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姜黄素(Curcumin,Cur)是一种天然多酚类物质,是从姜科植物姜黄属的根茎中提取得到的。药理学研究证明,姜黄素具有抗癌防癌、抗氧化、抗炎、降低血糖、抑制新生血管生成、抗肿瘤迁移等多种活性。毒理学研究表明,姜黄素基本无毒副作用,其在高剂量下依然安全。尽管姜黄素作为抗癌化疗药有很多潜在的优势,但姜黄素亲水性及亲脂性均差,溶解度极小,在水中几乎不溶,口服生物利用度低,生理值不稳定,体内代谢快,对光、热都不稳定,这些都大大限制了姜黄素的临床应用。当前对姜黄素的研究焦点集中于对其进行结构改造或者应用新剂型。聚合物胶束是一种新型的制剂,其是由两亲性聚合物在水溶液中达到一定浓度时,通过静电作用、分子间氢键及范德华力等自发的形成具有典型核-壳结构的递药胶束。胶束外壳亲水,内核是由疏水嵌段组成的可成为疏水储药库。与其它载药系统相比,制备纳米胶束制剂可以明显改善姜黄素的药理活性、提高水溶性、增加生物利用度等,并且这类胶束粒径小、载药量高、表面还可以修饰。目前已有多名学者报道了姜黄素的纳米胶束、脂质体、包合物及聚合物等制剂,这些制剂都有不错的临床应用前景。肿瘤组织的细胞间质呈弱酸性(pH<7),而肿瘤细胞内的内涵体和溶酶体具有更强的酸性(pH46)。pH响应的聚合物胶束的内核或外壳在肿瘤酸性pH下能发生质子化或快速化学反应,导致其物理性能发生改变。胶束对肿瘤酸性pH的响应功能可以用来实现药物的快速释放、激活胶束的靶向功能、促进胶束的细胞内吞,以及促使胶束从溶酶体逃逸到细胞质溶质(cytosol)中,并靶向细胞核等细胞器。大量的体内和体外实验表明,pH响应型胶束输送抗癌药物可以明显增加药物在作用部位如细胞质和细胞核中的浓度,突破癌细胞的多种抗药机制,从而克服肿瘤细胞的耐药性,提高抗癌药物的治疗效率并减少其毒副作用。聚组氨酸-聚乙二醇(PHis-PEG)共聚物制备的胶束具有独特的pH响应性,在小鼠敏感和耐药的实体瘤方面很有效。胶束的组氨酸端在pH降低时表现出pH敏感性,被癌细胞主动吸收,在癌细胞内pH诱导下,触发胶束的物理崩解。组氨酸端的离子化帮助胶束降低胞内溢出和实现癌细胞内高浓度及降低非特异性生物分布,从而达到特异性治疗肿瘤的目的。本文拟采用聚组氨酸-聚乙二醇(PHis-PEG)共聚物制备纳米胶束,包载姜黄素,并研究其在体外的药物释放特性及体内的药物代谢动力学。第一部分聚组氨酸-聚乙二醇(PHis-PEG)共聚物的制备及产物表征。目的:制备聚组氨酸-聚乙二醇(PHis-PEG),并对制备产物进行核磁表征。方法:聚组氨酸-聚乙二醇(PHis-PEG)的合成:N-苄氧羰基-N-(2,4-二硝基苯基)-2-组氨酸(N-CBZ-N-DNP-2-histidine)单体先用氯化亚砜处理生成N-羧基-环内酸酐-N-(2,4-二硝基苯基)-l-组氨酸盐酸盐(N-DNP-L-histidinecarboxyanhydridehydrochloride(DNPH-NCA)),之后由氨基聚乙二醇(PEG2000-NH2)引发DNPH-NCA的开环聚合得到聚合度不同的聚乙二醇-聚(2,4-二硝基苯基-组氨酸)),最后在2-巯基乙醇作用下脱2,4-二硝基苯基生成聚合度不同的聚组氨酸-聚乙二醇(PHis-PEG)。结果:所得到的PHis-PEG经1H-NMR测定,证明其结构正确。结论:此合成方法简便可行,成功合成了PHis-PEG。第二部分制备姜黄素载药胶束及其理化性质考察目的:制备姜黄素的PHis-PEG胶束,对其胶束粒径和Zeta电位进行考察,建立胶束载药量的HPLC测定方法。方法:室温条件下,姜黄素和PHis-PEG加入适量CH2Cl2并磁力搅拌使其溶解完全,旋转蒸发去除有机溶剂CH2Cl2形成姜黄素和载体辅料的混合薄膜,薄膜经过真空干燥箱干燥彻底去除残留有机溶剂,得到干燥的药物薄膜。药物薄膜加入适量的生理盐水水化完全溶解后,得到姜黄素胶束混悬液,经离心机离心后,取上清液即得到透明的载有姜黄素的胶束溶液。最后姜黄素胶束浓缩液通过HPLC测定确定浓度。通过动态光散射法测定胶束粒径及测量Zeta电位。结果:PHis-b-PEG适于姜黄素的包载,可对姜黄素起到增溶的作用。胶束粒径103.2nm,Zeta电位约15.36mv,HPLC测定载药量约为1.77mg/ml。结论:PHis-b-PEG适于姜黄素的包载,载药量比较高。第三部分载药胶束的体外pH响应性及释放特性考察目的:测试包载有姜黄素的PHis-PEG纳米胶束的体外pH响应性及释放特性。方法:观测包载有姜黄素的胶束分别在不同pH的PBS缓冲液中的形态及粒径变化;在不同时间点从释放介质中取样测定Cur浓度,计算胶束的累计释放度。结果:此纳米胶束在体外具有pH响应性;在相似生理pH时,包载姜黄素的胶束没有突然释放现象,大部分姜黄素胶束能长时间稳定存在,而在pH降低至5.0时,姜黄素能从胶束中迅速释放出来。结论:包载有姜黄素的PHis-PEG纳米胶束在相似生理pH环境中稳定,在与肿瘤相似的弱酸性环境中能快速释放。第四部分载药胶束的体内药动学研究目的:用HPLC方法对姜黄素及包载有姜黄素的Cur-PPs纳米胶束的血药浓度进行定量测定。方法:将包载有姜黄素的Cur-PPs纳米胶束溶液注射到Wistar大鼠的尾静脉,于各个时间间隔取血,建立HPLC测定方法,测定血药浓度。结果:通过建立可靠的HPLC方法,准确测定姜黄素的血药浓度,绘制纳米胶束的药时曲线,得到相关药动学参数。结论:该纳米载药胶束能够延长姜黄素在体内的滞留时间,实现了其在血液中的长循环,可以比较安全的用于静脉注射给药。