CN107308136A - 一种载抗肿瘤药物电纺微米纤维膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种载抗肿瘤药物的电纺微米纤维膜及其制备方法，该纤维膜由抗肿瘤药物和载体材料构成，其中以喜树碱(Camptothecin,CPT)作为抗肿瘤药物，以生物可降解高分子材料poly(lactic‑co‑glycolic acid)（PLGA）作为载体材料，同时修饰上两亲性物质Pluronic F127(PF127)，组成载药纤维膜PLGA/PF127/CPT。所述制备方法，具体步骤为：将CPT、PF127和PLGA加入到有机溶剂中得到纺丝原液；利用静电纺丝仪将纺丝原液进行纺丝，挥发有机溶剂，制得一种载抗肿瘤药物微米纤维膜。本发明的优点是载药微米纤维膜具有优异的抗肿瘤效果，制备方法简单，成本低，而且具有良好的药物缓释性能，应用前景广阔。

Description

一种载抗肿瘤药物电纺微米纤维膜及其制备方法
技术领域
本发明属于药物载体技术领域，具体涉及一种载抗肿瘤药物电纺微米纤维膜及其制备方法。
背景技术
肿瘤是人类生活中的常见病、多发病，严重威胁人类的生命安全。据2012年英国癌症中心数据显示，有1410万新发癌症病例，其中有820万癌症患者死亡。由于缺乏有效的治疗，超过50%的患者死于癌症。目前，临床上治疗肿瘤常用的方法有化学疗法、放射疗法和手术切除疗法等。化学疗法是普遍和广泛的治疗方法，通常用一种或者多种化学疗法来减缓症状。但是如果使用传统的路线，化疗药物对正常的健康细胞和组织有显著的副作用。通常出现骨髓抑制、粘膜炎和脱发。因此化学疗法的主要挑战是发展药物传递系统，用来安全、有效及无副作用地递送化疗药物。
植入式给药系统起源于20世纪60年代，那时硅树脂被应用于延长治疗效率，这种途径被认为是解决口服给药特异性的潜在方法。然而，关于植入式给药系统报道却很少，它能提高载药量和细胞吸收效率。在这里，我们提出一个可植入式、可控药物释放的纤维状药物递送系统，它不仅能保护和递送化疗药物到特定部位，而且可以实现可控的药物释放来减少副作用。药物缓释技术利用缓释材料作为载药体系，降低了药物的扩散速度，延长了释放时间，使得药物在人体内接近恒速释放，可以在较长时间内维持有效的药物浓度，增强了治疗效果，降低了毒副作用。
Pluronic F127(PF127)是一种两亲性高分子聚氧乙烯－聚氧丙烯－聚氧乙烯三嵌段共聚物，它能对各种亲水性官能团进行共价修饰，从而可获得水溶性良好的功能化基底材料; 同时, PF-127具有粘附于接触界面的特性,无明显的免疫反应,对软骨细胞有良好的亲和性和粘固性,不影响细胞的新陈代谢,其降解吸收速度可通过改变溶液的浓度来调节。
聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolic acid),PLGA) 是被美国FDA批准的材料，具有良好的生物相容性与抗张强度,并且综合了PGA的高降解速度及PLA的高强度,其降解速率可通过改变PLA与PGA的比例而得到调节控制。
静电纺丝又称“电纺”，其基本过程是 ：基本原理首先将聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下在毛细管的 Taylor 锥顶点被加速。当电场力足够大时，聚合物液滴克服表面张力形成喷射细流。细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化，最终落在接收装置上，形成类似非织造布状的纤维毡。利用静电纺丝制得的可降解高分子纤维具有巨大的比表面积，作为载药材料，可以使得药物缓慢地分解释放，起到治疗效果。另一方面，利用可降解高分子材料作为载药基质，可以将药物植入人体的特定部位，载药材料会自然降解，无毒副作用。此外，可降解高分子纤维材料还可以提高药物的稳定性。用静电纺丝技术得到的纤维形状的药剂具有良好的加工性能。因此，可降解高分子纤维是非常优秀的药物缓释材料。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种载抗肿瘤药物纤维膜; 本发明的目的之二在于提供上述纤维膜的制备方法。
为实现上述发明目的，技术方案为：
一种载抗肿瘤药物的电纺纤维膜的制备方法包括以下步骤：
（1）称取一定比例的CPT 、PLGA 及PF127共同溶解在二氯甲烷和甲醇中；另称取PLGA溶解在二氯甲烷和甲醇中，涡旋使之溶解均匀后形成高聚物电纺液；
（2）在25℃,相对湿度30～50％条件下，以乳胶手套为接收器，用静电纺丝仪将电纺液进行静电纺丝，挥发有机溶剂;
（3）将纤维膜放在超净工作台处避光、自然干燥。
所述步骤（1）中, PLGA与PF127的质量比为6：1~2:1。
所述步骤（1）中，CPT与PLGA的质量比为1:5~1:20。
所述步骤（1）中, 二氯甲烷与甲醇溶液的体积比为8:2～8:6。
所述步骤（1）中, PLGA中乳酸和羟基乙酸组成比为4:1~1:4, 分子量为1~10万，溶解于有机溶剂后，其质量分数为其质量分数为10%~16%。
优选的,所述步骤（2）中，静电纺丝仪的工艺参数为：施加电压10KV, 接收距离15cm, 电纺液5 mL, 纺丝推进速度0.4 mL / h, 喷丝口直径0.51mm。
优选的,所述步骤（3）中干燥按照以下方法进行: 将纤维膜放在超净工作台避光、自然干燥。
相对于现有的技术,本发明的优点在于:
本发明公开了一种载抗肿瘤药物电纺微米纤维膜及其制备方法，该纤维膜PLGA/PF127/CPT作为一种全新的抗肿瘤药物载体，其生物相容性、可降解性良好，药物可从缓释载体中逐渐释放出来，从而维持稳定而有效的浓度，在一定程度上能抑制肿瘤细胞的生长，达到防止肿瘤复发、根治癌症的目的。
附图说明
图1为对照组PLGA纤维膜和实验组PLGA-CPT纤维膜、PLGA/PF127/CPT纤维膜的扫描电子显微镜照片。
图2为电纺微米纤维膜对结肠肿瘤细胞的抑制性能。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1
在这个实施例里面，我们电纺出了对照组PLGA微米纤维膜和实验组PLGA-CPT微米纤维膜与PLGA/PF127/CPT纤维膜。
微米纤维膜与PLGA-CPT微米纤维膜的合成方法：用天平精确称取800 mg PLGA，将其溶解于二氯甲烷和甲醇(体积比为8:2)中，使PLGA质量分数为14%, 并用封口膜封好瓶口，防止溶剂挥发。在涡旋仪上搅拌至完全溶解，即得纺丝原液。在25℃,相对湿度30～50％条件下，以乳胶手套为接收器，用静电纺丝仪对电纺液进行静电纺丝。施加电压为10KV, 接收距离15 cm, 电纺液5 mL, 纺丝推进速度0.4 mL/ h, 喷丝口直径0.51mm。挥发有机溶剂，所得纤维膜为PLGA。如图1a和b所示，为PLGA的扫描电子显微镜照片。同理，PLGA-CPT纤维膜的合成方法如上。如图1c和d所示，为载药微米纤维膜PLGA–CPT的扫描电子显微镜照片。
微米纤维膜的合成方法：同理，用天平精确称取800mg PLGA和80mgCPT, 另外称取3份PF127，质量分别为160mg、200mg、266.7mg。将其溶解于二氯甲烷和甲醇(体积比为8:2)中，使PLGA质量分数为14%,并用封口膜封好瓶口，防止溶剂挥发。在涡旋仪上搅拌至完全溶解，即得纺丝原液。电纺过程参数如上，制得纤维膜PLGA/PF127/CPT (5:1)、PLGA/PF127/CPT (4:1)、PLGA/PF127/CPT (3:1)。如图1e和f所示，为载药纤维膜PLGA/PF127/CPT (5:1)的扫描电子显微镜照片; 如图1g和h所示，为载药纤维膜 PLGA/PF127/CPT (4:1)的扫描电子显微镜照片; 如图1i和j所示，为载药微米纤维膜 PLGA/PF127/CPT (3:1)的扫描电子显微镜照片。
应用实施例
以实施例1产品为例，检测其抗肿瘤效果如下：
载药微米纤维膜对小鼠结肠癌CT-26细胞体外生长的抑制作用测试如下 ：
受试细胞 ：小鼠结肠癌CT-26细胞；
受试材料 ：载抗肿瘤药微米纤维膜；
实验方法 ：将微米纤维膜PLGA、PLGA-CPT、PLGA/PF127/CPT (5:1)、 PLGA/PF127/CPT(4:1)、PLGA/PF127/CPT (3:1)裁剪成尺寸均为1cm×1cm。其中将PLGA这种纤维膜紫外灭菌半小时。将5种纤维膜分别置于24孔器中，加入800 uL DMEM无血清培养基预湿1h。将处于对数生长期的细胞用胰酶消化后，用DMEM完全培养基调整细胞浓度为4×105/mL，加入24孔器中，于 37℃、5％ CO2孵箱中培养。每组设3个复孔，培养12、24、36h，弃去培养基和纤维膜，每孔加 MTT 溶液（0.5mg/mL）0.8mL ，继续培养4 h。终止培养，弃去细胞上清液，每孔加二甲基亚砜 (DMSO) 溶液800uL，置于振荡器上150rpm振荡15min, 使结晶物充分溶解。在酶联免疫检测仪OD570nm 处测量各孔的吸光度值 (A570)，试验重复 3 次。以PLGA纤维膜的A570为参照系，分别计算肿瘤细胞的相对活性。如图2所示，为纤维膜在不同培养时期的抗肿瘤细胞性能。
试验结果表明: 载喜树碱微米纤维膜对小鼠结肠癌CT-26细胞有明显的抑制作用。PLGA具有良好的细胞相容性，同时经PF127修饰后的载CPT微米纤维膜表现出良好的抗肿瘤效果。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (5)

1.一种载抗肿瘤药物的电纺微米纤维膜及其制备方法，其特征在于：所述纤维膜由抗肿瘤药物和载体材料组成，其中以喜树碱(Camptothecin, CPT)作为抗肿瘤药物，以生物可降解高分子材料poly(lactic-co-glycolic acid)（PLGA）作为纤维膜的载体，同时修饰上两亲性物质Pluronic F127(PF127)。
2.根据权利要求1所述的一种载抗肿瘤药物的电纺微米纤维膜及其制备方法，其特征在于：所述的PLGA中乳酸和羟基乙酸组成比为4:1~1:4，分子量为1~10万，溶解于有机溶剂后，其质量分数为10%~16%；所述的PLGA与PF127的质量比为6:1~2:1。
3.根据权利要求1和2任一项所述的一种载抗肿瘤药物的电纺微米纤维膜及其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1) 将一定比例的抗肿瘤药物CPT、PLGA和PF127溶解于有机溶剂中，有机溶剂为体积比8:2～8:6的二氯甲烷和甲醇的混合溶液，涡旋使之溶解均匀，配制成高聚物电纺液；
(2) 在25℃、相对湿度30～50％条件下，以乳胶手套为接收器，用静电纺丝仪将电纺液进行静电纺丝，挥发有机溶剂，制得一种载抗肿瘤药物微米纤维膜PLGA/PF127/CPT；
(3) 将纤维膜放在超净工作台处避光、自然干燥。
4.根据权利要求3所述的一种载抗肿瘤药物的电纺微米纤维膜及其制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中CPT与PLGA的质量比是1:5～1:20。
5.根据权利要求3所述的一种载抗肿瘤药物的电纺微米纤维膜及其制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中静电纺丝仪的工艺参数为：施加电压10～15KV，接收距离10～20 cm，电纺液5 mL，纺丝推进速度0.3～0.7mL/h，喷丝口直径0.51 mm。
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