使用微射流均質(zhì)機(jī)制備紫杉醇白蛋白納米粒

使用微射流均質(zhì)機(jī)制備紫杉醇白蛋白納米粒

摘要：目的 我們使用微射流均質(zhì)機(jī)制備了紫杉醇白蛋白納米粒，是否可以獲得穩(wěn)定的樣品。方法 通過查閱多騙你相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)可能影響紫杉醇白蛋白結(jié)果的因素進(jìn)行了分析。結(jié)果 在本研究中，我們發(fā)現(xiàn)，在均質(zhì)3次后，可以明顯的發(fā)現(xiàn)尾端大粒子在逐漸的減少。 使用相同的工藝制備三批樣品，平均粒徑為151.4nm，150.5nm，161.8nm。結(jié)論 微射流均質(zhì)機(jī)為制備紫杉醇白蛋白的選擇。

關(guān)鍵詞：紫杉醇白蛋白，微射流均質(zhì)機(jī)，粒徑，粒度儀

1、 紫杉醇概述

紫杉醇 (paclitaxel)是從紅豆杉科紅豆杉屬(Taxus)植物的樹皮中提取得到的二萜類化合物。純品紫杉醇為白色結(jié)晶粉末，分子式為C47H51NO14，相對(duì)分子質(zhì)量為853.92，具有高度的親脂性，易溶于氯、乙醇等有機(jī)溶劑，難溶于水。經(jīng)臨床驗(yàn)證，紫杉醇具有良好的抗腫瘤作用，特別是對(duì)癌癥發(fā)病率較高的卵巢癌、子宮癌和乳腺癌等有*，被認(rèn)為是人類未來 20 年間有效的抗癌藥物之一。但紫杉醇難溶于水的性質(zhì)嚴(yán)重阻礙了其在臨床治療中的應(yīng)用。為了解決其在靜脈注射中的難題， 人們不得不在注射劑中加入表面活性劑聚氧乙烯蓖麻油(Cremophor EL， Cr EL)。目前在臨床常用的Taxol 為 6 mg /mL 的紫杉醇混合于 Cremophore EL及無(wú)水乙醇(1∶ 1) 媒介中。市售的紫杉醇注射液Taxol 由于含有的表面活性劑 Cr EL，毒性很大，進(jìn)入體內(nèi)容易發(fā)生溶血，出現(xiàn)嚴(yán)重的過敏反應(yīng)。

白蛋白納米粒是以白蛋白為基質(zhì)的納米級(jí)微粒。白蛋白屬于內(nèi)源性天然產(chǎn)物，具有安全無(wú)毒、無(wú)免疫原性、可生物降解、生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)。而且納米粒載體系統(tǒng)又具備*的靶向性、緩控釋特性和保護(hù)藥物作用［3］ 。因此， 將白蛋白納米粒運(yùn)用于紫杉醇的體內(nèi)傳遞與癌癥治療已成為近年來研究的熱點(diǎn)。通過將內(nèi)源性白蛋白與紫杉醇的結(jié)合， 所制得的納米粒子不僅克服了紫杉醇難溶于水的缺點(diǎn)，也避免了使用 Cr EL 和吐溫 80 等輔料帶來的毒副作用。同時(shí)，其載藥量顯著高于 Taxol， 且具有一定的緩釋效果，具備更好的抗腫瘤療效。目前，已經(jīng)并臨床用于乳腺癌治療的紫杉醇白蛋白混懸(Abraxane)，以其良好的生物相容性， 可生物降解、無(wú)免疫原性，以及更好的抗腫瘤效果，為臨床上癌癥的控制與治療提供了有效的解決方案。

2、 材料與方法

實(shí)驗(yàn)材料：

紫杉醇、人血白蛋白、生理鹽水。

實(shí)驗(yàn)設(shè)備：

中試型高壓微射流均質(zhì)機(jī)（PSI-20高壓微射流均質(zhì)機(jī)，意大利PSI均質(zhì)機(jī)公司），配備75微米（E101D，G10Z）孔徑“Z型”通道金剛石交互容腔（均質(zhì)腔）、納米粒度儀（Z3000，美國(guó)PSS公司）、全自動(dòng)顆粒計(jì)數(shù)器（A7000AD，美國(guó)PSS公司）。

實(shí)驗(yàn)步驟：

在本研究中，我們使用PSI-20微射流均質(zhì)機(jī)（圖1a）來制造紫杉醇白蛋白型納米粒。為了防止交互容腔堵塞，以及獲得更好的樣品，需要必要的前處理，使用高剪切分散劑處理5min左右，然后使用微射流均質(zhì)機(jī)進(jìn)行下一步處理，在加入物料前先用去離子水預(yù)充滿高壓回路，將初乳緩慢加入杯，高壓泵驅(qū)動(dòng)(20 kpsi)通過微型Y形交互容腔 (圖1b)。因此，微米級(jí)的初乳被進(jìn)一步均質(zhì)成為紫杉醇白蛋白納米粒（圖1c）。相同的處方工藝下制備三批樣品。

圖1 （a）PSI-20高壓微射流均質(zhì)機(jī)，（b）Y型金剛石交互容腔內(nèi)部概念圖，（c）交互容腔內(nèi)部的細(xì)小變化。

3、 結(jié)果與討論

通過本方法制備的紫杉醇白蛋白納米粒，使用納米粒度儀測(cè)試平均粒徑的結(jié)果為151.7nm、150.5nm、167.2nm，三次的粒徑結(jié)果比較穩(wěn)定（圖2），但是第三次粒徑有所增大。

第三次粒度增加的原因可能是：1、前處理樣品沒有通過設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定，沒有進(jìn)行粒徑和尾端大粒子的測(cè)試，所以由于前處理的微小差距有可能大致終樣品的粒徑差異。2、前處理過程中產(chǎn)生了的氣泡，由于定子轉(zhuǎn)子的分散機(jī)導(dǎo)致，為了制得更好的更穩(wěn)定的樣品，所以可以使用其他方式的前處理設(shè)備。3、整個(gè)過程中都需要對(duì)樣品進(jìn)行溫度控制，但是第三次的時(shí)候發(fā)現(xiàn)制作過程中，樣品的溫度明顯高于前兩次。PSI均質(zhì)機(jī)具有溫度和壓力檢測(cè)系統(tǒng)，可以全方面的掌控細(xì)微的壓力和溫度變化。（圖3）

圖2 紅色為首批，藍(lán)色為第二批，綠色為第三批

圖3 溫度、均質(zhì)壓力檢測(cè)系統(tǒng)

使用顆粒計(jì)數(shù)器對(duì)第二批樣品第1次、第2次、第3次進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明（圖3）：均質(zhì)第三次尾部的大顆粒神奇的“消失”了。所有均質(zhì)三次可以滿足要求。

圖4 藍(lán)色為均質(zhì)第1次，紅色為均質(zhì)第2次，黑色為均質(zhì)第3次

4、 結(jié)論

綜上所述，我們發(fā)現(xiàn)微射流均質(zhì)機(jī)制備的紫杉醇白蛋白納米粒在相同處方方法下得到了粒徑比較穩(wěn)定的結(jié)果。PSI-20微射流均質(zhì)機(jī)的效率非常高，均質(zhì)3次就可以處理掉尾端的大顆粒，得到比較好的結(jié)果，這個(gè)是其他設(shè)備無(wú)法達(dá)到的。

查詢相關(guān)資料，發(fā)現(xiàn)白蛋白納米粒制備好后，需要通過凍干機(jī)制成粉末，這樣才能夠長(zhǎng)時(shí)間的保存，所以在制備過程中，時(shí)間過長(zhǎng)或者溫度過高都會(huì)導(dǎo)致樣品的損壞。采用PSI-20這種制備方法避免這樣情況的發(fā)生。微射流是一種動(dòng)態(tài)的高壓均質(zhì)化過程，其產(chǎn)生的液體速度為400 m/s，并對(duì)固體顆粒施加高剪切速率(>107 s⁻¹)。并且這些剪切速率比傳統(tǒng)的基于轉(zhuǎn)子或其他均質(zhì)技術(shù)的剪切速率高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。它很容易通過平行添加微通道進(jìn)行擴(kuò)展，從實(shí)驗(yàn)型/中試型PSI-20到生產(chǎn)型PSI-infinity，能夠100%的放大生產(chǎn)，并且由于infinity的理念，使得大批量紫杉醇白蛋白生產(chǎn)成為了可能。