La polimerización aniónica de un copolímero anfífilo para la Preparación de micelas de copolímeros de bloques estabilizados por interacciones de apilamiento π-pi
Summary
Se describen los pasos clave de polimerización aniónica viviente de fenilglicidiléter (PheGE) de metoxi-polietilenglicol (mPEG b -PPheGE). Las micelas de copolímero de bloque resultante (BCMS) fueron cargados con doxorrubicina 14% (% en peso) y la liberación sostenida de fármaco durante 4 días bajo fisiológicamente se obtuvieron condiciones pertinentes.
Abstract
En este estudio, un copolímero anfifílico que incluye un bloque de formación del núcleo con grupos fenilo se sintetizó por polimerización aniónica viviente de éter fenil glicidílico (PheGE) en metoxi-polietilenglicol (mPEG b -PPheGE). Caracterización del copolímero reveló una estrecha distribución molecular (PDI <1,03) y confirmó el grado de polimerización de 122 mPEG – b – (PheGE) 15. Se evaluó la concentración micelar crítica del copolímero usando un método de fluorescencia establecido con el comportamiento de agregación evaluadas por dispersión de luz dinámica y la microscopía electrónica de transmisión. El potencial del copolímero para uso en aplicaciones de administración de fármacos se evaluó de manera preliminar incluyendo biocompatibilidad in vitro, la carga y la liberación de la doxorrubicina, un medicamento anticancerígeno hidrófobo (DOX). Una formulación micelar estable de DOX fue preparado con niveles de carga de drogas hasta el 14% (% en peso), la carga de fármaco efficicias> 60% (w / w) y de liberación sostenida de fármaco durante 4 días bajo condiciones fisiológicamente pertinentes (pH ácido y neutro, la presencia de albúmina). El nivel de carga de fármaco de liberación sostenida y se atribuye a la estabilización de las interacciones pi-π entre DOX y el bloque de formación del núcleo de las micelas.
Introduction
En medios acuosos, los copolímeros de bloques anfifílicos se reúnen para formar micelas de copolímeros de bloque de tamaño nanométrico (BCMS) que consisten en un núcleo hidrofóbico rodeado por una envoltura hidrofílica o corona. El núcleo de la micela puede servir como un depósito para la incorporación de fármacos hidrófobos; mientras que, la corona hidrófilo proporciona una interfaz entre el núcleo y el medio externo. El poli (etilenglicol) (PEG) y sus derivados son una de las clases más importantes de los polímeros y uno de los más ampliamente utilizados en la formulación del fármaco. 1-3 BCM han demostrado ser una plataforma de administración de fármacos digno con varias formulaciones de confiar en este tecnología ahora en desarrollo clínico etapa tardía. 4 por lo general, el bloque hidrófobo del copolímero se compone de policaprolactona, poli (D, L-lactida), poli (óxido de propileno) o poli (β-bencil-L-aspartato). 5 -9
El grupo de Kataoka investigó micelas esféricas formadas a partir de PEO b </em> -PBLA Y poli (óxido de etileno) – b -. (Ácido poliaspártico conjugado con doxorrubicina) para la entrega de la doxorrubicina (DOX) 10,11 En sus informes, que proponen que las interacciones π-pi entre el fármaco conjugado con polímero o PBLA y libre de DOX actuar para estabilizar el núcleo de la micela resulta en aumentos de la carga de fármaco y la retención. Se establece que la compatibilidad o la interacción entre un fármaco y el bloque de formación del núcleo son factores determinantes de los parámetros clave relacionados con el rendimiento. 12 Además de DOX, un número de la terapéutica del cáncer incluyen anillos aromáticos dentro de su estructura de núcleo (por ejemplo, metotrexato, olaparib, SN -38).
Como resultado, existe un interés significativo en la síntesis de copolímeros que incluyen anillos de bencilo en sus bloques que forman el núcleo. Polimerización por apertura de anillo aniónica de PEG y sus derivados permiten el control sobre el peso molecular y el resultado en materiales de baja polidispersidad con buen rendimiento. 13,14 éthylene con óxido de fenilglicidiléter (PheGE) u óxido de estireno (SO) puede ser (co) polimeriza para formar copolímeros de bloque que forman micelas para la solubilización de fármacos hidrófobos. 15-18 El presente informe se describen los pasos necesarios para vivir polimerización aniónica de fenil glicidilo monómero de éter de mPEG-OH como macroiniciador (Figura 1). El copolímero de bloque resultante y sus agregados se caracterizan a continuación en términos de propiedades de relevancia para su uso en la administración de fármacos.
Protocol
Representative Results
Discussion
Debido al buen control de la polimerización aniónica que ofrece más de peso molecular que es uno de los procesos más aplicados en la industria para la preparación de polímeros basados en monómeros de oxirano (PEG y PPG). Las condiciones óptimas y estrictas deben ser utilizados para que se logre la polimerización éxito. rigurosa purificación de todos los reactivos y aparatos apropiados son esenciales para el carácter vivo de la síntesis. Limitaciones de la configuración actual se asocian generalmente …
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
CA acknowledges a Discovery grant from the Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada. CA acknowledges a Chair in Pharmaceutics and Drug Delivery from GSK. The authors declare no competing financial interest.
Materials
| DMEM/HAMF12 | Gibco, Life Technologies | 12500 | Supplemented with 10%FBS. Warm in 37 °C water bath |
|||||
| Trypsin-EDTA(0.25%) | Sigma-Aldrich | T4049 | Warm in 37 °C water bath | |||||
| Fetal bovine serum (FBS) | Sigma-Aldrich | F1051 | Canada origin | |||||
| MDA-MB-468 cell line | ATCC | HTB-132 | ||||||
| MTS tetrazolium reagent | PROMEGA | G111B | ||||||
| Phenazine ethosulfate (PES) | Sigma-Aldrich | P4544 | >95% | |||||
| mPEG5K (Mn 5400 g/mol) | Sigma-Aldrich | 81323 | PDI=1.02 | |||||
| Dimethylsolfoxide (DMSO) | Sigma-Aldrich | D4540 | >99.5% | |||||
| Naphthalene | Sigma-Aldrich | 147141 | >99% | |||||
| Phenyl glycidyl ether | Sigma-Aldrich | A32608 | >85% | |||||
| Benzophenone | Sigma-Aldrich | 427551 | >99% | |||||
| Potassium | Sigma-Aldrich | 451096 | >98% | |||||
| Tetrahydrofuran | Caledon Laboratory Chemicals | 8900 1 | ACS | |||||
| Hexane | Caledon Laboratory Chemicals | 5500 1 | ACS | |||||
| Calcium hydride (CaH2) | ACP | C-0460 | >99.5% | |||||
| Diethyl Ether | Caledon Laboratory Chemicals | 1/10/4800 | ACS | |||||
| Microplate reader | BioTek Instruments | |||||||
| Differential scanning calorimetry (DSC) | TA Instruments Inc | DSC Q100 | ||||||
| Gel permeation chromatography (GPC) | Waters | 2695 separation moldule / 2414 detector | 2 Columns: Agilent Plgel 5µm Mixed-D | |||||
| NMR spectroscopy | Varian Mercury 400MHz | |||||||
| Chloroform-d | Sigma-Aldrich | 151858 | 99.96% | |||||
| DMSO-d | Sigma-Aldrich | 156914 | 99.96% | |||||
| Vaccum pump | Gardner Denver Welch Vacuum Tech, Inc. | Ultimate pressure 1.10-4 torr | ||||||
| Drierit with indicator, 8 mesh | Sigma-Aldrich | 238988 | Regenerated at 230°C for 2 hrs | |||||
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