Summary

π-πスタッキング相互作用によって安定化されたブロック共重合体ミセルの調製のための両親媒性共重合体のアニオン重合

Published: October 10, 2016
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Summary

メトキシポリエチレングリコール(MPEG-B -PPheGE)のフェニルグリシジルエーテル(PheGE)のリビングアニオン重合の重要なステップが記載されています。得られたブロック共重合体ミセル(のBCM)は、生理学的に関連する条件が得られた下で4日間にわたってドキソルビシン14%(重量%)と薬物の徐放を装填しました。

Abstract

本研究では、フェニル基を有するコア形成ブロックを含む両親媒性コポリマーは、メトキシポリエチレングリコール(MPEG-Bは-PPheGE)のフェニルグリシジルエーテル(PheGE)のリビングアニオン重合によって合成しました。共重合体の特性は、狭い分子量分布(PDI <1.03)を明らかにしたmPEG 122の重合度確認- B(PheGE)15。共重合体の臨界ミセル濃度は、動的光散乱法と透過電子顕微鏡により評価凝集挙動を確立蛍光法を用いて評価しました。薬物送達用途における使用のためのコポリマーの電位は、インビトロ 、生体適合性、ロードおよび疎水性の抗癌剤ドキソルビシン(DOX)の放出を含む予備的方法で評価しました。 DOXの安定なミセル製剤は、薬物efficiをロードする、14%(重量%)までの薬物負荷レベルを用いて調製しました。> 60%(w / w)の、および生理学的に関連する条件(酸性および中性pH、アルブミンの存在)下で4日間にわたる薬物の徐放encies。高い薬物負荷レベルおよび持続放出は、DOXおよびミセルのコアを形成するブロック間のπ-π相互作用を安定させることに起因します。

Introduction

水性媒体中で、両親媒性ブロックコポリマーは、親水性シェルまたはコロナによって囲まれた疎水性コアから成るナノサイズのブロック共重合体ミセル(のBCM)を形成するために集合します。ミセルのコアは、疎水性薬物の取り込みのためのリザーバとして役立つことができます。一方、親水性コロナは、コアと外部媒体との間のインタフェースを提供します。ポリ(エチレングリコール)(PEG)およびその誘導体は、ポリマーの最も重要なクラスの一つで最も広く薬物製剤に使用されるのである。1-3のBCMは、これに依存するいくつかの製剤と値する薬物送達プラットフォームであることが証明されています技術現在後期臨床開発4において最も一般的には、共重合体の疎水性ブロックは、ポリカプロラクトン、ポリ(D、L-ラクチド)、ポリ(プロピレンオキシド)またはポリ(β-ベンジル-L-アスパラギン酸)から構成されている。5 -9

片岡さんのグループは、PEO- bから形成された球状ミセルを調査しました</em> -PBLAおよびポリ(エチレンオキシド) – B – 。ドキソルビシンの送達のための(ポリアスパラギン酸抱合ドキソルビシン)(DOX)、それらのレポートでは10,11、それらはポリマー結合薬剤またはPBLA間のπ-π相互作用を提唱しましたそして、自由DOXは、薬物負荷および保持の増加が得られたミセルのコアを安定させるように作用します。薬物およびコア形成ブロックとの間の互換性や相互作用が重要なパフォーマンス関連のパラメータの決定因子であることが確立されている。12 DOXに加えて、癌治療薬の数は、そのコア構造( 例えば 、メトトレキサート、olaparib、SN内に芳香環を含みます-38)。

その結果、それらのコアを形成するブロック中のベンジル環を含む共重合体の合成における重要な関心があります。 PEGおよびその誘導体のアニオン開環重合は、分子量の制御を可能にし、良好な収率で低い多分散性の材料になる。13,14 Ethyleをフェニルグリシジルエーテル(PheGE)またはスチレンオキシドとね酸化物(SO)(共)することができ、疎水性薬物の可溶化のためのミセルを形成するブロック共重合体を形成するために重合。15-18現在のレポートは、フェニルのリビングアニオン重合をするために必要な手順を説明しますマクロ開始剤としてのmPEG-OH上のエーテルモノマーをグリシジル( 図1)。得られたブロック共重合体及びその凝集体は、その後、薬物送達に使用するための関連性の性質の点で特徴づけられます。

Protocol

MPEG-bは -PPheGE共重合体の製造における9重要なステップを示す図1の回路図。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。 乾燥条件下で試薬の調製 試薬の調製。 使用前に48時間、真…

Representative Results

ドキソルビシンのローディングのためのブロック共重合体ミセルの調製のために (PheGE)15図は、ナフタレンカリウムを用いたmPEGのヒドロキシル基の脱プロトン化を示す図であるMPEG – マクロ開始剤のフェニルグリシジルエーテルのアニオン重合の 図3…

Discussion

アニオン重合は、分子量の上に提供し、良好なコントロールには、オキシラン単量体(PEG及びPPG)をベースとするポリマーを製造するための、業界で最も適用されたプロセスの一つです。最適かつストリンジェントな条件を達成することに成功し、重合のた​​めに使用されなければなりません。すべての試薬および適切な装置の厳密な精製は、合成のリビング特性のために不可欠です。現?…

Declarações

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

Referências

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Le Dévédec, F., Houdaihed, L., Allen, C. Anionic Polymerization of an Amphiphilic Copolymer for Preparation of Block Copolymer Micelles Stabilized by π-π Stacking Interactions. J. Vis. Exp. (116), e54422, doi:10.3791/54422 (2016).

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