葛建君

(棗莊科技職業(yè)學(xué)院，山東 棗莊 277500)

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載紫杉醇聚己內(nèi)酯-聚乙二醇-聚己內(nèi)酯膠束的藥代動(dòng)力學(xué)分析

葛建君

(棗莊科技職業(yè)學(xué)院，山東 棗莊 277500)

目的：制備載紫杉醇聚己內(nèi)酯-聚乙二醇-聚己內(nèi)酯(PCL-PEG-PCL)膠束，提高紫杉醇在水中的溶解度，增強(qiáng)紫杉醇藥物在體內(nèi)的利用率。方法：使用薄膜-水化-超聲方法合成載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束，以商品化的紫杉醇注射液作為對(duì)照，大鼠尾靜脈注射后觀察載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束的藥代動(dòng)力學(xué)。結(jié)果：藥代動(dòng)力學(xué)結(jié)果表明PCL-PEG-PCL膠束顯著地延長(zhǎng)了紫杉醇在大鼠體內(nèi)的滯留時(shí)間、循環(huán)時(shí)間和消除半衰期。結(jié)論：載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束明顯地提高了紫杉醇的生物利用率。

載紫杉醇PCL-PEG-PCL；藥代動(dòng)力學(xué)；生物利用率

紫杉醇是有絲分裂過(guò)程中微管的抑制劑，可以聚合微管起到穩(wěn)定的作用[1]。紫杉醇具有較高的抗癌活性，對(duì)很多癌癥的治療具有很好的效果[2]。其作用機(jī)理為與微管結(jié)合，阻斷癌細(xì)胞有絲分裂階段的復(fù)制過(guò)程，促使癌細(xì)胞的死亡。然而紫杉醇異常難溶于水，難以通過(guò)生理鹽水進(jìn)行給藥。臨床上常使用紫杉醇注射液對(duì)病人進(jìn)行治療，以50%聚氧乙烯蓖麻油作為增溶劑[3]，但聚氧乙烯蓖麻油具有神經(jīng)毒性、腎毒性等副作用。因此為了更加安全地將紫杉醇運(yùn)輸?shù)窖褐?，各種新劑型的紫杉醇藥物被研發(fā)出來(lái)，以提高紫杉醇的水溶解性，增強(qiáng)藥效，降低副作用[4]。

聚合物膠束是兩親性嵌段共聚物在水中經(jīng)微相分離，自行構(gòu)筑成的一種以疏水嵌段為核的膠體溶液[5]。常用的疏水性嵌段有聚己內(nèi)酯 (polycaprolactone，PCL)等，親水性嵌段如聚乙二醇 (polyethylene glycol, PEG)。使用聚合物膠束對(duì)難溶于水的抗癌藥物進(jìn)行包裝，可增加其溶解性，提高藥物運(yùn)輸和靶向的效率。聚合物膠束的粒徑一般為10～200 nm，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、載藥量高、體內(nèi)循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。使用PCL和PEG組成嵌段共聚物作為藥物載體已經(jīng)被廣泛運(yùn)用于抗癌藥物的包裝[6]。

本文運(yùn)用兩親性三嵌段共聚物PCL-PEG-PCL作為載體材料，對(duì)紫杉醇進(jìn)行包裝，制備出載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束，大鼠尾靜脈注射后研究其藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)。

1 實(shí)驗(yàn)材料

PCL-PEG-PCL共聚物(自行合成)；紫杉醇原料藥(上海迪賽諾生物醫(yī)藥有限公司)；紫杉醇注射劑(上海施貴寶制藥有限公司)。

雄性SD大鼠12只，5～7周齡，體重200～240g。

冷凍離心機(jī)(Beckman公司，美國(guó))；高效液相色譜(Waters公司，美國(guó))；探頭超聲儀(VC501，Sonics & Materials公司，美國(guó))；Nano ZS粒度分析儀 (Malvern公司，英國(guó))。

2 實(shí)驗(yàn)方法

2.1 載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束的制備

薄膜-水化-超聲法制備載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束：稱(chēng)取140mg PCL-PEG-PCL共聚物和60mg紫杉醇原料藥，溶于10mL乙腈中，轉(zhuǎn)移至茄型瓶，在40°C下120r/min旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，制備成均勻薄膜，然后40°C抽真空干燥過(guò)夜。第二天除去殘留有機(jī)溶劑，加入雙蒸水65°C水化4h，振蕩均勻，使用探頭超聲儀20kHz冰浴超聲10min，得到載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束溶液。使用0.22μm過(guò)濾器過(guò)濾去除未包裝的紫杉醇，冷凍干燥得到載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束。

2.2 載藥量和包封率測(cè)定

使用高效液相色譜法測(cè)定載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束的載藥量和包封率。稱(chēng)取5mg膠束溶于5mL乙腈，蒸餾水定容至10mL，搖勻，0.22μm濾膜過(guò)濾后用作HPLC樣品溶液。使用C18色譜柱(symmetry,150mm×4.6mm，5m)，乙腈-水(50:50,v/v)作為流動(dòng)相，流速設(shè)定為1.0mL/min；紫外檢測(cè)波長(zhǎng)為227nm，20μL進(jìn)樣量。HPLC測(cè)量載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束溶液中紫杉醇的峰面積，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線，按以下公式計(jì)算載藥量和包封率：

2.3 粒徑測(cè)量

取適量載紫杉醇PCL-PEG-PCL混懸液，加入蒸餾水稀釋10倍，于粒度儀中測(cè)定納米囊泡的粒徑大小和分布。

2.4 藥物動(dòng)力學(xué)測(cè)定

將SD大鼠分為兩組，每組6只，將載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束凍干粉用適量的生理鹽水溶解后，和紫杉醇注射液分別經(jīng)尾靜脈注射到兩組大鼠體內(nèi)，給藥量為7.5mg/kg體重。給藥后的5min,30min,1h,2h,4h,6h,8h,12h,24h從眼眶內(nèi)取血0.5mL，保存后經(jīng)離心分離血漿。

取150μL血漿，加入2mL叔丁基甲醚，漩渦振蕩2min，3 000r/min離心10min，取出上清液，使用氮?dú)庠?0°C下吹干，加入150μL流動(dòng)相溶解，取50μL用HPLC測(cè)定紫杉醇含量，繪制血藥濃度-時(shí)間曲線。測(cè)量藥物的分布半衰期(t1/2α)，消除半衰期(t1/2β)，藥物濃度-時(shí)間曲線下面積(area aunder the curve, AUC)，平均滯留時(shí)間(mean residence time, MRT)和體內(nèi)總清除率(clearance, CL)。統(tǒng)計(jì)學(xué)分析使用SPSS軟件，數(shù)據(jù)以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差形式表示。

3 結(jié)果與討論

3.1 載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束表征

載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束呈明顯的核-殼結(jié)構(gòu)，如圖1所示。疏水性的PCL鏈包裹纏繞紫杉醇分子，通過(guò)疏水作用將紫杉醇均勻地分散在疏水內(nèi)核中；而親水性的PEG鏈向外伸展形成囊泡狀的外殼，依靠親水作用將載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束分散在水相中，增加紫杉醇的溶解性。

圖1 載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束示意圖

3.2 載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束粒徑、載藥量和包封率

載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束的平均粒徑約為92.3 nm，多分散系數(shù)為0.18。載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束的載藥量約為27.88%，藥物的包封率約為93.28%。結(jié)果表明載藥率和包封率均較高。

3.3 藥代動(dòng)力學(xué)

大鼠尾靜脈注射載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束和紫杉醇注射液之后，藥物快速進(jìn)入血液，藥物濃度很快下降，紫杉醇注射液組血藥濃度下降更快。給藥0.5h后，紫杉醇注射液組的血藥濃度為(4.18±2.36)μg/mL，而載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束組的血藥濃度高達(dá)(22.34±4.89 )μg/mL。注射12h后，紫杉醇注射液組大鼠的血漿中已經(jīng)檢測(cè)不到藥物，而載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束組的血漿在24 h后依然能檢測(cè)到少量的紫杉醇為(0.38±0.31)μg/mL (見(jiàn)圖2)。在所有觀測(cè)時(shí)間點(diǎn)內(nèi)，載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束注射組的血藥濃度均大于紫杉醇注射液的血藥濃度，說(shuō)明載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束的PEG親水性外殼大大延長(zhǎng)了藥物在體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間和血液中的滯留時(shí)間。

使用DAS2.0軟件對(duì)血藥濃度-時(shí)間曲線的數(shù)據(jù)進(jìn)行房室模型擬合，依據(jù)Akaike信息準(zhǔn)則判據(jù)和F值檢驗(yàn)綜合，紫杉醇兩種劑型在大鼠體內(nèi)的藥代動(dòng)力學(xué)符合二房室模型。如表1所示：載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束和紫杉醇注射液在大鼠體內(nèi)的t1/2α分別為(0.71±0.12)h和(0.26±0.06)h；t1/2β分別為(13.19±1.48)h和(2.07±0.35)h；AUC0～∞分別為(60.29±9.23)mg·h/L和(13.00±2.34)mg·h/L；MRT分別為(12.31±1.03)h和(1.04±0.19)h；體內(nèi)總清除率CL分別為(0.13±0.04)L·kg/h和(0.58±0.06)L·kg/h。統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明尾靜脈注射載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束和紫杉醇注射液兩組的藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)比較差異顯著(P<0.01)。

圖2 大鼠尾靜脈注射載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束和 紫杉醇注射液后血藥濃度時(shí)間曲線表1 尾靜脈注射后藥代動(dòng)力學(xué)參數(shù)

4 結(jié)論

本文使用兩親性三嵌段共聚物PCL-PEG-PCL作為藥物紫杉醇的載體，制備具有較高載藥率和包封率的核殼結(jié)構(gòu)載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束。藥代動(dòng)力學(xué)分析結(jié)果表明，所制備的載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束具有較長(zhǎng)的體內(nèi)循環(huán)和滯留時(shí)間，以及較低的血漿清除率。載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束在水中具有較好的分散性，避免了紫杉醇注射液中聚氧乙烯蓖麻油的毒副作用，提高了紫杉醇在體內(nèi)的作用時(shí)間。

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(責(zé)任編輯：魏 曉)

2014-04-24

葛建君(1982-)，女，山東省棗莊科技職業(yè)學(xué)院助教，研究方向?yàn)榘邢蛩幬镏苿?/p>

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1673-2197(2014)15-0007-02