可降解高分子微球作為肺部吸入緩釋體系的開發(fā)及其抗癌癥治療.pdf

1、在過去的幾十年中，現(xiàn)代化工業(yè)和技術迅速地發(fā)展。然而，在此過程中引起的空氣污染問題也日益嚴重，并從一定程度上導致肺癌患者持續(xù)性地增加。在目前治療肺癌的諸多方法中，使用化學治療藥物殺滅癌細胞（化療）被視為最有效的治療方法。為了獲得最佳的治療效果并減少化療藥物對正常細胞及組織的副作用，我們需要使化療藥物在肺部有效地沉積且盡可能長的時間保留在原位進行緩釋。由于肺部的吸收面積較大，肺泡的上皮細胞層較薄，降解酶含量較少且活性較低，通過肺部進行給藥成

2、為一種新型的給藥模式，并可以減少藥物的給藥量及對其他臟器的毒副作用，特別是針對肺部疾病的給藥治療。因此，設計并制備合適的用于吸入的藥物載體是十分必要的。適用于肺部給藥的藥物載體應該具有良好的空氣動力學性質和肺部沉積性質，并能夠有效的避免肺部巨噬細胞的吞噬作用。
　　首先，我們設計了一系列可生物降解的高分子微球，并對它們的霧化特性，藥物控制釋放的能力和體外抗腫瘤效果進行了研究。其中，由聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)作為基質材料并

3、通過合適的賦形劑制備的微球具有良好的空氣動力學性質、較低的密度、較大的幾何粒徑、不規(guī)則的表面形態(tài)等適用于肺部吸入的藥物載體。然后，我們選擇了其中一種表面褶皺內部孔洞的PLGA微球，并用其包載一種自發(fā)熒光的抗腫瘤藥物一鹽酸阿霉素(DOX·HCl)。包載鹽酸阿霉素的PLGA微球具有較高的藥物包封率和較長的釋放時間，體外藥物釋放曲線表明這種微球可以長期地維持周圍的有效藥物濃度。MTT細胞毒性實驗證明了包載鹽酸阿霉素的PLGA微球的體外抗腫瘤效

4、果。為了進一步驗證載藥微球在動物體內的抗腫瘤效果及肺部滯留時間，我們通過尾靜脈注射的方法在C57BL/6小鼠體內建立了B16F10黑色素瘤肺轉移腫瘤模型。通過對給藥組和對照組的小鼠肺部直觀腫瘤節(jié)點數(shù)的觀察和病理切片的分析，給予載藥微球進行治療的小鼠比未經(jīng)治療的對照組小鼠顯示出更少的節(jié)點數(shù)。同時，后期的生存曲線實驗表明，經(jīng)過肺部給藥治療的小鼠比未治療的小鼠對照組延長了存活的時間。這些實驗結果表明，我們制備的包載鹽酸阿霉素的PLGA微球具有

5、被用作在臨床肺癌治療長效釋放載體的潛力。
　　最后，我們選擇了具有較大幾何直徑的多孔洞PLGA微球作為藥物載體，同時包載阿霉素和紫杉醇用于治療肺部高轉移黑色素瘤，并研究兩種藥物的協(xié)同作用和抑制這種腫瘤細胞的最佳比例。通過對游離狀態(tài)的紫杉醇和阿霉素聯(lián)合作用抑制B16F10細胞生長的研究，得到兩種可以發(fā)生協(xié)同作用的藥物比例，其中阿霉素和紫杉醇的摩爾比分別為2∶1和5∶1。我們制備了包載阿霉素和紫杉醇且藥物比例為別為2∶1和5∶1的兩種

6、多孔PLGA微球，并使用其研究在有載體存在的情況下對B16F10的聯(lián)合作用。通過MTT實驗的結果得到當阿霉素和紫杉醇的在微球內為2∶1時，兩種藥物表現(xiàn)出了最佳的協(xié)同作用。在模擬體外釋放實驗中，阿霉素的釋放速度要略快于紫杉醇的釋放速度，特別是最初的幾天時間內，這也解釋了微球內藥物之間的協(xié)同指數(shù)和游離藥物之間協(xié)同指數(shù)的差異。我們選用包載兩種藥物且比例為最佳摩爾比的微球用體內抑制腫瘤實驗，同時與單載一種藥物的微球進行對比。通過對小鼠肺部直觀腫

7、瘤節(jié)點數(shù)的觀察和病理切片的分析，使用兩種藥物進行聯(lián)合治療的小鼠比使用單一藥物進行治療的小鼠和對照組表現(xiàn)出更少的腫瘤節(jié)點數(shù)。這些結果表明，阿霉素和紫杉醇的聯(lián)合治療在未來的肺癌治療種是十分有潛力的。
　　另外，我們還設計了一系列聚乙二醇-聚天冬氨酸-寡聚乙烯亞胺的材料作為基因載體，以研究聚乙二醇鏈段的引入對載體材料在體內循環(huán)的影響。這些陽離子聚合物基因載體材料可以與DNA質粒通過靜電復合形成90-180納米顆粒。其中單端引入聚乙二醇的

8、材料相比于其它材料具有更強的抗血清能力，表現(xiàn)為有血清存在的情況下在人宮頸癌細胞系(HeLa)和人胚腎上皮細胞系(HEK293)中仍保持較高的基因轉染效率。雖然兩嵌段的聚合物和三嵌段的聚合物在體外表現(xiàn)出了相似的基因轉染效率，兩嵌段的聚合物在體內會表現(xiàn)出更好的效果。對于兩嵌段聚合物來說，聚乙二醇的在側鏈的引入可以增強載體的血清抗性和抗蛋白吸附能力并能夠延長在體內的循環(huán)時間。而對于三嵌段聚合物，盡管它也含有聚乙二醇鏈段，仍會形成陽離子殼的結構