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方法論記事

ナノ構造脂質キャリアを使用した癌治療剤ダカルバジンのカプセル化

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DOI:

10.3791/53760

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2016年4月26日

 , 
1Institute of Environment, Health, Risks and Futures, Cranfield University

この記事について

サマリー

ナノ構造脂質担体（NLC）を合成するための最も一般的に使用される方法は、水中油型エマルジョン、均質化および凝固を含みます。これは、ダカルバジンの送達のための潜在的な担体として薬物封入および薬物積載効率を改善し、望ましいサイズのNLCを達成するために、固化した後、高剪断分散液を塗布することによりここに変更されました。

要約

臨床的に使用されているダカルバジン（DAC）の唯一の式が原因で、水溶液中の薬物の低分散性に乏しい治療プロフィールを提示し、静脈内注入です。これを克服するために、パルミトステアリン酸グリセリル及びミリスチン酸イソプロピルからなるナノ構造脂質担体（NLC）はダックをカプセル化するために開発されました。制御されたサイズのNLCsのは、水中油型エマルジョンの凝固以下の高せん断分散（HSD）を用いて達成されました。 HSDの界面活性剤濃度、速度、時間などの合成パラメータは、それぞれ155±10nmで、0​​.2±0.01、および-43.4±2 mVで、サイズ、多分散指数とゼータ電位と最小NLCを達成するように最適化しました。最適なパラメータは、DAC-ロードNLC調製のために用いました。ダックを搭載した、得られたNLCは190±10nmで、0​​.2±0.01、それぞれ-43.5±1.2 mVの、の大きさ、多分散指数及びゼータ電位を有していました。薬物封入EFFICIENCYおよび薬物負荷は、それぞれ、98％および14％に達しました。これは、NLCは、DACの治療プロフィールを改善するために、薬物担体としての新たな潜在的な候補であり得ることを示唆しているNLCを使用して、DACのカプセル化に関する最初の報告です。

概要

ダカルバジン（DAC）は、細胞周期の停止および細胞死をもたらす1、核酸のメチル化または直接DNA損傷を介した抗腫瘍活性を発揮するアルキル化剤です。

最初の行の化学療法剤としては、DACは、単独で、または様々な癌2-6を治療するための他の化学療法剤と組み合わせて使用されてきました。それは、これまで皮膚癌3,7,8の最も積極的な形態であり、皮膚および転移性黒色腫の治療に使用される最も活性剤です。応答速度は、しかしながら、せいぜい20％のみであり、治療効果は、多くの場合、重篤な全身性副作用を伴います。

その天然の形態では、DACは親水性であり、原因でその感光9に不安定です。臨床使用のためにのみ利用可能式は、現在、静脈内注入の7,8用サスペンションに使用する無菌の粉末です。低い回答率と高い全身毒性rを薬の食べた薬剤10の最大投与量を制限する、大部分が標的部位で、したがって低可用性、その難水溶性に起因し、非標的部位で高い分布です。薬剤耐性の発生と一緒に静脈内入学後の迅速な分解と代謝が臨床応用と薬剤11の治療効果を制限します。したがって、悪性黒色腫を治療するための代替のDAC製剤を開発することが急務です。

らの潜在的な薬物担体としての12ナノ粒子が10年間で注目を増加集めているによる薬物負荷を増加させる能力にMarileneによってレビューとしてリポソームを含むコロイド系は、ミセルまたはナノ構造粒子が集中的薬物送達におけるそれらの使用のために検討されています効率は、薬物動態及び生体内分布を改善し、薬物放出を制御するため、R薬全身毒性13を引き出します。ほんの数nanoformulationsは、しかしながら、フォト変性、増大した薬物溶解性、及び改善された治療効果10,14,15からの薬物の保護を示すと、DACの送達のためにこれまでに研究されてきました。しかし、いくつかはまた、費用対効果がされていない合成ポリマーナノ粒子を用いながら、低カプセル化効率に苦しんでこれらの製剤。

固体及び液体脂質の混合物からなるナノ構造脂質担体（NLC）は、薬物送達16,17のために開発されています。カプセル化される薬物は、高い負荷が生じるとリリース19を制御し、多くの場合、液体脂質および固形脂質相18の両方に可溶性です。この研究は、パルミトステアリン酸グリセリルや脂質などのミリスチン酸イソプロピルを使用して、NLC-カプセル化に基づいて、新しいDAC製剤を開発することを目的とします。調製関与する水中油型エマルジョン、蒸発、凝固、およびhomogenization個。調製物は、NLCのサイズ、形状、超微細構造、および分散、薬物封入効率および薬物負荷20のために特徴付けられています。

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プロトコル

水中油型エマルジョンの調製

  1. パルミトステアリン酸グリセリル（120 mg）を、ミリスチン酸イソプロピル（60 mg）を、D-αトコフェロールポリエチレングリコールサクシネート（30 mg）を大豆レシチン（30 mg）を秤量し、有機溶剤の12.5ミリリットル（6.25 mlのアセトンおよび6.25に追加mlのエタノール）。迅速水浴中で温度70°C（固体脂質の融点より5℃）で混合物を溶解します。
  2. 上記と同じ温度での加熱の対象となるポロクサマー188溶液の百分の1から3（それぞれ）を達成するためのddH 2 Oの12.5ミリリットルでPoloxamer188の125、250または375 mgのいずれかを追加します。
  3. ステップ1.1からステップ1.2からの油相液に、水相溶液を追加し、400rpmで磁気撹拌しながらエマルジョンを形成するために滴下しました。有機溶媒の蒸発を可能にするためにさらに4時間400rpmでエマルジョンを撹拌しました。

2.凝固および均質化

  1. トンを残します彼は2時間固化/結晶化するために、低温室（4℃）中のエマルジョン。
  2. NLCを得るために、10から40分間、10,000〜15,000 rpmでホモジナイザーで高せん断分散（HSD）のエマルションを施します。

NLCの調製3.最適化

  1. 、それぞれ、それぞれ、10,000 15,000 20,000 RPMの速度でHSDを受けて1、2、3％の界面活性剤濃度、10、20、30及び40分の時間間隔でステップ2.2からのサンプルを取ります
  2. 粒子サイズ（PS）、ポリ分散指数（PDI）、形態および超微細構造20のためのサンプルを調べます。
    注：最小サイズ（155 nm）を有する粒子を生成パラメータとPDI（0.2）値が最適として決定されます。

DAC-ロードNLC（NLC-DAC）の4準備

  1. 水浴中で70℃で混合物を溶解する前に、DAC（70 mg）を添加して工程1.1に記載のように、油相溶液を調製します。
  2. P1％の界面活性剤を工程1.2に記載のように水性相溶液をrepare、そして400rpmで磁気撹拌しながらエマルジョンを形成するステップで4.1滴下し、その準備にこの溶液を添加します。有機溶剤を蒸発させるために、さらに4時間エマルションを攪拌します。
  3. ステップ2で説明したように固化/結晶化、そして最後に、ステップ3で決定された最適なパラメータを使用して高剪断分散（HSD）にエマルジョンを施すこと2時間、低温室（4℃）でエマルジョンを残します。

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結果

異なるパラメータでパルミトステアリン酸グリセリルおよびミリスチン酸イソプロピルを使用して、NLCとNLC-DACの製剤はPS、PDI、形態および超微細構造20について特徴付けました。 PSおよびNLCsののPDIは、界面活性剤濃度、HSD速度と持続時間依存性でした。 PSおよびNLCsののPDIによって判断されるように、最良の結果が1界面活性剤の％、従ってwwew NLCのための最適なパラメータとして選択30分（ 図1A、BおよびC）を15,000rpmの薄手の分散速度で達成されました本研究で準備。

figure-results-1
NLC調製に使用されるパラメータの、図1の最適化最適な界面活性剤濃...

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ディスカッション

脂質ベースのナノ構造粒子は、疎水性薬物の送達のための高度に親油性の担体を提供するために利用されてきました。 NLCは、室温と体温で固体である固体脂質ナノ構造担体の第二世代です。あまり完璧な結晶でNLC結果で液体脂質への固体脂質の取り込みは、このような薬物積載効率を高め、また、保存中に封入された薬物の放出を減少させます。

NLC合成のために、最も一般的に使用される方法は、水中油型エマルジ ​​ョン、均質化及び固化/結晶21,22を含みます。低温で凝固が内部油相が結晶化することを可能にしながら均質化は、NLCsの水相中に十分に分散させることができます。別の均質化方法は、前および/ ​​または凝固23,24の間に使用される磁気攪拌、超音波処理、およびHSDなどが報告されていますアップ。

この研究では、一般的に使用される方法は、最初にNLC調製のために行きました。結果が不十分であったように、この方法は、HSDは、固化後に適用されるように改変しました。また、同じ脂質2...

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開示事項

著者らは、開示することは何もありません。

謝辞

著者らは、研究を可能とするためにサウジアラビアの資金による奨学金（I821）を認めます。著者らは、クランフィールド大学のTEM分析の専門家支援のための博士Xianwei劉に感謝しています。

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材料

この記事で使用された材料の一覧
名前会社カタログ番号コメント
ダカルバジン(DAC)シグマ・アルドリッチ(英国、ジリンガム・ドーセット)のアップロードに使用されるD2390-100MG
 ガッテフォスé(Saint_Priest_cédex, France)85251-77-0固体脂質 
d-α- トコフェロールポリエチレングリコールコハク酸 (TPGS)Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, UK)57668脂質相界面活性剤
Poloxamer 188Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, UK)15759-1KGliqiud phase surfactant
Acetone Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, UK)650501-1L有機溶剤
エタノール Sigma Aldrich (Gillingham Dorset, UK)459836-1L有機溶媒
Soybean lecithin (SL)Cuisine Innovation (Dijon, France)SLL1402脂質相界面活性剤
二蒸留水は、Millipore-Q Gradient A10超純水システム(Millipore, France)から水相 
T 25 デジタル ULTRA-TURRAXIKA3725000高剪断分散機
ホットプレート マグネティックスターラーサイエンティフィック サポート1454 エマルジョン均質化
パルミトステアリン酸グリセリル薬当研究室で収集されました。

参考文献

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