載阿托伐他汀鈣的普朗尼克/mPEG-b-PLGA混合膠束

劉　蕾, 徐慧萍, 卜永強, 宋仕永

(河南大學 藥物研究所，河南 開封 475004)

載阿托伐他汀鈣的普朗尼克/mPEG-b-PLGA混合膠束

劉蕾, 徐慧萍, 卜永強, 宋仕永*

(河南大學 藥物研究所，河南 開封 475004)

摘要：目的研究普朗尼克/mPEG-b-PLGA混合膠束中兩載體配比對載阿托伐他汀鈣聚合物膠束性能的影響。方法制備不同配比的mPEG-b-PLGA、F127載阿托伐他汀鈣聚合物混合膠束，用激光粒度分析儀(DLS)，穩(wěn)態(tài)熒光光譜儀，紫外分光光度計(UV)等對其粒徑、臨界膠束濃度、載藥量以及體外釋放的性質(zhì)進行了考察。結(jié)果混合膠束在載藥量、穩(wěn)定性等方面都由于單一普朗尼克膠束，通過藥物體外釋放試驗比較，在24h時，混合膠束的釋放量明顯提高，藥物更完全的釋放。結(jié)論在普朗尼克載阿托伐他汀鈣膠束的制備中加入一定比例的mPEG-b-PLGA可不同程度的提高其性能，具有一定的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：阿托伐他汀鈣；普朗尼克F127；mPEG-b-PLGA；混合膠束

動脈粥樣硬化是動脈硬化血管病中最常見也是最重要的一種疾病，其發(fā)病原因主要為動脈壁上沉積一層像小米粥樣的含膽固醇、類脂等黃色物質(zhì)，從而造成動脈管壁增厚變硬、失去彈性和管腔縮小，若管徑狹窄達75%以上時，則可能發(fā)生心肌梗死、心絞痛、心律失常、甚至猝死。大量臨床實驗證明他汀類藥物作為調(diào)脂藥物可有效防治該病的發(fā)生和發(fā)展，其中阿托伐他汀鈣(ATV)是目前臨床上使用最廣泛的他汀類藥物之一。阿托伐他汀鈣因其口服吸收相對較好，多以片劑、膠囊劑進行使用，但口服該藥物后，患者常出現(xiàn)胃腸道不適，甚至產(chǎn)生頭痛、頭暈、皮疹、視覺模糊和味覺障礙等副作用。而且因其經(jīng)肝內(nèi)廣泛代謝，絕對生物利用度較低。

近年來，納米技術(shù)在藥物傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用在生物醫(yī)藥界受到了廣泛關(guān)注，不同的有機材料和無機材料已經(jīng)用于藥物傳輸系統(tǒng)的研制，其中某些已經(jīng)應(yīng)用于臨床(如脂質(zhì)體、微粒、納米粒、膠束等)。這些藥物傳輸載體能夠?qū)⑺幬锇蛭接诩{米粒子之中且可以特異性地進入病變細胞和組織，達到高效靶向的藥物治療。聚合物膠束因其粒徑小、毒性小、可控釋易降解等生物特性，尤其受到國內(nèi)外生物醫(yī)學及藥學領(lǐng)域的高度關(guān)注[1-3]，目前，已有一大批抗癌藥聚合物膠束新劑型被研制出來，如載順鉑的NC-6004[4]、載紫杉醇的NK105[5]、載阿霉素的SP1049C[6]和NK911[7]等已經(jīng)進入臨床前應(yīng)用階段。聚合物膠束可以由一種表面活性劑組成，也可以由兩種或兩種以上的表面活性劑按照一定比例混合而得，后一種即為混合膠束，其通過利用不同嵌段共聚物協(xié)調(diào)鏈段數(shù)量，使多個功能聚集到1個藥物傳遞系統(tǒng)中，可以克服單一聚合物形成的膠束穩(wěn)定性差從而導致載藥量低[8-9]，生物利用度低等一系列問題[10-11]。普朗尼克(Pluronic)是一種多功能材料，由聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯( PEO-PPO-PEO) 三嵌段組成，具有低毒性、實用性、生物相容性及逆轉(zhuǎn)腫瘤多藥耐藥性(MDR)等優(yōu)點。近年來，有很多關(guān)于Pluronic F127混合膠束的報道，如P123/F127載紫杉醇混合膠束[12]，P105/F127載多西他賽的混合膠束[13]，又如F127-b-poly (ε-caprolactone)載阿霉素混合膠束[14]等。PLGA是指聚乳酸( lactic acid, PLA)與聚乙醇酸( glycolic acid, PGA)的共聚物，是目前較為常用的生物可降解材料之一，其降解速率可通過調(diào)節(jié)其分子量PLA與PGA的配比得以控制[15]；又有研究[16]證明，包含親水層(如PEG)的PLGA的納米粒子具有長循環(huán)性。

我們在使用F127制備載阿托伐他汀鈣聚合物膠束的基礎(chǔ)上，添加入不同比例的mPEG5000-b-PLGA，制備得到混合膠束，并考察了混合膠束的粒徑、臨界膠束濃度、載藥量以及體外釋放等性質(zhì)。為制備高效、毒副作用小的阿托伐他汀鈣新劑型提供理論支持。進一步的藥理研究還在進行中。

1材料與儀器

1.1　藥品、試劑

阿托伐他汀鈣原料藥物(ATV，純度98.9%,河南大學藥物研究所)；Pluronic@ F127(美國sigma-aldrich公司)；mPEG5000-b-PLGA 75/25 M=50000(濟南岱罡生物科技有限公司)；芘(Py，北京百靈威科技有限公司)；甲醇為色譜純、丙酮為分析純(天津市富宇精細化工有限公司)；去離子水(杭州娃哈哈集團有限公司)。

1.2　實驗儀器

紫外-可見分光光度計(UV-2000， UNICO公司)；熒光光譜儀(FluoroSENS Gilden公司)；zeta電位及激光粒度分析儀(nano-ZS90 Malvern公司)；冷凍干燥機 (LL1500，賽默飛世爾科技有限公司)；恒溫培養(yǎng)振動器(ZWY-2102C，上海智城分析儀器制造有限公司)；電子天平(CP214，奧豪斯儀器(上海)有限公司)；超聲波清洗器(KQ116，昆山市超聲儀有限公司)；恒溫磁力攪拌器(85-2，鞏義市予華儀器有限責任公司)。

2實驗方法

2.1　F127聚合物膠束與載ATV的F127聚合物膠束的制備

將0.2 g的F127加入到20 mL的去離子水中，室溫攪拌5 h至6 h，即為F127聚合物膠束；另將0.2 g F127與25 mg阿托伐他汀鈣溶入適量的甲醇溶液中，完全溶解后，逐滴加入到20 mL去離子水中，室溫攪拌，至甲醇溶液完全揮發(fā)，將溶液8 000 r/min離心5 min，5 mL注射器取上清液，0.22 μm水系濾膜過濾，即得載阿托伐他汀鈣的F127聚合物膠束。

2.2　mPEG5000-b-PLGA、F127 (PF)混合膠束與載ATV PF混合聚合物膠束的制備

采用溶劑揮發(fā)法分別制備mPEG5000-b-PLGA、F127 摩爾質(zhì)量比為1∶1、1∶5、1∶10的混合膠束。首先，固定mPEG5000-b-PLGA為20 mg，用PE管分別稱取不同質(zhì)量的F127后，加入適量的丙酮溶液至完全溶解，然后將上述溶液分別逐滴加入到20 mL去離子水中，待丙酮完全揮發(fā)后，將該液8 000 r/min離心5 min，0.22 μm水系濾膜過濾，即得空白PF混合膠束。另將1 mL的20 mg/mL mPEG5000-b-PLGA丙酮溶液逐滴加入到盛有20 mL去離子水的燒杯中，約15 min 后，將3 mL的3 mg/mL的ATV甲醇溶液緩緩加入到上述溶液中，室溫攪拌，待丙酮甲醇完全揮發(fā)后，將該溶液8 000 r/min離心5 min，0.22 μm水系濾膜過濾，即得載ATV的PF混合膠束。

2.3　膠束粒徑的測定

采用zeta電位及激光粒度分析儀(DLS)測定膠束粒徑分布，測定角度90°，溫度25 ℃。

2.4　臨界膠束濃度(CMC)的測定

利用芘探針熒光法測定[17-18]F127、不同摩爾配比的PF混合膠束臨界膠束濃度的CMC, 首先準確稱取芘0.6 mg，溶于適量的丙酮中，完全溶解后轉(zhuǎn)移到500 mL容量瓶中，用丙酮定容，得到濃度為6×10-6mol/L的芘-丙酮儲備液。然后將一定體積的芘-丙酮儲備液加入到不同的容量瓶內(nèi)，放置陰暗處使丙酮自然揮發(fā)，將配制好的F127、PF聚合物混合膠束溶液(濃度范圍在1×100—1×10-5mg/mL)加入到容量瓶內(nèi)，使芘的濃度為1×10-7mol/L。然后再將溶液在室溫下超聲20 min，放置于恒溫培養(yǎng)震蕩器40 ℃孵育48 h，使芘與膠束之間充分平衡，然后采用穩(wěn)態(tài)熒光光譜儀測試芘的熒光強度，熒光條件：激發(fā)波長335 nm，波長范圍為350~500 nm，激發(fā)和發(fā)射狹縫寬度均為5 cm。以芘在第一峰373 nm和第三峰384 nm的熒光強度比值為Y軸，膠束濃度的對數(shù)為X軸作圖，由數(shù)據(jù)點的水平切線與突變曲線的切線的交點處為CMC值。

2.5　阿托伐他汀鈣體外分析方法的建立

阿托伐他汀鈣標準曲線的建立：準確稱取阿托伐他汀鈣6.1 mg，溶于25 mL甲醇中，所得溶液作為儲備液，然后分別精密量取該溶液0.08、0.20、0.25、0.30、0.40、0.45 mL置于5 mL的容量瓶中，加去離子水稀釋定容，阿托伐他汀鈣最終濃度分別為0.020、0.049、0.061、0.073、0.098、0.110 mg/mL。采用紫外分光度法分別測定樣品在最大吸收波長(λmax241 nm)處的吸光度，然后根據(jù)測得數(shù)據(jù)，以阿托伐他汀鈣(ATV)標準溶液濃度C(μg/mL)對吸光度進行線性回歸分析，得到ATV的標準曲線方程。

2.6　F127、PF混合膠束載藥量的測定

采用紫外分光光度法測定膠束中ATV 的含量，分別精密稱取一定量的F127、PF混合膠束膠束凍干品置于10 mL容量瓶內(nèi)，加甲醇溶液超聲破壞膠束結(jié)構(gòu)，然后取定量的該溶液，精確稀釋使該系列濃度涵蓋在UV標準曲線的有效濃度范圍內(nèi)。在最大吸收波長241 nm下用紫外分光光度計測量它們的吸光度值A(chǔ)，根據(jù)測量結(jié)果繪制標準曲線計算藥物的濃度，再根據(jù)：載藥量(DL%)=(膠束中的藥物量/膠束的總質(zhì)量)×100%，計算得到F127、PF混合膠束的載藥量。

2.7　載ATV的F127、PF混合膠束藥物體外釋放

采用透析法進行體外載藥膠束藥物釋放實驗：將5 mL新鮮制備的膠束溶液裝入透析袋(截留分子量為8 000～14 000) 中，然后將上述透析袋置于50 mL PH為7.4PBS釋放介質(zhì)中，37 ℃ 120 r/min攪拌，于特定時間取樣3 mL，分別于0.5、1、2、4、6、9、12、24 h取樣2 mL，同時補充等量相應(yīng)的新鮮釋放介質(zhì)。釋放樣品阿托伐他汀鈣(ATV)的濃度采用UV法測定，并按照下列公式計算阿托伐他汀鈣(ATV)的累積釋放量。

式中Er：阿托伐他汀鈣累積釋放量(%)；Ve：取樣體積(mL)；V0：釋放介質(zhì)體積(mL)；Ci：第i次取樣時阿托伐他汀鈣的濃度(μg/mL)；mdrug：載藥膠束中阿托伐他汀鈣的含量(μg)；n：取樣次數(shù)。

3結(jié)果與討論

3.1　聚合物膠束粒徑測定

不同摩爾比的PF混合膠束粒徑測定結(jié)果如表1，我們可以看出F127的空白膠束平均粒徑為23 nm，當將阿托伐他汀鈣加入到F127膠束中后，阿托伐他汀鈣分子進入到膠束的疏水核，形成的載藥粒徑為114 nm，這與文獻報道[19]基本一致。當F127膠束中引入mPEG5000-b-PLGA膠束形成PF摩爾比為1∶1、1∶5、1∶10混合膠束后，粒徑均一，平均粒徑為110 nm；載入阿托伐他汀鈣的混合膠束的平均粒徑為123 nm，略大于并接近于空白的混合膠束，可以認定阿托伐他汀鈣的載入對混合膠束的粒徑影響不大。實驗結(jié)果表明，載藥混合膠束粒徑呈單峰分布，均小于200 nm(PDI<0.2)。聚合物膠束的粒徑小于200 nm，可大大降低膠束被RES識別和攝取的機會通過EPR效應(yīng)，從而聚集于病變部位，實現(xiàn)被動靶向作用[20]；疏水內(nèi)核使其具有較高的載藥能力，從而提高藥物療效。

表1　不同摩爾比的PF混合膠束粒徑和載藥量統(tǒng)計表

圖1　F127、mPEG5000-b-PLGA、PF混合膠束粒徑分布圖

3.2　紫外分光光度(UV)分析方法的建立

將阿托伐他汀鈣標準溶液濃度C(mg/mL)與吸光度進行線性擬合得到阿托伐他汀鈣的標準曲線如圖2，曲線方程為：A=40.38011C-0.00325 (R2=0.997)，線性范圍：0.164~98.4 μg/mL，由相關(guān)系數(shù)(R2)可知，在測定的濃度范圍內(nèi)，線性良好。

圖2　阿托伐他汀鈣標準曲線

3.3　PF混合膠束載藥量考察

不同摩爾比的PF混合膠束載藥量測定結(jié)果如表1所示，F(xiàn)127的載藥量約為10%，引入mPEG5000-b-PLGA形成混合膠束后載藥量發(fā)生顯著的變化。當PF摩爾比為1:10時混合膠束載藥量較低約為8.3%；但當PF摩爾比為1∶5時，混合膠束的載藥量為10.5%，大于F127的載藥量；繼續(xù)加大mPEG5000-b-PLGA的量(PF的摩爾比為1∶1時)，混合膠束的載藥量明顯增高，達到22%，遠遠高于F127的載藥量。實驗結(jié)果表明：適當?shù)囊雖PEG5000-b-PLGA(PF摩爾比為高于1∶5時)可以提高膠束的載藥量，增強藥效。

3.4　臨界膠束濃度(CMC)的測定

圖3　芘的熒光光譜圖

圖4　芘熒光光譜中I1/I3的值與PF混合膠束、F127膠束濃度對數(shù)(LgC)的關(guān)系曲線圖

經(jīng)擬合計算我們可以得出F127的CMC值(圖4a)為24.3mg/mL與文獻報道基本一致；當少量引入PLGA時(PF摩爾比為1∶10如圖4b)，CMC值降低(約為1.2×10-1mg/mL)；繼續(xù)增加PLGA的摩爾比(PF 1∶5時如圖4c)CMC值繼續(xù)降低(約為1.6×10-2mg/mL)，當PF摩爾比為1∶1時(如圖4d)，CMC值最低約為3.6×10-4mg/mL。CMC是膠束穩(wěn)定性的重要參數(shù)，CMC值越低，說明膠束的熱力學穩(wěn)定性越高[21]。實驗結(jié)果表明：PF混合膠束的CMC值遠遠低于F127空白膠束，說明mPEG5000-b-PLGA的引入可以增加膠束熱力學穩(wěn)定性，隨著PLGA摩爾分數(shù)的增加，混合膠束的稀釋穩(wěn)定性增加。

3.5　載ATV的F127、PF混合膠束體外釋放

如圖5所示，F(xiàn)127膠束、PF混合膠束在2 h內(nèi)沒有突釋現(xiàn)象，累計釋放量均不超過40%，說明聚合物膠束具有緩釋作用；在24 h時，F(xiàn)127的積累釋放量為45%，混合膠束的釋放量明顯增高，說明mPEG5000-b-PLGA的引入可以增加藥物的釋放量，使藥物更完全的釋放；但混合膠束的釋放速率大于F127的釋放速率，原因尚不明確，相關(guān)研究表明可能與普朗尼克F127疏水嵌段插入疏水核心形成了較多親水孔道有關(guān)[22-23]。

圖5　載ATV的F127膠束與不同摩爾PF混合膠束體外釋放曲線

4結(jié)論

研究結(jié)果顯示，不同摩爾配比的mPEG5000-b-PLGA、F127混合膠束，載藥后粒徑與F127單一膠束接近，但穩(wěn)定性和載藥量均隨mPEG5000-b-PLGA摩爾質(zhì)量的增加而增加，而且mPEG5000-b-PLGA的引入可以明顯增加膠束的釋放量，使釋放更加完全。相比于單一F127制備的聚合物膠束，PF混合膠束更適合于載阿托伐他汀鈣新劑型的研制。

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[責任編輯李武營]

Atorvastatin calcium-loaded pluronic/mPEG-b-PLGA mixed micelles

LIU Lei，XU Huiping，BU Yongqiang, SONG Shiyong*

(InstituteofPharmaceuticsofHenanUniversity,Henan，Kaifeng475004,China)

Abstract:ObjectiveResearch of effect of two carrier Pluronic and mPEG-b-PLGA molar ratio on the atorvastatin calcium(ATV)-loaded polymer micelles.MethodsPreparation of different ratio of mPEG-b-PLGA, F127 load of ATV polymer mixed micelles, the particle size, critical micelle concentration, drug loading content and release properties in vitro were studied by laser particle size analyzer (DLS), steady state fluorescence spectrometer, UV spectrophotometer (UV). ResultsATV-PF micelles had superiorities over ATV-F micelles in drug loading content, stability and so on. From the drug release experiment in vitro, at 24h, contents of the mixed micelles drug release were significantly higher than Pluronic micelles and more completely. Conclusion Adding certain proportion of mPEG-b-PLGA in preparation of ATV-loaded Pluronic micelles can improve the properity of micelles to some extent, and has a potential application in the further.

Key words:torvastatin calcium(ATV); Pluronic F127; mPEG-b-PLGA； mixed micelles

*通訊作者：宋仕永(1979-)，男，河南臨潁縣人，副教授，從事納米藥劑學的教學與科研工作。

作者簡介：劉蕾(1977-)，女，河南南陽市人，副教授，從事藥用材料的開發(fā)與應(yīng)用工作。

基金項目：河南省教育廳科學技術(shù)研究重點項目(13A350054)。

收稿日期：2015-05-12

文章編號：1672-7606(2015)03-0166-05

中圖分類號：R944.1

文獻標識碼：A