Hazırlanması ve Bireysel Karakterizasyonu ve Multi-ilaç Fiziksel, polimerik misellerin Entrapped Loaded
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
Polietilenglikol blok -polylactic asit (PLA b- PEG) gibi bir amfifilik blok kopolimerleri, sulu ortamlarda hidrofilik kabuğuyla çevrelenmiş hidrofobik çekirdekler oluşturulmasını kritik misel konsantrasyonunun üzerinde miseller halinde kendi kendine birleşebilen olabilir. Bu misellerin çekirdek dosetaksel (DTX) ve everolimus (EVR) gibi hidrofobik, suda çözünürlüğü zayıf olan ilaçların yüklemek için kullanılabilir. Misel yapısı ve ilaç yükleme özellikleri sistematik karakterizasyonu yapılabilir in vitro ve in vivo çalışmalar önce önemlidir. Bu tarifnamede tarif edilen protokol amacı standart misel ürünler elde etmek için gerekli olan karakterizasyon adımları sağlamaktır. DTX ve EVR, sırasıyla, bu misellerin hazırlanışı, sırasıyla 1.86 ve 1.85 mg / ml için DTX ve EVR suda çözünürlüğünü arttırır solvent döküm yoluyla elde edilebilir ml / 1.9 ve 9.6 ug içsel çözünürlüklere sahiptir. Eval miseller ilaç stabilitesi48 saat boyunca oda sıcaklığında değerlendirmeler yapılmıştır ilaçların% 97 ya da daha fazla çözelti içinde muhafaza ettiğini göstermektedir. Misel boyutu, dinamik ışık saçılması ile değerlendirildi ve bu misellerin büyüklüğü 50 nm'nin altında ve polimerin molekül ağırlığına bağlı olduğu belirtilmiştir. Misellerin gelen ilaç salım 48 saat içinde 37 o C'de pH 7.4'te lavabo koşullarında diyaliz kullanılarak değerlendirildi. Eğri uydurma sonuçlar ilaç salım difüzyon tahrik belirten birinci dereceden bir işlem tarafından tahrik edilir olduğunu göstermektedir.
Introduction
Hidrofilik ve hidrofobik alanlardan oluşur yinelenen yapısına Amfifilik blok kopolimerleri kendiliğinden polimerik miseller olarak bilinen üç boyutlu bir makro-moleküler derlemeleri oluşturmak üzere kendi kendine birleşebilen olabilir. Bu yapılar, bir hidrofilik kabuk tarafından çevrelenmiş bir iç hidrofobik bir çekirdeğe sahiptir. Hidrofobik merkez fiziksel olarak yakalanmalarında hidrofobik etkileşimler yoluyla ya da polimer omurgasına kimyasal konjügasyon yoluyla hidrofobik ilaçların da kapsama alınması için yeteneği vardır. 1 Bir çok avantajı, ilacın verilmesi için miselleri meydana getirmek üzere, bu blok kopolimerleri kullanarak bulunmaktadır. Bu polimerlerin az çözünen ilaçların birleşme, dahil ilaçların farmakokinetik özelliklerini iyileştirmek ve biyo-uyumluluk ve / veya biyo-bozunabilirlik içerir olanağına klasik çözünür hale güvenli bir alternatif yapar. 2, polimerik miseller kullanmanın bir diğer avantajı 15- arasında kendi kolloidal parçacık büyüklüğü olan pa için onları çekici hale 150 nm 3,eksipiyanlar teslimat. Bu nedenle, son 20 yılda, polimerik miseller, özellikle kanser terapisi için suda zayıf çözünür ilaçlar için uygun bir ilaç verme sistemleri olarak ortaya çıkmıştır. 3,4
Son polietilenoksit içeren bir üç bloklu kopolimer ise şu anda klinik denemeler geçiren kanser tedavisi. Klinik çalışmalarda misellerin 4 Four için beş polimerik misel formülasyonları PEG-bazlı çift bloklu kopolimerleri bulunması halinde. Bu misellerin büyüklüğü 20 nm ila 85 nm için değiştirilebilir. PEG bazlı polimerlerin kullanılmasının avantajı, bunların biyolojik uyumluluk ve ikinci blokta bağlı olarak biyo-bozunabilir de olabilir. Polietilenglikol blok -polylactic asit (-PLA b PEG), polimerik miseller göre en son yeni ilaç verme sistemleri birden fazla anti-kanser ilaçları eş zamanlı verilmesi için geliştirilmiştir. PEG-PLA b- misellerin bir biyouyumlu ve biyobozunur her ikisi de. Yüklenen miseller olarak göstermiştir bu çoklu ilaçynergistic vitro ve in vivo 2,5,6 farklı kanser modelleri önlenmesi ve direncini önleme kemoterapide birden fazla ilaç kullanan ve toksisiteyi düşürmek mevcut paradigma uyum sağlar. Bu nedenle, hazırlanması ve kanser ve diğer hastalık durumlarında kullanılmak üzere bu misel ilaç taşıyıcı sistemleri karakterize bir ilgi çok şey var.
Çalışmada bu tür misel hazırlanmış ve ilgi hastalık durumlarında onları değerlendirilmeden önce karakterize edilebilir bir adım-adım süreci ana hatlarıyla aşağıda. Bu çalışmanın amacı için iki zayıf çözünen anti-kanser ajanları, dosetaksel (DTX) ve everolimus (EVR) seçilmiştir. DTX ve EVR Hem sırasıyla ml / 1.9 ve 9.6 ug içsel su çözünürlük ile suda az çözünen bileşiklerdir. Farklı moleküler ağırlıklara sahip 7,8 İki PEG b -PLA polimerler formüle polimer yapı taşları olarak bu protokolü kullanılmıştır miseller,-PLA 1800 (3800 Da) ve PEG 4000 b – – -PLA 2200 (6200 Da) b bu polimerler PEG 2000 bulunmaktadır. PEG-b -PLA miseller, bu nedenle DTX ve EVR tek tek ve kombinasyon halinde bir nanocarrier olarak benzersiz bir platform sağlar. Gerekli Reaktifler / Malzeme ve Ekipmanları hazırlamak ve bu misel Tablo 1'de belirtilmiştir karakterize gerekiyordu.
Protocol
Representative Results
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…
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.
Materials
| PEG2000-b-PLA1800 | Advanced Polymer Materials, Inc | 6-01- PLA/2000 | PLA MW can be specified on ordering |
| PEG4000-b-PLA2200 | Advanced Polymer Materials, Inc | 6-01- PLA/4000 | PLA MW can be specified on ordering |
| Docetaxel | LC Laboratories | D-1000 | 100 mg |
| Everolimus | LC Laboratories | E-4040 | 100 mg |
| Acetonitrile | EMD/VWR | EM-AX0145-1 | HPLC grade; 4 L |
| Round bottom flask | Glassco/VWR | 89426-496 | 5 mL |
| RV 10 Control Rotary Evaporators | IKA Works | 8025001 | Rotoevaporator |
| Shimadzhu HPLC with DAD detector | Shimadzhu | RP-HPLC | |
| Slide-a-lyzer dialysis casette MWCO 7000 | Thermo Scientific, Inc | 66370 | 3 mL |
| Phosphate buffer pH 7.4 200 mM | VWR | 100190-870 | 500 mL |
| Malvern NanoZS | Malvern Instruments, UK | DLS | |
| Nylon filter | Acrodisc/VWR | 28143-242 | 13 mm; 0.2µM |
| Phosphoric acid, NF | Spectrum Chemical/VWR | 700000-626 | 100 mL |
| GraphPad Prism | www.graphpad.com | Analysis software | |
| Zorbax SB-C8 Rapid Resolution cartridge | Agilent Technologies | 866953-906 | 4.6 ×75mm, 3.5 micron |
References
- 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).
- 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).
- Adams, M. L., Lavasanifar, A., Kwon, G. S. Amphiphilic block copolymers for drug delivery. J Pharm Sci. 92, 1343-1355 (2003).
- Oerlemans, C., et al. Polymeric micelles in anticancer therapy: targeting, imaging and triggered release. Pharm Res. 27, 2569-2589 (2010).
- Shin, H. C., et al. A 3-in-1 polymeric micelle nanocontainer for poorly water-soluble drugs. Mol Pharm. 8, 1257-1265 (2011).
- 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).
- Mazzaferro, S., et al. Bivalent sequential binding of docetaxel to methyl-beta-cyclodextrin. Int J Pharm. 416, 171-180 (2011).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
