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目的：制备共载紫杉醇微球、5-氟尿嘧啶(5-FU)和顺铂(DDP)的可注射型微球-凝胶体系，并探究该体系对结直肠癌腹腔播散的抗肿瘤作用。
方法：本研究首先以分子量为4000的聚乙二醇（PEG4000）和ε-己内酯（ε-CL）为主要原料，以辛酸亚锡（Sn(Oct)2）为催化剂，采用开环聚合法制备了理论分子量约为80000的三嵌段共聚物聚(ε-己内酯)-聚乙二醇-聚(ε-己内酯)(PCL-PEG-PCL,PCEC)，并用氢核磁共振氢谱仪（1HNMR）和傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）对PCEC进行表征；采用水包油乳液溶剂蒸发法首先制备了装载紫杉醇的微球，再用紫杉醇微球、5-氟尿嘧啶、顺铂和透明质酸（HA）凝胶构建成一种可注射的用于腹腔内原位治疗的微球-凝胶三药共载系统；通过扫描电子显微镜(Hitachi，日本)对微球的粒径和形貌进行分析，采用高效液相（HPLC）色谱测定紫杉醇微球的载药率（DL）和包封率（EE），通过透析袋法评估紫杉醇微球、载药微球-凝胶体系的体外药物释放特性，甲基噻唑基四唑（MTT）法研究PCEC空白微球、载药微球-凝胶体系的体外细胞毒性。在体内抗肿瘤试验中，首先在SD大鼠皮下注射空白微球-凝胶评估其体内生物相容性；其次评估载药微球-凝胶体系在结直肠癌腹腔播散荷瘤小鼠模型上的抗肿瘤作用，将小鼠随机分为4组（n=10）：（1）生理盐水组（NS组），（2）空白微球-凝胶组（Blank hydrogel组），（3）游离药物组（Free drugs组,5-FU20mg/kg；PTX5mg/kg；DDP1mg/kg），（4）载药微球-凝胶组（Drug-loaded hydrogel组,药物剂量与游离药物组相同）。然后将200μL上述药物通过腹腔注射到荷瘤小鼠体内，每周1次，一共给药2次，隔日测量小鼠体重并观察小鼠的一般情况。在治疗后第14天，生理盐水组开始出现死亡，立即每组处死5只小鼠，并测定腹腔内肿瘤结节数量和腹水体积。另外，收集肠道、肝、肺组织做苏木精和伊红（H&E）染色，评估肿瘤的局部肠道浸润和肝肺转移情况。同时对腹腔内的肿瘤结节行免疫组化分析评估肿瘤细胞增殖情况。每组剩余的5只小鼠用于观察生存时间，并绘制生存曲线。
结果：通过1HNMR和FT-IR分析证实了PCEC聚合物的合成，并且计算出其分子量（Mn）为76,430。采用PCEC聚合物制备的紫杉醇微球呈球形，理论载药率为15%的紫杉醇微球具有较好的实际载药率(12.84±0.15%)和较高的包封率（85.62±0.98%）。体外释放实验结果显示，游离的药物快速释放，呈突释模式，而药物从微球以及微球-凝胶体系中呈缓慢释放的模式释放。细胞毒性实验显示，即使空白PCEC微球的浓度达到1000μg/mL，CT26细胞的存活率仍有84.58%±3.8%，说明PCEC微球的细胞毒性很低，是一种安全的药物载体；当5-FU浓度大于1μg/mL时，载药微球-凝胶对CT26细胞生长的抑制作用明显高于游离药物(P＜0.05)，且呈剂量依赖关系，说明微球-凝胶体系可以增强药物的抗肿瘤作用。体内生物相容性实验观察到注射微球-凝胶的局部组织的炎症反应在21天时完全消失，说明用PCEC微球和透明质酸组成的微球-凝胶体系在体内具有良好的生物相容性。体内抗肿瘤实验观察到载药微球-凝胶组腹腔肿瘤结节数量仅有14±2.08个，而生理盐水组为88±5.86个(P＜0.05)，空白微球-凝胶组为76±5.86个(P＜0.05)，游离药物组为29±4.04个(P＜0.05)；且载药微球-凝胶组的平均腹水量(0.04±0.02mL)与生理盐水组(1.29±0.17mL，P＜0.05)、空白水凝胶组(0.96±0.15mL，P＜0.05)和游离药物组(0.11±0.03mL，P＜0.05)相比明显减少；载药微球-凝胶组的小鼠的中位生存期为36天，与生理盐水组（27天）、空白微球-凝胶组（26天）和游离药物组（32天）的中位生存期相比明显延长。此外，Ki-67免疫组化结果显示，载药微球-凝胶组肿瘤组织Ki-67阳性细胞百分率(29.84±6.78%)明显低于生理盐水组(86.42±4.50%，P＜0.05)、空白水凝胶组(84.05±4.27%，P＜0.05)和游离药物组(53.18±7.64%，P＜0.05)。H&E染色显示，在NS组、空白微球-凝胶组和游离药物组治疗的小鼠中均可观察到肿瘤细胞侵入肠道肌层、肝转移和肺部淋巴结转移，而载药微球-凝胶组未观察到明显的肠道肿瘤浸润和转移情况。
结论：本研究采用PCEC和HA制备了一种具有缓释特性、生物相容性好、抗肿瘤效果显著的微球-凝胶多药共传递系统。体内抗肿瘤实验表明，该载药微球-凝胶体系通过腹腔给药，可显著减少腹水形成，抑制肿瘤生长和肝肺转移，减少全身副作用，延长结直肠癌腹腔播散荷瘤小鼠的生存期。因此，微球-凝胶多药给药系统具有良好的临床应用前景，有希望成为结直肠癌腹腔播散的一种新的治疗手段。
方法：本研究首先以分子量为4000的聚乙二醇（PEG4000）和ε-己内酯（ε-CL）为主要原料，以辛酸亚锡（Sn(Oct)2）为催化剂，采用开环聚合法制备了理论分子量约为80000的三嵌段共聚物聚(ε-己内酯)-聚乙二醇-聚(ε-己内酯)(PCL-PEG-PCL,PCEC)，并用氢核磁共振氢谱仪（1HNMR）和傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）对PCEC进行表征；采用水包油乳液溶剂蒸发法首先制备了装载紫杉醇的微球，再用紫杉醇微球、5-氟尿嘧啶、顺铂和透明质酸（HA）凝胶构建成一种可注射的用于腹腔内原位治疗的微球-凝胶三药共载系统；通过扫描电子显微镜(Hitachi，日本)对微球的粒径和形貌进行分析，采用高效液相（HPLC）色谱测定紫杉醇微球的载药率（DL）和包封率（EE），通过透析袋法评估紫杉醇微球、载药微球-凝胶体系的体外药物释放特性，甲基噻唑基四唑（MTT）法研究PCEC空白微球、载药微球-凝胶体系的体外细胞毒性。在体内抗肿瘤试验中，首先在SD大鼠皮下注射空白微球-凝胶评估其体内生物相容性；其次评估载药微球-凝胶体系在结直肠癌腹腔播散荷瘤小鼠模型上的抗肿瘤作用，将小鼠随机分为4组（n=10）：（1）生理盐水组（NS组），（2）空白微球-凝胶组（Blank hydrogel组），（3）游离药物组（Free drugs组,5-FU20mg/kg；PTX5mg/kg；DDP1mg/kg），（4）载药微球-凝胶组（Drug-loaded hydrogel组,药物剂量与游离药物组相同）。然后将200μL上述药物通过腹腔注射到荷瘤小鼠体内，每周1次，一共给药2次，隔日测量小鼠体重并观察小鼠的一般情况。在治疗后第14天，生理盐水组开始出现死亡，立即每组处死5只小鼠，并测定腹腔内肿瘤结节数量和腹水体积。另外，收集肠道、肝、肺组织做苏木精和伊红（H&E）染色，评估肿瘤的局部肠道浸润和肝肺转移情况。同时对腹腔内的肿瘤结节行免疫组化分析评估肿瘤细胞增殖情况。每组剩余的5只小鼠用于观察生存时间，并绘制生存曲线。
结果：通过1HNMR和FT-IR分析证实了PCEC聚合物的合成，并且计算出其分子量（Mn）为76,430。采用PCEC聚合物制备的紫杉醇微球呈球形，理论载药率为15%的紫杉醇微球具有较好的实际载药率(12.84±0.15%)和较高的包封率（85.62±0.98%）。体外释放实验结果显示，游离的药物快速释放，呈突释模式，而药物从微球以及微球-凝胶体系中呈缓慢释放的模式释放。细胞毒性实验显示，即使空白PCEC微球的浓度达到1000μg/mL，CT26细胞的存活率仍有84.58%±3.8%，说明PCEC微球的细胞毒性很低，是一种安全的药物载体；当5-FU浓度大于1μg/mL时，载药微球-凝胶对CT26细胞生长的抑制作用明显高于游离药物(P＜0.05)，且呈剂量依赖关系，说明微球-凝胶体系可以增强药物的抗肿瘤作用。体内生物相容性实验观察到注射微球-凝胶的局部组织的炎症反应在21天时完全消失，说明用PCEC微球和透明质酸组成的微球-凝胶体系在体内具有良好的生物相容性。体内抗肿瘤实验观察到载药微球-凝胶组腹腔肿瘤结节数量仅有14±2.08个，而生理盐水组为88±5.86个(P＜0.05)，空白微球-凝胶组为76±5.86个(P＜0.05)，游离药物组为29±4.04个(P＜0.05)；且载药微球-凝胶组的平均腹水量(0.04±0.02mL)与生理盐水组(1.29±0.17mL，P＜0.05)、空白水凝胶组(0.96±0.15mL，P＜0.05)和游离药物组(0.11±0.03mL，P＜0.05)相比明显减少；载药微球-凝胶组的小鼠的中位生存期为36天，与生理盐水组（27天）、空白微球-凝胶组（26天）和游离药物组（32天）的中位生存期相比明显延长。此外，Ki-67免疫组化结果显示，载药微球-凝胶组肿瘤组织Ki-67阳性细胞百分率(29.84±6.78%)明显低于生理盐水组(86.42±4.50%，P＜0.05)、空白水凝胶组(84.05±4.27%，P＜0.05)和游离药物组(53.18±7.64%，P＜0.05)。H&E染色显示，在NS组、空白微球-凝胶组和游离药物组治疗的小鼠中均可观察到肿瘤细胞侵入肠道肌层、肝转移和肺部淋巴结转移，而载药微球-凝胶组未观察到明显的肠道肿瘤浸润和转移情况。
结论：本研究采用PCEC和HA制备了一种具有缓释特性、生物相容性好、抗肿瘤效果显著的微球-凝胶多药共传递系统。体内抗肿瘤实验表明，该载药微球-凝胶体系通过腹腔给药，可显著减少腹水形成，抑制肿瘤生长和肝肺转移，减少全身副作用，延长结直肠癌腹腔播散荷瘤小鼠的生存期。因此，微球-凝胶多药给药系统具有良好的临床应用前景，有希望成为结直肠癌腹腔播散的一种新的治疗手段。