CN101396337A - 一种负载紫杉醇缓释纳米纤维及其制备方法和应用 - Google Patents

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黄慧华
张鹏云
刘晓锋
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本发明涉及一种负载紫杉醇缓释纳米纤维材料，其组份包括：生物可降解高分子材料和纯紫杉醇，其摩尔比为1.33－10，该纳米纤维直径为90nm－1.44μm，其载药量可在0－100％范围内调节；其制备包括：(1)将生物可降解材料高分子溶解于有机溶剂，搅拌至完全溶解，得到壳层纺丝溶液A；(2)将纯紫杉醇白色粉末溶解于三氟乙醇，搅拌至完全溶解，得到芯层纺丝溶液B；(3)将澄清透明溶液A和B分别加入两个注射器中，调节微量注射泵的速率、静电发生器电压以及接地铝箔和喷丝针头之间的接收距离，采用同轴静电纺丝技术得到无序载药纳米纤维。本发明所制得载药纳米纤维组成的纳米控释系统，有效的控制药物的缓慢释放，应用于制备治疗恶性肿瘤药物中。

Description

一种负载紫杉醇缓释纳米纤维及其制备方法和应用
技术领域
本发明属纳米纤维制备领域，特别是涉及一种负载紫杉醇缓释纳米纤维及其制备方法和应用。
背景技术
紫杉醇(Paclitaxel，商品名为taxol)是从紫杉或红豆杉树中提取的一种天然抗癌原料药，为白色晶体粉末、不溶于水，易溶于氯仿、丙酮等有机溶剂。其抗肿瘤机制是通过诱导和促使微管蛋白聚合成微管，同时抑制所形成微管的解聚，产生稳定的微管束。使微管束的正常动态再生受阻，细胞在有丝分裂时不能形成正常的有丝分裂纺锤体，从而抑制了细胞分裂和增殖。其独特抗肿瘤作用机制对乳腺癌、卵巢癌和非小细胞癌等有独特的治疗作用，临床上已作为一线抗癌药而广泛应用。也是继环磷酰胺、阿霉素、顺铂后又一重要的抗肿瘤药物。但像其它许多抗癌药一样，紫杉醇在水中的溶解性(≤0.5mg/l)非常差，目前临床上使用的紫杉醇注射液是将紫杉醇溶解在1:1的聚氧乙烯改性的蓖蔴油(商品名CremophorEL)和乙醇的混合溶液中，注射前用生理盐水稀释5-20倍。但是CremophorEL往往会引起强烈的副反应，如超过敏反应、肾毒性、神经毒性及心脏毒性等，严重时可能导致死亡。且随剂量增加，毒副作用有增大的趋势。因此限制了紫杉醇的临床应用。
近年来，为降低紫杉醇注射剂引起的不良临床反应，人们尝试使用纳米纤维作为紫杉醇的释放载体。如使用聚乳酸(PLLA)、乳酸和乙醇酸的共聚物(PLGA)和聚己内酯(PCL)等制备聚合物和紫杉醇的混纺纳米纤维。但这些由药物和聚合物简单混合电纺制备的纳米纤维，由于电纺过程导致的快速相分离，药物容易分布在纤维表面或聚集在一起，并导致药物的突释。这种释药模式在口服给药中可能会引起副作用和降低药物的疗效，对于紫杉醇这类抗癌药的利用是不利的。采用同轴静电纺丝制备紫杉醇的载药体系可克服传统静电纺丝的缺点，实现药物的受控释放。同轴共纺纤维具有较好的壳—芯结构，形成类似储库型的药物释放装置，更适合长期、小剂量的紫杉醇缓慢释放。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种负载紫杉醇缓释纳米纤维及其制备方法和应用，本发明所制得载药纳米纤维组成的纳米控释系统，有效的控制药物的缓慢释放，而生物可降解高分子材料则自行降解，这样使得纯紫杉醇药物直接作用于细胞、抑制细胞的增值，减低毒副作用，达到治疗的目的。
本发明的一种负载紫杉醇缓释纳米纤维，其组份包括：生物可降解高分子材料和纯紫杉醇，其摩尔比为1.33-10，该纳米纤维直径为90nm—1.44 μm，其载药量可在0-100％范围内调节。
所述的生物可降解高分子材料为聚乳酸(PLA)、聚氨酯(PU)、聚ε-己内酯(PCL)、聚乙交酯(PGA)、乙交酯与丙交酯共聚物(PLGA)、丙交酯与己内酯共聚物[P(LLA-CL)]中的一种或几种，或这些聚合物的嵌段共聚物；
所述的聚乳酸PLA溶液的质量浓度为0.06克/毫升，纳米纤维的平均直径为175mm；
所述的聚ε-己内酯(PCL)溶液的质量浓度为0.04克/毫升，纳米纤维的平均直径为90nm；
所述的丙交酯与己内酯共聚物[P(LLA-CL)]的共混溶液的质量浓度为0.08克/毫升，纳米纤维的平均直径为1.43μm，载药量为7％；
所述的乙交酯与丙交酯共聚物(PLGA)的共混溶液的质量浓度为0.10克/毫升，纳米纤维的平均直径为1.42μm；
所述的聚乙交酯(PGA)溶液的质量浓度为0.07克/毫升，纳米纤维的平均直径为800nm；
所述的聚氨酯(PU)溶液的质量浓度为0.09克/毫升，纳米纤维的平均直径为900nm；
本发明的一种负载紫杉醇缓释纳米纤维的制备方法，包括：
(1)将生物可降解材料高分子溶解于有机溶剂中，搅拌至完全溶解，得到质量百分比浓度为4％-10％壳层纺丝溶液A；
(2)将纯紫杉醇白色粉末溶解于三氟乙醇，搅拌至完全溶解，得到质量浓度为10-30mg/ml的芯层纺丝溶液B；
(3)将澄清透明溶液A和B分别加入两个注射器中，控制壳层纺丝溶液的推进速率为0.4-1.2ml/h，芯层纺丝溶液的推进速率为0.2-0.8ml/h，使静电发生器电压为10-30KV，调节接地铝箔和喷丝针头之间的接收距离为10-40cm，采用同轴静电纺丝技术得到无序载药纳米纤维材料。
所述步骤(1)的有机溶剂为氯仿、二氯甲烷、三氟乙醇、六氟异丙醇、丙酮中的一种或几种的混合溶剂；
所述的负载紫杉醇缓释纳米纤维在制备治疗恶性肿瘤药物中的应用。
有益效果
(1)本发明所制得载药纳米纤维组成的纳米控释系统，有效的控制药物的缓慢释放，而生物可降解高分子材料则自行降解，这样使得纯紫杉醇药物直接作用于细胞、抑制细胞的增值，减低毒副作用，达到治疗的目的；
(2)该制备工艺简单，设备成本低且提高了材料的力学性能。
附图说明
图1是同轴共纺载紫杉醇纤维；
图2是同轴共纺载紫杉醇纤维透射电镜照片；
图3是载7.3％紫杉醇的P(LLA-CL)纤维在PBS缓冲液中的缓释行为；
图4是载紫杉醇纳米纤维膜对Hela肿瘤细胞的抑制效果照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
(1)配制聚乳酸(PLA)浓度为0.06克/毫升的溶液，所用溶剂是六氟异丙醇、三氟乙醇或氯仿和丙酮的混合溶剂；
(2)配制紫杉醇浓度为10毫克/毫升的溶液，所用溶剂为三氟乙醇；
(3)在(1)溶液加入2.5ml的外层注射器，(2)溶液加入2.5ml的内层注射器，调节内外层速率分别为0.2毫升/小时和0.4毫升/小时，采用由9号针头制成直角平口作为内层喷丝口，外层喷丝口为10mm，施加电压为15KV，用接地的铝箔在在针尖正下方10cm处接受纤维丝。
所得载药纤维的平均直径175mm，见图1。
实施例2
(1)配制聚ε-己内酯(PCL)浓度为0.04克/毫升的溶液，所用溶剂是六氟异丙醇、三氟乙醇或氯仿和丙酮的混合溶剂；
(2)配制紫杉醇浓度为10毫克/毫升的溶液，所用溶剂为三氟乙醇；
(3)在(1)溶液加入2.5ml的外层注射器，(2)溶液加入2.5ml的内层注射器，调节内外层速率分别为0.3毫升/小时和0.5毫升/小时，采用由9号针头制成直角平口作为内层喷丝口，外层喷丝口为10mm，施加电压为12KV，用接地的铝箔在在针尖正下方15cm处接受纤维丝。
所得载药纤维的平均直径90nm，透射电子显微镜(TEM)测试结果见图2。
实施例3
(1)配制丙交酯与己内酯共聚物[P(LLA-CL)]为0.08克/毫升的溶液，所用溶剂是六氟异丙醇、三氟乙醇或氯仿和丙酮的混合溶剂；
(2)配制紫杉醇浓度为19毫克/毫升的溶液，所用溶剂为三氟乙醇；
(3)在(1)溶液加入2.5ml的外层注射器，(2)溶液加入2.5ml的内层注射器，调节内外层速率分别为0.4毫升/小时和1.2毫升/小时，采用由9号针头制成直角平口作为内层喷丝口，外层喷丝口为10mm，施加电压为20KV，用接地的铝箔在在针尖正下方19cm处接受纤维丝。
所得载药纤维的平均直径1.43μm，所制得载药纤维的载药量为7％和包封率为96.9％。所制得载药纤维在PBS缓冲液中的缓释行为见图3，紫杉醇缓释纳米纤维在体外培养抑制细胞Hela细胞的照片见图4。
实施例4
(1)配制乙交酯与丙交酯共聚物(PLGA)为0.10克/毫升的溶液，所用溶剂是六氟异丙醇、三氟乙醇或氯仿和丙酮的混合溶剂；
(2)配制紫杉醇浓度为22毫克/毫升的溶液，所用溶剂为三氟乙醇；
(3)在(1)溶液加入2.5ml的外层注射器，(2)溶液加入2.5ml的内层注射器，调节内外层速率分别为0.4毫升/小时和0.8毫升/小时，采用由9号针头制成直角平口作为内层喷丝口，外层喷丝口为10mm，施加电压为21KV，用接地的铝箔在在针尖正下方28cm处接受纤维丝。
所得载药纤维的平均直径1.42μm。
实施例5
(1)配制聚乙交酯(PGA)为0.07克/毫升的溶液，所用溶剂是六氟异丙醇、三氟乙醇或氯仿和丙酮的混合溶剂；
(2)配制紫杉醇浓度为24毫克/毫升的溶液，所用溶剂为三氟乙醇；
(3)在(1)溶液加入2.5ml的外层注射器，(2)溶液加入2.5ml的内层注射器，调节内外层速率分别为0.5毫升/小时和0.9毫升/小时，采用由9号针头制成直角平口作为内层喷丝口，外层喷丝口为10mm，施加电压为20KV，用接地的铝箔在在针尖正下方18cm处接受纤维丝。
所得载药纤维的平均直径800nm。
实施例6
(1)配制聚氨酯(PU)为0.09克/毫升的溶液，所用溶剂是六氟异丙醇、三氟乙醇或氯仿和丙酮的混合溶剂；
(2)配制紫杉醇浓度为28毫克/毫升的溶液，所用溶剂为三氟乙醇；
(3)将(1)溶液加入2.5ml的外层注射器，(2)溶液加入2.5ml的内层注射器，调节内外层速率分别为0.6毫升/小时和1.0毫升/小时，采用由9号针头制成直角平口作为内层喷丝口，外层喷丝口为10mm，施加电压为18KV，用接地的铝箔在在针尖正下方14cm处接受纤维丝。
所得载药纤维的平均直径900nm。

Claims (11)

1.一种负载紫杉醇缓释纳米纤维，其组份包括：生物可降解高分子材料和纯紫杉醇，其摩尔比为1.33-10，该纳米纤维直径为90nm—1.44μm，其载药量在0-100％范围内调节。
2.根据权利要求1所述的一种负载紫杉醇缓释纳米纤维，其特征在于：所述的生物可降解高分子材料为聚乳酸PLA、聚氨酯PU、聚ε-己内酯PCL、聚乙交酯PGA、乙交酯与丙交酯共聚物PLGA、丙交酯与己内酯共聚物P(LLA-CL)中的一种或几种，或这些聚合物的嵌段共聚物。
3.根据权利要求2所述的一种负载紫杉醇缓释纳米纤维，其特征在于：所述的聚乳酸PLA溶液的质量浓度为0.06克/毫升，纳米纤维的平均直径为175mm。
4.根据权利要求2所述的一种负载紫杉醇缓释纳米纤维，其特征在于：所述的聚ε-己内酯(PCL)溶液的质量浓度为0.04克/毫升，纳米纤维的平均直径为90nm。
5.根据权利要求2所述的一种负载紫杉醇缓释纳米纤维，其特征在于：所述的丙交酯与己内酯共聚物[P(LLA-CL)]的共混溶液的质量浓度为0.08克/毫升，纳米纤维的平均直径为1.43μm，载药量为7％。
6.根据权利要求2所述的一种负载紫杉醇缓释纳米纤维，其特征在于：所述的乙交酯与丙交酯共聚物(PLGA)的共混溶液的质量浓度为0.10克/毫升，纳米纤维的平均直径为1.42μm。
7.根据权利要求2所述的一种负载紫杉醇缓释纳米纤维，其特征在于：所述的聚乙交酯(PGA)溶液的质量浓度为0.07克/毫升，纳米纤维的平均直径为800nm。
8.根据权利要求2所述的一种负载紫杉醇缓释纳米纤维，其特征在于：所述的聚氨酯(PU)溶液的质量浓度为0.09克/毫升，纳米纤维的平均直径为900nm。
9.一种负载紫杉醇缓释纳米纤维的制备方法，包括：
(1)将上述生物可降解高分子材料溶解于有机溶剂中，搅拌至完全溶解，得到质量百分比浓度为4％～10％壳层纺丝溶液A；
(2)将纯紫杉醇白色粉末溶解于三氟乙醇，搅拌至完全溶解，得到质量浓度为10～30mg/ml的芯层纺丝溶液B；
(3)将澄清透明溶液A和B分别加入两个注射器中，控制壳层纺丝溶液的推进速率为0.4-1.2ml/h，芯层纺丝溶液的推进速率为0.2-0.8ml/h，使静电发生器电压为10-30KV，调节接地铝箔和喷丝针头之间的接收距离为10-40cm，采用同轴静电纺丝技术得到无序载药纳米纤维材料。
10.根据权利要求3所述的一种负载紫杉醇缓释纳米纤维的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)的有机溶剂为氯仿、二氯甲烷、三氟乙醇、六氟异丙醇或丙酮中的一种或几种的混合溶剂。
11.负载紫杉醇缓释纳米纤维在制备治疗恶性肿瘤药物中的应用。
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