阿霉素温度_pH双敏型自组装嵌段共聚物胶束的制备

摘要: 本文用透析法制备了新型温度/pH 双敏自组装嵌段共聚物聚组氨酸-聚乳酸羟基乙酸-聚乙二醇-聚乳酸羟基乙酸-聚组氨酸 (OLH-b-PLGA-b-PEG-b-PLGA-b-OLH) 胶束, 采用荧光探针技术测定其不同温度下临界胶束浓度 (CMC); 用透析法测定共聚物胶束的包封率和载药量; 对胶束的粒径、形态和表面电位进行考察, 并对阿霉素胶束的体外释药和pH 敏感性进行了研究。CMC 介于0.022 4～0.001 7 μg·mL−1, 胶束包封率为92.8%, 载药量为15.7%; 载药胶束粒径为 (61.7 ± 13.4) nm, zeta 电位为−9.88 mV; 阿霉素的体外释药速率随pH 降低 (pH7.4～5.0) 而增加。结果表明, 胶束的CMC 随温度升高而降低, 体外释药具有明显的pH 敏感性, 该载体材料作为抗肿瘤药物的靶向传递系统具有较好的应用前景。

    温度和pH敏感型聚合物一直是新型药物载体研究的热点。温度敏感型PLGA-PEG-PLGA共聚物具有随温度变化产生溶液-凝胶的相转变的特点, 因此, 可作为注射缓控释给药系统的载体[1, 2]。其机制是: 该共聚物在水溶液中可形成以PEG为外壳、 PLGA嵌段为内核的球状胶束, 溶液的胶束化行为随温度升高发生变化, 在某一温度下形成具有稳定胶束结构的半固体凝胶, 此温度称为共聚物的相转变温度[3]。共聚物的分子结构变化可显著影响其溶液的相转变温度, 如其相转变温度低于体温, 可用作注射缓释给药系统载体; 如其相转变温度高于体温, 在生理温度下则以稳定的胶束状态存在, 则可用作胶束靶向给药系统载体。
    pH 敏感共聚物胶束被认为是抗肿瘤药物靶向给药的理想载体[4]。目前研究的此类共聚物, 多采用化学合成的方法对其进行结构修饰, 在其分子结构中引入pH 敏感的基团, 增加其对体内pH 变化的敏感性。组氨酸分子结构中存在1 个咪唑基团, 其pKa在6.5 左右, 具有pH 敏感性。环境pH 发生变化时可产生亲水性和疏水性变化, 因而, 可用于制备pH敏感共聚物胶束。聚组氨酸[poly(L-histidine), PLH][5]在正常生理环境下 (pH 7.4) 分子结构中同时存在质子化和去质子化的组氨酸分子, 对环境的pH 变化极为敏感。此外, PLH 具有膜融合作用, 在内吞小泡或溶酶体的弱酸性环境下带正电荷, 可以与内吞小泡或溶酶体膜产生静电相互作用致其破裂, 增加药物的细胞内释放。目前研制的组氨酸类聚合物胶束普遍存在对pH 变化响应不灵敏, 在体内由于血液稀释结构发生变化, 导致药物泄露的缺点。在温度敏感PLGA-PEG-PLGA 共聚物结构中引入组氨酸低聚物得到的聚组氨酸-聚乳酸羟基乙酸-聚乙二醇-聚乳酸羟基乙酸-聚组氨酸 (OLH-b-PLGA-b-PEG-b-PLGAb-
OLH), 可结合两种聚合物的优点, 同时具备PLGA-PEG-PLGA 温敏嵌段良好的水溶性和稳定性与PLH 的pH 敏感性。
    阿霉素 (adriamycin or doxorubicin, ADM) 是一种抑制癌细胞DNA 合成的抗肿瘤药物。阿霉素在临床上主要用于肺癌、乳腺癌、肝癌、胃癌、前列腺癌等的治疗, 但由于阿霉素分子结构不稳定, 易受水分、光、热等的影响而发生水解、光解等变化, 且存在心脏毒性、骨髓抑制等严重的不良反应和多药耐药性, 严重影响其临床应用和治疗效果[6, 7]。
    本文以实验室自制的温度/pH 双重敏感的嵌段共聚物聚组氨酸-聚乳酸羟基乙酸-聚乙二醇-聚乳酸羟基乙酸-聚组氨酸 (OLH-b-PLGA-b-PEG-b-PLGAb-OLH)[8, 9]为载体, 以阿霉素为模型药, 制备包载阿霉素的聚合物胶束, 并对阿霉素胶束的临界胶束浓度、载药方法和能力、胶束性质和体外释药行为进行了系统研究。