基于新型树枝状大分子姜黄素纳米粒的制备
2018-11-10 14:45:55
姜黄素(curcumin,CUR)是从姜科草本植物姜黄(Curcuma longa L.)的根茎中提取的一种天然多酚类活性成分.研究表明,姜黄素在抗炎、抗氧化、降血脂、抗抑郁、抗动脉粥样硬化、抗肿瘤、抗人类免疫缺陷病毒等方面有很好的药理作用.然而,姜黄素水溶性较差,在水中溶解度仅为0.3μg·mL－1,且不稳定,体内代谢过快,导致半衰期短,口服生物利用度低,极大限制其临床应用.为解决姜黄素的这一缺点,研究人员选择将姜黄素制备成了不同剂型: 纳米粒、纳米囊、纳米混悬剂、脂质体、磁性脂质体、胶束、微乳、微球、大分子复合物等.其中,纳米粒具有载体材料多样、易制备、载药量高、可缓控释、能靶向给药、生物利用度高等特点,受到越来越多的关注.纳米粒的载体材料通常分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类,由于天然高分子载体材料往往不能完全满足应用要求,所以合成的高分子材料越来越受到重视.研究发现,以四代聚酰胺-胺(polyamidoamine,PAMAM)树形分子为内核,以25%的耦联效率接枝的二代三乙二醇树枝化基元寡聚乙二醇(OEG)为外壳的新型两亲性树枝状大分子(PAMAM-co-0.25 OEG,PGD)具有稳定性高、载药空腔大的优点,对于多种难溶性药物均有较好的装载能力.通过进一步研究发现,这一新型树枝状大分子除可以用于制备载药胶束外,还可作为稳定剂制备载药纳米粒.基于此,笔者选取这一新型载体材料为稳定剂,制备了具有高载药量的姜黄素纳米粒,以期解决姜黄素水溶性差、生物利用度低的问题,并对这一纳米粒的体外特性进行了探究.
仪器与材料
KQ3200DB型数控声波清洗器(昆山市声仪器有限公司);DGG-9030AD型电热恒温鼓风干燥箱(上海森信实验仪器有限公司);MEPPLER AL204电子天平[梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司,感量:0.1mg ];PURELAB Classic 综合纯水仪(英国ELGA公司);LGL-10B冷冻干燥机(北京四环科学仪器厂有限公司);Zetasizer Nano ZS 90(马尔文仪器有限公司);Ultimate 3000 Series 高效液相色谱仪(Dionex);Waters Symmetry C18色谱柱(4.6mm×250mm,5μm,美国Waters 公司);S-4800场发射扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)(日本日立公司);JEM-1400型透射电镜(日本精工公司);METTLER TGA/DSC 1 SF/1382热重分析仪[梅特勒-托利多仪器( 瑞士) 有限公司];DX-2700型X-射线衍射仪(日本理学电机株式会社);Nano45-4高压均质机(美国BEE公司).PGD聚合物(相对分子质量4.6×104,实验室合成);CUR(相对分子质量368.37,大连美仑生物技术有限公司);乙腈(批号:A3889,Fisher,色谱纯);其他试剂均为分析纯.
方法与结果
采用溶剂沉淀法联合高压均质制备CUR-PGD纳米粒.室温下,将聚合物PGD(4mg)与CUR(16mg)共同溶解于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)(1mL)中.随后,在25℃条件下,250W声条件下注入去离子水(5mL)中,继续声10min,在室温条件下对去离子水透析4h(1L·h-1),180MPa高压均质15次,即得CUR-PGD纳米粒.以动态光散射测定载药纳米粒粒径及电位,测定结果以平均粒径(nm)及Zeta电位(mV)记录.同时,以HPLC测定其载药量(drug loading capacity,DL).方法如下:取纳米粒5mL,冷冻干燥后称质量,记为W1.用甲醇溶解并定容到25mL,按照“2.1.1”项的色谱条件测定CUR浓度,计算得出纳米粒中CUR总量,记为W2.根据以下公式计算DL(%):DL(%)=(W2 /W1)×100%.其中,W1为5mL纳米粒的质量,W2为5mL纳米粒中的CUR总量.
CUR-PGD纳米粒在0.9%氯化钠溶液、5%葡萄糖溶液和PBS中的粒径稳定性考察CUR-PGD纳米粒分别与0. 9%氯化钠溶液、5%葡萄糖溶液和PBS等体积混合,37℃孵育,分别在0,1,3,5h 测其粒径,观察有无混浊或沉淀,并以不同时间点粒径对时间作图,评价CUR-PGD纳米粒在0.9%氯化钠溶液、5%葡萄糖溶液和PBS中的粒径稳定性.
结果CUR-PGD纳米粒载药量高达41.2%,CUR在水中的溶解度较原药提高50倍,达到1.5mg·mL－1.CUR-PGD纳米粒粒径438.0nm,扫描电镜观察为球形,电位41.4mV.纳米粒在0.9%氯化钠溶液、5%葡萄糖溶液、PBS 及血浆中均稳定,无红细胞溶血现象,适合于静脉注射给药.CUR-PGD纳米粒DSC及XRD图谱显示,CUR在纳米粒中以晶型形式存在.CUR-PGD纳米粒在不同释放介质中缓释效果明显.结论PGD可作为一种有效的稳定剂制备CUR-PGD纳米粒,该纳米粒有望作为一种新型的药物输送系统扩展姜黄素在临床中的应用.
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