以两亲性聚膦腈为载体的阿霉素胶束的制备及体外评价

【摘要】： 实验参考先前合成两亲性聚膦腈接枝共聚物的方法,使用三氯化铝作为催化剂,聚(二氯代膦腈)通过热开环反应聚合,通过两步亲核取代反应,合成了以聚膦腈为骨架,聚乙二醇(PEG)为亲水链段,色氨酸乙酯(EtTrp)为疏水链段的两亲性接枝共聚物。通过改变PEG和ErTrp的投料比,实验合成了三个具有不同亲疏水组成的两亲性聚膦腈接枝共聚物(PEG/EtTrp-PPPs)。采用红外光谱、~1H-NMR、紫外扫描光谱分别对合成的聚合物进行结构表征。结合紫外分光光度法测定两亲性接枝聚膦腈的亲疏水组成(EtTrp:PEG)分别为0.67∶1.33,0.99∶1.01和1.22∶0.78。实验采用芘荧光探针法、动态光散射仪(DLS)、透射电镜(TEM)研究了该系列共聚物的在水中的自组装情况。芘荧光探针法测得的共聚物的最低临界胶束浓度(CMC)分别为:0.158,0.033和0.02 g/L,对于不同EtTrp取代的共聚物,其CMC随着疏水链段EtTrp比例的增大而降低。粒径测定结果表明,该系列共聚物在水中自组装形成的胶束粒子粒径呈单分布状态,范围在20-40 nm内,TEM观察结果显示粒子呈球形。 利用上述合成的两亲性聚膦腈接枝共聚物(PEG/EtTrp-PPPs)为聚合物材料,阿霉素为模型药物,分别采用透析法和O/W乳化法制备阿霉素胶束。实验结果显示,该体系聚合物胶束用乳化法制备得到的载药量较高。实验对乳化法进行了优化,并且对载药过程中不同的影响因素进行考察。实验结果显示,随着投药量的增加,聚合物载药量也增加,但是到达一定比例后包封效率并没有随着增加,药物与聚合物材料质量比(DOX/polymer)为4∶10时,阿霉素的包封率达到最大值。三组不同亲疏水链段的聚合物对于阿霉素的负载都表现出相似的趋势。实验结合动态光散射仪(DLS)、透射电镜(TEM)对载药聚合物胶束的形态以及粒径分布进行了考察。结果显示,载药过程使聚合物胶束的粒径增大,而且随着载药量的增加,粒径增大明显。载药过程增加了胶束的稳定性,TEM观察呈分散较好的球状胶束。 本课题还对阿霉素聚合物胶束的体外释放特征进行了考察。分别选取不同pH(5.0,6.8,7.4,8.0)的磷酸缓冲盐溶液作为释放介质考察载药胶束在不同pH环境下的释放特征,并且对高、中、低不同载药量的阿霉素胶束体外释放特征进行了考察。结果表明,载药聚合物胶束在体外的释放具有pH依赖性,表现为较低pH情况下,聚合物胶束内部的阿霉素快速释放,累积释放百分率高;随着pH的升高,累积释放百分率逐渐降低。pH5.0,pH 6.8,pH 7.4以及pH 80的释放条件下,聚合物胶束在72 h内的累积释放百分率分别为59.2±2.0%,30.1±1.6%,23.4±1.3%和17.7±1.5%。这是由于在低pH下,内核中疏水性的阿霉素发生解离,很大程度地提高了溶解度,促进阿霉素进一步地释放。对于抗肿瘤给药体系,这种pH敏感特性能够使药物更好地在肿瘤组织释放,发挥肿瘤抑制作用,而降低对正常细胞跟组织的毒副作用。实验还考察了高、中、低三种不同载药量的阿霉素聚合物胶束在pH 7.4下的释放,结果显示48 h内低载药量的阿霉素胶束累积释放百分率较高,为55.8%,而高载药量的阿霉素胶束累积释放较少,48 h累积释放百分率只有21.8%。不同亲疏水组成的聚合物材料制备得到的载药胶束体外释放有略微的差别,在pH 5.0和pH 7.4条件下,主要表现为:疏水性片段含量较高的PEG/EtTrp-PPP-3制备得到的阿霉素胶束较PEG/EtTrp-PPP-1和PEG/EtTrp-PPP-2制备得到的阿霉素胶束释放缓慢。 实验考察了两亲性聚膦腈接枝共聚物(PEG/EtTrp-PPPs)对Hela细胞生长的影响。结果表明,三种不同亲疏水组成的PEG/EtTrp-PPPs作用于Hela细胞48 h后没有明显的细胞毒性。不同浓度的PEG/EtTrp-PPP-1与细胞作用24 h,48 h,72h后均没有表现出细胞生长抑制,细胞生长率均在90%以上。结果表明该系列两亲性接枝共聚物生物相容性好,对细胞生长没有影响。体外细胞毒性的实验结果表明,经过O/W乳化法将阿霉素包封在聚合物胶束后,阿霉素胶束仍然具有与游离药物阿霉素基本相同的体外细胞毒性,其细胞半数抑制率IC_(50)没有显著差别。阿霉素聚合物胶束的细胞毒性具有时间依赖性。Hela细胞以及HepG_2的细胞毒性实验结果都表明,阿霉素聚合物胶束的细胞毒性随着作用时间的延长而增加。阿霉素聚合物胶束可以部分逆转阿霉素耐药株(MCF-7/ADM)的耐药性,游离阿霉素与阿霉素聚合物胶束的IC_(50)分别为11.51μg/mL和5.31μg/mL。