新型多功能型載藥納米超聲造影劑的研制.pdf

1、超聲造影劑(Ultrasound Contrast Agent，UCA)是一類(lèi)能夠顯著增強(qiáng)醫(yī)學(xué)超聲檢測(cè)信號(hào)的診斷藥物，是一種含有高濃度微氣泡的制劑。包裹氣體的微泡制劑具有強(qiáng)烈的超聲波散射性能，經(jīng)靜脈注射到達(dá)體內(nèi)各器官微循環(huán)后，可使超聲回波信號(hào)顯著增強(qiáng)，組織、器官圖像質(zhì)量顯著改善，從而大大提高超聲診斷效果。UCA的出現(xiàn)顯著提高了超聲診斷的敏感性與特異性，進(jìn)一步拓展了超聲診斷領(lǐng)域，使超聲診斷由“平掃時(shí)代”進(jìn)入“增強(qiáng)時(shí)代”，被譽(yù)為超聲診斷領(lǐng)域

2、的第三次革命。更值得注意的是，對(duì)于某些診斷而言，它們將是幫助超聲有效競(jìng)爭(zhēng)MRI、CT的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　 然而目前的超聲造影劑主要包載為氣體微泡，其一般為微米級(jí)別，為解決微米級(jí)超聲造影劑只能進(jìn)行腫瘤血管內(nèi)成像或治療及現(xiàn)存納米級(jí)超聲造影劑成像效果差、不能治療的問(wèn)題，本課題在微泡及納米泡超聲造影劑研究基礎(chǔ)上，進(jìn)行了腫瘤靶向納米超聲造影劑的研究。
　　 姜黃素(Curcumin，Cur)是從姜科植物姜黃根莖中提取的一個(gè)具有β

3、-二酮結(jié)構(gòu)的多酚類(lèi)化合物，近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，姜黃素具有抗腫瘤、抗炎、抗氧化、降血脂、保護(hù)肝腎功能、抑制血栓形成等廣泛的藥理作用，且毒性低，已經(jīng)成為開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。在本實(shí)驗(yàn)中故選擇姜黃素作為實(shí)驗(yàn)的模型藥物。
　　 首先選擇兩親性嵌段共聚物PEG-PCL，運(yùn)用透析及溶劑揮發(fā)法進(jìn)行納米膠束的制備，并對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行考察，然后以抗腫瘤藥姜黃素(CUR)為模型藥物，具有液氣相變性質(zhì)（相變溫度29℃）全氟戊烷perfluoropentane(PFP)

4、為成像氣體，制備得到載CUR納米超聲造影劑，運(yùn)用光學(xué)顯微鏡和透射電子顯微鏡(TEM)進(jìn)行形態(tài)學(xué)觀察，通過(guò)體外顯影和輻照實(shí)驗(yàn)對(duì)造影效果和藥物定向釋放進(jìn)行研究，并對(duì)其體內(nèi)外行為進(jìn)行考察，具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1.納米膠束的合成:以生物相容性好可生物降解的聚乙二醇聚己內(nèi)酯兩親性PEG-PCL為成膜材料，選用抗癌模型藥物姜黃素CUR，運(yùn)用透析法及溶劑揮發(fā)法來(lái)制備載藥納米膠束，建立了HPLC體外分析方法，以膠束粒徑分布，溶液外觀，載藥

5、量，包封率等為評(píng)價(jià)指標(biāo)，進(jìn)行了CUR膠束的制備方法選擇及處方工藝優(yōu)化。負(fù)染法透射電鏡法觀察膠束結(jié)構(gòu)為球形的以疏水區(qū)為核，親水區(qū)為殼的核殼結(jié)構(gòu)，膠束粒徑(64±1.52) nm，載藥量為(8.5±0.15)％，包封率為(93.9±1.46)％
　　 2.CUR納米超聲造影劑的制備及結(jié)構(gòu)特點(diǎn):用超聲注入法制備得到粒徑均勻的CUR載藥納米超聲造影劑（室溫下以納米乳形式存在），工藝重現(xiàn)性好，激光粒度分析儀測(cè)其平均粒徑為400 nm，光學(xué)

6、顯微鏡觀其37℃孵育后納米超聲造影劑融合形成外觀為圓形表面較黃的微泡，電子透射顯微鏡觀其結(jié)構(gòu)為中空的殼核結(jié)構(gòu)，CUR載在疏水區(qū)。
　　 3.CUR納米超聲造影劑相關(guān)性質(zhì)考察:以粒徑為評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)納米超聲造影劑的溫度敏感性，超聲敏感性，稀釋穩(wěn)定性等進(jìn)行考察，結(jié)果表明CUR納米超聲造影劑的粒徑能隨溫度變化而變化，納米超聲造影劑在超聲下可合并成微泡，微泡在繼續(xù)超聲時(shí)可破裂快速釋放藥物，納米泡在4℃保存短期內(nèi)穩(wěn)定性較好，稀釋50倍后粒徑不

7、變不大，稀釋后在37℃，pH=7.4 PBS中孵育10min，載藥納米超聲造影劑中CUR僅釋放0.89％，說(shuō)明穩(wěn)定性很好。
　　 4.超聲介導(dǎo)下的藥物釋放研究:精密稱(chēng)取相同體積的納米超聲造影劑，將其分別溶于盛有10 ml PBS的燒杯中混勻，分為兩組，第一組混勻后立放入恒溫水浴超聲池中進(jìn)行超聲處理;第二組用混勻后不經(jīng)任何處理放置于恒溫水浴鍋中，在體外模擬超聲的環(huán)境下的累積釋藥量達(dá)到90.04％，遠(yuǎn)高于對(duì)照組未經(jīng)任何超聲處理的聚合

8、物納米超聲造影劑，超聲控制藥物釋放效果明顯。
　　 5.CUR納米超聲造影劑成像實(shí)驗(yàn):在體外進(jìn)行超聲造影實(shí)驗(yàn)，設(shè)置空白脫氣水組及造影劑組，通過(guò)飛利浦IU22超聲診斷儀，L9-3型探頭，MI=0.6，Depth3.5 cm可以很明顯的觀察到聚合物納米超聲造影劑組具有很好的顯影效果，內(nèi)部呈實(shí)性性回聲，回聲光點(diǎn)細(xì)小、均勻，后方回聲無(wú)明顯衰減，且持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，而脫氣水組則無(wú)明顯回聲強(qiáng)度，在圖譜中也無(wú)任何回聲光點(diǎn)。在動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中UCA

9、給藥劑量為0.01 ml/kg，通過(guò)尾靜脈給藥之后，調(diào)整相關(guān)指數(shù)進(jìn)行肝臟超聲造影，記錄圖像數(shù)據(jù)至造影圖像廓清為止，在造影劑注射后即刻未見(jiàn)肝實(shí)質(zhì)明顯增強(qiáng)，30min后肝實(shí)質(zhì)開(kāi)始逐漸增強(qiáng)，于注射后約50min增強(qiáng)達(dá)高峰，肝實(shí)質(zhì)增強(qiáng)顯影可持續(xù)3h左右。
　　 6.CUR納米超聲造影劑荷瘤鼠藥效學(xué)實(shí)驗(yàn):建立了小鼠右側(cè)腋窩皮下接種是S180荷瘤小鼠模型，對(duì)CUR納米超聲造影劑靜脈注射后荷瘤小鼠藥效學(xué)進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組間瘤重有顯著性

10、差異(P＜0.01)，實(shí)驗(yàn)組瘤重明顯小于其他各實(shí)驗(yàn)組，藥效顯著，超聲組與未超聲組間也有顯著性差異(P＜0.01)，其抑瘤率分別為71.3％，53.0％。超聲更有助于CUR發(fā)揮藥效。證明CUR納米超聲造影劑由于ERP效應(yīng)而產(chǎn)生被動(dòng)靶向性且在超聲下能快速釋藥進(jìn)入腫瘤細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮藥效。
　　 研究結(jié)果證明，本研究制備的CUR-PEG-PCL高分子聚合物納米超聲造影劑具有良好的顯影效果，同時(shí)初步實(shí)現(xiàn)了藥物的控制釋放，在荷瘤鼠體內(nèi)有很好的腫