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壳寡糖(COS)具有良好的生物相容性以及生物可降解性,其疏水改性和亲水疏水改性的衍生物均能够在水中自组装成纳米级别的胶束。该纳米胶束(nanomicelle,NM)能够作为一些疏水性药物的载体,通过被动靶向作用富集到特定的器官与组织。
本文合成了两种两亲性壳寡糖衍生物:N-硬脂酰壳寡糖(COS-SA)和PEG化硬脂酰壳寡糖(PEG-COS-SA),研究其胶束性质;以阿霉素为模型药物,制备两种壳寡糖衍生物的载药纳米胶束;采用MTT法考察载药纳米胶束对肿瘤细胞的生长抑制作用;评价纳米胶束大鼠静脉注射后的药动学特征以及相对生物利用度。
在强缩水剂碳二亚胺(EDC)的催化下,壳寡糖和硬脂酸(SA)直接发生反应,壳寡糖分子上嫁接硬脂酸基团,得到COS-SA。随着SA投料量的增加,COS-SA的氨基取代度线性增大,而临界胶束浓度(CMC)减小。COS-SA和mPEG-NHS在室温下直接反应得到PEG-COS-SA。与COS-SA相比较,PEG-COS-SA的CMC和胶束粒径变大,表面电位减小。
分别以COS-SA和PEG-COS-SA为载体材料,制备了包载阿霉素(DOX)的纳米胶束DOX-COS-SA-NM和DOX-PEG-COS-NM。其粒径分别为212.3 nm和212.6 nm;表面电位分别为2.48 mV和0.54 mV;包封率分别为90.57%和87.44%。DOX-PEG-COS-NM在血清中的稳定性明显优于DOX-COS-SA-NM。两种载药胶束中阿霉素的释放均较缓慢,且具有明显的pH依赖性。
采用MTT法考察空白纳米胶束、载药纳米胶束对肿瘤细胞的生长抑制情况。空白胶束无细胞毒性;与游离DOX相比,两种载药胶束对肿瘤细胞均表现出更好的生长抑制作用(P<0.01)。DOX-PEG-COS-NM的生长抑制率低于DOX-COS-SA-NM(P<0.01)。
药动学研究结果表明,游离DOX和DOX-COS-SA-NM静脉注射后的药动学特征相似;而DOX-PEG-COS-NM表现出明显的长循环效果,其AUC0-t、AUC0-∞、 MRT分别为游离DOX的9.71、11.84、1.49倍。
综上所述,本文合成了两亲性壳寡糖衍生物COS-SA和PEG-COS-SA,均可在水中自发地形成纳米胶束,对阿霉素有良好的包载能力和缓释效果,对肿瘤细胞均具有较好的抑制率。DOX-PEG-COS-NM还可有效延长药物在体内的循环时间。