新型聚合物-环糊精纳米嵌套胶囊:让药物释放按部就班

实现化学疗法的时间交错的联合在细胞培养体统中已经显现出巨大的潜力。当把不同的药物按照特定的顺序以时间交错的方式依次给药时,研究者们发现药物表现出增强的协同疗效。然而受给药途径和配方参数的限制,这一策略在临床上一直未能成功实现。

纳米胶囊的制备在很大程度上改善了药物(如阿霉素和紫杉醇)在药物代谢动力学上的限制。将药物封装在纳米胶囊里可以避免网状内皮系统的吞噬,从而增加循环次数,提高纳米胶囊在肿瘤细胞内的累积效应。传统的研究方法是将多种药物封装在一种纳米胶囊内部来提高杀死癌细胞的能力。然而这种设计只是依靠药物扩散速率和憎水性的不同来实现不同药物在肿瘤细胞的释放,而对药物的释放顺序缺乏控制。最近,美国休斯敦卫理公会研究所Elvin Blanco教授研究组设计了一种新型的聚合物-环糊精纳米嵌套胶囊体系,实现了药物的时间依赖和顺序依赖的释放模式,在最大程度上保证了药物间的协同效应

该种新型的纳米嵌套结构是由一个包裹药物1的聚合物核和包含药物2的环糊精壳层组成的。选用聚乳酸-羟基乙酸共聚物作为核材料是因为其具有非常好的包裹憎水性药物的能力。而选用阳离子环糊精作为壳层材料一方面可以与憎水性药物形成很好的络合物,大大提高药物的水溶性;另一方面,阳离子环糊精与聚合物核之间存在较强的粘着力,可以提高纳米粒子的稳定性,避免药物在到达肿瘤组织之前过早释放。

该研究小组选用硼吡咯和罗丹明作为分别和聚合物核以及壳层材料作用的模型药物,研究了两种药物的释放过程。他们发现在开始的3个小时内,两种药物的释放都只有3%-7%,这就避免了药物在健康组织和器官内的富集,减小了副作用。在接下来的12个小时内,来自壳层的硼吡咯释放量达到50%,而与此同时来自聚合物核的罗丹明的释放量两只有10%左右。最终达到饱和后硼吡咯和罗丹明两种模型药物的释放量分别为92%和46%。与传统简单地将多种药物负载在一种载体的方法不同,该工作将两种独立的药物传送系统复合在一种纳米结构中,实现了对药物释放顺序和释放位点的控制,为临床上实现化学疗法的协同增强效应提供了一种新策略。

作者: 刘文靓