JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • النتائج
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

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

يمكن بوليمرات كتلة محبة للجهتين مثل كتلة polyethyleneglycol- حمض -polylactic (PEG- ب PLA) التجمع الذاتي في المذيلات فوق تركيز micellar الحرجة الذين يشكلون النوى مسعور محاطة قذائف ماء في البيئات المائية. جوهر هذه المذيلات يمكن استخدامها لتحميل مسعور، والمخدرات، للذوبان في الماء سيئة مثل DOCETAXEL (دي تي) وeverolimus (EVR). توصيف منهجي لقدرات هيكل مذيلة والتحميل المخدرات مهمة قبل في المختبر والدراسات المجراة يمكن أن تتم. والهدف من هذا البروتوكول الموصوفة هنا هو توفير الخطوات اللازمة لتحقيق توصيف المنتجات micellar موحدة. DTX وEVR يكون الذوبان الجوهرية من 1.9 و 9.6 ميكروغرام / مل على التوالي إعداد هذه المذيلات يمكن تحقيقه من خلال صب المذيبات مما يزيد من الذوبان المائي لDTX وEVR إلى 1.86 و 1.85 ملغ / مل على التوالي. ثباتية الدواء في المذيلات حدة التقييمuated في درجة حرارة الغرفة أكثر من 48 ساعة يشير إلى أن 97٪ أو أكثر من الأدوية يتم الاحتفاظ في الحل. تم تقييم حجم مذيلة باستخدام تشتت الضوء الحيوي، وأشار إلى أن حجم هذه المذيلات كان أقل من 50 نانومتر، ويعتمد على الوزن الجزيئي للبوليمر. تم تقييم الافراج المخدرات من المذيلات باستخدام غسيل الكلى في ظل ظروف الحوض في درجة الحموضة 7.4 عند 37 درجة مئوية خلال 48 ساعة. وتشير النتائج منحنى المناسب أن الإفراج عن المخدرات يقودها عملية الدرجة الأولى مشيرا إلى أنه تم نشر مدفوعة.

Introduction

يمكن بوليمرات كتلة محبة للجهتين مع تكرار بنية مؤلفة من المجالات المائية وغير المائية بشكل عفوي التجمع الذاتي لتشكيل ثلاثة مجالس الجزيئات الأبعاد المعروفة باسم المذيلات البوليمرية. هذه الهياكل الأساسية لها مسعور الداخلي محاطة قذيفة ماء. جوهر مسعور لديه القدرة على دمج العقاقير مسعور إما عن طريق فخ المادي من خلال التفاعلات مسعور أو عن طريق الاقتران الكيميائية إلى العمود الفقري البوليمر. وتوجد العديد من 1 المزايا لاستخدام هذه بوليمرات كتلة لتشكيل المذيلات لتسليم المخدرات. وتشمل هذه إدماج المخدرات ضعيفة الذوبان، وتحسين الدوائية من الأدوية مسجلة، وتوافق مع الحياة و/ أو التحلل البيولوجي للبوليمرات يجعلها بديل آمن للمساعدات الانحلال التقليدية. 2 ميزة أخرى لاستخدام المذيلات البوليمر هي من الغروية حجم الجسيمات، بين 15- 150 نانومتر 3، مما يجعلها جذابة للسلطة الفلسطينيةتسليم renteral. لذلك، على مدى السنوات ال 20 الماضية ظهرت المذيلات البوليمرية كما نظم لتقديم الأدوية قابلة للسيئة المخدرات للذوبان في الماء وخاصة لعلاج السرطان. 3،4

حاليا هناك خمسة تركيبات micellar البوليمرية لعلاج السرطان الذين يخضعون التجارب السريرية. 4 أربعة من المذيلات في التجارب السريرية وبوليمرات diblock تستند PEG-في حين أن الأخير هو من البوليمرات triblock تحتوي على polyethyleneoxide. حجم هذه المذيلات تفاوتت من 20 نانومتر إلى 85 نانومتر. وميزة استخدام البوليمرات PEG تستند هي توافق مع الحياة، ويمكن أن يتوقف على الكتلة الثانية أيضا أن تكون قابلة للتحلل. وقد وضعت مؤخرا نظم لتقديم الأدوية الجديدة على أساس كتلة polyethyleneglycol- حمض -polylactic (PEG- ب -PLA) المذيلات البوليمرية لتسليم المتزامنة من الأدوية المضادة للسرطان متعددة. والمذيلات PEG- ب- جيش التحرير الشعبى الصينى على حد سواء حيويا والقابلة للتحلل. وقد أظهرت هذه المذيلات تحميل كما متعددة من المخدراتتثبيط ynergistic نماذج سرطانات مختلفة في المختبر والمجراة 2،5،6 وتنسجم مع النموذج الحالي لاستخدام أدوية متعددة في العلاج الكيميائي لمنع المقاومة وخفض سمية. ولذلك، فإن هناك قدرا كبيرا من الاهتمام في إعداد وتوصيف هذه الأنظمة تسليم المخدرات micellar للاستخدام في حالات السرطان والحالات المرضية الأخرى.

في العمل دون ذكرناها عملية خطوة بخطوة التي تلك المذيلات يمكن إعداد وتميزت قبل تقييمها في الحالات المرضية من الفائدة. لغرض هذا العمل اثنين سيئة للذوبان وكلاء المضادة للسرطان، وقد تم اختيار DOCETAXEL (دي تي) وeverolimus (EVR). كلا DTX وEVR هي مركبات قابلة للذوبان في الماء سيئة مع الذوبان المياه الجوهرية في 1.9 و 9.6 ميكروغرام / مل على التوالي. واستخدمت 7،8 اثنين PEG- البوليمرات ب -PLA مع الأوزان الجزيئية المختلفة في هذا البروتوكول لبنات البناء لصياغة البوليمر المذيلات،هذه البوليمرات هي PEG 2000 - ب -PLA 1800 (3800 دا) وPEG 4000 - ب -PLA 2200 (6200 دا). وبالتالي يمكن PEG- المذيلات ب -PLA توفير منصة فريدة من نوعها باعتبارها nanocarrier لDTX وEVR فرادى ومجتمعة. المطلوب الكواشف / المواد والمعدات اللازمة لإعداد وتوصيف يتم سرد هذه المذيلات في الجدول 1.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

1. إعداد الفرد ومتعدد المخدرات المذيلات تحميلها بواسطة طريقة الصب المذيبات

  1. تزن خارج DTX 1 ملغ أو EVR 1 ملغ أو كليهما المخدرات في 1 ملغ لكل من المذيلات المخدرات المزدوجة (DDM).
  2. تزن من 15 ملغ من PEG 2000 - ب -PLA 1800 أو PEG 4000 - 2200 ب -PLA لأي فرد أو DDM.
  3. حل المخدرات / المخدرات والبوليمر في 0.5 مل من الأسيتونتريل ومكان في 5 مل قارورة أسفل جولة.
  4. تشكيل رقيقة توزيع المخدرات فيلم البوليمر عن طريق تبخير هذا الدواء (ق) -polymer حل الأسيتونتريل تحت ضغط منخفض باستخدام المبخر الدوار. تعيين المبخر الدوار إلى 100 ​​دورة في الدقيقة، ودرجة حرارة حمام الماء 40 درجة مئوية وضغط الفراغ من 260 مليبار لمدة 5 دقائق تليها الحد إلى 100 ​​مليبار لمدة 3 دقائق أكثر.
  5. ترطيب الفيلم المخدرات البوليمر مع 0.5 مل من الماء منزوع الأيونات في 50 درجة مئوية ويهز بلطف القارورة لتشكيل المذيلات.
  6. تصفية نتيجةجي الحل micellar من خلال مرشح النايلون 0،2 ميكرون لإزالة أي الذائبة الامم المتحدة للمخدرات أو الملوثات في أنبوب 1.5 مل الطرد المركزي.

2. تقييم تحميل المخدرات والاستقرار في المذيلات عن طريق عكس مرحلة عالية الأداء اللوني السائل (RP-HPLC)

  1. إجراء تحليل RP-HPLC مع عمود C8 equilibriated في 40 ° C في وضع isocratic مع الطور المتحرك من الأسيتونتريل / المياه (62/38) تحتوي على 0.1٪ حامض الفوسفوريك و1٪ الميثانول بمعدل تدفق من 1 مل / دقيقة و وحدة تخزين حقن 10 ميكرولتر.
  2. تمييع الطازجة المذيلات (القسم 1) 1: 100 في الطور المتحرك قبل تحليل بواسطة RP-HPLC لتحديد الأولي تحميل المخدرات. متجر المذيلات الفردية غير مخفف وDDM في درجة حرارة الغرفة (25 درجة مئوية) لمدة 48 ساعة وإعداد الطازجة 1: 100 عينة مخففة في الطور المتحرك إلى إعادة تقييم من قبل RP-HPLC وتحديد المخدرات (ق) الاستقرار في المذيلات أكثر من 24 ساعة.
  3. مراقبة DTX وEVR قمم في 227 و 279 نانومتر على التواليمع الاحتفاظ مرات من 1.7 و 5.7 دقيقة على التوالي. أداء جميع القياسات في ثلاث نسخ. البيانات الحالية كما تحميل يعني ± SD المخدرات.

3. تقييم مذيلة حجم الجسيمات التي تشتت الضوء الحيوي (DLS)

  1. تمييع الطازجة المذيلات (كما هو موضح في القسم 1) في الماء منزوع الأيونات في نسبة 01:20 لتسفر عن تركيز البوليمر النهائي من 1.5 ملغ / مل.
  2. قياس كثافة وني الليزر (633 نانومتر) في 173 درجة لتحديد نثر. أداء جميع القياسات في 25 ° C التالية قبل الموازنة لمدة 2 دقيقة.
  3. أداء جميع القياسات في ثلاث نسخ. البيانات الحالية كما يعني Z-متوسط ​​حجم ± SD جنبا إلى جنب مع مؤشر التشتت المتعدد (PDI) للتوزيع.

تقييم 4. في المختبر المخدرات بيان من فرد المذيلات وDDM

  1. إعداد المذيلات الفردية وDDM كما هو موضح في القسم 1. تحميل 2.5 مل من المذيلات إلى شريط 3 مل غسيل الكلى معالوزن الجزيئي قطع (MWCO) من 7000 غ / مول.
    ملاحظة: تم اختيار هذا MWCO لتمكين المخدرات مجانية (ق) جنبا إلى جنب مع جزيئات البوليمر غير المصاحب لنزع فتيل بحرية من الكاسيت وبالتالي ضمان ظروف الحوض.
  2. وضع أشرطة في 2.5 L من 10 ملي درجة الحموضة 7.4 العازلة الفوسفات (عن طريق تمييع الأسهم 200 ملي حل أعدت) وتغيير المخزن المؤقت كل ساعة 3 لضمان ظروف الحوض. الحفاظ على درجة حرارة المخزن المؤقت في 37 درجة مئوية طوال مدة التجربة.
  3. في 0، 0.5، 1، 2، 3، 6، 9، 12، 24، و 48 ساعة، سحب 150 ميكرولتر من الحل في الكاسيت واستبدالها مع 150 ميكرولتر من العازلة الطازجة.
  4. تحليل العينات باستخدام RP-HPLC النحو المنصوص عليه في الباب 2 لتحديد تركيز الدواء. منحنى تناسب المخدرات (ق) عن بيانات على أساس نموذج الانتشار البسيط مع جمعية المرحلة الأولى الأسي باستخدام برنامج stastitical.
  5. حساب الوقت اللازم للوصول إلى 50٪ من الافراج عن المخدرات (ر 1/2) من البريدمنظمة العمل ضد الجوع المخدرات في المذيلات الفردية أو DDM على أساس منحنى المناسب. أداء جميع القياسات في أربعة توائم.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

النتائج

DTX الفردي أو المذيلات EVR وDTX وEVR DDM في PEG- ب -PLA تصاغ المذيلات بنجاح في أي PEG 4000 - ب -PLA 2200 أو PEG 2000 - ب -PLA 1800 (الشكل 1).

أظهر DTX، EVR، وDDM الاستقرار مماثل في PEG 4000 - ب -PLA 2200 أو PEG 2000...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

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...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

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.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
PEG2000-b-PLA1800Advanced Polymer Materials, Inc6-01- PLA/2000PLA MW can be specified on ordering
PEG4000-b-PLA2200Advanced Polymer Materials, Inc6-01- PLA/4000PLA MW can be specified on ordering
DocetaxelLC LaboratoriesD-1000100 mg
EverolimusLC LaboratoriesE-4040100 mg
AcetonitrileEMD/VWREM-AX0145-1HPLC grade; 4 L
Round bottom flask Glassco/VWR89426-4965 ml
RV 10 Control Rotary EvaporatorsIKA Works8025001Rotoevaporator
Shimadzhu HPLC with DAD detectorShimadzhuRP-HPLC
Slide-a-lyzer dialysis casette MWCO 7000Thermo Scientific, Inc663703 ml
Phosphate buffer pH 7.4, 200 mMVWR100190-870500 ml
Malvern NanoZSMalvern Instruments, UKDLS
Nylon filterAcrodisc/VWR28143-24213 mm; 0.2µM
Phosphoric acid, NFSpectrum Chemical/VWR700000-626100 ml
GraphPad Prismwww.graphpad.comAnalysis software
Zorbax SB-C8 Rapid Resolution cartridge Agilent Technologies866953-9064.6 ×75 mm, 3.5 μm

References

  1. 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).
  2. 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).
  3. Adams, M. L., Lavasanifar, A., Kwon, G. S. Amphiphilic block copolymers for drug delivery. J Pharm Sci. 92, 1343-1355 (2003).
  4. Oerlemans, C., et al. Polymeric micelles in anticancer therapy: targeting, imaging and triggered release. Pharm Res. 27, 2569-2589 (2010).
  5. Shin, H. C., et al. A 3-in-1 polymeric micelle nanocontainer for poorly water-soluble drugs. Mol Pharm. 8, 1257-1265 (2011).
  6. 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).
  7. Mazzaferro, S., et al. Bivalent sequential binding of docetaxel to methyl-beta-cyclodextrin. Int J Pharm. 416, 171-180 (2011).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. 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).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

102 nanocarriers

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved