新型多功能型載藥納米超聲造影劑的研制.pdf

1、超聲造影劑(Ultrasound Contrast Agent，UCA)是一類能夠顯著增強醫(yī)學(xué)超聲檢測信號的診斷藥物，是一種含有高濃度微氣泡的制劑。包裹氣體的微泡制劑具有強烈的超聲波散射性能，經(jīng)靜脈注射到達體內(nèi)各器官微循環(huán)后，可使超聲回波信號顯著增強，組織、器官圖像質(zhì)量顯著改善，從而大大提高超聲診斷效果。UCA的出現(xiàn)顯著提高了超聲診斷的敏感性與特異性，進一步拓展了超聲診斷領(lǐng)域，使超聲診斷由“平掃時代”進入“增強時代”，被譽為超聲診斷領(lǐng)域

2、的第三次革命。更值得注意的是，對于某些診斷而言，它們將是幫助超聲有效競爭MRI、CT的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　 然而目前的超聲造影劑主要包載為氣體微泡，其一般為微米級別，為解決微米級超聲造影劑只能進行腫瘤血管內(nèi)成像或治療及現(xiàn)存納米級超聲造影劑成像效果差、不能治療的問題，本課題在微泡及納米泡超聲造影劑研究基礎(chǔ)上，進行了腫瘤靶向納米超聲造影劑的研究。
　　 姜黃素(Curcumin，Cur)是從姜科植物姜黃根莖中提取的一個具有β

3、-二酮結(jié)構(gòu)的多酚類化合物，近年來研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素具有抗腫瘤、抗炎、抗氧化、降血脂、保護肝腎功能、抑制血栓形成等廣泛的藥理作用，且毒性低，已經(jīng)成為開發(fā)的熱點。在本實驗中故選擇姜黃素作為實驗的模型藥物。
　　 首先選擇兩親性嵌段共聚物PEG-PCL，運用透析及溶劑揮發(fā)法進行納米膠束的制備，并對其性質(zhì)進行考察，然后以抗腫瘤藥姜黃素(CUR)為模型藥物，具有液氣相變性質(zhì)（相變溫度29℃）全氟戊烷perfluoropentane(PFP)

4、為成像氣體，制備得到載CUR納米超聲造影劑，運用光學(xué)顯微鏡和透射電子顯微鏡(TEM)進行形態(tài)學(xué)觀察，通過體外顯影和輻照實驗對造影效果和藥物定向釋放進行研究，并對其體內(nèi)外行為進行考察，具體研究內(nèi)容如下:
　　 1.納米膠束的合成:以生物相容性好可生物降解的聚乙二醇聚己內(nèi)酯兩親性PEG-PCL為成膜材料，選用抗癌模型藥物姜黃素CUR，運用透析法及溶劑揮發(fā)法來制備載藥納米膠束，建立了HPLC體外分析方法，以膠束粒徑分布，溶液外觀，載藥

5、量，包封率等為評價指標，進行了CUR膠束的制備方法選擇及處方工藝優(yōu)化。負染法透射電鏡法觀察膠束結(jié)構(gòu)為球形的以疏水區(qū)為核，親水區(qū)為殼的核殼結(jié)構(gòu)，膠束粒徑(64±1.52) nm，載藥量為(8.5±0.15)％，包封率為(93.9±1.46)％
　　 2.CUR納米超聲造影劑的制備及結(jié)構(gòu)特點:用超聲注入法制備得到粒徑均勻的CUR載藥納米超聲造影劑（室溫下以納米乳形式存在），工藝重現(xiàn)性好，激光粒度分析儀測其平均粒徑為400 nm，光學(xué)

6、顯微鏡觀其37℃孵育后納米超聲造影劑融合形成外觀為圓形表面較黃的微泡，電子透射顯微鏡觀其結(jié)構(gòu)為中空的殼核結(jié)構(gòu)，CUR載在疏水區(qū)。
　　 3.CUR納米超聲造影劑相關(guān)性質(zhì)考察:以粒徑為評價指標對納米超聲造影劑的溫度敏感性，超聲敏感性，稀釋穩(wěn)定性等進行考察，結(jié)果表明CUR納米超聲造影劑的粒徑能隨溫度變化而變化，納米超聲造影劑在超聲下可合并成微泡，微泡在繼續(xù)超聲時可破裂快速釋放藥物，納米泡在4℃保存短期內(nèi)穩(wěn)定性較好，稀釋50倍后粒徑不

7、變不大，稀釋后在37℃，pH=7.4 PBS中孵育10min，載藥納米超聲造影劑中CUR僅釋放0.89％，說明穩(wěn)定性很好。
　　 4.超聲介導(dǎo)下的藥物釋放研究:精密稱取相同體積的納米超聲造影劑，將其分別溶于盛有10 ml PBS的燒杯中混勻，分為兩組，第一組混勻后立放入恒溫水浴超聲池中進行超聲處理;第二組用混勻后不經(jīng)任何處理放置于恒溫水浴鍋中，在體外模擬超聲的環(huán)境下的累積釋藥量達到90.04％，遠高于對照組未經(jīng)任何超聲處理的聚合

8、物納米超聲造影劑，超聲控制藥物釋放效果明顯。
　　 5.CUR納米超聲造影劑成像實驗:在體外進行超聲造影實驗，設(shè)置空白脫氣水組及造影劑組，通過飛利浦IU22超聲診斷儀，L9-3型探頭，MI=0.6，Depth3.5 cm可以很明顯的觀察到聚合物納米超聲造影劑組具有很好的顯影效果，內(nèi)部呈實性性回聲，回聲光點細小、均勻，后方回聲無明顯衰減，且持續(xù)時間比較長，而脫氣水組則無明顯回聲強度，在圖譜中也無任何回聲光點。在動物體內(nèi)實驗中UCA

9、給藥劑量為0.01 ml/kg，通過尾靜脈給藥之后，調(diào)整相關(guān)指數(shù)進行肝臟超聲造影，記錄圖像數(shù)據(jù)至造影圖像廓清為止，在造影劑注射后即刻未見肝實質(zhì)明顯增強，30min后肝實質(zhì)開始逐漸增強，于注射后約50min增強達高峰，肝實質(zhì)增強顯影可持續(xù)3h左右。
　　 6.CUR納米超聲造影劑荷瘤鼠藥效學(xué)實驗:建立了小鼠右側(cè)腋窩皮下接種是S180荷瘤小鼠模型，對CUR納米超聲造影劑靜脈注射后荷瘤小鼠藥效學(xué)進行了研究，實驗組與對照組間瘤重有顯著性

10、差異(P＜0.01)，實驗組瘤重明顯小于其他各實驗組，藥效顯著，超聲組與未超聲組間也有顯著性差異(P＜0.01)，其抑瘤率分別為71.3％，53.0％。超聲更有助于CUR發(fā)揮藥效。證明CUR納米超聲造影劑由于ERP效應(yīng)而產(chǎn)生被動靶向性且在超聲下能快速釋藥進入腫瘤細胞內(nèi)發(fā)揮藥效。
　　 研究結(jié)果證明，本研究制備的CUR-PEG-PCL高分子聚合物納米超聲造影劑具有良好的顯影效果，同時初步實現(xiàn)了藥物的控制釋放，在荷瘤鼠體內(nèi)有很好的腫