使用微射流均質機制備紫杉醇白蛋白納米粒

使用微射流均質機制備紫杉醇白蛋白納米粒

摘要：目的 我們使用微射流均質機制備了紫杉醇白蛋白納米粒，是否可以獲得穩定的樣品。方法 通過查閱多騙你相關文獻，對可能影響紫杉醇白蛋白結果的因素進行了分析。結果 在本研究中，我們發現，在均質3次后，可以明顯的發現尾端大粒子在逐漸的減少。 使用相同的工藝制備三批樣品，平均粒徑為151.4nm，150.5nm，161.8nm。結論 微射流均質機為制備紫杉醇白蛋白的選擇。

關鍵詞：紫杉醇白蛋白，微射流均質機，粒徑，粒度儀

1、 紫杉醇概述

紫杉醇 (paclitaxel)是從紅豆杉科紅豆杉屬(Taxus)植物的樹皮中提取得到的二萜類化合物。純品紫杉醇為白色結晶粉末，分子式為C47H51NO14，相對分子質量為853.92，具有高度的親脂性，易溶于氯、乙醇等有機溶劑，難溶于水。經臨床驗證，紫杉醇具有良好的抗腫瘤作用，特別是對癌癥發病率較高的卵巢癌、子宮癌和乳腺癌等有*，被認為是人類未來 20 年間有效的抗癌藥物之一。但紫杉醇難溶于水的性質嚴重阻礙了其在臨床治療中的應用。為了解決其在靜脈注射中的難題， 人們不得不在注射劑中加入表面活性劑聚氧乙烯蓖麻油(Cremophor EL， Cr EL)。目前在臨床常用的Taxol 為 6 mg /mL 的紫杉醇混合于 Cremophore EL及無水乙醇(1∶ 1) 媒介中。市售的紫杉醇注射液Taxol 由于含有的表面活性劑 Cr EL，毒性很大，進入體內容易發生溶血，出現嚴重的過敏反應。

白蛋白納米粒是以白蛋白為基質的納米級微粒。白蛋白屬于內源性天然產物，具有安全無毒、無免疫原性、可生物降解、生物相容性好等優點。而且納米粒載體系統又具備*的靶向性、緩控釋特性和保護藥物作用［3］ 。因此， 將白蛋白納米粒運用于紫杉醇的體內傳遞與癌癥治療已成為近年來研究的熱點。通過將內源性白蛋白與紫杉醇的結合， 所制得的納米粒子不僅克服了紫杉醇難溶于水的缺點，也避免了使用 Cr EL 和吐溫 80 等輔料帶來的毒副作用。同時，其載藥量顯著高于 Taxol， 且具有一定的緩釋效果，具備更好的抗腫瘤療效。目前，已經并臨床用于乳腺癌治療的紫杉醇白蛋白混懸(Abraxane)，以其良好的生物相容性， 可生物降解、無免疫原性，以及更好的抗腫瘤效果，為臨床上癌癥的控制與治療提供了有效的解決方案。

2、 材料與方法

實驗材料：

紫杉醇、人血白蛋白、生理鹽水。

實驗設備：

中試型高壓微射流均質機（PSI-20高壓微射流均質機，意大利PSI均質機公司），配備75微米（E101D，G10Z）孔徑“Z型”通道金剛石交互容腔（均質腔）、納米粒度儀（Z3000，美國PSS公司）、全自動顆粒計數器（A7000AD，美國PSS公司）。

實驗步驟：

在本研究中，我們使用PSI-20微射流均質機（圖1a）來制造紫杉醇白蛋白型納米粒。為了防止交互容腔堵塞，以及獲得更好的樣品，需要必要的前處理，使用高剪切分散劑處理5min左右，然后使用微射流均質機進行下一步處理，在加入物料前先用去離子水預充滿高壓回路，將初乳緩慢加入杯，高壓泵驅動(20 kpsi)通過微型Y形交互容腔 (圖1b)。因此，微米級的初乳被進一步均質成為紫杉醇白蛋白納米粒（圖1c）。相同的處方工藝下制備三批樣品。

圖1 （a）PSI-20高壓微射流均質機，（b）Y型金剛石交互容腔內部概念圖，（c）交互容腔內部的細小變化。

3、 結果與討論

通過本方法制備的紫杉醇白蛋白納米粒，使用納米粒度儀測試平均粒徑的結果為151.7nm、150.5nm、167.2nm，三次的粒徑結果比較穩定（圖2），但是第三次粒徑有所增大。

第三次粒度增加的原因可能是：1、前處理樣品沒有通過設備進行標定，沒有進行粒徑和尾端大粒子的測試，所以由于前處理的微小差距有可能大致終樣品的粒徑差異。2、前處理過程中產生了的氣泡，由于定子轉子的分散機導致，為了制得更好的更穩定的樣品，所以可以使用其他方式的前處理設備。3、整個過程中都需要對樣品進行溫度控制，但是第三次的時候發現制作過程中，樣品的溫度明顯高于前兩次。PSI均質機具有溫度和壓力檢測系統，可以全方面的掌控細微的壓力和溫度變化。（圖3）

圖2 紅色為首批，藍色為第二批，綠色為第三批

圖3 溫度、均質壓力檢測系統

使用顆粒計數器對第二批樣品第1次、第2次、第3次進行測試，結果表明（圖3）：均質第三次尾部的大顆粒神奇的“消失”了。所有均質三次可以滿足要求。

圖4 藍色為均質第1次，紅色為均質第2次，黑色為均質第3次

4、 結論

綜上所述，我們發現微射流均質機制備的紫杉醇白蛋白納米粒在相同處方方法下得到了粒徑比較穩定的結果。PSI-20微射流均質機的效率非常高，均質3次就可以處理掉尾端的大顆粒，得到比較好的結果，這個是其他設備無法達到的。

查詢相關資料，發現白蛋白納米粒制備好后，需要通過凍干機制成粉末，這樣才能夠長時間的保存，所以在制備過程中，時間過長或者溫度過高都會導致樣品的損壞。采用PSI-20這種制備方法避免這樣情況的發生。微射流是一種動態的高壓均質化過程，其產生的液體速度為400 m/s，并對固體顆粒施加高剪切速率(>107 s⁻¹)。并且這些剪切速率比傳統的基于轉子或其他均質技術的剪切速率高幾個數量級。它很容易通過平行添加微通道進行擴展，從實驗型/中試型PSI-20到生產型PSI-infinity，能夠100%的放大生產，并且由于infinity的理念，使得大批量紫杉醇白蛋白生產成為了可能。