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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)易被內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)腔的球體結構，親水性內(nèi)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(nèi)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(nèi)給藥時其親水性外膜能有效避開內(nèi)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(nèi)腔極性相同，可隨著水化過程進入囊泡

6、內(nèi)腔中。囊泡粒子不僅對INS產(chǎn)生保護作用，減慢其在體內(nèi)的降解失活，而且隨著結構的崩解，內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(jīng)過表征后符合目標產(chǎn)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(nèi)和體外釋放研究
　　該載藥囊泡粒子的體外釋放在2h內(nèi)釋累積藥19.28％，有較明顯的突釋效應;隨后48h內(nèi)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。