程序化药物释放纳米涂层的构建及其体外实验研究

程序化药物释放纳米涂层的构建及其体外实验研究

作者：杨进梅劲桦刘震杰

来源：《中国现代医生》2014年第36期

[摘要] 目的构建肝素、强的松和紫杉醇程序化药物释放纳米涂层，并考察该纳米涂层的体外释放情况和对血管内皮细胞的影响。方法结合异步降解技术和静电纺织技术制备己内酯/碳酸亚乙酯共聚物[Poly（CL-co-EC）]的纳米载体；高压液相色谱法测定载药体系紫杉醇包封率和体外释放曲线；MTT实验和乳酸脱氢酶（LDH）试剂盒分别测定人血管内皮细胞的存活率和LDH释放率。结果程序化药物释放体系中肝素、强的松和紫杉醇的包封率分别为

97.3%、81.2%和75.7%，载药量分别为10.4%、9.3%和14.1%。三种药物在体外均缓慢释放，60 d时累计释放量分别达到96%、55%和8%。程序化药物释放纳米涂层能显著降低血管内皮细胞的存活率并提高LDH释放率。结论程序化药物释放纳米涂层能依次缓慢释放肝素、强的松和紫杉醇，并抑制血管内皮细胞生长，对于降低支架植入术后血管再狭窄有潜在应用价值。

[关键词] 纳米涂层；紫杉醇；强的松；肝素；血管支架；程序化

[中图分类号] R96 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2014）36-0005-04

Establishment of nano-coating for controlled drug release and its in vitro experiment

YANG Jin MEI Jinhua LIU Zhenjie

Department of Vascular Surgery， Sir Run Run Shaw Hospital Affiliated to Zhejiang University School of Medicine， Hangzhou 310016，China

[Abstract] Objective To establish a nano-coating for controlled heparin/prednisone/taxol release and investigate the release curve of the nano coating and effects on vascular endothelial cells. Methods The technology of asynchronous degradation and electrostatic spinning technique were used to prepare nano-drug carrier. High pressure liquid chromatography（HPLC） was used to determine the embedding ratio and release curve of nano coating. MTT and lactate dehydrogenase（LDH） kits were applied to test cells survival rate and LDH release respectively. Results The embedding ratios of heparin prednisone and paclitaxel in nano-coating were 97.3%，81.2% and 75.7%， and drug-loading rate were 10.4%，9.3% and 14.1%，respectively. These three drugs were slow-release in vitro and the accumulative release quantities were 96%， 55% and 8%. This nano-coating for controlled drug release significantly reduced the survival rate of vascular endothelial cells and improved the LDH release rate. Conclusion The nano coating for controlled drug release established in this study slowly releases heparin， prednisone and taxol step by step， and inhibits the growth of

endothelial cells， which supplies a potential way to reduce vascular restenosis after stent implantation.

[Key words] Nano coating； Taxol； Prednisone； Heparin； Stent； Procedural

动脉粥样硬化性冠心病的发生率逐年增加，严重威胁着人类健康[1]。药物洗脱支架作为近年来最为有效的介入治疗的一种，是将支架上负载药物定点释放到狭窄部位，确保药物对病灶疗效最大化，并将对其他器官的毒副作用降到最小[2]。然而，和其他介入治疗一样，药物洗脱支架仍存在术后再狭窄问题[3]，是支架植入术亟待解决的问题。研究表明[4-6]，支架植入后局部组织出现以下几个阶段性的变化：①2周内，血小板聚集，凝血系统激活，同时炎症细胞聚集，新生内皮开始形成；②2～8周内，支架表面逐步被新生内膜完全覆盖，平滑肌细胞增殖；③8～32周，细胞外基质分泌增多，成纤维细胞增殖，病灶逐渐纤维化。本文拟将分别具有抗增殖、抗炎和抗血栓能力的紫杉醇、强的松和肝素集中于一个高分子药物释放系统，并构建程序性释放的纳米涂层，旨在分阶段有目标性地抑制血管再狭窄的发生。

静电纺织是属于纳米技术中的一种，其可以制作比用常规方法小几个数量级的纳米级纤维[7]，易实现药物在局部的长时间停留和靶向释放。我们前期研究得出不同单体比例可制备得到不同降解速率的聚己内酯和碳酸亚乙酯共聚物[Poly（EC-CL）]材料，且该共聚物表现出了良好的生物相容性和理化性能[8]。本研究即采用[Poly（EC-CL）]共聚物结合异步降解技术和静电纺织技术，分别将紫杉醇、强的松和肝素涂布于一个纳米载体，构建出程序性药物释放纳米涂层，并通过体外试验初步评价其对血管内皮细胞的作用，为今后研制抗内膜增殖程序化药物释放血管内支架的研制提供前期基础研究。

1 材料与方法

1.1 程序化药物释放纳米涂层的制备

1.1.1 药物载体的制备共聚物Poly（CL-co-EC）的制备参照已发表文献[8]，步骤概括如下：①氩气环境下，使用Nd（DBMP）3催化合成不同比例CL/EC含量的共聚物Poly（CL-co-EC）。②样品模压制备成长×宽×高为30 mm×12 mm×2 mm的规整板材。③使用静电纺丝法制备纳米级的纤维、膜材料和支架材料。通过调节电压（0～10 kV）、纺丝液流速（0.1 mL/h～5 mL/h），制备不同纳米直径的纤维。

1.1.2 药物包埋与涂布紫杉醇的包埋：对CL/EC=9的Poly（CL-co-EC）共聚物混合己二酸酐进行电纺制备孔隙率在90%以上的电纺膜，电纺丝直径在400～800 nm。先期在生理盐水中静置3 d，等酸酐降解后进行扫描电镜观察，并用DMSO溶解紫杉醇，包裹于共聚物颗粒中，颗粒直径在100 nm左右。将先期降解后的Poly（CL-co-EC）电纺膜置于DMSO溶液中24 h，常温。