3.1.2 過膜壓力對粒子粒徑分布的影響 為了製備納米級粒子,本文選擇1 μm膜在不同過膜壓力下製備PLGA納米粒。快速膜乳化主要通過較高的壓力使液滴與膜孔發生碰撞,使較大乳滴破碎成粒徑更小、更均一的小乳滴,因此過膜壓力對納米粒粒徑及其均一性有較大影響。不同過膜壓力下製備粒子的粒徑分布和掃描電鏡圖。900,1 000,1 150 kPa下所得納米粒的平均粒徑分別為 432.6,395.1,335.5 nm,PDI分別為0.103,0.072,0.012。當過膜壓力為900 kPa時,預乳液在膜孔中受到的剪切力較小,不足以使乳滴破碎成更小的液滴,乳滴或變形通過或破碎通過,因此,最終形成的乳滴粒徑較大且不均一;當過膜壓力為 1 150 kPa時,納米粒粒徑分布均一性最好。
3.1.3 過膜次數對納米粒徑分布的影響 在相同過膜壓力下,過膜次數是影響 PLGA納米粒粒徑及PDI的主要因素。過膜壓力 1 150 MPa、不同過膜次數下(1,2,3)製備的 PLGA 納米粒的粒徑分布和掃描電鏡圖,過3次膜後,納米粒粒徑基本均一。
3.1.4 水相中PVA濃度對納米粒粒徑的影響 以PVA 質量濃度分別為 5,10,20 g·L-1製備PLGA 納米粒,其粒徑分布,納米粒平均粒徑分別為344.5,343.7,326.1 nm,PDI分別為0.084,0.037,0.011。表明隨PVA濃度增加,納米粒平均粒徑減小,均一性變好。可能由於PVA濃度增加,油水界麵張力會降低,單位壓力下膜剪切力相應增大,導致粒徑減小,乳液液滴在過膜前後發生聚合的幾率減小,乳液能保持較好的均一性,最終得到粒徑分布較窄的PLGA納米粒;若進一步增加PVA濃度,則乳液起泡嚴重,造成納米粒洗滌困難,同時對後續離心條件要求也苛刻,故選擇PVA質量濃度為20 g·L-1。
3.1.5 油水體積比對納米粒粒徑的影響 快速膜乳化製備納米粒過程中,油/水相體積比影響預乳液的黏度,繼而影響其破碎成均一乳液的程度。不同油/水相體積比條件下所製備PLGA納米粒的粒徑分。油/水相體積比分別為1∶5,1∶7.5,1∶10 時所製備PLGA納米粒的平均粒徑分別為332.6,430.0,546.2 nm,PDI分別為 0.010,0.142,0.350。結果表明,隨油/水相體積比增大,納米粒粒徑均一性變好。
3.2 不同方法所製PLGA納米粒的均一性比較
分別采用常用的二元溶劑分散法、超聲乳化法製備納米粒與快速膜乳化法進行對比,3種方法所製備PLGA納米粒的掃描電鏡圖。其對應的平均粒徑分別為290.6,207.1,332.6 nm,PDI分別為0.112,0.173,0.010,通過比較可看出快速膜乳化法所製PLGA納米粒粒徑均一性較好,而二元溶劑分散法和超聲法所製PLGA納米粒粒徑分布相對較寬。作為藥物載體,較寬的粒徑分布會造成批次間重複性差。與前2種納米粒製備方法相比,快速膜乳化法所製PLGA納米粒粒徑均一可控,有望克服現有方法的不足。
3.3 微球載藥模擬研究
掃描電鏡可見微球大小均一,表麵光滑無粘連現象,包載尼羅紅微球Z軸方向某一切麵圖顯示,熒光物質尼羅紅均勻分散於切麵圓之中,熒光強度較強。Z軸方向從上到下不同位置切麵圖,其經計算機處理而得圖10c,X-Y軸切麵為圓形,而Y-Z,X-Z軸由於掃描層數有限疊加而成橢圓形,從而說明熒光物質均勻分布於微球之中。
3.4 納米粒體內靶向性研究
包載DiR納米粒在給藥後,開始幾分鍾內雖然全身均有熒光分布,但肝部熒光強度明顯強於DiR對照組,DiR對照組在尾靜脈注射後全身均有熒光分布,肝髒部位熒光較其他部位略強;在給藥20 min後,DiR納米粒組即可大部分濃集於肝、脾部,其他部位幾乎無熒光現象,顯示出較強的肝、脾靶向性;給藥3 h後,從DiR對照組內髒解剖圖可見除了肝、脾中有熒光外,在肺中也有一定分布,3 h活體成像和內髒解剖圖顯示,DiR納米粒組隻有肝、脾中有熒光,其他髒器基本無熒光分布,且強度明顯強於DiR對照組,說明納米粒組經尾靜脈給藥後,可大部分富集於肝、脾組織。
4 討論
製備納米級PLGA粒子的常用方法有探頭超聲法、納米沉澱法(又稱自乳化溶劑分散技術)、高壓均質法等。本實驗采用快速膜乳化法製備PLGA納米粒,可以通過調節膜孔徑和過膜壓力等因素,得到相應大小的粒子,小到幾百納米,大致幾十微米。與其他方法相比,該方法製備的粒子粒徑更易控製、分布更為均一。當然,若要獲得更小的納米級粒子,則需要更小孔徑的膜,更大的操作壓力,這對膜和設備的要求也更苛刻,這可能是目前為止尚未出現利用快速膜(SPG膜)乳法製備200 nm以下粒子的原因。
目前有關 PLGA 納米粒、微球靶向性研究較多,其內部結構和藥物在其中分布研究較少,因為常用方法如光學顯微鏡、掃描電子顯微鏡和透射電鏡難以看到粒子的內部結構,不能提供微球構成的信
a. 7 min DiR納米粒組;b. 20 min DiR納米粒組;c. 3 h DiR納米粒組;d. 7 min熒光染料DiR對照組;e. 20 min熒光染料DiR對照組;f. 3 h熒光染料DiR對照組;g. 3 h內髒解剖(左納米粒組、右熒光染料對照組)。
激光共聚焦可使焦平麵外結構的散射光減到最低,提高呈像質量,實現對較厚樣品的光學切麵和三維重組[20],並可通過不同的熒光標記物識別微球表麵及內部結構[21-22]。但是共聚焦的本質還是熒光顯微鏡,無法突破光學顯微鏡的極限,無法對隻有幾百納米的粒子進行觀察,因此,本實驗用10 μm膜代替1 μm膜製備粒子,以便於用激光共聚焦直接觀察。就本文而言,熒光物質均勻分布於PLGA微球中,結合掃描電鏡可以推測微球為實心圓球,但仍需進一步實驗驗證;不同理化性質的熒光物質在PLGA中分布可能有所不同,有時可能不在儀器檢測限和靈敏度檢測範圍之內;微球和納米粒性質有所不同,即使原理和方法相同,就單個粒子中熒光物質分布而言,納米粒是否是微球的簡單放大,還需實驗進一步研究。
小動物活體成像研究中,將包載熒光染料的微粒置於小動物活體成像係統下直接觀察時,熒光強度較弱,但將其靜脈注射後,雖然其濃度被稀釋了,但熒光強度卻有所增加,可能是因為DiR作為一種脂溶性染料,當其進入體內脂溶性介質中時反而顯示出較強的熒光。
一般認為納米粒的被動靶向是納米粒-藥物複合體被肝Kupffer細胞捕捉吞噬,通過正常生理過程運送至肝、脾等組織,通過被動靶向即自然靶向實現肝靶向[23]。本實驗製備納米粒的平均粒徑為332.6 nm,小動物活體成像研究表明,其具有較好的肝、脾靶向性。楊安樹[24]通過體外實驗研究納米粒粒徑對巨噬細胞吞噬的影響時,發現納米粒經血清調理後,隨粒徑增大,巨噬細胞對納米粒的吞噬率逐漸升高,粒徑為400 nm左右時,吞噬率最高,粒徑大於400 nm時,變化不明顯。對於肝髒疾病,藥物包載於載體中,可發揮靶向、高效和低毒等優勢,將在今後肝、脾等疾病的診斷和治療中發揮越來越重要的作用。
[參考文獻]
[1] 譚豐蘋,陸彬,楊勳.激光共聚焦顯微鏡法分析載藥微球的結構[J].華西醫大學報,2002,33(3):360.
[2] 張慧,鍾華,許海平,等.熒光成像技術及其在生命科學中的應用[J].氨基酸和生物資源,2014,36(2):32.
[3] Indu B,Sarita H,Mnvr K. PLGA nanoparticles in drug delivery: the state of the art[J]. Crit Rev Therapeut Drug Car Sys,2004,21(5): 387.
[4] 李曉芳,馬豔結,張曉,等.包載熒光探針香豆素-6 的 PLGA 納米粒的製備[J].中國現代應用藥學,2011,28(8):740.
[5] 劉川,許岩,歐陽輝,等. 鹽酸小檗堿自組裝小珠載藥係統的製備與體外評價[J]. 中國中藥雜誌,2013,38(12):1924.
[6] Hu C H,Feng H Z,Zhu C Y. Preparation and characterization of rifampicin-PLGA microspheres/sodium alginate in situ gel combination delivery system[J].Colloids Surf B Biointerfaces,2012,95:162.