載多西紫杉醇的Poloxamer188復合聚L-乳酸電紡纖維的表征

張?zhí)?，羅徐，黃佳娜，王浩

(錦州醫(yī)科大學藥學院，遼寧 錦州 121001)

近15年來，人們采用電紡纖維來包裹和控制釋放藥物，發(fā)現(xiàn)成纖維高分子、被載藥物、其他復合材料、溶劑等材料因素均能夠?qū)λ幬锏陌歪尫判袨楫a(chǎn)生影響[1-3]。以脂肪族聚酯纖維為例，當纖維中包含復合表面活性劑等物質(zhì)時，所得纖維的形態(tài)更為理想、藥物可以被更完全地包裹并且能夠呈現(xiàn)多種類型的控制釋放行為[4-5]。十二烷基硫酸鈉等陰離子型表面活性劑和芐基三甲基氯化銨、度米芬等陽離子型表面活性劑通過降低高分子溶液的表面張力和提供電荷使得靜電紡出的纖維形態(tài)較為理想，無珠子結(jié)構且直徑較為均一。但是這兩種類型的表面活性劑均有粘膜刺激性、紅細胞溶解性、特異受體結(jié)合毒性等在實際使用時不能夠接受的毒副作用，于是這些年人們將注意力集中在毒副作用相對較低的非離子型表面活性劑上[6-8]。

親水鏈段為聚乙二醇的表面活性劑是非離子型表面活性劑的一大類，也是日用化學品和藥物制劑中較常使用的表面活性劑。它們的特點是刺激性、溶血性、毒性相對離子型表面活性劑低，尤其是，其與藥物復合的能力強、形成的膠束中含有較多的表面活性劑分子，所以膠束體積大能包裹更多的藥物分子。實際上，很多非離子型表面活性劑已經(jīng)是口服、外用、注射等劑型中的重要輔料。這其中，Poloxamer188是一個最為理想的非離子型表面活性劑[9-10]。

除了部分磷脂外，Poloxamer188是唯一可以靜脈注射的表面活性劑，同時它又有很高的親水親油平衡值，降低溶液表面張力的能力很強。有人報道，Poloxamer188和聚L-乳酸共同溶解在二氯甲烷中形成均相溶液后在常見條件下靜電紡絲，可以很容易得到無珠子且直徑均一的纖維，即,得到了Poloxamer188復合聚L-乳酸電紡纖維[8]155-152。在本文中，我們在Poloxamer188和聚L-乳酸的二氯甲烷溶液中溶解第3種物質(zhì)——水不溶模型藥物多西紫杉醇，形成均相溶液后靜電紡絲。采用掃描電子顯微鏡、X-射線衍射等手段對所得載藥電紡纖維進行表征，采用高效液相色譜-紫外分光光度法測定不同取樣時間點多西紫杉醇從纖維中的溶出量。通過分析這些結(jié)果，以期得到Poloxamer188復合聚L-乳酸電紡纖維中載水不溶藥物多西紫杉醇時的一些信息。

1 實驗材料與儀器

靜電發(fā)生器(天津東文靜電發(fā)生器)；掃描電子顯微鏡(日本Hitachi，TM3000)；廣角X-射線衍射儀(日本Rigaku，Ultima IV)；差示熱分析儀(德國Netzsch，DSC200 F3)；傅里葉變換紅外光譜儀(日本Shimadzu，IRAffinity-1)；高效液相色譜-紫外分光光度儀(日本Shimadzu，ELITE LaChrom，L-2400型紫外檢測器、L-2130型泵)；恒溫空氣浴搖床 (THZ-82A型，浙江金壇天竟實驗儀器廠)。

多西紫杉醇(>99.0%，大連美侖生物技術)；Poloxamer188?(>99.0%，德國Basf?)；聚L-乳酸(n-十二醇引發(fā)L-丙交酯合成，質(zhì)均分子量15.32萬)；二氯甲烷(分析純，天津康科德科技有限公司)；乙腈(色譜純，天津康科德科技有限公司)；乙腈(分析純，天津康科德科技有限公司)；去離子水(德國Merck Millipore純水機)。

2 實驗方法

2.1 靜電紡絲與纖維形態(tài)

將多西紫杉醇Poloxamer188和聚L-乳酸溶解在二氯甲烷中，磁力攪拌12 h得無色、透明、均一的紡絲溶液。為考察不同占比的Poloxamer188對電紡纖維形態(tài)及其多西子紫杉醇釋放的影響，制備10種不同Poloxamer188復合量的纖維：固定聚L-乳酸的用量為1.2 g，固定多西紫杉醇的用量為0.03 g，即后者為前者質(zhì)量的2.5%，Poloxamer188的用量分別為0.12、0.24、0.36、0.48、0.60、0.72 g，即Poloxamer188占聚L-乳酸的質(zhì)量百分比分別為10%、20%、30%、40%、50%、60%。將所得系列樣品分別命名為F10%、F20%、F30%、F40%、F50%、F60%。最后均用二氯甲烷定容至50 mL得到6份待紡絲溶液。

參考預實驗結(jié)果和已有文獻，紡絲條件如下：紡絲電壓為15 000 V，供液速度為(2.5±0.2) mL·h-1，針頭噴絲口與錫箔平面之間的距離即紡絲距離為25 cm，空氣溫度為(25±5) ℃，空氣相對濕度為65%。加電壓后，發(fā)現(xiàn)在針頭處形成了Taylor錐并拉成纖維，以高速不規(guī)則的螺旋軌跡運行至接收屏上。紡絲完畢后，接收屏上形成了一張由纖維層積而成的、約0.5 mm厚的氈。揭下后，(40±2) ℃下真空抽干24 h即得[6-8]227-231，82-88，155-162。

將纖維膜剪切成1 mm×2 mm小片后用導電膠固定在金屬臺上并用金真空蒸鍍后置于掃描電子顯微鏡下觀察。

2.2 藥物釋放

采用高效液相色譜-紫外分光光度法測定釋放介質(zhì)中多西紫杉醇的含量。色譜條件：色譜柱Elite?C18柱(4.6 mm×200 mm，5 μm)；流動相為乙腈-水(v/v=62/38)；檢測波長為230 nm；流速為1 mL/min；柱溫為30 ℃；進樣量為20 μL[11]。

將樣品剪切成約5 cm×5 cm正方形條，使得每片的質(zhì)量約為(100±5)mg，浸入10 mL純水釋放介質(zhì)中。置于恒溫空氣浴搖床中在37 ℃，100 r·min-1條件下振搖釋放。在設定的時間點取出全部釋放介質(zhì)，加入5 mL乙腈渦旋震蕩3 min待釋放介質(zhì)中物質(zhì)全部溶解后，進行多西紫杉醇含量的測定。之后在釋放介質(zhì)中重新添加10 mL新的釋放介質(zhì)。繪制絕對釋放量和相對釋放百分率對時間t的曲線。

3 結(jié)果與討論

3.1 纖維形態(tài)

3.2 藥物釋放

從釋放介質(zhì)的狀態(tài)來看，當Poloxamer188的復合量為10%、20%、30%時，在30 min取樣點，釋放介質(zhì)中有晶體存在，在隨后的取樣點，釋放介質(zhì)均為澄清透明狀態(tài)；當Poloxamer188的復合量為40%及以上時，在各個取樣點釋放介質(zhì)均為澄清透明狀態(tài)。釋放介質(zhì)經(jīng)過高效液相色譜-紫外分光光度法測定后發(fā)現(xiàn)，內(nèi)均含有多西紫杉醇，則釋放的晶體應該是多西紫杉醇和Poloxamer188的復合物，澄清透明的的釋放液中含有的是增溶了多西紫杉醇的Poloxamer188膠束。

多西紫杉醇的釋放曲線結(jié)果表明，系列纖維均有一定的突釋，隨后進入到緩釋期。Poloxamer188的復合量對多西紫杉醇的釋放行為有明顯的影響。當Poloxamer188的復合量從10%增加到60%時，其百分釋放量經(jīng)歷了先減小之后再增大的一個過程。具體的，當Poloxamer188的復合量從10%升高至40%時，其突釋量和21 d后的釋放量均逐漸減少；當Poloxamer188的復合量從40%升高至100%時，其突釋量和21 d后的釋放量又逐漸增多。此外還可以發(fā)現(xiàn)，當Poloxamer188復合量較低時，如10%、20%、30%、40%，突釋后的緩釋期的釋放增量較小，而當Poloxamer188復合量較高如50%及以上時，突釋后的緩釋相的釋放增量較大，即釋放曲線呈現(xiàn)明顯的緩釋相。即，當Poloxamer188的復合量越多，其在相同時間點釋放的量就越多，說明較多的Poloxamer188能夠使得纖維中的藥物更順利地在纖維內(nèi)部移動，有利于其溶出纖維。其機理可能為較多的Poloxamer188會在纖維中留下密度更大的親水中心，在水性介質(zhì)中時，親水中心水化后成為了小分子進行移動的通道，并且親水中心越多，通道的密度也越大，所以有利于小分子快速移動。以往的文獻中鮮見表面活性劑的復合量對電紡纖維中水不溶藥物釋放行為影響的研究，本文進行了首次報道。相對于以往的關于紫杉烷類藥物在聚L-乳酸電紡纖維中包裹和釋放的研究，本文大大提高了多西紫杉醇的百分釋放量[12-13]。

綜合上述結(jié)果，我們認為Poloxamer188和多西紫杉醇在聚L-乳酸電紡纖維中的分布特點決定了其釋放行為。Poloxamer188由于具有較強的表面活性，靜電紡絲后有相當一部分的Poloxamer188在纖維表面或靠近纖維表面的部位分布，并且其復合量越高，其在纖維表面上的分布比例就越高，這種現(xiàn)象已經(jīng)被以往文獻報道過，本實驗中亦應該遵循該規(guī)律；多西紫杉醇由于其親脂性和無表面活性，其在纖維中的分布較為均勻，即無明顯的位置選擇性和傾向性。所以，當Poloxamer188的復合量較低時，其在纖維表面上和靠近纖維表面的絕對量較少，不足以增溶在纖維表面及靠近纖維表面存在的多西紫杉醇，而Poloxamer188的存在又使得纖維能夠被水浸潤，有利于纖維表面和靠近纖維表面多西紫杉醇的剝離、釋放，故多西紫杉醇在突釋點會有結(jié)晶釋出，并且結(jié)晶的組成為多西紫杉醇的量較多，Poloxamer188的量較少。當Poloxamer188的復合量升高時，其在纖維表面上和靠近纖維表面的絕對量逐漸增多，多到不但能夠足以增溶在纖維表面及靠近纖維表面存在的多西紫杉醇、使其以增溶的方式釋放，而且亦能夠增溶在纖維較深部存在的多西紫杉醇，使其逐漸移動到纖維外部并釋放到介質(zhì)中，形成較明顯的緩釋相。當然，Poloxamer188增溶多西紫杉醇的前提是其在紡絲液固化的過程中和之后即與多西紫杉醇進行了相互作用，并且其在纖維中復合量越多，其與固定載量多西紫杉醇的復合比例就越大。而多西紫杉醇、Poloxamer188和聚L-乳酸均能夠溶解于二氯甲烷中這一理化性質(zhì)又是所有上述實驗結(jié)果的總前提。

4 結(jié) 論

本文首次構建了Poloxamer188復合的聚L-乳酸電紡纖維，并將水不溶藥物多西紫杉醇載入該體系中。利用了多西紫杉醇、Poloxamer188和聚L-乳酸三者能夠共同溶解在二氯甲烷溶液中的性質(zhì)，通過均相溶液靜電紡絲法較容易地制備得到了微米級的、載藥量相對于聚L-乳酸為2.5%的纖維，并且發(fā)現(xiàn)Poloxamer188的復合量對多西紫杉醇的釋放行為有明顯的影響，總的來說Poloxamer188復合量的增高有助于多西紫杉醇的釋放。該結(jié)果為進一步研究提高多西紫杉醇載量和Poloxamer188復合量之后藥物的釋放行為，以及其他水不溶藥物在該體系下的包裹和釋放機理提供了一些用的信息。同時，也為多西紫杉醇新劑型的開發(fā)提供了些許思路[14-18]。

(此文圖1-2見附頁1-2)