研究背景及目的姜黄素(curcumin,CUR)是从姜科姜黄属(Curcuma)植物姜黄、莪术、郁金等的根茎中提取的一种低分子疏水性多元酚化合物,具有抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗菌、抗病毒、抗老年痴呆、抗动脉粥样硬化、抗血管新生、抗HIV等广泛的药理活性和功效,尤其是在肿瘤预防和治疗方面的作用突出,极具有研究价值。因其抗癌谱广,毒副作用小,美国国立肿瘤所已将其列为第3代癌化学预防药,并已进入临床试验阶段。姜黄素安全无毒,已经作为食品调色剂及药物使用了多个世纪。然而,姜黄素具有水溶性低,生物利用度极低,对光、热、酸碱稳定性差等这些缺点极大的限制了其在临床上的应用。为了试图解决这些问题,中外学者采用了诸多复合修饰方法,如PCL-姜黄素,PAMAM树形聚合物-姜黄素,聚乙二醇-姜黄素,环糊精-姜黄素,脂质体-姜黄素,磷脂-姜黄素等,这些方法虽然新颖有趣,但实际效果仍不理想。由疏水链-亲水链组成的两亲性嵌段共聚物在水溶液中可以自发组装形成具有核-壳结构的超分子有序聚集体胶束,处于壳层的亲水链段可避免药物与水环境的接触,稳定聚合物胶束,避免体内网状内皮系统识别,肝、肾排泄以及减少与血浆蛋白的吸附作用,逃避调理素识别;疏水链段组成的内核提供了疏水微环境,可增加难溶性物质在水环境中的溶解度。近年来,聚合物胶束(如PEG-聚酯、PEG-聚氨基酸等)作为一种载药能力强、稳定性好、体内循环时间长、可进行靶向修饰、缓释药物、靶向输送的有效药物载体受到广泛关注。聚己内酯(Polycaprolactone,PCL)已被美国食品药物管理局批准为一种最具吸引和应用前景的可生物降解,生物相容,无毒,具有优良的药物透过性和机械性能的医药高分子,是一类优良的药物载体用它作为载体材料制备姜黄素制剂具有很强的优越性,可提高姜黄素的溶解度及稳定性,提高生物利用度,实现药物缓释释放,延长药物作用时间等。但它具有高度结晶性及高疏水性,在体内外降解速度缓慢而限制其作为药物载体的应用。PEG是最常用的亲水性修饰分子,生物相容性优良,亲水性较强,细胞穿透性较高,体内无毒,无免疫原性,己被FDA批准用于人体。本文基于胶束剂型的优点以及生物可降解材料的优势考虑,选择用mPEG114-PCL36作为姜黄素的药物载体。近年来,以mPEG与PCL作为姜黄素载体组成材料也有报道,zhiyong Qian和runliang Feng的课题组分别用纳米沉淀法和超声乳化-溶剂挥发法制备了包载姜黄素的MPEG45-PCL18和PCL59-PEG136-PCL59纳米释药体系。Qian等采用mPEG2000与等量的ε-CL单体开环聚合,合成了总分子量约为4000的嵌段共聚物,载姜黄素后得到粒径为27nm的胶束,有望制成静脉注射剂型。为了探讨改变mPEG和PCL嵌段分子量后对胶束粒径及载药性能的影响,为制备除静脉注射剂型外的制剂提供理论参考,本实验用mPEG5000与等量的ε-CL单体聚合制备聚乙二醇单甲醚-聚己内酯(mPEG114-PCL36)两亲性嵌段共聚物,用其作为姜黄素药物载体制备载药胶束,并对胶束进行质量评价。方法1 mPEG114-PCL36嵌段共聚物的合成与表征按质量比为1:1称取mPEG-5000和ε-CL,以1%(ε-CL摩尔质量)的辛酸亚锡为催化剂,采用开环聚合法制备mPEG114-PCL36嵌段共聚物。通过FT-IR、1H-NMR确证其结构,并通过核磁图谱来计算mPEG114-PCL36的分子量,以芘荧光探针法测定其临界胶束浓度(CMC)。2载姜黄素mPEG114-PCL36纳米胶束的制备及粒径测定采用透析法制备姜黄素两亲性共聚物胶束CUR-mPEG114-PCL36。用HPLC测定其载药率、包封率,激光散射法测定其粒径。用3因素3水平正交实验方法研究共聚物浓度、药物浓度、水相与有机相的体积比对包封率、载药率和胶束粒径的影响,并结合综合加权评分法优选出最佳处方工艺,并对最佳处方和工艺进行实验验证。3 CUR-mPEG114-PCL36的体外释放研究采用动态透析法,以0.5%SDS的磷酸盐缓冲液(0.01M,PH7.4)为释放介质,37±0.5→,80r/min恒速搅拌,按设定时间间隔取样测定药物含量,计算累积释药量。用不同的数学模型对不同纳米制剂的体外释药曲线进行拟合,探讨其可能的释药机制。结果1 mPEG114-PCL36嵌段共聚物的合成与表征所制备的mPEG114-PCL36两亲性嵌段共聚物经过FT-IR、1H-NMR等分析证实其含有mPEG与PCL片段,符合目标物质,通过核磁图谱计算mPEG114-PCL36的分子量为9042,芘荧光探针法测得其CMC值为8.649×10-4mg/ml。2载姜黄素mPEG114-PCL36纳米胶束的制备正交实验结果证明,所考察的各因素对CUR-mPEG114-PCL36胶束的粒径影响很小,无统计学意义,对包封率及载药量均有显著性影响,有统计学意义,其中以水相体积与油相体积比的影响最为显著。优选的处方及工艺条件为:mPEG114-PCL36浓度为25mg/ml,药物浓度为2.5mg/ml,水相与有机相体积比为3:1。按最佳处方和工艺条件制备CUR-mPEG114-PCL36纳米胶束,进行3次重复实验,平均粒径为(48.5±1.7)nm,粒径多分散系数为0.20±0.07,包封率为(49.12±1.26)%,载药率为(4.46±0.12)%。3 CUR-mPEG114-PCL36胶束的体外释放研究实验结果表明,CUR-mPEG114-PCL36胶束在0～24h累积释药率为28.5%,取药物累积释放百分率对时间进行拟合,结果表明该阶段释放基本符合零级动力学方程,y=0.0118x+0.007,r=0.9984,经恒速控释释放后,纳米胶束进入一个缓慢释药的阶段,在之后的48h内累积释药率仅为13.4%。可见其具有良好的缓释性能,无明显突释现象。结论本文合成的mPEG114-PCL36两亲性嵌段共聚物经分析符合目标物质。以其作为载体,采用透析法制备姜黄素纳米胶束粒径小且分布均匀。该法操作简单,条件温和,制得的载药胶束具有良好的缓释性能,无明显突释现象。