多柔比星硫酸软骨素—聚(乳酸—羟基乙酸)聚合物自组装纳米粒的研究

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多柔比星(Doxorubicin,DOX)是目前临床上较常使用的一种化疗药物,其抗瘤谱广,抗癌作用强。但其半衰期较短,且有较多毒副作用,如心脏毒性、肝肾毒性及骨髓抑制等,这些特点使多柔比星的应用受到了限制。因此,延长多柔比星的体内驻留时间,降低其毒副作用对其应用具有重要意义。聚合物自组装纳米粒是由两亲性聚合物通过疏水作用驱动自组装形成的具有核-壳结构的纳米粒子。聚合物中疏水段聚集形成内核,可包载难溶性药物;亲水骨架包绕在纳米粒的外层发挥保护作用。由于聚合物自组装纳米粒具有粒径小、稳定性好、载药量高、释药缓慢持久等优势而被广泛研究。其中,基于聚多糖的自组装纳米粒,更因其具有良好的生物学特性而得到了广泛关注。硫酸软骨素(Chondroitin sulfate,Chs)是一种生物内源性的糖胺聚糖,具有优良的理化性质,表面具有多个可以被疏水基团修饰的位点,如羧基、羟基等,可以被修饰成具有自组装性质的两亲性聚合物。本文以硫酸软骨素为亲水骨架,以聚(乳酸-羟基乙酸)(PLGA)为疏水基团,合成了一种新型两亲性聚合物---硫酸软骨素-聚(乳酸-羟基乙酸)(Chs-g-PLGA)用于构建聚合物自组装纳米粒。通过利用该两亲性聚合物包载多柔比星以期提高多柔比星的抗肿瘤效果,降低多柔比星的毒副作用。Chs-g-PLGA的合成通过两步酰胺反应实现,以己二酸二酰胼(ADH)作为连接链。首先,将ADH与硫酸软骨素上的羧基相连。然后,将活化后的PLGA与ADH另一端的氨基反应得到Chs-g-PLGA。利用氢核磁共振图谱和红外图谱确证了聚合物的结构,用芘荧光探针法测定了其临界聚集浓度。通过探头超声法制备了 Chs-g-PLGA自组装纳米粒并考察了其理化性质,PLGA分子量变大时,聚合物纳米粒粒径变小,临界聚集浓度亦降低。选取Chs-g-PLGA2K包载多柔比星,得到的载药纳米粒为类球形实体,分布均匀,粒径在160 nm左右,载药量为11.4%。利用透析袋法考察了 DOX/Chs-g-PLGA2K自组装纳米粒在两种不同pH值环境中的释放行为。结果显示该纳米粒具有明显缓释特性,且释放行为具有一定的pH依赖性,在低pH下释放较快。通过SRB法评价了 Chs-g-PLGA2K对正常细胞(L929)和癌细胞(MCF-7)的毒性,以及DOX/Chs-g-PLGA2K纳米粒对MCF-7细胞的生长抑制作用。结果显示聚合物对两种细胞均无毒性,安全性较好;载药纳米粒与盐酸多柔比星溶液对MCF-7细胞有相当的生长抑制作用。利用荧光显微镜观测了载多柔比星纳米粒被MCF-7细胞摄取的情况。结果显示MCF-7细胞能够摄取该纳米粒,多柔比星在细胞内能够被释放并到达细胞核部位,发挥作用。大鼠体内药动学结果显示多柔比星经聚合物材料Chs-g-PLGA2K包载后,其最大血药浓度、药时曲线下面积及平均滞留时间均明显提高,显著延长了多柔比星的血液循环时间,有利于纳米粒通过EPR效应聚集于肿瘤区域发挥作用。测定了聚合物材料的溶血行为,结果证明在实验条件下Chs-g-PLGA2K的溶血率低于5%,无溶血风险。使用昆明小鼠测定了载药纳米粒的最大耐受量(MTD),结果显示多柔比星经Chs-g-PLGA2K包载后MTD约为盐酸多柔比星溶液的2倍,提高了多柔比星的安全性。建立了昆明小鼠皮下肝癌模型,考察了 OOX/Chs-g-PLGA2K纳米粒的体内分布和抗肿瘤效果。体内分布结果显示,与盐酸多柔比星溶液相比,DOX/Chs-g-PLGA2K纳米粒增强了药物在肿瘤部位的蓄积。对肝癌小鼠静脉给药治疗,监测小鼠肿瘤体积,结果显示DOX/Chs-g-PLGA2K组抗肿瘤疗效明显高于盐酸多柔比星溶液组。治疗结束后,将小鼠脱颈处死,分离其心、肝、脾、肺、肾和肿瘤组织,苏木精与伊红染色评估治疗后药物对脏器的损伤情况以及引起肿瘤组织坏死情况,结果进一步说明了上述优势,载药纳米粒组肝癌组织出现大面积坏死。综上,本文合成了新型两亲性共聚物Chs-g-PLGA,并以此作为多柔比星的载体制备了 DOX/Chs-g-PLGA2K自组装纳米粒制剂。该纳米粒制剂能增强多柔比星的抗肿瘤效果并提高其安全性,具有一定的应用前景。
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