CN108578363A - 载斑蝥素聚合物胶束及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
载斑蝥素聚合物胶束及其制备和应用,属于药物制剂领域,本发明提供载斑蝥素聚合物胶束,载斑蝥素聚合物胶束呈大小均一、均匀分布的球状结构,载斑蝥素聚合物胶束的平均粒径为10~100nm,载斑蝥素聚合物胶束的载药量为2%~20%,提高了斑蝥素的肿瘤靶向性,从而提高斑蝥素对肿瘤细胞的细胞毒性,进而显著提高斑蝥素的体内和体外抗肿瘤效果,同时载斑蝥素聚合物胶束能降低斑蝥素对正常细胞的细胞毒性以及对肾脏组织的损伤。
Description
技术领域
本发明属于药物制剂领域,具体涉及载斑蝥素聚合物胶束及其制备和应用。
背景技术
临床上治疗恶性肿瘤的手段主要包括手术治疗、药物疗法和放射治疗,药物治疗(主要为化疗药物)是肿瘤治疗的重要手段之一,但是化疗药物在杀伤肿瘤细胞的同时也损伤了机体正常细胞的功能,导致严重的副作用,降低了患者的生存质量,而且肿瘤细胞对化疗药物易产生耐药性,在西方国家,约80%的癌症患者需在治疗的过程中更换药物。寻找新型的抗肿瘤药物、构建纳米给药***是解决上述问题的重要途径。
以毒攻毒是中医治疗恶性肿瘤的重要手段之—,自上世纪七十年代哈尔滨医科大学张亭栋等尝试将As2O3用于急性早幼粒细胞白血病的治疗获得成功以来,有毒中药用于恶性肿瘤的治疗日益受到关注,其有效成分被认为是寻找潜在新颖抗肿瘤药物的重要资源库。2015年版《中国药典》一部收载毒性中药83种,其中大毒10种,有毒42种,小毒31种。中医长期临床实践证实大毒中药如斑蝥、川乌、草乌和马钱子,有毒中药蟾酥、附子等具有显著的抗肿瘤作用,其毒性成分如斑蝥素、乌头碱、马钱子碱和蟾毒配基是其抗肿瘤有效成分。
斑蝥(Mylabris)在我国应用已有两千多年的历史,现代研究表明,斑蝥对肝癌、肺癌、胃癌等有独特疗效,其有效成分是以斑蝥素(Cantharidin)为代表的单萜类化合物,且能下调P-糖蛋白的表达而逆转肿瘤多药耐药。值得关注的是斑蝥素在抑制肿瘤细胞的同时,能升高白细胞数量,对机体有免疫调节作用,且斑蝥素在酸性的肿瘤细胞环境中高度稳定。但是,斑蝥素的安全使用范围非常窄,对胃肠道、肾脏和泌尿***均有严重损伤,使斑蝥素的临床应用受到限制。
发明内容
为解决现有技术中斑蝥素的安全使用范围非常窄、临床应用受到限制的问题,本发明的目的在于提供载斑蝥素聚合物胶束能够提高斑蝥素的抗肿瘤效果,减少毒副作用,从而提高药物的有效性和安全性。
本发明的上述目的通过以下技术方案实现:载斑蝥素聚合物胶束,载斑蝥素聚合物胶束呈大小均一、均匀分布的球状结构,载斑蝥素聚合物胶束的平均粒径为10~100nm。
优选地,载斑蝥素聚合物胶束的平均粒径为20~100nm。
载斑蝥素聚合物胶束的制备方法,可采用溶剂挥发法制备载斑蝥素聚合物胶束,包括以下步骤:
(1)准确称取质量为1~4mg的斑蝥素与质量为40mg的胶束载体于EP管中,加入1mL的有机溶剂使所述斑蝥素和胶束载体充分溶解形成均匀的溶液A,其中有机溶剂为丙酮或四氢呋喃;
(2)将上述溶液A逐滴加入4~16mL水,边滴边搅拌,待有机溶剂挥发完全后停止搅拌,得到溶液B,其中水为可为双蒸水、纯化水或生理盐水;
(3)用0.45μm微孔滤膜过滤上述溶液B,得载斑蝥素聚合物胶束。
或采用薄膜分散法制备载斑蝥素聚合物胶束,包括以下步骤:
(1)准确称取质量为1~4mg的斑蝥素与质量为40mg的胶束载体于EP管中,加入1mL的有机溶剂使所述斑蝥素和胶束载体充分溶解形成均匀的溶液C,其中有机溶剂为丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃中的任意一种;
(2)上述溶液C通过25~60℃旋转蒸发除去有机溶剂,真空干燥过夜,制得胶束载体与斑蝥素的薄膜,将上述薄膜加入4~16mL水,40~60℃水化1.5h,得到溶液D,其中水为可为双蒸水、纯化水或生理盐水;
(3)用0.45μm微孔滤膜过滤上述溶液D,得载斑蝥素聚合物胶束。
优选地,溶剂挥发法制备载斑蝥素聚合物胶束及薄膜分散法制备载斑蝥素聚合物胶束的步骤(1)中胶束载体采用两亲性的聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物或其衍生物胶束载体采用两亲性的聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物或其衍生物。即胶束载体具有核-壳状结构,其中核为疏水嵌聚,可作为难溶性药物的贮库,壳为亲水嵌段,可使胶束结构稳定存在。
胶束载体的亲水嵌段可为聚乙二醇(PEG)、单甲氧基聚乙二醇(mPEG)及其衍生物。其中聚乙二醇衍生物是指对聚合物的亲水嵌段末端采用对某些器官、组织、细胞、细胞器有特异亲和性的分子化学修饰得到的衍生物,包括具有组织或细胞特异性的蛋白或多肽、抗体、生长因子、维生素及其类似物(如叶酸、透明质酸、生物素等)、多糖、糖肽或糖蛋白、激素、辅助因子以及其他对肿瘤细胞有特异亲和力的某些分子,抗体、生长因子和维生素及其类似物最佳。
胶束载体的疏水嵌聚可为聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)、聚乳酸(PLA)、聚己内酯(PCL)及其衍生物。其中衍生物是指对单甲氧基聚乙二醇-聚酯共聚物的疏水嵌段采用某些具有反应活性的化学物质进行修饰得到的衍生物,包括胆固醇、脱氧胆酸、短链饱和烷烃等,胆固醇和脱氧胆酸最佳。其中亲水嵌段的分子量为2000~5000,疏水嵌段的分子量为1000~10000。
优选地,溶剂挥发法制备载斑蝥素聚合物胶束及薄膜分散法制备载斑蝥素聚合物胶束的步骤(1)中斑蝥素的质量为2mg。
优选地,溶剂挥发法制备载斑蝥素聚合物胶束及薄膜分散法制备载斑蝥素聚合物胶束的步骤(1)中有机溶剂为丙酮。
优选地,溶剂挥发法制备载斑蝥素聚合物胶束及薄膜分散法制备载斑蝥素聚合物胶束的步骤(2)中水的体积为8mL。
优选地,薄膜分散法制备载斑蝥素聚合物胶束的步骤(2)中水化温度50℃。
优选地,胶束载体亲水嵌段为单甲氧基聚乙二醇,胶束载体疏水嵌段为聚乳酸-羟基乙酸(mPEG-PLGA),单甲氧基聚乙二醇(mPEG)的分子量为2000,聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)的分子量为2000。
载斑蝥素聚合物胶束的可应用于制备治疗肝癌、肺癌和乳腺癌针剂中,载斑蝥素聚合物胶束通过注射的方式给药。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
本发明提供的载斑蝥素聚合物胶束的载药量为2%-20%,提高了斑蝥素的肿瘤靶向性,从而提高斑蝥素对肿瘤细胞的细胞毒性,进而显著提高斑蝥素的体内和体外抗肿瘤效果,同时载斑蝥素聚合物胶束能降低斑蝥素对正常细胞的细胞毒性以及对肾脏组织的损伤。
附图说明
图1本发明提供载斑蝥素聚合物胶束粒径分布(DLS)图;
图2本发明提供载斑蝥素聚合物胶束的透射电镜(TEM)图;
图3本发明提供载斑蝥素聚合物胶束的示差扫描量热(DSC)图(其中a斑蝥素原药、b空白胶束、c物理混合物、d载斑蝥素聚合物胶束胶束);
图4本发明提供载斑蝥素聚合物胶束X粉末衍射图(其中a斑蝥素原药、b空白胶束、c物理混合物、d载斑蝥素聚合物胶束胶束);
图5本发明提供载斑蝥素聚合物胶束的体外释放曲线图;
图6本发明提供为香豆素6与本实验发明实施例23制备的载香豆素6聚合物胶束作用于HepG2(a、b)0.5h、(c、d)2h和(e、f)4h的细胞摄取荧光显微图;
图7为香豆素6与本实验发明实施例23制备的载香豆素6聚合物胶束细胞摄取量柱形图;
图8为空白胶束的细胞毒性实验数据柱形图;
图9为Hoechst 33342染色法检测斑蝥素与本发明实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束作用于HepG2细胞48h对细胞核形态的影响;
图10为AO/EB染色法检测斑蝥素与本发明实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束作用于HepG2细胞48h对细胞核形态的影响及EB荧光强度柱形图;
图11为斑蝥素与本发明实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束的体内抗肿瘤实验不同实验组小鼠肿瘤生长曲线图;
图12为斑蝥素与本发明实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束的体内抗肿瘤实验肿瘤HE染色图;
图13为斑蝥素与本发明实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束的体内抗肿瘤实验的肾脏HE染色图(其中a模型组、b载斑蝥素聚合物胶束、c、d斑蝥素组)。
具体实施方式:
为了更好的理解本发明,下面结合实施实例进一步阐述本发明的内容,但本发明的内容并不仅仅局限于下述的实施例。
实施例1、载斑蝥素聚合物胶束的制备
薄膜分散法:称取40mg mPEG2000-PLGA(50/50)2000(其中mPEG2000-PLGA(50/50)2000表示为mPEG的分子量为2000,PLGA的分子量为2000,且PLGA中乳酸与羟基乙酸的比例为50:50)、1mg斑蝥素,加入1mL二氯甲烷,超声使载体材料和药物充分溶解,将该溶液置于旋转蒸发仪25℃下旋蒸30min将有机溶剂彻底蒸干,25℃置于真空干燥箱内过夜,除去残留的有机溶剂的到干燥透明的药膜骨架,然后加入4mL纯化水40℃水化1.5h。水化液经0.45μm微孔滤膜过滤,得到载斑蝥素mPEG-PLGA胶束溶液。
实施例2、步骤与实施例1相同,不同的是将4mL纯化水换成4mL生理盐水水化。
实施例3、步骤与实施例1相同,不同的是将1mL二氯甲烷换成1mL丙酮。
实施例4、步骤与实施例1相同,不同的是将1mg斑蝥素、1mL二氯甲烷、4mL纯化水换成2mg斑蝥素、1mL丙酮、8mL纯化水。
实施例5、步骤与实施例1相同,不同的是将1mg斑蝥素、1mL二氯甲烷、4mL纯化水、40℃水化换成2mg斑蝥素、1mL丙酮、8mL纯化水、50℃水化。
实施例6、步骤与实施例1相同,不同的是将1mg斑蝥素、1mL二氯甲烷、4mL纯化水、40℃水化换成2mg斑蝥素、1mL丙酮、8mL纯化水、60℃水化。
实施例7、步骤与实施例1相同,不同的是将1mg斑蝥素、4mL纯化水、40℃水化换成5mg斑蝥素、20mL纯化水、50℃水化。
实施例8、步骤与实施例1相同,不同的是1mg斑蝥素、4mL纯化水、40℃水化换成3mg斑蝥素、10mL纯化水、50℃水化。
实施例9、步骤与实施例1相同,不同的是将1mg斑蝥素、1mL二氯甲烷、4mL纯化水、40℃水化换成2mg斑蝥素、1mL丙酮、10mL纯化水、50℃水化。
实施例10、步骤与实施例1相同,不同的是将1mg斑蝥素、4mL纯化水、40℃水化换成2mg斑蝥素、10mL纯化水、50℃水化。
实施例11、步骤与实施例1相同,不同的是将1mg斑蝥素、1mL二氯甲烷、4mL纯化水、40℃水化换成2mg斑蝥素、1mL三氯甲烷、10mL纯化水、50℃水化。
实施例12、步骤与实施例1相同,不同的是将1mg斑蝥素、1mL二氯甲烷、4mL纯化水、40℃水化换成2mg斑蝥素、1mL丙酮、4mL纯化水、50℃水化。
实施例13、步骤与实施例1相同,不同的是将1mg斑蝥素、1mL二氯甲烷、4mL纯化水、40℃水化换成2mg斑蝥素、1mL丙酮、12mL纯化水、50℃水化。
实施例14、步骤与实施例1相同,不同的是将1mg斑蝥素、1mL二氯甲烷、4mL纯化水、40℃水化换成2mg斑蝥素、1mL丙酮、16mL纯化水、50℃水化。
实施例15、步骤与实施例1相同,不同的是将1mg斑蝥素、1mL二氯甲烷、4mL纯化水、40℃水化换成1mg斑蝥素、1mL丙酮、8mL纯化水、50℃水化。
实施例16、步骤与实施例1相同,不同的是将1mg斑蝥素、1mL二氯甲烷、4mL纯化水、40℃水化换成3mg斑蝥素、1mL丙酮、8mL纯化水、50℃水化。
实施例17、步骤与实施例1相同,不同的是将1mg斑蝥素、1mL二氯甲烷、4mL纯化水、40℃水化换成4mg斑蝥素、1mL丙酮、8mL纯化水、50℃水化。
实施例18、载斑蝥素聚合物胶束的制备
溶剂挥发法:称取40mg mPEG2000-PLGA(50/50)2000、2mg斑蝥素,加入1mL丙酮,超声使载体材料和药物充分溶解。逐滴滴入10mL纯化水中,边滴边搅拌,待有机溶剂挥发完全,0.45μm微孔滤膜过滤,得到载斑蝥素mPEG2000-PLGA(50/50)2000胶束溶液。
实施例19、步骤与实施例18相同,不同的是将mPEG2000-PLGA(50/50)2000换成
mPEG2000-PLA2000。
实施例20、步骤与实施例18相同,不同的是将mPEG2000-PLGA(50/50)2000换成mPEG2000-PCL2000。
实施例21、步骤与实施例18相同,不同的是将mPEG2000-PLGA(50/50)2000换成mPEG2000-PLGA(50/50)1000。
实施例22、步骤与实施例18相同,不同的是将mPEG2000-PLGA(50/50)1000换成mPEG5000-PLGA(50/50)10000。
实施例23、取mPEG-PLGA 40mg,加入0.24mg香豆素6(C-6)原药,4mL二氯甲烷溶解并混匀,25℃旋转蒸发除去有机溶剂,25℃真空干燥箱过夜,除去残余的有机溶剂,加入8mL纯化水,50℃水化1.5h,0.45μm微孔滤膜过滤,备用。
载体材料类型的影响及效果
采用基团贡献法分别计算斑蝥素与载体材料疏水端聚乳酸(PLA)、聚乳酸羟基乙酸(PLGA)、聚己内酯(PCL)的部分溶解度参数,计算公式如下:
(PLGA)、聚己内酯(PCL)的部分溶解度参数,计算公式如下:
式中δd:色散溶解度参数;δp:极性溶解度参数;δh:氢键溶解度参数;Fd:色散力;FP:偶极相互作用力;Eh:氢键相互作用;V:药物的摩尔体积或聚合物重复结构单元的体积。
根据如下公式比较CTD与聚合物的部分溶解度参数的差别Δδp:
ΔδP=[(δdp-δdd)2+(δpp-δpd)2+(δhp-δhd)2]1/2
式中Δδdp为聚合物的δd,δdd为药物的δd,δpp为聚合物的δp,δpd为药物的δp,δhp为聚合物的δh,δhd为药物的δh。Δδp越小表示药物与聚合物的部分的溶解度参数越接近,相容性越好。
表1斑蝥素、PLA、PLGA和PCL的部分溶解度参数
表2斑蝥素与聚合物PLA、PLGA、PCL的部分溶解度的差别
计算各分子的部分溶解度参数,结果见表1。比较斑蝥素与PLA、PLGA、PCL部分溶解度的差别,结果见表2。
由表1和2可知:斑蝥素与PLGA的部分溶解度参数最接近,所以斑蝥素与聚合物PLGA相容性最好,故选择以PLGA为疏水端的载体材料对斑蝥素进行包载。
载体材料分子量的影响及效果
根据实施例18和实施例21的方法制备的胶束,用激光粒度仪测定其胶束的粒径,计算包封率和载药量。
采用芘荧光探针法测定胶束的临界胶束浓度。精密称取20mg聚合物溶于1mL丙酮中,逐滴加入10mL纯化水中,待有机溶剂挥发(约12h)完全,即得空白胶束原溶液。将空白胶束原溶液用纯化水稀释为一系列不同浓度的溶液。向西林瓶中加入500μL 6×10-6mol/L的芘-丙酮溶液,避光处自然挥干,将上述一系列浓度的空白胶束各取5mL加入至含芘的西林瓶中,30~50℃水浴避光超声30min,37℃,120rpm恒温振荡器中孵育24h,荧光分光光度计测定荧光值。测定方法:激发波长:335nm,发射波长扫描范围:300~600nm,激发狭缝:5nm,发射狭缝:2.5nm,扫描速度:1200nm/min。以胶束溶液浓度的对数值lgC与芘在384nm和373nm处荧光强度的比值(I3/I1)作图,由两条拟合直线的交点计算得到聚合物胶束的CMC。
表3不同亲水疏水比载体材料载药胶束的粒径、多分散系数、包封率、载药量(n=3)
表4不同载体材料的CMC
由表3可知:载体材料mPEG2000-PLGA(50/50)2000包载斑蝥素形成的载药胶束粒径远远小于载体材料mPEG2000-PLGA(50/50)1000包载斑蝥素形成的载药胶束,同时包封率和载药量略小于mPEG2000-PLGA(50/50)1000。
由表4可知:载体材料mPEG2000-PLGA(50/50)2000的CMC比mPEG2000-PLGA(50/50)1000小100倍,说明mPEG2000-PLGA(50/50)2000比mPEG2000-PLGA(50/50)1000更耐稀释,稳定性更高。通过比较分析,选择分子量为4000的mPEG2000-PLGA(50/50)2000为载体材料对斑蝥素进行包载。
载斑蝥素聚合物胶束制备方法的影响及效果
根据实施例18和实施例9的方法制备胶束,激光粒度仪测定胶束的粒径,计算包封率和载药量。
表5不同制备方法制备的载药胶束的粒径、多分散系数、包封率和载药量(n=3)
由表5可知:就粒径、包封率、载药量而言,溶剂挥发法与薄膜分散法相比无明显差异,但在反复的实验过程中我们发现采用溶剂挥发法受环境影响特别大,有机溶剂是否挥发完全无法准确确定;溶剂挥发法人为控制因素较少,重复性较差,不确定因素过多;溶剂挥发法制备的载斑蝥素胶束4℃贮存,稳定性不及薄膜分散法,放置24h,胶束粒径变大且粒径图出现双峰。
同时在实验过程中亦采用透析法和乳化溶剂蒸发法制备载斑蝥素胶束。透析法耗时长,载药量与包封率极低;乳化溶剂蒸发法胶束粒径偏大且分布不均匀,有机溶剂残留。综合比较,采用薄膜分散法制备载药胶束。
有机溶剂的影响及效果
根据实施例9~11的方法制备胶束,激光粒度仪测定胶束的粒径,计算包封率和载药量。表6不同成膜溶剂制备的载药胶束的粒径、多分散系数、包封率和载药量(n=3)
由表6可知:不同的成膜溶剂对胶束的载药量和包封率影响不是很明显,但是粒径差别很大。当成膜溶剂为丙酮时,胶束粒径最小且分布均匀,故选择丙酮为成膜溶剂。
水化体积的影响及效果
根据实施例12、5、14和15的方法制备胶束,激光粒度仪测定胶束的粒径,计算包封率和载药量。
表7不同水化体积制备的载药胶束的粒径、多分散系数、包封率和载药量(n=3)
由表7可知:随着水相体积的增加,载斑蝥素胶束的载药量和包封率逐渐增加。当水化体积达到8mL以上时,包封率、载药量无明显变化,考虑到水化体积为8mL时,胶束溶液中药物浓度最高,因此选择水化体积的量为8mL。
投药量的影响及效果
根据实施例15、5、17和18的方法制备胶束,激光粒度仪测定胶束的粒径,计算包封率和载药量。
表8不同投药量制备的载药胶束的粒径、多分散系数、包封率和载药量(n=3)
由表8可知:随着投药量的增加,载斑蝥素胶束的粒径无明显变化,但是其包封率逐渐减小,载药量逐渐增加。当投药量达到3mg以上时,包封率明显下降,投药量2mg以下时,包封率无明显变化,考虑到为提高载药量,因此确定投药量为2mg。
水化温度影响及效果
DSC法测定mPEG2000-PLGA2000的玻璃化转变温度为43.48℃,薄膜分散法制备胶束的最佳温度大于玻璃化转变温度,而斑蝥素在大于60℃时,可能会发生变化,因此薄膜分散法制备胶束时旋蒸除去有机溶剂的温度选择25℃~60℃;水化温度选择为40~60℃,在50℃时最佳。
具体实验与结果分析
(1)对本发明实施例4制备的载斑蝥素聚合物胶束粒径分析,结果如图1所示:载斑蝥素聚合物胶束粒径分布(DLS)图,图中胶束的平均粒径为25nm。
(2)对本发明实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束形貌分析,结果如图2所示:载斑蝥素聚合物胶束透射电镜(TEM)图,图中胶束呈大小均一的球状结构,并且分布均匀。
(3)对本发明实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束的示差扫描量热(DSC)测试:称取适量的空白胶束冻干粉、实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束冻干粉、空白胶束冻干粉与斑蝥素的物理混合物、斑蝥素原料药进行测定。
测定条件:温度范围25℃~300℃;升温速度:10℃/min;氮气流速:50mL/min;参比物:空铝坩埚。
结果如图3所示:斑蝥素原药的吸热峰在216.67℃,空白胶束的熔点在43.48℃。空白胶束与斑蝥素的物理混合物在43.15℃、198.16℃、232.58℃均有吸热峰,43.15℃为空白胶束的吸热峰,198.16℃、232.58℃出现的峰可能是由于加热过程中空白胶束与斑蝥素相互作用形成新物相产生吸热峰。载斑蝥素聚合物胶束胶束只在44.00℃处出现空白胶束的吸热峰。以上图谱数据表明,斑蝥素以无定形形态存在于胶束中。
(4)对本发明提供实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束进行X粉末衍射分析:取适量的空白胶束冻干粉、步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束冻干粉、空白胶束冻干粉与斑蝥素的物理混合物、斑蝥素原料药进行测定。
测定条件:Cu靶/石墨单色器,管压40KV,管流40mA,2θ扫描范围:5°~60°,扫描速度2.5°/min。
结果如图4所示:斑蝥素在13.7972°、15.6366°、21.1149°、27.193°、28.1527°、31.9515°、32.8712°、48.9461°等处具有比较明显的晶体衍射峰。空白胶束只在18.9556°、23.1542°处有比较明显的晶体衍射峰。斑蝥素与空白胶束进行物理混合后,斑蝥素和空白胶束的特征晶体峰仍然存在。载斑蝥素聚合物胶束只在18.9956°、23.1143°处有明显的晶体衍射峰。由图谱数据可知,载斑蝥素聚合物胶束中斑蝥素以无定形状态存在于胶束中。
(5)采用透析法考察本实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束的体外释放性能:取3mL实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束溶液于透析袋中,两端密封,放入25mL释放介质(0.9%NaCl溶液)中,37℃,120r/min恒温振荡箱振荡,分别于0.5、1、2、3、4、6、8、10、12、24h取样2mL,同时补充同温等体积的释放介质。所取样品0.22μm微孔滤膜过滤,HPLC测定药物的含量。累计释放量计算公式为:
式中Er:药物累积释放量(%);Ve:每次取样体积(mL);V0:释放介质体积(mL);Ci:第i次取样时斑蝥素的浓度(μg/mL);mdrug:载药胶束中药物的含量(μg);n:取样次数。
结果如图5所示:实验结果显示胶束在1h之内药物释放量达到59.9%,出现明显的突释现象,6h之后药物释放量已基本不变。胶束在24h时累计释放量达到90%,释药较完全。
(6)对空白胶束的进行细胞毒性实验:取对数生长期细胞HepG2、MCF-7、A549或L-02,制成一定密度的细胞悬液,每孔100μL接种于96孔板。培养箱内培养过夜后,加入100μL由完全培养基稀释成不同浓度的药物继续培养,同时设置只加入培养基的空白对照组,接种细胞但不加药的对照组。培养24h、48h后,2000r/min离心5min,弃去上清液,每孔加入100μL MTT空白培养基溶液(0.5mg/mL),混匀后放入培养箱内孵育。4h后,2500r/min离心5min,弃去上清液,每孔加入100μL DMSO溶液,振荡使紫色结晶完全溶解,使用酶标仪570nm波长下测定吸光度。
存活率(%)=(加药组-空白组)/(对照组-空白组)×100。
结果如图8所示:随着聚合物材料浓度的升高,空白胶束对各细胞没有明显的增殖抑制作用,证明该材料具有很好的生物相容性。
表9实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束和原药对各细胞抑制作用IC50统计表
注:*P<0.05与原药组比
由表9可知:作用48h时,胶束对HepG2的IC50值与原药相比,减少了1.5倍;胶束对MCF-7的IC50值与原药相比,减少了1.2倍;作用24h时,胶束对L-02的IC50值与原药相比增加了1.25倍。结果表明,与原药相比,胶束具有增效减毒的作用。
(7)Hoechst 33342染色检测对肿瘤细胞凋亡的影响:取对数生长期的HepG2细胞,制成一定密度的细胞悬液,每孔100μL接种于96孔板中培养。培养过夜后,设置接种细胞但不加药物的空白对照组、原药组、胶束组,原药组和胶束组分别加入100μL药物浓度1μg/mL的原药和实施例4制备的载斑蝥素聚合物胶束胶束的完全培养基,每组设3个复孔。培养48h后,2000r·min-1离心5min,弃去含药培养基,PBS洗1次,每孔加入50μL Hoechst33342(10μg/mL)溶液,培养箱中孵育30min,Arrary Scan VTIHCS600型高内涵检测观察细胞的形态变化。
结果如图9所示:胶束组与原药组相比,出现更多染色质浓缩、细胞核碎块、凋亡小体并发射明亮的蓝色荧光现象。
(8)AO/EB染色检测对肿瘤细胞凋亡的影响:取对数生长期的HepG2细胞,制成一定密度的细胞悬液,每孔100μL接种于96孔板中培养。培养过夜后,设置接种细胞但不加药物的空白对照组、原药组、胶束组,原药组和胶束组分别加入100μL药物浓度1μg/mL的原药和实施例4制备的载斑蝥素聚合物胶束溶液的完全培养基,每组设3个复孔。培养48h后,2000r·min-1离心5min,弃去含药培养基,PBS洗1次,每孔加入50μL AO/EB(5μg/mL)混合液,培养箱中孵育,30min后,2500r·min-1离心5min,弃去AO/EB混合液,PBS洗1次。Arrary ScanVTIHCS600型高内涵检测,所测第三通道总体平均荧光强度值代表细胞凋亡情况。
结果如图10所示:原药组细胞核固缩,呈黄绿色荧光,大多呈现早期凋亡状态,而胶束组细胞核固缩且有碎裂状况出现,有明显橙黄色荧光,出现晚期凋亡状态。根据高内涵***测得的三通道EB的荧光强度可定量判断细胞死亡情况。结果表明:胶束组的荧光强度明显强于原药组。
(9)对本发明提供香豆素6与本实验发明实施例23制备的载香豆素6聚合物胶束体外细胞摄取进行定性分析:取对数生长期的HepG2细胞,制成一定密度的细胞悬液,每孔2mL接种于6孔板中。培养过夜后,弃去原有培养基,设定原药组、胶束组(C-6浓度均为2μg/mL),每组加入1.5mL含药物的完全培养基。分别作用0.5h、2h、4h后,PBS洗3次,每孔加入1mL4%多聚甲醛,室温固定15min后,弃去多聚甲醛,PBS洗3次,加入1mL DAPI(1μg/mL)溶液,培养箱孵育5min,PBS洗3次。荧光显微镜观察细胞的摄取状况。
结果如图6所示:当C-6胶束与C-6原药以相同的量、相同的时间开始作用于HepG2细胞时,C-6胶束能被细胞迅速摄取,细胞对C-6的摄取量呈时间依赖性,但是在相同时间内,原药组荧光强度明显低于胶束组。
(10)对本发明提供香豆素6与本实验发明实施例23制备的载香豆素6聚合物胶束体外细胞摄取进行定性分析:取对数生长期的HepG2细胞,制成一定浓度的细胞悬液,3mL/瓶接种于小瓶中,培养过夜后,弃去原有培养基,设定原药组、胶束组(C-6浓度2μg/mL),每瓶加入2.5mL含药物的完全培养基。分别作用0.5h、2h、4h后,弃去含药培养基,PBS洗3次,常规方法收集细胞,PBS洗2次,每组加入100μL细胞裂解液,冰浴裂解30min,涡旋仪震荡重悬10min/次,置于低温高速离心机内,12000g·min-1,离心5min,取上清液,即细胞总蛋白。BCA法测定细胞总蛋白浓度。剩余上清液细胞裂解液定容至1mL,荧光分光光度计测定荧光强度,计算C-6浓度。实验结果用C-6量与相应蛋白量的比值表示。
结果如图7所示:4h之内,胶束与原药的摄取量随时间的延长而增加,0.5h、2h时,细胞对C-6胶束的摄取量明显高于对C-6原药的摄取量。C-6胶束的摄取量是原药摄取量的1.85、2.18倍。
(11)对斑蝥素与本发明实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束进行体内抗肿瘤实验:将荷H22皮下瘤昆明小鼠随机分成4组,每组12只,分别设为生理盐水对照组、环磷酰胺组、实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束组、斑蝥素组,于1、3、5、7、9、11天进行给药,给药期间,待小鼠肿瘤长出后每天用游标卡尺测量小鼠的瘤径,计算小鼠的瘤体积并绘制小鼠瘤体积变化曲线图。实验第12天处死小鼠,解剖并取出肿瘤组织、心脏、肝脏、脾脏、肾脏和胸腺组织称重,计算抑瘤率和脏器系数。计算公式如下:
瘤体积V(mm3)=L×W2/2(L为肿瘤长径,W为肿瘤短径)
抑瘤率(%)=(模型组瘤重-实验组瘤重)/模型组瘤重×100
脏器系数(mg/g)=脏器重量(mg)/处死当日体重(g)
结果如图11所示:实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束组小鼠肿瘤生长较慢。
表10载斑蝥素聚合物胶束体内对肿瘤的抑制作用
注:*P<0.05,**P<0.01,与模型组比;#P<0.05,与原药组比。
由表10可知:本发明实施例4制备的载药胶束的肿瘤抑制率明显高于原药组,说明胶束可以明显提高斑蝥素的体内抗肿瘤作用。
(12)对斑蝥素与本发明实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束进行体内抗肿瘤实验肿瘤HE染色:剥离小鼠完整的肿瘤和脏器组织,4%多聚甲醛浸泡48h后,包埋切片、HE染色,光学显微镜下观察各组织细胞形态。
结果如图12所示:胶束组与原药组相比,肿瘤坏死区域明显较大,视野中出现大面积的淡红色胞浆,核碎片可见。
(13)对斑蝥素与本发明实施例4步骤制备的载斑蝥素聚合物胶束进行体内抗肿瘤实验的肾脏HE染色:剥离小鼠完整的肿瘤和脏器组织,4%多聚甲醛浸泡48h后,包埋切片、HE染色,光学显微镜下观察各组织细胞形态。
结果如图13所示:原药组与模型组相比,出现血管球变小,囊腔变大的现象,同时又有肾小球体积增大、肾小管边缘模糊、水肿现象出现,胶束组与模型组相比,无明显差异。表明胶束可以减少斑蝥素对肾脏组织的损伤。
(14)小鼠脏器系数:
表11不同实验组小鼠的脏器系数
注:*P<0.05,**P<0.01,与模型组比;#P<0.05与原药组比。
由表11可知:原药组、阳性对照组与模型组相比,小鼠的脾脏系数逐渐减小,而胶束组与模型组相比无显著性差异。
表12不同实验组小鼠肾脏系数比较
由表12可知:胶束组与模型组相比,肾脏系数均正常,而原药组肾脏系数不正常的小鼠比例为33.3%。
(15)小鼠血清生化指标检测:小鼠剩余血液放置于4℃冰箱4h,使用低温高速离心机,4℃,3000r/min,离心15min,取上清液血清,分装冻存。
测定以下与肾功能相关的生化指标:尿酸(UA)、肌酐(Cr)、尿素氮(BUN)。实验方法按照各试剂盒说明书进行。
表13不同实验组小鼠血清生化指标
注:*P<0.05,与正常组比;#P<0.05,与模型组比;※P<0.05,与原药组比
由表13可知:胶束组、原药组的血清BUN、Cr水平无显著性差异,但是UA水平具有显著性差异。胶束可以明显降低肿瘤小鼠血清中的UA含量使之趋于正常水平。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.载斑蝥素聚合物胶束,其特征在于,载斑蝥素聚合物胶束呈大小均一、均匀分布的球状结构,所述载斑蝥素聚合物胶束的平均粒径为10~100nm。
2.根据权利要求1所述的载斑蝥素聚合物胶束,其特征在于,所述载斑蝥素聚合物胶束的平均粒径为20~100nm。
3.权利要求1或2所述的载斑蝥素聚合物胶束的制备方法,其特征在于,
可采用溶剂挥发法制备载斑蝥素聚合物胶束,包括以下步骤:
(1)准确称取质量为1~4mg的斑蝥素与质量为40mg的胶束载体于EP管中,加入1mL的有机溶剂使所述斑蝥素和胶束载体充分溶解形成均匀的溶液A,其中有机溶剂可为丙酮或四氢呋喃;
(2)将上述溶液A逐滴加入4~16mL水,边滴边搅拌,待有机溶剂挥发完全后停止搅拌,得到溶液B,其中水为可为双蒸水、纯化水或生理盐水;
(3)用0.45μm微孔滤膜过滤上述溶液B,得载斑蝥素聚合物胶束;
或采用薄膜分散法制备载斑蝥素聚合物胶束,包括以下步骤:
(1)准确称取质量为1~4mg的斑蝥素与质量为40mg的胶束载体于EP管中,加入1mL的有机溶剂使所述斑蝥素和胶束载体充分溶解形成均匀的溶液C,其中有机溶剂为丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃中的任意一种;
(2)上述溶液C通过25~60℃旋转蒸发除去有机溶剂,真空干燥过夜,制得胶束载体与斑蝥素的薄膜,将上述薄膜加入4~16mL水,40~60℃水化1.5h,得到溶液D,其中水为可为双蒸水、纯化水或生理盐水;
(3)用0.45μm微孔滤膜过滤上述溶液D,得载斑蝥素聚合物胶束。
4.根据权利要求3所述的载斑蝥素聚合物胶束的制备方法,其特征在于,所示溶剂挥发法制备载斑蝥素聚合物胶束及薄膜分散法制备载斑蝥素聚合物胶束的步骤(1)中所述胶束载体采用两亲性的聚乙二醇-聚酯嵌段共聚物或其衍生物,所述胶束载体的亲水嵌段可为聚乙二醇、单甲氧基聚乙二醇及其衍生物,所述胶束载体的疏水嵌段可为聚乳酸-羟基乙酸、聚乳酸、聚己内酯及其衍生物,所述亲水嵌段的分子量为2000~5000,所述疏水嵌段的分子量为1000~10000。
5.根据权利要求3所述的载斑蝥素聚合物胶束的制备方法,其特征在于,所述溶剂挥发法制备载斑蝥素聚合物胶束及薄膜分散法制备载斑蝥素聚合物胶束的步骤(1)中所述斑蝥素的质量为2mg。
6.根据权利要求3所述的载斑蝥素聚合物胶束的制备方法,其特征在于,所述溶剂挥发法制备载斑蝥素聚合物胶束及薄膜分散法制备载斑蝥素聚合物胶束的步骤(1)中所述有机溶剂为丙酮。
7.根据权利要求3所述的载斑蝥素聚合物胶束的制备方法,其特征在于,所述溶剂挥发法制备载斑蝥素聚合物胶束及薄膜分散法制备载斑蝥素聚合物胶束的步骤(2)中所述水的体积为8mL。
8.根据权利要求3所述的载斑蝥素聚合物胶束的制备方法,其特征在于,所述薄膜分散法制备载斑蝥素聚合物胶束的步骤(2)中所述水化温度50℃。
9.根据权利要求4所述的载斑蝥素聚合物胶束,其特征在于,所述胶束载体的亲水嵌段为单甲氧基聚乙二醇,所述胶束载体的疏水嵌段为聚乳酸-羟基乙酸,所述单甲氧基聚乙二醇的分子量为2000,所述聚乳酸-羟基乙酸的分子量为2000。
10.权利要求1或2所述的载斑蝥素聚合物胶束的应用,其特征在于,所述载斑蝥素聚合物胶束应用于制备治疗肝癌、肺癌和乳腺癌针剂中。
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