栓塞微球的评价与处方优化(博迅GXZ-9240MBE使用)

以经导管动脉化学治疗( 化疗) 栓塞( transcatheter arterial chemoembolization，TACE) 为代表的介入治疗是 20 世纪 80 年代发展起来的一种非手术肿瘤治疗方法， 其操作简单易行、安全可靠，对患者创伤小，治疗费用较 低，近期疗效显著，已经被公认为中晚期肝癌非手术疗 法的首选方案，是肝癌患者姑息治疗及术前、术后辅助 治疗的有效手段。栓塞材料是决定治疗效果的关键 因素，传统栓塞剂如明胶海绵、淀粉微球、聚乙烯醇 ( polyving akohol，PVA) 等大小不等，形状不一，不易达 到末梢栓塞的目的，一定程度上影响了介入治疗的效果。

1 仪器与试药

1．1 仪 器

AUW 220D 型双量程分析天 平 ( 日 本 Shimadzu 公司，感量: 0．1 mg /0．01 mg) ; DF-101S 集热 式恒温加热磁力搅拌器( 河南予华仪器有限公司) ; 博迅GXZ-9240MBE 型鼓风干燥箱( 上海博迅实业有限公 司医疗 设 备 厂) ; 科伟数显电热恒温水浴锅; 美 国 Labconco 公 司 FreeZone 6L 型 台 式 冻 干 机; 英 国 Malvern 公司 Nano-ZS 90 型激光粒度仪; 荷兰 FEI 公司 Tecnai G2 20 型透射电子显微镜( TEM) ; 日本 Hitachi 公司 F-4500 型荧光分光光度计; 美国 Millipore 公司 Milli-Q 超纯水系统。

1． 2 试 药

N-异丙基丙烯酰胺 ( N-isopropylacrylamide，NIPAM) 和 N，N'-亚甲基双丙烯酰胺( N， N'-methylene bisacrylamide，MBA) 均 购 自 梯 希 爱 ( 上海) 化成工业发展有限公司，批号: I0401，E1086，使用 前用环己烷和甲醇重结晶; 丙烯酸( acrylic acid，AA) 购自国药集团化学试剂有限公司，批号: 20170323，使 用前重蒸; 十二烷基硫酸钠( sodium dodecyl sulfate， SDS) 、过硫酸钾( potassium persulfate，KPS) 等使用前 未做进一步纯化。多柔比星( doxorubicin，DOX) 购自 浙江 海 正 药 业 股 份 有 限 公 司，批 号: 170401，含 量 ≥99．5%。实验用水均为 Milli-Q 超纯水。

2 方法与结果

2．1 聚( N-异丙基丙烯酰胺-co-丙烯酸) 纳米凝胶的制备

称取共聚单体 NIPAM 1．13 g、AA 0．08 g、交联剂 MBA 0．08 g、乳化剂 SDS 0．06 g 于 500 mL 四口烧瓶， 加水 190 mL，搅拌使溶解。通氮气( N2 ) 至液面以下， 驱尽烧瓶内空气后升温至 70 ℃。加入 2 mg· mL－1 引 发剂 KPS 溶 液 10 mL，在 N2 氛 围 下 反 应 5 h，得 P ( NIPAM-co-AA) 纳米凝胶( 记为 PNA) ，透析除去未反 应的单体和其他小分子物质，冻干。

2．2 纳米凝胶的形貌

取 PNA 纳米凝胶粉末适量， 加水溶解并稀释制成 0．1 mg·mL－1 溶液，摇匀，取 2 滴 于碳膜覆盖的 400 目铜网上，10 mg·mL－1 磷钨酸染色 后室 温 下 晾 干，透射电子显微镜观察，加 速 电 压 200 kV，结果见图 1。凝胶颗粒形貌近似较均一微球， 粒径约 100 nm。

2．3 纳米凝胶微球的温敏性

取 PNA 纳米凝胶粉末 约 50 mg，加水 10 mL 使溶解，置于 25 ～ 40 ℃ 恒温水 浴，参照“粒度和粒度分布测定法”( 《中华人民共和国 药典》2015 年版通则 0982 第三法) ，使检测器遮光率8% ～20%，测定不同温度下溶液中纳米凝胶微球的粒 径，每个测量温度下样品至少平衡 5 min，结果见图 2。 PNA 纳米凝胶微球具有明显温敏性，25 ℃ 时粒径约 150 nm，高于 TEM 测定的结果。随着温度升高，微球 粒径逐步降低，35 ℃后基本稳定，约 50 nm。

3 讨论

3．1 温敏纳米凝胶的栓塞机制

由于 NIPAM 结构同 时含有亲水的酰胺基和疏水的异丙基，低于相变温度 时，分子内氢键占主导，凝胶微球处于溶胀状态，体积 较大。随着温度的升高，氢键被破坏，分子内疏水作用占主导，导致凝胶微球收缩，体积变小。但是当温 敏凝胶用于栓塞时，并不是通过微球本身完成栓塞，而 是通过微球之间的疏水作用，形成宏观上的凝胶阻塞 血管。因此可以避免小颗粒的温敏纳米凝胶载药栓塞 微球通过肿瘤血窦或动静脉吻合口，使化疗药更多的 进入人体循环，甚至通过肝血管床，在肺部及其他器官 形成致命性误栓，导致肢体麻木、瘫痪、脑卒中、死亡等 严重后果。

3．2 正交实验的数据处理

当指标较多时，每个指标 优选的条件可能相互矛盾，对某一效应有利的条件可 能对其他效应不利，如载药量和相变温度，前者要求越 高越好，后者则不然。因此各效应间应达成妥协，使所 有指标综合为一个可反映总体效应结果。本文采用 Hassan“归一化”法，将每个指标数学转换，均标准化为 0～1 的总评“归一值”。 温敏纳米凝胶载药微球具有液体栓塞剂的优点， 流动性好，不需要高压注入，能避免栓塞剂反流或异位 栓塞的发生，对不同形状、部位均能实现栓塞。而通过 溶胶-凝胶转变实现栓塞，又具有颗粒栓塞剂的优点， 粘度低，剪切变稀显著，相变行为丰富，具有较大强度。 且以温度作为调控因素，避免有机溶剂和交联剂的使 用，使用也更为安全，更适合用于血管栓塞。 纳米凝胶处方中 AA 用量是决定其载药量和相变 温度的关键，随着 AA 用量增加，凝胶亲水性增加，因 此颗粒体积增大，相变温度升高。由于 DOX 是通 过羧基的静电吸附作用负载于微球中，所以载药量随 着 AA 的用量的增加而增大。该载药方式制备过程简 单，可自发进行，特别适合负载带电荷药物。根据 最终优化的处方，NIPAM、AA、MBA 和 SDS 的用量分 别为 1．13，0．32，0．04 和 0．06 g，制备的 3 批栓塞微球载 药量为( 19．01±0．82) %，相变温度为( 36．6±2) ℃，有望 以优秀的负载 DOX 栓塞材料用于 TACE 的治疗。

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