酸正丁酯-普朗尼克P123/F68胶束的药剂学特性和体外抗肿瘤能力。
方法：采用薄膜水化法，以聚氰基丙烯酸正丁酯为交联剂，普朗尼克P123/F68为载体材料，制备载疏水性药物-紫杉醇纳米胶束。应用透射电镜观察胶束形态；电位粒度分析仪测定胶束电位和粒径；高效液相色谱分析方法测定胶束载药量和包封率；荧光探针法测定胶束临界胶束浓度；体外试验考察胶束的释药情况、稳定性以及抗肿瘤情况。
结果与结论：实验制备的载药胶束为圆形，粒径和电位分别在100 nm和-10 mV左右，包封率和载药量为(93.3±2.15)%和(1.82±0.04)%，临界胶束浓度为0.067 g/L。药物体外释放试验和稳定性试验显示，该载药胶束具有一定的缓释功能和抗稀释能力。MTT试验结果表明，与游离药物相比，载药胶束具有更强的杀伤乳腺癌细胞MCF-7的能力。可见，载紫杉醇聚氰基丙烯酸正丁酯-普朗尼克P123/F68胶束具有明显的控制药物释放的能力和良好的稳定性，抗肿瘤能力强。

关键词: 生物材料, 生物材料与药物控释, 紫杉醇, 稳定性胶束, 长循环, 聚氰基丙烯酸正丁酯, 细胞毒性, 肿瘤, 表征, 生物相容性, 国际合作基金

Abstract:

BACKGROUND: Paclitaxel-loaded poly(butylcyanoacrylate)-pluronic P123 polymeric micells can effectively prolong drug circulation time, and change the paclitaxel targets. However, the stability in solution and drug loading capacity of this kind of paclitaxel polymer micelles need to be improved.
OBJECTIVE: To investigate the pharmaceutical characteristics and antitumor ability of paclitaxel-loaded poly(butylcyanoacrylate)-pluronic P123/F68 polymeric micells.
METHODS: We prepared the paclitaxel-loaded poly(butylcyanoacrylate)-pluronic P123/F68 polymeric micells using the method of film dispersion and studied their characteristics, such as morphology, size, zeta potential, encapsulation efficiency, drug loading, the critical micelle concentration, drug release, micelle stability and cytotoxity in vitro.
RESULTS AND CONCLUSION: The morphology of the prepared micells was spherical with the mean size of 100 nm and the zeta potential of -10 mV. The mean encapsulation efficiency and drug loading were (93.3±2.15)% and (1.82±0.04)%, respectively. The critical micelle concentration was 0.067 g/L. The in vitro release and stability experiments showed that the micells exhibited controlled release ability and good stability. The paclitaxel-loaded poly(butylcyanoacrylate)-pluronic P123/F68 polymeric micells were apparently more potent in killing MCF-7 cells than the free drug. Therefore, paclitaxel-loaded poly(butylcyanoacrylate)-pluronic P123/F68 polymeric micells with good controlled release ability and stability may serve as nanoscopic and long-circulating carriers for poorly water-soluble anticancer drugs.

Key words: biomaterials, biomaterials and controlled drug release, paclitaxel, stablized micelles, long cycle, poly(butylcyanoacrylate), cytotoxicity, tumor, characterization, biocompatibility, International S&T Cooperation Program of China

中图分类号:

R318

张阳德，胥洪鹃，梁健，王吉伟，潘一峰，邓鑫. 两种普朗尼克材料联合聚氰基丙烯酸正丁酯载紫杉醇的控药释放能力[J]. 中国组织工程研究, 2013, 17(16): 2935-2942.

Zhang Yang-de, Xu Hong-juan, Liang Jian, Wang Ji-wei, Pan Yi-feng, Deng Xin. Controlled drug release capability of paclitaxel-loaded poly(butylcyanoacrylate)-pluronic P123/F68 polymeric micells[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2013, 17(16): 2935-2942.

图/表（结果） 7

2.1 胶束储备液的优化情况 根据试验现象分别采用40，50，70 ℃作为水化温度，发现超过50 ℃，溶液就会变成乳浊液，分析在50 ℃出现起昙现象，因此采用40 ℃作为水化温度。同时，实现发现，当投药量为6 mg时，载药量和包封率是最合适的，因此实验选择投药量为6 mg，见表2。采用均匀设计法确定胶束制备的最佳处方为F68 15 mg，pH 1.5，聚氰基丙烯酸正丁酯20 µL，搅拌时间为3 h，见表3。

2.2 载药胶束的粒径、电位和形态 测量结果显示，实验制备的载药胶束粒径在100 nm左右，分布范围小，分散度=0.10-0.20，见图1A。载药胶束的Zeta电位在 -10 mV左右，见图1B。透射电镜下见载药胶束呈球形、粒径分布均匀，见图1C。

2.3 胶束的临界胶束浓度 图2显示I372/I383值随着聚合物浓度增大而减小，曲线拐点处即为临界胶束浓度。实验制备的空白胶束的临界胶束浓度为0.067 g/L。

2.4 紫杉醇胶束溶液体外释放情况 实验结果显示，体外释放10 h时，紫杉醇原料药的累积释放量为93.93%，Taxol注射液的累积释放量为78.46%，不加聚氰基丙烯酸正丁酯载药胶束的累积释放量为61.47%，而加聚氰基丙烯酸正丁酯载药胶束的累积释放量为38.86%。此外，紫杉醇原料药和Taxol注射液在12 h时就已经释放完毕，而胶束溶液接近72 h才释放完毕，因此胶束溶液具有一定缓释的功能。并且加入聚氰基丙烯酸正丁酯后释放的速度比不加聚氰基丙烯酸正丁酯释放速度慢，见图3。

2.5 胶束的稳定性 稀释稳定性试验表明，当聚氰基丙烯酸正丁酯-P123/F68-紫杉醇胶束溶液和紫杉醇- P123/F68胶束溶液稀释10倍后，在37 ℃放置48 h后，两种胶束溶液的药物浓度分别是80.3%和19.7%。因此，加入聚氰基丙烯酸正丁酯后，紫杉醇胶束溶液的药物浓度降低缓慢，而不加聚氰基丙烯酸正丁酯的紫杉醇胶束溶液，药物浓度降低较快，见图4。

2.6 载药胶束的细胞毒性 体外抗癌活性的研究是确定抗肿瘤药物药效的方法之一。抗肿瘤药物的抗癌活性可用半数抑制浓度(IC50)进行定量表示，IC50是指在用药后存活的细胞数量减少一半所需的药物浓度^[5] 。采用MTT方法，探测紫杉醇-聚氰基丙烯酸正丁酯- P123/F68对MCF-7的IC50，并与紫杉醇原料药和Taxol注射液进行比较，见图5。由图5可见，当药物与细胞作用24 h时，紫杉醇原料药、Taxol注射液、载药胶束的IC50分别是13.47，7.59，2.38 mg/L；而当作用时间为48 h时，三者的IC50分别变为10.64，6.25，2.03 mg/L。因此，在两个时间点，与游离药物和注射液相比，载药胶束均显示较强的杀死肿瘤细胞的能力。同时，普朗尼克P123和F68在一定的作用时间和浓度下，对肿瘤细胞同样具有一定的杀伤效应，这与文献记载是一致的，但是聚氰基丙烯酸正丁酯对肿瘤的抑制效应较弱，具有良好的生物相容性。

参考文献

[1]Marupudi NI, Han JE, Li KW, et al. Paclitaxel: a review of adverse toxicities and novel delivery strategies. Expert Opin Drug Saf. 2007;6(5):609-621.

[2]Gogate US, Schwartz PA, Agharkar SN. Effect of unpurfied Cremophor EL on the solution stability of paclitaxel. Pharm Dev Technol. 2009;14(1):1-8.

[3]Huh KM, Min HS, Lee SC, et al. A new hydrotropic block copolymer micelle system for aqueous solubilization of paclitaxel. J Control Release. 2008;126(2):122-129.

[4]Yang T, Choi MK, Cui FD, et al. Preparation and evaluation of paclitaxel-loaded PEGylated immunoliposome. J Control Release. 2007;120(3):169-177.

[5]Wei Z, Hao J, Yuan S, et al. Paclitaxel-loaded Pluronic P123/F127 mixed polymeric micelles: formulation, optimization and in vitro characterization. Int J Pharm. 2009;376(1-2):176-185.

[6]Dahmani FZ, Yang H, Zhou J, et al. Enhanced oral bioavailability of paclitaxel in pluronic/LHR mixed polymeric micelles: preparation, in vitro and in vivo evaluation. Eur J Pharm Sci. 2012;47(1):179-189.

[7]Oh KS, Song JY, Cho SH, et al. Paclitaxel-loaded Pluronic nanoparticles formed by a temperature-induced phase transition for cancer therapy. J Control Release. 2010; 148(3): 344-350.

[8]Liu J, Meisner D, Kwong E, et al. A novel trans-lymphatic drug delivery system: implantable gelatin sponge impregnated with PLGA-paclitaxel microspheres. Biomaterials. 2007;28(21): 3236-3244.

[9]Parka IlK, Kimb YJ, Trana TH, et al. Water-soluble heparin-PTX conjugates for cancer targeting. Polymer. 2010; 51(15):3387-3393.

[10]Ooya T, Lee J, Park K. Effects of ethylene glycol-based graft, star-shaped, and dendritic polymers on solubilization and controlled release of paclitaxel. J Control Release. 2003;93(2): 121-127.

[11]Kedar U, Phutane P, Shidhaye S, et al. Advances in polymeric micelles for drug delivery and tumor targeting. Nanomedicine. 2010;6(6):714-729.

[12]Batrakova EV, Li S, Brynskikh AM, et al. Effects of pluronic and doxorubicin on drug uptake, cellular metabolism, apoptosis and tumor inhibition in animal models of MDR cancers. J Control Release. 2010;143(3):290-301.

[13]Han LM, Guo J, Zhang LJ, et al. Pharmacokinetics and biodistribution of polymeric micelles of paclitaxel with Pluronic P123. Acta Pharmacol Sin. 2006;27(6):747-753.

[14]Jansson J, Schillén K, Olofsson G, et al. The interaction between PEO-PPO-PEO triblock copolymers and ionic surfactants in aqueous solution studied using light scattering and calorimetry. J Phys Chem B. 2004;108(1):82-92.

[15]Wulff-Pérez M, Torcello-Gómez A, Gálvez-Ruíz MJ, et al. Stability of emulsions for parenteral feeding: preparation and characterization of o/w nanoemulsions with natural oils and Pluronic f68 as surfactant. Food Hydrocolloids. 2009;23(4): 1096-1102.

[16]Cha MH, Choi J, Choi BG, et al. Synthesis and characterization of novel thermo-responsive F68 block copolymers with cell-adhesive RGD peptide. J Colloid Interface Sci. 2011;360(1):78-85.

[17]Dabholkar RD, Sawant RM, Mongayt DA, et al. Polyethylene glycol-phosphatidylethanolamine conjugate (PEG-PE)-based mixed micelles: some properties, loading with paclitaxel, and modulation of P-glycoprotein-mediated efflux. Int J Pharm. 2006;315(1-2):148-157.

[18]Zhao L, Du J, Duan Y, et al. Curcumin loaded mixed micelles composed of Pluronic P123 and F68: preparation, optimization and in vitro characterization. Colloids Surf B Biointerfaces. 2012;97:101-108.

[19]Wang L, Zeng R, Li C, et al. Self-assembled polypeptide- block-poly(vinylpyrrolidone) as prospective drug-delivery systems. Colloids Surf B Biointerfaces. 2009;74(1):284-292.

[20]Adams ML, Lavasanifar A, Kwon GS. Amphiphilic block copolymers for drug delivery. J Pharm Sci. 2003;92(7): 1343-1355.

[21]Lin J, Zhu J, Chen T, et al. Drug releasing behavior of hybrid micelles containing polypeptide triblock copolymer. Biomaterials. 2009;30(1):108-117.

[22]Van Butsele K, Sibret P, Fustin CA, et al. Synthesis and pH-dependent micellization of diblock copolymer mixtures. J Colloid Interface Sci. 2009;329(2):235-243.

[23]Zhang J, Jiang W, Zhao X, et al. Preparation and characterization of polymeric micelles from poly (D,L-lactide) and methoxypolyethylene glycol block copolymers as potential drug carriers. Tsinghua Sci Technol. 2007;12(4):493-496.

[24]Taillefer J, Jones MC, Brasseur N, et al. Preparation and characterization of pH-responsive polymeric micelles for the delivery of photosensitizing anticancer drugs. J Pharm Sci. 2000;89(1):52-62.

[25]Sezgin Z, Yüksel N, Baykara T. Preparation and characterization of polymeric micelles for solubilization of poorly soluble anticancer drugs. Eur J Pharm Biopharm. 2006;64(3):261-268.

[26]Liao DL, WU GS, Liao BQ. Zeta potential of shape-controlled TiO2 nanoparticles with surfactants. Colloids and surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2009;348(1-3): 270-275.

[27]Liu Y, Cao X, Luo M, et al. Self-assembled micellar nanoparticles of a novel star copolymer for thermo and pH dual-responsive drug release. J Colloid Interface Sci. 2009; 329(2):244-252.

[28]Wang XH. Changsha: Central South University. 2007.王夏红.苯妥英钠聚氰基丙烯酸正丁酯纳米微粒的制备及抗癫痫的药效学研究[D].长沙:中南大学,2007.

[29]Agnihotri SA, Mallikarjuna NN, Aminabhavi TM. Recent advances on chitosan-based micro- and nanoparticles in drug delivery. J Control Release. 2004;100(1):5-28.

引言

紫杉醇是一种天然的抗微管形成药物，最早从短叶红豆杉茎皮中分离得到，是一种二萜类化合物，对多种实体瘤具有明显的抗肿瘤活性，如，乳腺癌，早期卵巢癌，肺癌，头颈癌，和急性白血病等^[1] 。但是，紫杉醇治疗指数低和水溶性差的特点限制了其在临床上广泛应用，目前惟一得到临床使用的紫杉醇制剂是Taxol^[1-3] 。为了提高紫杉醇的治疗指数，科研工作者已探索开发了多种形式的紫杉醇制剂，比如脂质体、包合物、微乳等。但是，上述多种新型紫杉醇制剂仍然有各自不同的缺点。例如为了包裹疏水性药物，脂质体必须提高自身粒径，但是粒径增大后载药脂质体极易被网状内皮系统吞噬和清除^[4] 。同时，根据脂质体的微观结构，疏水性药物一般被耦合在脂质体的双分子层之间，因此，降低了脂质体自身的稳定性。包合物的制备过程对客分子要求比较高。根据微乳的制备原理，它是由多种高浓度的表面活性剂组成的，它们的生物相容性低，能够对机体造成严重的不良反应^[5-8] 。

目前，聚合物胶束由于其独特的核-壳结构被广泛的用于疏水性药物载体的研究^[9] 。同时，由于胶束选材的特殊性，这种纳米载体具有良好的生物相容性，没有严重的不良反应。而且，胶束能够改变药物的药动学特性，延长药物体内循环时间，具有较强的肿瘤靶向效应^[10-11] 。因此，聚合物胶束被看作最有前途的抗肿瘤药物载体^[9-11] 。

普朗尼克是由聚氧乙烯链和聚氧丙烯链构成的三嵌段共聚物(聚氧乙烯链-聚氧丙烯链-聚氧乙烯链)。当聚合物浓度高于临界胶束浓度时，这种聚合物在水相环境中能够自我组装形成球形胶束结构。聚氧丙烯链形成疏水性核，聚氧乙烯链构成胶束的外壳。由普朗尼克聚合物形成的胶束，除具有一般胶束能够增强药物溶解性、延长药物作用时间以及具有靶向性等特点外，它们在体内分解形成的小分子还能够抑制P-糖蛋白的合成，从而降低耐药细胞的耐药性^[12] 。作为最有前途的载体之一，普朗尼克聚合物被广泛应用于多种抗肿瘤药物载体的研究^[13] 。

普朗尼克P123，化学结构：聚氧乙烯链20-聚氧丙烯链68-聚氧乙烯链20，是普朗尼克类化合物的代表。据报道，包含P123的载紫杉醇聚合物胶束能够有效的延长药物体内循环时间，并且能够改变紫杉醇的作用靶位^[14] 。但是，这种紫杉醇聚合物胶束在溶液中的稳定性以及载药能力仍有待提高。为了提高上述载药胶束的性能，研究者又开发了由P123和F68组成的混合胶束^[15] 。普朗尼克F68(聚氧乙烯链70-聚氧丙烯链35-聚氧乙烯链70)的亲水性优于其他普朗尼克聚合物^[16] 。因此，F68的空间位阻效应能够阻碍胶束的聚集，对胶束稳定性的提高起到一定的作用^[16] 。但是，单独由普朗尼克形成的胶束在水溶液中的稳定性仍有待提高。

为了克服这一缺点，实验采用薄膜水化法制备紫杉醇-P123/F68胶束后，首次采用化学交联剂聚氰基丙烯酸正丁酯包裹在胶束外面，稳定胶束结构，减少药物渗透，提高载药量。同时采用均匀设计法优化制剂处方，观察载药胶束的物理化学特性以及体外抗肿瘤效应。

材料方法

设计：观察性试验。
时间及地点：于2011年10月至2012年5月在卫生部纳米重点实验室完成。
材料：
载紫杉醇聚氰基丙烯酸正丁酯-普朗尼克P123/F68胶束制备及其药剂学特性和体外抗肿瘤能力测定所需主要试剂和仪器：
Main reagents and instruments:

细胞系：人乳腺癌细胞MCF-7由卫生部纳米重点实验室保存。
方法：
高效液相色谱分析方法的建立：采用反相高效液相色谱法测定紫杉醇浓度^[17] 。色谱条件：Agilent G1310A，UV检测器，吸收波长227 nm；ODS柱(Shin C18，250 mm×4.6 mm)；流动相：乙腈：醋酸铵缓冲液 (35 mmol/L，50∶45，pH=5)。样品进样量每针20 μL，流速1.0 mL/min。根据色谱峰面积计算紫杉醇的浓度，标准曲线：y=48.69x-1.815 3，r2=0.999 6，线性范围是2-40 mg/L。
紫杉醇稳定胶束的制备：采用薄膜水化法制备紫杉醇胶束^[17-18] 。精密称取300 mg P123于50 mL圆底烧瓶中，用乙腈溶解，加入紫杉醇3-12 mg，混合均匀。60 ℃、100 r/min旋转蒸发1 h将有机溶剂蒸干，真空干燥5 h除去残留有机溶剂，得干燥药膜。水浴加热，使固体骨架溶解。加入10 mL同等温度水，700 r/min恒速搅拌30 min，用0.22 μm微孔滤膜过滤，得透明胶束溶液。
稳定化胶束的制备：搅拌条件下，向胶束储备液中加入一定量的F68，用HCl调节pH至1.5，加入20 μL聚氰基丙烯酸正丁酯，40 ℃水浴，1 000 r/min反应3 h，NaOH溶液调节pH至中性，0.45 μm微孔滤膜过滤，得到稳定化胶束。
载药量和包封率的测定：用乙腈将胶束溶液稀释10倍，按照上述高效液相色谱分析方法测定载药胶束中药物浓度。
载药量(%)=样品中药物测得量/(投入载体的质量+样品中药物测得量)×100%
包封率(%)=胶束中药物的质量/药物的投入量×100%

制备方法的优化：根据胶束储备液制备方法，为满足后继实验的要求，固定水化体积为10 mL，载体材料 300 mg，以载药量和包封率为优化指标，考察对其影响较大的投药量和水化温度两因素。为了进一步提高胶束的稳定性和载药量，实验采用均匀设计法对稳定胶束的处方和制备工艺进行优化。选择对胶束结构形态和载药量有影响的4个因素作为考察对象，即F68加入量、聚氰基丙烯酸正丁酯加入量、pH、搅拌时间。每个因素有3个水平，见表1，按均匀设计U9(34)表安排试验，以载药量和包封率为主要考察指标，对实验结果进行分析。

载药胶束粒径、电位和表面形态测定：取胶束溶液适量，滴于电镜制样铜网上，体积分数1.5%磷钨酸负染，自然干燥后，透射电镜下观察并拍照。利用电位粒度分析仪测定胶束溶液的电位和粒径。

临界胶束浓度的测定：采用苾作为疏水性探针，应用荧光探针法测定空白胶束溶液的临界胶束浓度值^[19-20] 。荧光分光光度计确定包裹在胶束中苾的浓度。苾的第三发射峰和第一发射峰的荧光强度比(I383/I372)随着纳米粒浓度的增大而升高，当聚合物浓度大于临界胶束浓度时，I383/I372值基本不变。I383/I372值急剧改变对应的聚合物浓度就是临界胶束浓度，即为临界胶束浓度值。将一定量的苾探针溶液加入到一系列空离心管中，并使丙酮挥干，探针加入的量使其最终浓度达到2.0×10^-6 mol/L。将己知浓度的系列共聚物溶液加入到含苾的离心管中，65 ℃平衡5 h，将其置于室温下平衡过夜，最后测定荧光光谱，并记录数据。
紫杉醇胶束溶液体外释放试验：采用透析法考察紫杉醇胶束的体外释放行为^[21] 。精密量取紫杉醇原料药、Taxol注射液、紫杉醇-P123/F68胶束溶液，紫杉醇-聚氰基丙烯酸正丁酯-P123/F68胶束溶液适量，置截留相对分子质量为8 000-14 000的预溶胀透析袋内，平行3份，密封好后置于50 mL水杨酸钠溶液中，恒温水浴，转速100 r/min，温度37 ℃。分别在15，30 min和1，2，4，6，8，10，12，24，36，48，60，72 h取1 mL释放液供分析检测，并同时补充同体积新鲜的缓冲溶液。高效液相色谱法测定释放液中紫杉醇的含量，然后计算累计释放量。
胶束稀释稳定性试验：将按照最优处方获得的紫杉醇胶束溶液用PBS(pH7.4)稀释10倍，置于37 ℃水浴，分别于12，24，36，48 h取出样品，用高效液相色谱仪进行含量测定，测其稀释稳定性。
体外毒性分析：采用MTT方法测定游离紫杉醇、Taxol注射液和紫杉醇胶束溶液对MCF-7细胞的毒性。MCF-7细胞在含体积分数10%胎牛血清、100 U/mL青霉素和100 mg/L链霉素的RPMI 1640培养基中生长，并放置于37 ℃、体积分数5%CO₂培养箱中进行传代培养。取对数生长期MCF-7细胞以每孔5×103个接种于96孔板中，每孔体积200 μL，培养过夜，空白组应用培养基进行培养，对照组加入空白溶剂，实验组分别加入不同浓度游离紫杉醇溶液、Taxol注射液以及载药胶束溶液。培养24，48 h后，吸弃培养基，细胞用PBS洗3次，每孔加入200 μL新鲜培养基及20 μL MTT溶液(5 g/L)，继续孵育4 h后终止培养。小心吸弃孔内液体，每孔加入150 μL二甲基亚砜，室温震荡10 min，使结晶充分溶解。用酶标仪上在570 nm处测定每孔吸光度(A)值，细胞存活率计算公式如下：
存活率=(实验组A值-空白组A值)/(对照组A值-空白组A值)×100%
主要观察指标：实验指标的载紫杉醇聚氰基丙烯酸正丁酯-普朗尼克P123/F68胶束的性质、载药量和包封率、药物释放能力、稳定性以及抗肿瘤情况。
统计学分析：结果以平均数表示。

讨论

典型的载疏水性药物胶束的制备方法有动态透析法、乳化溶剂法和薄膜分散法^{[11, 17]} 。动态透析法主要是将少量水加到与水混溶的含有聚合物和疏水性药物的有机溶剂中，在搅拌条件下透析除去有机溶剂。此种方法制备载药胶束周期长，胶束粒径变化范围大，载药量低^[22] 。乳化溶剂法是将溶解聚合物和药物的有机溶剂在搅拌条件下慢慢加入水中，形成乳剂，室温蒸发除去乳剂中的有机溶剂。此种方法制备的胶束残留大量的有机溶剂，安全指数低^[23-24] 。实验采用薄膜分散法制备载药胶束，研究发现胶束粒径分布均匀、有机溶剂残留量低、载药量高，是目前制备胶束应用最广泛的方法。

实验首次利用聚氰基丙烯酸正丁酯、普朗尼克P123和F68 3种聚合物材料作为疏水性药物紫杉醇的载体。应用均匀优化法确定了载药胶束的最优处方，并对载药胶束进行了一系列的理化性质研究。发现此方法增加了疏水性药物的溶解度，提高了胶束的载药量和包封率。同时，加入聚氰基丙烯酸正丁酯，能够增强胶束的稳定性。当紫杉醇不同类型的处方作用于MCF-7细胞后，紫杉醇-聚氰基丙烯酸正丁酯-P123/F68载药胶束的抑瘤能力明显强于其他组。

为了延长载药胶束在体内的循环时间，胶束粒子必须足够小来逃避网状内皮系统对胶束的吞噬和破坏^[25] 。实验结果表明，载药胶束粒径分布均匀，大小在100 nm左右。Zeta电位是微粒表面荷电性质与荷电大小的标志，广泛用于描述胶体微粒之间的静电相互作用，是表征胶体分散体系稳定性的重要指标，Zeta电位绝对值越高，体系越稳定[26]。实验制备的载药胶束电位为-10 mV左右，在此电位数值范围内，胶束溶液能够在一定时间内稳定存在。载药胶束的载药能力常用载药量和包封率来衡量，测定的方法一般有两种：直接法是指直接测定包含在胶束中的药量；而间接法则是测定未包含在胶束中的药量进而计算载药量和包封率^[27]。实验采用直接法测定载药量，与紫杉醇-P123/F68载药胶束比较，加入聚氰基丙烯酸正丁酯后，胶束的载药量和包封率明显提高；同时，新型胶束的抗稀释稳定性好，具有较强的抗稀释能力。临界胶束浓度是反映胶束稳定性的另一个重要指标，是聚合物在水溶液中形成胶束时聚合物的浓度。当聚合物浓度小于临界胶束浓度时，聚合物以单聚体的形式存在于溶液中^[21] 。实验以苾作为疏水性探针采用荧光探针法确定聚合物的临界胶束浓度值。苾在水溶液中溶解度低并且发生荧光淬灭，因此其在水溶液中的荧光强度很低。但是，当苾进入疏水性环境中时，苾的荧光强度增强。因此，苾经常作为检测聚合物自我聚集行为的荧光探针^[26] 。载药胶束体外释药性质取决于胶束包裹药物的形式(化学偶联或者物理包裹)。如果是化学偶联，那么药物的体外释放过程中聚合物的降解以及胶束结构的破坏是其主要过程^[27-29] 。如果是物理包裹形式，主要过程则是药物释放。物理包裹形式中药物的释放机制有3种：扩散，溶解和降解。体外释药试验表明，紫杉醇-聚氰基丙烯酸正丁酯-P123/F68载药胶束具有很好的控制药物释放的能力。实验结果显示，载药胶束的释放分为两个阶段：第一阶段药物浓度急剧升高达到一定值，即明显的“突释现象”。第二阶段为稳定释放阶段，这是载药胶束最主要的药物释放阶段，在这一阶段外相溶液逐步扩散到胶束内部并携带药物从内部向外扩散，并且胶束的结构逐步破坏。

基于以上结果，今后的研究重点将会放在此种载药胶束体内的抑瘤效果及安全性评价研究。总之，此种类型的载药胶束将会成为疏水性药物最为有效的药物载体。

两种普朗尼克材料联合聚氰基丙烯酸正丁酯载紫杉醇的控药释放能力

Controlled drug release capability of paclitaxel-loaded poly(butylcyanoacrylate)-pluronic P123/F68 polymeric micells

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[1]	姜勇, 罗翼, 丁永利, 周勇, 闵理, 唐凡, 张闻力, 段宏, 屠重棋. 骶骨精准切除影响骨盆稳定性的冯米斯应力特征及临床验证[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1318-1323.
[2]	张同同, 王中华, 文杰, 宋玉鑫, 刘林. 3D打印模型在颈椎肿瘤手术切除与重建中的应用[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1335-1339.
[3]	顾霞, 赵敏, 王平义, 李一梅, 李文华. 低氧诱导因子1α与低氧相关疾病信号通路的关系[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1284-1289.
[4]	张秀梅, 翟运开, 赵杰, 赵萌. 类器官模型国内外数据库近10年文献研究热点分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(8): 1249-1255.
[5]	赵敏, 冯柳祥, 陈垚, 顾霞, 王平义, 李一梅, 李文华. 低氧环境下外泌体可作为疾病的标志物[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1104-1108.
[6]	焦慧, 张一宁, 宋雨晴, 林宇, 王秀丽. 乳腺癌类器官研究进展及临床应用前景[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(7): 1122-1128.
[7]	李黎, 马力. 磁性壳聚糖微球固定化乳糖酶及其酶学性质[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(4): 576-581.
[8]	贺杰, 常祺. 四肢恶性骨肿瘤骨切除后大段骨缺损的生物重建[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(3): 420-425.
[9]	余浪波, 卿明松, 赵春涛, 彭笳宸. 动态对比增强MRI在骨科临床应用中的热点问题[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(3): 449-455.
[10]	李鑫平, 崔秋菊, 曾曙光, 冉高英, 张兆强, 刘显文, 方炜, 徐帅妹. β-磷酸三钙/壳聚糖水凝胶改性对牙髓干细胞生长与矿化的影响[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(22): 3493-3499.
[11]	刘利永, 周雷. 组织工程用水凝胶研发现状和发展趋势：基于专利信息的分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(22): 3527-3533.
[12]	何林, 吴稀, 何淞, 杨森. 经聚多巴胺涂层的羟基磷灰石生物陶瓷具有亲水性与细胞黏附性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(22): 3540-3544.
[13]	周安琪, 唐渝菲, 吴秉峰, 向琳. 骨膜组织工程设计：共性与个性的结合[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(22): 3551-3557.
[14]	郎丽敏, 何生, 姜增誉, 胡奕奕, 张智星, 梁敏茜. 导电复合材料在心肌梗死组织工程治疗领域的应用进展[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(22): 3584-3590.
[15]	马晴, 施丽燕, 黄思雪, 郑章博文, 张爱华, 战德松, 付佳乐. 氧化锆陶瓷在牙体修复领域的研究现状及展望[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(22): 3597-3602.