基于自组装技术的新型载紫杉醇可控缓释PLGA基靶向复合微球的研究

Paclitaxel is a natural efficient plant anti-tumor drug and the Cremorphor EL was used as the solvents of Paclitaxel in clinical, however both the solvent and paclitaxel have many side effects, such as causing severe allergic and toxicity reactions. Therefore, it is important to research the sustained release dosage form of Nano microspheres in order to reduce the side effects of drugs. In order to solve the burst release problem of drug delivery nanocapsules, in this project, a novel composite microsphere of paclitaxel carrier with a poly(D,L-lactide-co-glycolide)(PLGA) core will be fabricated, which is based on polyelectrolyte complexation of the natural polysaccharides prepared by the layer-by-layer approach, the surface of the composite microsphere will be connected to folate for the active target of tumor cells. Combined with the carrier material degradation mechanism, we will study the drug release behavior and get drug release curves of different influence factors through in vitro release experiment. Finally, we will do linear analog of the experimental data and establish drug release kinetics equation of the composite microspheres. The drug release kinetics equation will realize to control the drug release rate. Research results are very important for biodegradable polymer microspheres in the clinical application of paclitaxel.

紫杉醇是一种天然植物抗癌药物，临床使用时需在紫杉醇注射液中加入聚氧乙烯蓖麻油作为溶剂，但紫杉醇和聚氧乙烯蓖麻油均有较大毒性。采用纳米微球制备紫杉醇缓释剂可大大降低药物的毒副作用，具有重要的意义。本项目针对纳米缓释微球在药物释放初期存在的突释问题，基于天然多糖聚电解质的层层自组装技术，以生物降解高分子材料PLGA制备的载药纳米微球为模板，制备一种新型载紫杉醇可生物降解高分子复合微球，将叶酸连接到最外层表面，赋予载药微球对肿瘤细胞的主动靶向性。结合载体材料的降解机理，通过体外释放实验绘制不同影响因素下的释药曲线研究该体系的释药行为，对实验数据进行线性模拟，最终建立该体系的释药动力学方程，从而实现药物释放速率的可控性。研究成果可为可生物降解高分子载紫杉醇微球的临床应用提供依据。

随着材料科学和生物医药学的相互渗透，人类在疾病诊断、治疗等方面获得了新的认识和途径，纳米载药体系就是其中一个很有生命力的研究方向。为了提高药物的生物利用度，降低毒性，延长药物的释放时间，本项目以生物可降解高分子为载体材料制备几种纳米载药微球，对其性能进行对比研究，结果表明合成聚酯聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）、天然聚合物多糖壳聚糖、海藻酸钠在药物载体领域有广阔的应用前景。（一）采用复乳法制备PLGA纳米载药微球，单因素实验得到最优工艺条件：囊芯比1:1，水油比3:5，乳化时间2min，分散剂浓度0.5%，此时微球平均粒径268.7nm，载药率30.88%，包封率46.95%，电镜照片显示产物具有良好的球形结构。采用物理静电作用和化学法对PLGA微球表面修饰天然聚合物壳聚糖制备复合载药微球，通过电位、元素分析、红外光谱证明改性成功，复合后粒径增大，微球的载药率和包封率提高，药物释放初期的“突释”性明显降低，药物释放曲线属于一级动力学模型。（二）采用一种新型的双乳法制备壳聚糖载紫杉醇微球，在最佳制备条件下所得微球平均粒径179nm，包封率47.09%，载药率5.43%；利用物理法、化学法将叶酸修饰到壳聚糖微球表面，通过电位、红外证明其结构，电镜照片显示产物具有良好的球形形貌，体外释放结果表明药物具有良好的缓释效果，释放曲线属于两相动力学模型。MTT结果表明载紫杉醇的壳聚糖微球对肿瘤细胞具有较好的抑制性，且加入叶酸后具有一定的靶向性。采用相同方法制备海藻酸钠载紫杉醇微球，在最佳条件下所得产物平均粒径135.7nm，载药率9.96%，包封率22.45%，然后通过一步法将叶酸-壳聚糖偶合物交联到海藻酸钠微球表面，所得复合微球粒径增大，载药率、包封率有所提高，达到良好的缓慢释放过程，释放曲线属于双相动力学模型。MTT结果表明载紫杉醇的壳聚糖微球对肿瘤细胞具有较好的抑制性。（三）采用单乳法制备PLGA载紫杉醇微球，单因素实验得到最佳工艺条件：超声乳化时间2min，PLGA分子量9000，水油比6:1，囊芯比5:3，此时产物平均粒径326.2 nm，载药率19.94%，包封率28.97%。采用物理自组装法和表面化学接枝法制备壳聚糖/PLGA复合微球，通过表面电位、红外光谱证明其结构，电镜照片显示产物具有较好的球形结构，药物释放过程表明复合微球的突释性降低，释放时间延长。