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黄芩苷(BAN)是从唇形科植物黄芩根茎中提取出来的一种黄酮类成分,具有抗炎、抗菌、抗氧化、抗过敏、抗肿瘤等多种药理作用。但黄芩苷水溶性差,药物利用率低,在碱性溶液中不稳定易降解,限制了其临床应用。两亲性嵌段聚合物聚乙二醇-聚己内酯(PEG-PCL)具有生物相容性,可自组装形成不同结构的聚合物纳米载体,能解决药物水溶性差和稳定性差的问题,还能通过缓释和EPR效应达到减毒增效的作用。本课题以黄芩苷为模型药物,两种分子量的PEG-PCL为载体,构建了聚合物纳米粒载药系统(BAN-PEG-PCL-NPs),期望改善黄芩苷的水溶性和稳定性,提高其生物利用度。具体内容如下:1.透析法制备载黄芩苷的PEG-PCL聚合物纳米粒,该方法利用黄芩苷与疏水链的相互作用,通过物理包裹将黄芩苷载入纳米粒中。首先比较10000和7500两种分子量的PEG-PCL制备的纳米粒粒径和外观,发现10000分子量的PEG-PCL制备的载黄芩苷的聚合物纳米粒(BAN-PEG5000-PCL5000-NPs)粒径均匀,状态更稳定。以粒径、包封率和载药量为指标,正交实验得到的最优处方工艺为:透析温度25℃,搅拌时间2 h,初始水体积4 mL,投料比3:10,载体浓度8 g/L。以最佳处方工艺制备的样品粒径均一,平均粒径48.2±2.4 nm,多分散指数(PDI)0.115,Zeta电位-6.08 mV,包封率和载药量分别达到62.34%和15.8%,BAN-PEG5000-PCL5000-NPs在水中的溶解度与黄芩苷相比增加了22倍。油镜下观察到纳米粒呈圆球形,且中部有透明空腔。差示扫描量热法(DSC)显示黄芩苷成功载入纳米粒中,且由结晶态转变为无定型态。BAN-PEG5000-PCL5000-NPS具有明显的缓释作用,48h累积释放55.3%,体外释药数据与Ritger–Peppas模型拟合度较高。2.薄膜水化制备载黄芩苷的PEG-PCL聚合物纳米粒,该方法以黄芩苷PBS缓冲液为水化液,将黄芩苷溶于PBS缓冲液后载入纳米粒中,避免了黄芩苷水溶性差的问题。首先比较10000和7500两种分子量的PEG-PCL制备的纳米粒粒径和外观,发现7500分子量的PEG-PCL制备的载黄芩苷的聚合物纳米粒(BAN-PEG2500-PCL5000-NPs)粒径均匀,具有明显乳光。以粒径、包封率和载药量为指标,正交实验优化得到最佳处方工艺为:水化温度25℃,投料比3:8,载体浓度5.33 g/L,水化液体积5 mL。以最佳处方工艺制备的纳米粒样品溶液,平均粒径108.3±2.23nm,多分散指数PDI值为0.168,Zeta电位-2.52 mV,包封率和载药量分别达到77.23%和22.4%。油镜下观察到该纳米粒呈圆球状,中部有透明空腔。红外吸收光谱(FT-IR)显示,药物与载体材料相互作用,载体材料由结晶态转变为无定型态,验证了载药系统的形成。该载药系统隔绝了黄芩苷与外界环境接触,与PBS缓冲液相比,黄芩苷在纳米粒中的稳定性提高。BAN-PEG2500-PCL5000-NPS的油水分配系数logP从-1.500增大到-0.889,提高了黄芩苷的生物膜渗透性。体外释药研究显示,与对照组相比,该纳米粒具有明显的缓释效果。3.黄芩苷PEG-PCL纳米载药系统的体外抗菌和抗肿瘤活性分别用金黄色葡萄球菌和乳腺癌细胞(MCF-7)进行研究。与黄芩苷相比,BAN-PEG5000-PCL5000-NPs和BAN-PEG2500-PCL5000-NPs均保持了抑制金黄色葡萄球菌生长的活性,且由于缓释作用,黄芩苷浓度增大到4000μg/mL时载药纳米粒表现出更强的抗菌活性。细胞摄取定性实验研究显示,4h内MCF-7细胞对聚合物纳米粒的摄取量高于小分子荧光物质,抗肿瘤活性测定结果显示,PEG-PCL对MCF-7细胞无毒性,而所有样品抑制MCF-7细胞具有时间依赖性和浓度依赖性,2000μg/ml浓度下BAN-PEG5000-PCL5000-NPs和BAN-PEG2500-PCL5000-NPs对MCF-7细胞的杀伤力比黄芩苷更强。以上研究结果表明,黄芩苷PEG-PCL聚合物纳米载药系统提高了黄芩苷的抗菌和抗肿瘤效果。综上所述,本课题构建的载黄芩苷PEG-PCL聚合物纳米载药系统,改善了黄芩苷的水溶性,提高了黄芩苷的生物膜渗透性,可以被细胞大量摄取,从而提高药物的生物利用率。