Подготовка и характеристика индивидуальных и множественной лекарственной Loaded Физически Захваченный Полимерные мицеллы
Summary
The goal of this protocol is to describe the preparation and characterization of physically entrapped, poorly water soluble drugs in micellar drug delivery systems composed of amphiphilic block copolymers.
Abstract
Амфифильные блок-сополимеры, такие как блок-polyethyleneglycol- -polylactic кислоты (ПЭГ B- PLA) может самосборке в мицеллах выше их критической концентрации мицеллярной образующих гидрофобные ядра, окруженные гидрофильными оболочек в водных средах. Ядро этих мицелл может быть использован для загрузки гидрофобными, плохо растворимых в воде лекарственных средств, как доцетаксел (DTX) и эверолимусом (EVR). Систематическое характеристика структуры мицелл и погрузки препарат возможностей важны прежде, в пробирке и в естественных условиях исследования могут быть проведены. Цель протокола, описанного в настоящем документе, чтобы обеспечить необходимые меры по обеспечению характеризации стандартизированных продуктов мицеллярные. DTX и РВО имеют собственные растворимости 1,9 и 9,6 мкг / мл, соответственно Приготовление этих мицелл может быть достигнуто путем литья растворителя, который увеличивает растворимость в воде и DTX РВО 1,86 и 1,85 мг / мл, соответственно. Стабильность лекарственного в мицеллы Evalкой из при комнатной температуре в течение 48 ч, что свидетельствует о 97% или более лекарственных средств, сохраняются в растворе. Размера мицелл оценивали с помощью динамического светорассеяния и указал, что размер этих мицелл была ниже 50 нм и зависит от молекулярной массы полимера. Высвобождение лекарственного средства из мицелл оценивали с помощью диализа в условиях погружения при рН 7,4 при 37 ° С в течение 48 ч. Аппроксимации кривой результаты показывают, что высвобождение лекарственного препарата приводится в действие первого процесса порядка, указывающую, что им движет диффузии.
Introduction
Амфифильные блок-сополимеры с повторяющимися структура, состоящая из гидрофильных и гидрофобных доменов может самопроизвольно самосборке с образованием трехмерных макромолекулярных ансамблей, известные как полимерные мицеллы. Эти структуры имеют внутреннюю гидрофобную сердцевину, окруженную гидрофильной оболочки. Гидрофобный сердечник имеет возможность включить гидрофобные препараты либо через физический захват гидрофобных взаимодействий, или химической конъюгации по к основной цепи полимера. 1 Многие преимущества существуют, чтобы с помощью этих блок-сополимеров образовывать мицеллы для доставки лекарственных средств. Они включают введение плохо растворимых лекарственных препаратов, улучшение фармакокинетики объединенных препаратов, и биологическую совместимость и / или способность к биологическому разложению полимеров делает их безопасным чередуются с обычными солюбилизаторов. 2 Другим преимуществом использования полимерных мицелл их коллоидного размера частиц, между 15- 150 нм 3, что делает их привлекательными для годовыхrenteral доставки. Таким образом, за последние 20 лет полимерные мицеллы появились как жизнеспособных систем доставки лекарств для плохо растворимых в воде лекарственных средств, особенно для лечения рака. 3,4
В настоящее время существует пять полимерные мицеллярные составы для лечения рака проходит клинические испытания. 4 четвертой мицелл в клинических испытаниях диблок-сополимеры на основе ПЭГ а последний является триблок-сополимер, содержащий полиэтиленоксид. Размер этих мицелл варьировалась от 20 нм до 85 нм. Преимущество использования полимеров на основе ПЭГ их биосовместимость и в зависимости от второго блока также может быть биоразлагаемыми. Недавно новые системы доставки лекарств на основе polyethyleneglycol- блока -polylactic кислоты (ПЭГ б -PLA) полимерные мицеллы были разработаны для одновременной доставки нескольких противоопухолевых препаратов. В ПЭГ B- PLA мицеллы являются биологически совместимыми и биологически. Они множественной лекарственной загруженные мицеллы показали, какynergistic ингибирование различных раковых моделей в пробирке и в естественных условиях 2,5,6 и нужным в текущем парадигмы использования нескольких препаратов в химиотерапии для предотвращения сопротивления и снижения токсичности. Таким образом, существует большой интерес в подготовке и характеризующие эти мицеллярные системы доставки лекарств для использования в рак и других болезненных состояний.
В работе ниже мы наметили шаг за шагом процесс, с помощью которого такие мицеллы могут быть получены и охарактеризованы прежде чем давать оценку их болезненных состояний, представляющих интерес. Для этой работы два плохо растворимые противораковые агенты, доцетаксел (DTX) и эверолимус (EVR) были выбраны. Оба DTX и EVR плохо растворимые в воде соединения с внутренними растворимость в воде при 1,9 и 9,6 мкг / мл, соответственно. 7,8 Два ПЭГ б -PLA полимеры с различными молекулярными массами были использованы в этом протоколе как строительные блоки для сформулированной полимерных мицеллы,эти полимеры ПЭГ 2000 – Ь -PLA 1800 (3800 Да) и ПЭГ 4000 – Ь -PLA 2200 (6200) Да. Поэтому ПЭГ-б -PLA мицеллы могут обеспечить уникальную платформу как nanocarrier для DTX и EVR отдельности и в сочетании. Требуемые реагенты / Материалы и оборудование, необходимое для подготовки и характеризуют эти мицеллы, перечислены в таблице 1.
Protocol
Representative Results
Discussion
The use of polymeric micelles for drug delivery continues to expand due to their versatility and ability to deliver hydrophobic drugs for various disease states. Therefore, the techniques needed to prepare and characterize these formulations prior to use in cell culture or animals is a critical first step to determine the best pairing between the drug and the polymer. PEG-b-PLA are excellent amphiphilic block copolymers for drug delivery purposes. However, the block length of the hydrophilic and hydrophobic s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by the grant from AACP New Pharmacy Faculty Research Award Program, Medical Research Foundation of Oregon New Investigator Grant, Oregon State University-Startup fund, and Pacific University, School of Pharmacy Start-up fund.
Materials
| PEG2000-b-PLA1800 | Advanced Polymer Materials, Inc | 6-01- PLA/2000 | PLA MW can be specified on ordering |
| PEG4000-b-PLA2200 | Advanced Polymer Materials, Inc | 6-01- PLA/4000 | PLA MW can be specified on ordering |
| Docetaxel | LC Laboratories | D-1000 | 100 mg |
| Everolimus | LC Laboratories | E-4040 | 100 mg |
| Acetonitrile | EMD/VWR | EM-AX0145-1 | HPLC grade; 4 L |
| Round bottom flask | Glassco/VWR | 89426-496 | 5 mL |
| RV 10 Control Rotary Evaporators | IKA Works | 8025001 | Rotoevaporator |
| Shimadzhu HPLC with DAD detector | Shimadzhu | RP-HPLC | |
| Slide-a-lyzer dialysis casette MWCO 7000 | Thermo Scientific, Inc | 66370 | 3 mL |
| Phosphate buffer pH 7.4 200 mM | VWR | 100190-870 | 500 mL |
| Malvern NanoZS | Malvern Instruments, UK | DLS | |
| Nylon filter | Acrodisc/VWR | 28143-242 | 13 mm; 0.2µM |
| Phosphoric acid, NF | Spectrum Chemical/VWR | 700000-626 | 100 mL |
| GraphPad Prism | www.graphpad.com | Analysis software | |
| Zorbax SB-C8 Rapid Resolution cartridge | Agilent Technologies | 866953-906 | 4.6 ×75mm, 3.5 micron |
References
- Yokoyama, M. Polymeric micelles as a new drug carrier system and their required considerations for clinical trials. Expert Opin Drug Deliv. 7, 145-158 (2010).
- Shin, H. C., Alani, A. W., Rao, D. A., Rockich, N. C., Kwon, G. S. Multi-drug loaded polymeric micelles for simultaneous delivery of poorly soluble anticancer drugs. J Control Release. 140, 294-300 (2009).
- Adams, M. L., Lavasanifar, A., Kwon, G. S. Amphiphilic block copolymers for drug delivery. J Pharm Sci. 92, 1343-1355 (2003).
- Oerlemans, C., et al. Polymeric micelles in anticancer therapy: targeting, imaging and triggered release. Pharm Res. 27, 2569-2589 (2010).
- Shin, H. C., et al. A 3-in-1 polymeric micelle nanocontainer for poorly water-soluble drugs. Mol Pharm. 8, 1257-1265 (2011).
- Hasenstein, J. R., et al. Antitumor activity of Triolimus: a novel multidrug-loaded micelle containing Paclitaxel Rapamycin, and 17-AAG. Mol Cancer Ther. 11, 2233-2242 (2012).
- Mazzaferro, S., et al. Bivalent sequential binding of docetaxel to methyl-beta-cyclodextrin. Int J Pharm. 416, 171-180 (2011).
- Iwase, Y., Maitani, Y. Preparation and in vivo evaluation of liposomal everolimus for lung carcinoma and thyroid carcinoma. Biol Pharm Bull. 35, 975-979 (2012).
- Mishra, G. P., Doddapaneni, B. S., Nguyen, D., Alani, A. W. Antiangiogenic effect of docetaxel and everolimus as individual and dual-drug-loaded micellar nanocarriers. Pharm Res. 31, 660-669 (2014).
- Xu, W., Ling, P., Zhang, T. Polymeric micelles, a promising drug delivery system to enhance bioavailability of poorly water-soluble drugs. J Drug Deliv. 2013, 340315 (2013).
- Lavasanifar, A., Samuel, J., Kwon, G. S. Poly(ethylene oxide)-block-poly(L-amino acid) micelles for drug delivery. Adv Drug Deliv Rev. 54, 169-190 (2002).
