載紫杉醇聚己內酯-聚乙二醇-聚己內酯膠束的藥代動力學分析

葛建君

(棗莊科技職業(yè)學院，山東 棗莊 277500)

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載紫杉醇聚己內酯-聚乙二醇-聚己內酯膠束的藥代動力學分析

葛建君

(棗莊科技職業(yè)學院，山東 棗莊 277500)

目的：制備載紫杉醇聚己內酯-聚乙二醇-聚己內酯(PCL-PEG-PCL)膠束，提高紫杉醇在水中的溶解度，增強紫杉醇藥物在體內的利用率。方法：使用薄膜-水化-超聲方法合成載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束，以商品化的紫杉醇注射液作為對照，大鼠尾靜脈注射后觀察載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束的藥代動力學。結果：藥代動力學結果表明PCL-PEG-PCL膠束顯著地延長了紫杉醇在大鼠體內的滯留時間、循環(huán)時間和消除半衰期。結論：載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束明顯地提高了紫杉醇的生物利用率。

載紫杉醇PCL-PEG-PCL；藥代動力學；生物利用率

紫杉醇是有絲分裂過程中微管的抑制劑，可以聚合微管起到穩(wěn)定的作用[1]。紫杉醇具有較高的抗癌活性，對很多癌癥的治療具有很好的效果[2]。其作用機理為與微管結合，阻斷癌細胞有絲分裂階段的復制過程，促使癌細胞的死亡。然而紫杉醇異常難溶于水，難以通過生理鹽水進行給藥。臨床上常使用紫杉醇注射液對病人進行治療，以50%聚氧乙烯蓖麻油作為增溶劑[3]，但聚氧乙烯蓖麻油具有神經毒性、腎毒性等副作用。因此為了更加安全地將紫杉醇運輸到血液中，各種新劑型的紫杉醇藥物被研發(fā)出來，以提高紫杉醇的水溶解性，增強藥效，降低副作用[4]。

聚合物膠束是兩親性嵌段共聚物在水中經微相分離，自行構筑成的一種以疏水嵌段為核的膠體溶液[5]。常用的疏水性嵌段有聚己內酯 (polycaprolactone，PCL)等，親水性嵌段如聚乙二醇 (polyethylene glycol, PEG)。使用聚合物膠束對難溶于水的抗癌藥物進行包裝，可增加其溶解性，提高藥物運輸和靶向的效率。聚合物膠束的粒徑一般為10～200 nm，具有結構穩(wěn)定、載藥量高、體內循環(huán)時間長等優(yōu)點。使用PCL和PEG組成嵌段共聚物作為藥物載體已經被廣泛運用于抗癌藥物的包裝[6]。

本文運用兩親性三嵌段共聚物PCL-PEG-PCL作為載體材料，對紫杉醇進行包裝，制備出載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束，大鼠尾靜脈注射后研究其藥代動力學性質。

1 實驗材料

PCL-PEG-PCL共聚物(自行合成)；紫杉醇原料藥(上海迪賽諾生物醫(yī)藥有限公司)；紫杉醇注射劑(上海施貴寶制藥有限公司)。

雄性SD大鼠12只，5～7周齡，體重200～240g。

冷凍離心機(Beckman公司，美國)；高效液相色譜(Waters公司，美國)；探頭超聲儀(VC501，Sonics & Materials公司，美國)；Nano ZS粒度分析儀 (Malvern公司，英國)。

2 實驗方法

2.1 載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束的制備

薄膜-水化-超聲法制備載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束：稱取140mg PCL-PEG-PCL共聚物和60mg紫杉醇原料藥，溶于10mL乙腈中，轉移至茄型瓶，在40°C下120r/min旋轉蒸發(fā)，制備成均勻薄膜，然后40°C抽真空干燥過夜。第二天除去殘留有機溶劑，加入雙蒸水65°C水化4h，振蕩均勻，使用探頭超聲儀20kHz冰浴超聲10min，得到載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束溶液。使用0.22μm過濾器過濾去除未包裝的紫杉醇，冷凍干燥得到載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束。

2.2 載藥量和包封率測定

使用高效液相色譜法測定載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束的載藥量和包封率。稱取5mg膠束溶于5mL乙腈，蒸餾水定容至10mL，搖勻，0.22μm濾膜過濾后用作HPLC樣品溶液。使用C18色譜柱(symmetry,150mm×4.6mm，5m)，乙腈-水(50:50,v/v)作為流動相，流速設定為1.0mL/min；紫外檢測波長為227nm，20μL進樣量。HPLC測量載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束溶液中紫杉醇的峰面積，結合標準曲線，按以下公式計算載藥量和包封率：

2.3 粒徑測量

取適量載紫杉醇PCL-PEG-PCL混懸液，加入蒸餾水稀釋10倍，于粒度儀中測定納米囊泡的粒徑大小和分布。

2.4 藥物動力學測定

將SD大鼠分為兩組，每組6只，將載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束凍干粉用適量的生理鹽水溶解后，和紫杉醇注射液分別經尾靜脈注射到兩組大鼠體內，給藥量為7.5mg/kg體重。給藥后的5min,30min,1h,2h,4h,6h,8h,12h,24h從眼眶內取血0.5mL，保存后經離心分離血漿。

取150μL血漿，加入2mL叔丁基甲醚，漩渦振蕩2min，3 000r/min離心10min，取出上清液，使用氮氣在40°C下吹干，加入150μL流動相溶解，取50μL用HPLC測定紫杉醇含量，繪制血藥濃度-時間曲線。測量藥物的分布半衰期(t1/2α)，消除半衰期(t1/2β)，藥物濃度-時間曲線下面積(area aunder the curve, AUC)，平均滯留時間(mean residence time, MRT)和體內總清除率(clearance, CL)。統計學分析使用SPSS軟件，數據以平均數±標準差形式表示。

3 結果與討論

3.1 載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束表征

載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束呈明顯的核-殼結構，如圖1所示。疏水性的PCL鏈包裹纏繞紫杉醇分子，通過疏水作用將紫杉醇均勻地分散在疏水內核中；而親水性的PEG鏈向外伸展形成囊泡狀的外殼，依靠親水作用將載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束分散在水相中，增加紫杉醇的溶解性。

圖1 載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束示意圖

3.2 載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束粒徑、載藥量和包封率

載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束的平均粒徑約為92.3 nm，多分散系數為0.18。載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束的載藥量約為27.88%，藥物的包封率約為93.28%。結果表明載藥率和包封率均較高。

3.3 藥代動力學

大鼠尾靜脈注射載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束和紫杉醇注射液之后，藥物快速進入血液，藥物濃度很快下降，紫杉醇注射液組血藥濃度下降更快。給藥0.5h后，紫杉醇注射液組的血藥濃度為(4.18±2.36)μg/mL，而載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束組的血藥濃度高達(22.34±4.89 )μg/mL。注射12h后，紫杉醇注射液組大鼠的血漿中已經檢測不到藥物，而載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束組的血漿在24 h后依然能檢測到少量的紫杉醇為(0.38±0.31)μg/mL (見圖2)。在所有觀測時間點內，載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束注射組的血藥濃度均大于紫杉醇注射液的血藥濃度，說明載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束的PEG親水性外殼大大延長了藥物在體內的循環(huán)時間和血液中的滯留時間。

使用DAS2.0軟件對血藥濃度-時間曲線的數據進行房室模型擬合，依據Akaike信息準則判據和F值檢驗綜合，紫杉醇兩種劑型在大鼠體內的藥代動力學符合二房室模型。如表1所示：載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束和紫杉醇注射液在大鼠體內的t1/2α分別為(0.71±0.12)h和(0.26±0.06)h；t1/2β分別為(13.19±1.48)h和(2.07±0.35)h；AUC0～∞分別為(60.29±9.23)mg·h/L和(13.00±2.34)mg·h/L；MRT分別為(12.31±1.03)h和(1.04±0.19)h；體內總清除率CL分別為(0.13±0.04)L·kg/h和(0.58±0.06)L·kg/h。統計分析結果表明尾靜脈注射載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束和紫杉醇注射液兩組的藥代動力學參數比較差異顯著(P<0.01)。

圖2 大鼠尾靜脈注射載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束和 紫杉醇注射液后血藥濃度時間曲線表1 尾靜脈注射后藥代動力學參數

4 結論

本文使用兩親性三嵌段共聚物PCL-PEG-PCL作為藥物紫杉醇的載體，制備具有較高載藥率和包封率的核殼結構載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束。藥代動力學分析結果表明，所制備的載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束具有較長的體內循環(huán)和滯留時間，以及較低的血漿清除率。載紫杉醇PCL-PEG-PCL膠束在水中具有較好的分散性，避免了紫杉醇注射液中聚氧乙烯蓖麻油的毒副作用，提高了紫杉醇在體內的作用時間。

[1] MOLE-BAJER J,A S BAJER.Action of taxol on mitosis:modification of microtubule arrangements and function of the mitotic spindle in Haemanthus endosperm[J].J Cell Biol,1983，96(2):527-540.

[2] SLICHENMYER W J,VON HOFF D D.Taxol:a new and effective anti-cancer drug[J].Anticancer Drugs,1991,2(6): 519-30.

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(責任編輯：魏 曉)

2014-04-24

葛建君(1982-)，女，山東省棗莊科技職業(yè)學院助教，研究方向為靶向藥物制劑。

R284

A

1673-2197(2014)15-0007-02