mPEG-PCL聚合物囊泡的制備及INS-mPEG114-PCL152囊泡的釋放研究.pdf

1、目的：
　　具有治療作用的蛋白多肽類物質的臨床使用常因其在體內的快速代謝消除，較差的組織滲透性和較低的生物利用度等缺陷而面臨很大的問題。胰島素(insulin，INS)做為糖尿病患者的首選藥物，口服生物利用度低且體內代謝失活迅速，臨床常用的給藥方式是注射給藥且需要給藥次數(shù)頻繁，不僅給患者帶來極大的痛苦與不適，還可能引起注射感染，免疫反應，注射部位的脂肪萎縮或脂肪肥大等癥狀。所以有關新型無創(chuàng)長效的胰島素遞送體系一直是研究的熱點之一。

2、聚乳酸(PLA)，聚己內酯(PCL)，聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)等聚酯類材料用做胰島素的遞送載體，雖然可以有效保護胰島素，但是其載藥量較低，體內易被內質網(wǎng)吞噬消除。隨著兩親性嵌段聚合物的出現(xiàn)，能夠有效的減少上述單一聚酯材料運用時出現(xiàn)的弊端。近年來，兩親性聚合物粒子作為一種載藥能力強，穩(wěn)定性好，體內循環(huán)時間長，可進行靶向修飾，緩釋藥物，靶向輸送的有效藥物載體受到了廣泛的關注。PEG是最常用的親水性修飾分子，生物相容性優(yōu)良，親水性強

3、，細胞穿透力較高，體內無毒無免疫原性;PCL是目前極具吸引力和運用前景的可生物降解，生物相容，無毒，具優(yōu)良藥物透過性的高分子材料，也已被FDA批準應用于人體。
　　聚合物囊泡(polymersomes，Ps)是一類由兩親性嵌段聚合物分散在水中時，通過自組裝行為形成的具有類脂質體雙分子層和親水性內腔的球體結構，親水性內腔可用于包載親水性治療藥物如酶，DNA，RNA和蛋白多肽類物質，疏水性夾層可包載脂溶性的藥物，由于囊泡具有多重載藥性

4、，也使得其越來越引起學者的關注。與其他載藥粒子相比，囊泡因其較大體積的親水性內腔，對親水性藥物會有更好的包埋能力;而且雙層膜結構也使得其更加穩(wěn)定，體內給藥時其親水性外膜能有效避開內質網(wǎng)的吞噬，延長循環(huán)時間，提高被動靶向的能力。由于聚合物mPEG-PCL的獨特結構和性質，賦予該聚合物囊泡更多優(yōu)越的理化性質:(1)通過調節(jié)聚合物分子的嵌段長度和類型，改變該聚合物囊泡的性質;(2)粒子粒徑的可調控性;(3)雙層子層結構可用于包埋不同極性的藥物

5、;(4)與脂質體和表面活性劑等小分子囊泡相比，具有更強的囊泡強度和穩(wěn)定性，載藥能力更大。
　　基于上述的研究背景，本論文首先制備了不同分子量的嵌段聚合物囊泡，考察了制備方法，嵌段比例等對所形成囊泡粒子的粒徑大小，分散度指數(shù)及臨界聚集濃度(CAC)的影響，為尋求最適合的制備方法提供理論依據(jù)，并選用INS作為模型藥物，制備了mPEG-PCL載INS聚合物囊泡，INS是親水性多肽類物質，與囊泡的親水性內腔極性相同，可隨著水化過程進入囊泡

6、內腔中。囊泡粒子不僅對INS產生保護作用，減慢其在體內的降解失活，而且隨著結構的崩解，內涵的INS會緩慢釋放，達到緩釋效果。
　　方法：
　　1.不同分子量mPEG-PCL嵌段聚合物的合成與表征
　　分別按質量比為1∶2，1∶3，1∶4稱取適量的mPEG5k和ε-CL，以1％的Sn(Oct)2（辛酸亞錫）做為催化劑，采用開環(huán)聚合法制備mPEG5k-PCL10k，mPEG5k-PCL15k，mPEG5k-PCL20k嵌段

7、聚合物，用FT-IR、1H-NMR表征其結構，并通過1H-NMR計算其相應的數(shù)均分子量。
　　2.不同分子量mPEG-PCL嵌段聚合物囊泡的制備及測定
　　分別采用薄膜水化法和溶劑揮發(fā)法分別制備兩親性嵌段聚合物粒子，激發(fā)光散射法測定其粒徑，選擇合適的囊泡粒子制備方法。再以芘熒光探針法測定其臨界聚集濃度(CAC)。
　　3.INS-mPEG14-PCL152的制備及測定
　　選擇mPEG114-PCL152做為模型

8、藥物胰島素(INS)的載體，制備相應的載藥囊泡粒子，用考馬斯亮藍染色法（Bradford法）測定該載藥囊泡的載藥率和包封率，并考察不同投藥比例所制得載藥率和包封率差異，優(yōu)選出最適合的制備條件。
　　4.INS-mPEG114-PCL152的體內和體外釋放研究
　　將載藥囊泡粒子分散在PH=5.3的PBS緩沖介質中，37℃恒溫水浴，勻速攪拌。在規(guī)定的時間內取出樣品，12000 r·min-125 min高速離心處理，取上清液進

9、行INS含量測定，計算規(guī)定時間內的累積釋放量。并對釋放曲線進行擬合，討論其釋放模型。
　　采用鏈脲佐菌素(STZ)建立的糖尿病小鼠模型，皮下注射給予載藥囊泡，并在規(guī)定時間點使用便攜式血糖儀測定小鼠的血糖值，考察該載藥囊泡的降糖效果。
　　結果：
　　1.不同分子量mPEG-PCL嵌段聚合物的合成與表征
　　所制備的三個不同分子量的兩親性嵌段聚合物經過表征后符合目標產物，是由mPEG和PCL聚合而成，通過1H-NM

10、R圖譜計算其分子量分別為14665，19130和22350，其重復結構式分別為mPEG114-PCL85，mPEG114-PCL124，mPEG114-PCL152。
　　2.不同分子量mPEG-PCL嵌段聚合物囊泡的制備及測定
　　采用薄膜水化法制備的聚合物囊泡粒子分別為（204±30）nm，（202.8±5.2）nm，(182.4±9.7)nm，其分散度指數(shù)(PDI)分別是0.390，0.306，0.202，臨界聚集濃度

11、(CAC)分別是5.12×10-4 mg·mL-1，5.01×10-4 mg·mL-1，4.07×10-4 mg·mL-1。與溶劑揮發(fā)法制備的粒子比較，薄膜水化法所制備的粒子更加均一穩(wěn)定，其中又以mPEG114-PCL152所制備的粒子性狀最佳。
　　3.INS-mPEG14-PCL152的制備及測定
　　按10％ wt，20％ wt，40％ wt投藥比例制備的載藥囊泡粒子的包封率分別是(42.90±0.57)％，（62.8

12、0±2.14）％，（33.75±1.62）％;其載藥率分別為(4.11±0.05)％，（11.10±0.34）％，(11.90±0.50)％?？梢娨?0％ wt投藥比例制備的載藥囊泡其模型藥物的利用率最高。
　　4.INS-mPEG114-PCL152的體內和體外釋放研究
　　該載藥囊泡粒子的體外釋放在2h內釋累積藥19.28％，有較明顯的突釋效應;隨后48h內累積釋藥55.05％，從釋放曲線可知，釋放后期有良好的緩釋性能。