可降解高分子微球作為肺部吸入緩釋體系的開(kāi)發(fā)及其抗癌癥治療.pdf

1、在過(guò)去的幾十年中，現(xiàn)代化工業(yè)和技術(shù)迅速地發(fā)展。然而，在此過(guò)程中引起的空氣污染問(wèn)題也日益嚴(yán)重，并從一定程度上導(dǎo)致肺癌患者持續(xù)性地增加。在目前治療肺癌的諸多方法中，使用化學(xué)治療藥物殺滅癌細(xì)胞（化療）被視為最有效的治療方法。為了獲得最佳的治療效果并減少化療藥物對(duì)正常細(xì)胞及組織的副作用，我們需要使化療藥物在肺部有效地沉積且盡可能長(zhǎng)的時(shí)間保留在原位進(jìn)行緩釋。由于肺部的吸收面積較大，肺泡的上皮細(xì)胞層較薄，降解酶含量較少且活性較低，通過(guò)肺部進(jìn)行給藥成

2、為一種新型的給藥模式，并可以減少藥物的給藥量及對(duì)其他臟器的毒副作用，特別是針對(duì)肺部疾病的給藥治療。因此，設(shè)計(jì)并制備合適的用于吸入的藥物載體是十分必要的。適用于肺部給藥的藥物載體應(yīng)該具有良好的空氣動(dòng)力學(xué)性質(zhì)和肺部沉積性質(zhì)，并能夠有效的避免肺部巨噬細(xì)胞的吞噬作用。
　　首先，我們?cè)O(shè)計(jì)了一系列可生物降解的高分子微球，并對(duì)它們的霧化特性，藥物控制釋放的能力和體外抗腫瘤效果進(jìn)行了研究。其中，由聚乳酸-羥基乙酸共聚物(PLGA)作為基質(zhì)材料并

3、通過(guò)合適的賦形劑制備的微球具有良好的空氣動(dòng)力學(xué)性質(zhì)、較低的密度、較大的幾何粒徑、不規(guī)則的表面形態(tài)等適用于肺部吸入的藥物載體。然后，我們選擇了其中一種表面褶皺內(nèi)部孔洞的PLGA微球，并用其包載一種自發(fā)熒光的抗腫瘤藥物一鹽酸阿霉素(DOX·HCl)。包載鹽酸阿霉素的PLGA微球具有較高的藥物包封率和較長(zhǎng)的釋放時(shí)間，體外藥物釋放曲線表明這種微球可以長(zhǎng)期地維持周圍的有效藥物濃度。MTT細(xì)胞毒性實(shí)驗(yàn)證明了包載鹽酸阿霉素的PLGA微球的體外抗腫瘤效

4、果。為了進(jìn)一步驗(yàn)證載藥微球在動(dòng)物體內(nèi)的抗腫瘤效果及肺部滯留時(shí)間，我們通過(guò)尾靜脈注射的方法在C57BL/6小鼠體內(nèi)建立了B16F10黑色素瘤肺轉(zhuǎn)移腫瘤模型。通過(guò)對(duì)給藥組和對(duì)照組的小鼠肺部直觀腫瘤節(jié)點(diǎn)數(shù)的觀察和病理切片的分析，給予載藥微球進(jìn)行治療的小鼠比未經(jīng)治療的對(duì)照組小鼠顯示出更少的節(jié)點(diǎn)數(shù)。同時(shí)，后期的生存曲線實(shí)驗(yàn)表明，經(jīng)過(guò)肺部給藥治療的小鼠比未治療的小鼠對(duì)照組延長(zhǎng)了存活的時(shí)間。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，我們制備的包載鹽酸阿霉素的PLGA微球具有

5、被用作在臨床肺癌治療長(zhǎng)效釋放載體的潛力。
　　最后，我們選擇了具有較大幾何直徑的多孔洞PLGA微球作為藥物載體，同時(shí)包載阿霉素和紫杉醇用于治療肺部高轉(zhuǎn)移黑色素瘤，并研究?jī)煞N藥物的協(xié)同作用和抑制這種腫瘤細(xì)胞的最佳比例。通過(guò)對(duì)游離狀態(tài)的紫杉醇和阿霉素聯(lián)合作用抑制B16F10細(xì)胞生長(zhǎng)的研究，得到兩種可以發(fā)生協(xié)同作用的藥物比例，其中阿霉素和紫杉醇的摩爾比分別為2∶1和5∶1。我們制備了包載阿霉素和紫杉醇且藥物比例為別為2∶1和5∶1的兩種

6、多孔PLGA微球，并使用其研究在有載體存在的情況下對(duì)B16F10的聯(lián)合作用。通過(guò)MTT實(shí)驗(yàn)的結(jié)果得到當(dāng)阿霉素和紫杉醇的在微球內(nèi)為2∶1時(shí)，兩種藥物表現(xiàn)出了最佳的協(xié)同作用。在模擬體外釋放實(shí)驗(yàn)中，阿霉素的釋放速度要略快于紫杉醇的釋放速度，特別是最初的幾天時(shí)間內(nèi)，這也解釋了微球內(nèi)藥物之間的協(xié)同指數(shù)和游離藥物之間協(xié)同指數(shù)的差異。我們選用包載兩種藥物且比例為最佳摩爾比的微球用體內(nèi)抑制腫瘤實(shí)驗(yàn)，同時(shí)與單載一種藥物的微球進(jìn)行對(duì)比。通過(guò)對(duì)小鼠肺部直觀腫

7、瘤節(jié)點(diǎn)數(shù)的觀察和病理切片的分析，使用兩種藥物進(jìn)行聯(lián)合治療的小鼠比使用單一藥物進(jìn)行治療的小鼠和對(duì)照組表現(xiàn)出更少的腫瘤節(jié)點(diǎn)數(shù)。這些結(jié)果表明，阿霉素和紫杉醇的聯(lián)合治療在未來(lái)的肺癌治療種是十分有潛力的。
　　另外，我們還設(shè)計(jì)了一系列聚乙二醇-聚天冬氨酸-寡聚乙烯亞胺的材料作為基因載體，以研究聚乙二醇鏈段的引入對(duì)載體材料在體內(nèi)循環(huán)的影響。這些陽(yáng)離子聚合物基因載體材料可以與DNA質(zhì)粒通過(guò)靜電復(fù)合形成90-180納米顆粒。其中單端引入聚乙二醇的

8、材料相比于其它材料具有更強(qiáng)的抗血清能力，表現(xiàn)為有血清存在的情況下在人宮頸癌細(xì)胞系(HeLa)和人胚腎上皮細(xì)胞系(HEK293)中仍保持較高的基因轉(zhuǎn)染效率。雖然兩嵌段的聚合物和三嵌段的聚合物在體外表現(xiàn)出了相似的基因轉(zhuǎn)染效率，兩嵌段的聚合物在體內(nèi)會(huì)表現(xiàn)出更好的效果。對(duì)于兩嵌段聚合物來(lái)說(shuō)，聚乙二醇的在側(cè)鏈的引入可以增強(qiáng)載體的血清抗性和抗蛋白吸附能力并能夠延長(zhǎng)在體內(nèi)的循環(huán)時(shí)間。而對(duì)于三嵌段聚合物，盡管它也含有聚乙二醇鏈段，仍會(huì)形成陽(yáng)離子殼的結(jié)構(gòu)