高壓靜電紡絲制備的負(fù)載多烯紫杉醇含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高壓靜電紡絲纖維及其應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓靜電紡絲制 備的負(fù)載多烯紫杉醇含納米孔纖維及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 成人原發(fā)性腦腫瘤中有60%以上為腦膠質(zhì)瘤，這是一類危害性極大的惡性腫瘤， 發(fā)病率高、死亡率也高，從最初確診開始計(jì)算的存活期僅為9-12個(gè)月。在存活期內(nèi)病人也 會(huì)喪失多種功能，如運(yùn)動(dòng)障礙、癲癇、視覺障礙、語(yǔ)言障礙等，生活質(zhì)量極差。病人盡管經(jīng)手 術(shù)、放療和化療治療，但病人幾乎無(wú)一例外地出現(xiàn)腫瘤復(fù)發(fā)。在過(guò)去的20多年中，腦膠質(zhì) 瘤的治療一直無(wú)明顯進(jìn)展。目前主要治療方案為手術(shù)切除加術(shù)后放、化療，但患者術(shù)后生 存期仍小于2年，膠質(zhì)瘤轉(zhuǎn)移少見，大約超過(guò)90%的復(fù)發(fā)為瘤腔局部2cm內(nèi)的復(fù)發(fā)，這就為 控制膠質(zhì)瘤生長(zhǎng)提供了解決思路，即局部用藥。術(shù)后一定時(shí)間內(nèi)維持腫瘤局部一定濃度的 治療藥物可能會(huì)使腫瘤靜止甚至消失。另外，預(yù)防復(fù)發(fā)的有效方法也為理想的局部化療體 系，這個(gè)體系能夠提供有效濃度藥物的持續(xù)釋放，且組織相容性好，局部癱痕形成少和神經(jīng) 毒性小等。Gliadd? wafer是第一個(gè)用于臨床的可降解的局部緩釋化療系統(tǒng)，該系統(tǒng)是以 PCPP = SA(20:80)為載體的含有3. 85%卡莫司?。˙CNU)的小碟片，臨床應(yīng)用證實(shí)它是可以 延長(zhǎng)患者的生存時(shí)間，給膠質(zhì)瘤患者帶來(lái)新的希望，但由于大部分腫瘤都含有一種DNA修 復(fù)蛋白AGT，可以使腫瘤對(duì)BCNU產(chǎn)生抗藥性，同時(shí)該產(chǎn)品價(jià)格昂貴，因此限制了其廣泛應(yīng) 用，目前急需探尋其它有效藥物和更安全有效的緩釋載體。
[0003] 高壓靜電紡絲是將聚合溶液或熔體在高壓電場(chǎng)下被拉伸后經(jīng)冷卻或溶劑揮 發(fā)，形成納米級(jí)纖維的過(guò)程，也是最常見和最簡(jiǎn)單制造納米纖維的技術(shù)，早于1934年因 Formhals (US1975504A)申請(qǐng)注冊(cè)專利而聞名于世。靜電紡絲纖維形成的支架具有制備簡(jiǎn) 單、可控，高孔隙率及比表面積，表面功能化等優(yōu)良特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于控釋藥物載體。 但大多數(shù)靜電紡絲纖維表面光滑，內(nèi)部也不存在相互貫通的納米孔網(wǎng)絡(luò)，這限制了纖維支 架的比表面積的進(jìn)一步增加，同時(shí)也限制了其作為藥物載體時(shí)更好的對(duì)藥物進(jìn)行控釋和緩 釋。
[0004] 目前已有文獻(xiàn)報(bào)道的是通過(guò)控制一些條件可在纖維表面形成納米尺寸級(jí)別 的"盲孔"（Silke Megelski, Jean S. Stephens, D. Bruce Chase, and John F. Rabolt. Micro-and Nanostructured Surface Morphology on Electrospun Polymer Fibers. Macromolecules，2002, 35, 8456-8466.)，如 2007 年 CN2921043Y 公開了 "一種靜電紡 絲法制備的帶有納米孔的纖維"，盡管其提及該纖維絲表面帶有納米孔，但并未給出 制備方法，同時(shí)也未給出纖維絲表面納米孔的形態(tài)等，因此該技術(shù)的可行性及實(shí)用價(jià) 值較差D 又如 Casper 等（Casper，C. L，Stephens J. S.，Tassi N. G.，Chase B. and Rabolt J.F., Controlling Surface Morphology of Electrospun Polystyrene Fibers:Effect of Humidity and Molecular Weight in the Electrospinning Process. Macromolecules，2004. 37:573-578.)通過(guò)嚴(yán)格控制環(huán)境濕度和苛刻的選擇聚合物及其溶 劑制成了表面多孔的纖維絲，其孔的直徑在20-350nm。但首先，采用該技術(shù)無(wú)法在工業(yè)化生 產(chǎn)的環(huán)境下嚴(yán)格通過(guò)控制濕度來(lái)達(dá)到成孔效果，其次，該方法只能在納米纖維表面形成納 米盲孔，未貫穿纖維，即所形成的納米孔相當(dāng)于只是在纖維絲表面形成一些坑狀的壓跡。同 時(shí)目前報(bào)道的制備僅存在于表面的靜電紡絲纖維的技術(shù)往往也過(guò)于繁瑣、不易控制、重復(fù) 性較差，不利于大批量工業(yè)化生產(chǎn)。因此，對(duì)于能在表面及內(nèi)部都存在相互貫通的納米孔網(wǎng) 絡(luò)的靜電紡絲纖維，現(xiàn)還未見報(bào)道。
[0005] 多烯紫杉醇（Docetaxel，D0C)抗腫瘤作用機(jī)制是加速微管蛋白聚合成微管，并延 緩微管的解聚作用，從而形成穩(wěn)定的微管束來(lái)抑制癌細(xì)胞的有絲分裂和細(xì)胞增殖。目前國(guó) 內(nèi)上市的劑型為注射液，雖然臨床用藥療效顯著，但同時(shí)不良反應(yīng)也很明顯，由于處方采用 大量非離子表面活性劑吐溫-80 (Tween-80)和無(wú)水乙醇作為增溶劑，此溶劑系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致過(guò) 敏反應(yīng)等不良反應(yīng)，可能發(fā)生胃腸道反應(yīng)如惡心，嘔吐或者腹瀉；由于藥物的分布無(wú)選擇 性，將會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)毒性、肌肉骨骼毒性和中性粒細(xì)胞減少等不良反應(yīng)，此外Tween-80還具 有輕微的溶血性，且粘度大，臨床用藥需要預(yù)服抗組胺劑和糖皮質(zhì)激素類，這將會(huì)給病人帶 來(lái)巨大的痛苦，且臨床用藥不方便，用藥安全性低。（Montero A, Fossella F, Hortobagyi G，，et al.Docetaxel for treatment of solid tumours:a systematic review of clinical data[J]. The lancet oncology，2005, 6(4):229-239.)因此，對(duì)于如何降低多稀 紫杉醇的毒副作用，提高藥物療效，一直是醫(yī)療技術(shù)研宄的熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，首先提供一種用高壓靜電紡絲技術(shù)制 備的負(fù)載多烯紫杉醇含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維。
[0007] 本發(fā)明的另一目的是提供一種上述方法制備的含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維的應(yīng)用。
[0008] 本發(fā)明提供的高壓靜電紡絲制備的負(fù)載多烯紫杉醇含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維，其 特征在于該纖維是由聚碳酸亞丙醋（Poly (propylene carbonate)，PPC)及聚己內(nèi)醋 (Polycaprolactone，PCL)粒料與多稀紫杉醇（docetaxel，D0C)按質(zhì)量比 45 ?98:1 ? 40:1?15和以前三種物料總質(zhì)量計(jì)0. 2?0. 5%的導(dǎo)電金屬鹽共混，經(jīng)高壓靜電紡絲方 法制備而成，其電鏡照片顯示該纖維是由大量相互貫通的納米孔網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，比表面積為 130-211m 2/g，電鏡照片同時(shí)顯示多烯紫杉醇均勻地分布于纖維內(nèi)部，未見成團(tuán)聚集。
[0009] 以上含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維中聚碳酸亞丙酯、聚己內(nèi)酯粒料與多烯紫杉醇的質(zhì)量比優(yōu) 選為70?85:10?20:5?10,該纖維的比表面積為176-181m 2/g。
[0010] 以上所述的含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維具體是由以下方法制得的：
[0011] ⑴將按質(zhì)量比為45?98:1?40:1?15的真空干燥后的聚碳酸亞丙酯、聚己內(nèi) 酯粒料與多烯紫杉醇，以及以前三種物料的總質(zhì)量計(jì)〇. 2?0. 5%的導(dǎo)電金屬鹽混合，然后 加入混合溶劑中配制成濃度為4?20%的混合溶液；
[0012] (2)將配制的混合溶液置于與內(nèi)徑為0. 5?I. 2mm針頭相連的靜電紡絲裝置中，在 溫度10?25°C、濕度35?65%、電壓10?30KV下，以流量1?lOml/h注射成纖，成型的 納米纖維用轉(zhuǎn)速為10?500轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)盤收集，針尖距接收轉(zhuǎn)盤距離10?25cm ;
[0013] (3)將所得納米纖維放入超純水中超聲處理10?30分鐘，反復(fù)至少3次，以充分 除去納米纖維中的導(dǎo)電金屬鹽，將除鹽處理后納米纖維在常溫下真空干燥即可。
[0014] 以上方法中所用的聚碳酸亞丙酯、聚己內(nèi)酯粒料與多烯紫杉醇的質(zhì)量比優(yōu)選為 70?85:10?20:5?10 ;所用的導(dǎo)電金屬鹽優(yōu)選四氯化鈦或/和溴化鋰；所配制的混合溶 液濃度優(yōu)選10?18%。
[0015] 以上制備方法中所述的PCL和PPC的粘均分子量為50000?200000，優(yōu)選為 60000〇
[0016] 以上方法中所用混合溶劑是由三種沸點(diǎn)不同的溶劑A、B、C按照體積比70? 90:2?5:8?25組成，優(yōu)選75?88:2?5:10?20。其中溶劑A優(yōu)選二氯甲烷、氯仿或 丙酮中的任一種；溶劑B優(yōu)選乙酸乙酯；溶劑C優(yōu)選二甲基亞砜或N，N-二甲基甲酰胺。
[0017] 以上方法中所用針頭優(yōu)選內(nèi)徑為0. 6?0. 8mm ;溫度優(yōu)選18?20°C，濕度優(yōu)選 45?55 %，電壓優(yōu)選15?18KV，流量?jī)?yōu)選4?7ml/h，接收轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速優(yōu)選200?300轉(zhuǎn)/ 分，針尖距接收盤距離優(yōu)選15?20cm。
[0018] 本發(fā)明還提供了一種上述負(fù)載多烯紫杉醇含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維在惡性腦膠質(zhì)瘤術(shù) 后化療中的應(yīng)用。
[0019] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0020] 1、由于本發(fā)明提供的含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維是以具有良好的生物相容性和生物可降 解性的聚碳酸亞丙酯（PPC)為基體，利用溶液共混原理加入一定量的聚己內(nèi)酯（PCL)，并利 用PPC和PCL這兩種聚合物在溶液體系中的溶解度參數(shù)的不同，極易在紡絲過(guò)程中發(fā)生相 分離的特性，使納米纖維表面及內(nèi)部能夠形成相互貫通的納米孔網(wǎng)絡(luò)（見圖1)，因而不僅 大大增加納米纖維的比表面積，使多烯紫杉醇DOC的釋放更容易和更穩(wěn)定，且還因其具有 的良好生物相容性和生物可降解性，使之可用于膠質(zhì)瘤術(shù)后化療中。
[0021] 2、由于本發(fā)明提供的含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維還在制備的紡絲溶液中加入了一定量的 金屬鹽（四氯化鈦或溴化鋰），因而可在一定程度上提高溶液的導(dǎo)電性，使其在靜電紡絲過(guò) 程中更易形成較細(xì)的均勻納米纖維。
[0022] 3、由于本發(fā)明提供的含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維中負(fù)載有用于膠質(zhì)瘤術(shù)后化療藥物一一 多烯紫杉醇，因而當(dāng)其作為膠質(zhì)瘤術(shù)后化療局部的緩釋化療藥使用時(shí)，其纖維表面及內(nèi)部 富含大量相互貫通納米孔不僅可以提高負(fù)載藥物DOC的釋放速率和累計(jì)釋放量，同時(shí)施 藥穩(wěn)定，藥物釋放速率和累計(jì)釋放量的增加可以明顯提高藥物在腫瘤中的浸潤(rùn)深度，達(dá)到 更好的抗腫瘤效果，且因可以在腦病灶進(jìn)行局部給藥，這樣可使藥物濃度比常規(guī)渠道用藥 (如注射用藥）高200?1000倍，并能降低多烯紫杉醇的毒副作用，提高藥物療效，更有效 的殺滅和抑制腫瘤，此外還具有藥物釋放時(shí)間和速度可控的特點(diǎn)。
[0023] 4、由于本發(fā)明提供的含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維在制備的紡絲溶液時(shí)使用了不同沸點(diǎn)溶 劑組成的混合溶劑，而其中低沸點(diǎn)溶劑會(huì)在紡絲過(guò)程中揮發(fā)，因而在靜電紡絲過(guò)程中無(wú)需 苛刻地控制環(huán)境溫度、濕度范圍也能協(xié)助使之更易形成帶納米孔的纖維絲。
[0024] 5、本發(fā)明不僅填補(bǔ)了靜電紡絲過(guò)程中不能形成含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維的空白，且制備 方法簡(jiǎn)單、可控，便于大批量工業(yè)化生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0025] 圖1為本發(fā)明制備的含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維在較低倍數(shù)下的掃描電鏡照片，該照片為 超聲水洗前的納米纖維表面形貌，從該照片中可見本發(fā)明纖維分布均勻，表面大量納米孔 形成。
[0026] 圖2為本發(fā)明制備的含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維在較高倍數(shù)下的掃描電鏡照片，該照片為 超聲水洗前的納米纖維表面形貌，從該照片中可見纖維絲表面及內(nèi)部存在大量相互溝通的 納米孔。
[0027] 圖3為傅里葉紅外掃描圖譜，圖中A、B和C分別為純聚碳酸亞丙酯、多烯紫杉醇和 本發(fā)明制備的含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖維的傅里葉紅外掃描圖譜。從本發(fā)明制備的含納米孔網(wǎng)絡(luò)纖 維的傅里葉紅外掃描圖譜中可見包含了聚碳酸亞丙酯以及多烯紫杉醇共同的特征峰。
[0028] 圖4為X光衍射曲線圖，