PLGA纳米粒及其在生物医学领域的应用潜力

聚乳酸-羟基乙酸(polylactic-co-glycolic acid, PLGA)是由单体乳酸和羟基乙酸构成的具有良好的可降解性和生物相容性的高分子聚合物,其作为新型载体和传递系统被广泛应用于生物学和医药学等领域。PLGA具有抗原展示和抗原包裹的功能,能保护包裹包括生物活性化合物(如蛋白质和多肽)、核酸及免疫调节分子在内的一系列物质,免受蛋白酶介导的黏膜表面降解,还能使药物或抗原缓慢释放,以减少免疫和用药次数,在肠道疾病治疗上有巨大的应用潜力。此外,还可将药物或抗原偶联到PLGA纳米粒表面起到抗原展示的作用,在疫苗研发和药物制备方面表现出优异特性。PLGA还可作为佐剂,增强疫苗的免疫保护效果。PLGA的表面修饰功能可用于药物的靶向递送,靶向递送治疗分子到身体的特定部位,既可减少不良副作用,同时还可提高局部原料药的浓度来提高药物疗效,是生物医学研究的一个活跃领域。PLGA纳米粒可单独或联合装载不同类型的药物,免疫原性小,且易于通过受控的化学合成进行调节,因此,PLGA作为生物医学领域应用潜力巨大的非病毒基因传递系统和药物传递平台,广泛用于疫苗制备和药物研发等领域。笔者重点综述了PLGA纳米粒的结构特征和制备方法,以及基于PLGA制备的纳米载体平台在疫苗研发和药物递送等领域的研究进展及应用前景,旨在为PLGA纳米粒的相关研究提供参考。

弓形虫多表位PLGA纳米疫苗的研究

构建弓形虫多表位PLGA纳米疫苗并评估其可行性,预测弓形虫TgMIC3蛋白的B、T淋巴细胞优势抗原表位,联合抗原表位SAG1((238-256))、GRA7((20-28))和AS15,构建出新型多表位肽,用生物信息学工具对其理化性质、三级结构和分子对接能力等特征进行分析;原核表达并纯化多表位重组蛋白(multi-epitope protein, MEP),通过Western blot鉴定纯化效果;搭建MEP-PLGA纳米递送体系,对纳米颗粒进行表征。结果表明,多表位肽为亲水性蛋白非过敏原,具有一定抗原性,抗原表位均呈现在蛋白表面,能与MHC分子H-2-Dd稳定结合;可在BL21(DE3)大肠埃希氏菌表达系统中稳定表达,并能被特异性抗体所识别;构建的MEP-PLGA纳米递送体系包封为54.42%,纳米颗粒饱满,大小均一。成功设计并构建出弓形虫多表位PLGA纳米疫苗,为弓形虫新型纳米疫苗的研发奠定了基础。

乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)制备方法研究进展

作为一种生物可降解聚合物,乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)具有良好的生物可降解性及生物相容性,毒性低,在医疗领域有较高的应用价值,因此对PLGA制备方法的研究具有重要意义。总结了PLGA的制备方法,分别为开环聚合法、直接缩聚法及酶促聚合法,还总结了PLGA的应用,最后对PLGA的研究方向进行了展望。

外水相组成对醋酸戈舍瑞林PLGA微球理化性质的影响

目的 采用W/O/W和O/W乳化溶剂挥发法制备醋酸戈舍瑞林PLGA微球,考察在外部水相中加入不同浓度的氯化钠和甘露醇对所制备微球理化性质的影响。方法 醋酸戈舍瑞林PLGA微球采用W/O/W和O/W乳化溶剂挥发法制备,以微球的表面形态、内部形态、粒径、载药量、体外累计释放行为、结构和晶型来评价不同浓度的添加剂对两种制备方法所制得微球的影响。结果 采用W/O/W制备的微球增加外水相中氯化钠的浓度,微球载药量增加、粒径减小、突释量降低、微球表面及内部孔洞减少;增加外水相中甘露醇的浓度,微球载药量增加、粒径减小,突释量降低、微球表面孔洞减少,内部孔洞未减少;O/W法制备的微球增加水相中氯化钠和甘露醇的浓度,微球载药量增加、粒径减小、突释量降低、微球表面及内部孔洞减少。结论 通过增加外部水相中添加剂的浓度,有效改善了醋酸戈舍瑞林PLGA微球的结构和性质。

炭炒地榆鞣质提取物的壳聚糖PLGA乳液抑菌活性研究

为了探讨炭炒地榆鞣质提取物的壳聚糖PLGA(SCCP)乳液对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)的杀伤作用,用96孔板微量肉汤稀释法测定其对S.aureus的最低抑菌浓度、最小杀菌浓度和联合药敏试验检测抑菌活性。结果显示,与炭炒地榆鞣质提取物相比,SCCP的抑菌活性更强,对S.aureus的最小杀菌浓度为0.063 mg/mL。表明SCCP对S.aureus有较好的抑菌活性,有望开发成新型中药抗菌制剂。

黄芩苷PLGA纳米粒的制备及其抗肝癌的体外评价

采用乳化溶剂挥发法制备纳米粒,选取PLGA为载体材料,PVA溶液为水相,黄芩苷为主药,以包封率为评价指标,进行单因素考察和响应面优化,筛选出黄芩苷PLGA纳米粒的最佳制备工艺,并考察其体外释放度行为。最后,通过开展细胞试验,对黄芩苷PLGA纳米粒进行体外药效学评价。结果表明,最优工艺及处方制备出的黄芩苷PLGA纳米粒,体外释放具有缓释性,对肝癌细胞具有显著抑制作用。

与科研融合的药剂学实验教学设计——薯蓣皂苷PLGA纳米粒的制备及表征

将前沿纳米技术运用于药物制剂,设计了采用纳米沉淀法制备薯蓣皂苷PLGA纳米粒的药剂学实验课程。利用动态光散射法结合透射电镜对PLGA纳米粒的理化性质进行表征,采用超滤离心法测定薯蓣皂苷在PLGA纳米粒中的载药量和包封率。本实验可以锻炼本科生掌握运用前沿纳米技术制备新型制剂的能力,熟悉对新型纳米制剂的表征方法,进一步使学生了解新型纳米技术在药物制剂中的应用,提升学生运用新型纳米制剂技术的实践能力和科研素养。

SCAPs在两种不同排列方式PLGA电纺膜上分化的研究

将SCAPs与两种静电纺丝技术制备的有序和随机排列的PLGA电纺膜共培养,通过CCK-8试验检测材料对SCAPs增殖的影响,并检测SCAPs在两种电纺膜上肌腱相关基因表达的情况。结果表明,静电纺丝技术可以制备成有序和随机排列的PLGA电纺膜,其纤维直径及表面孔隙率无统计学差异;SCAPs在PLGA电纺膜上增殖良好,在有序排列和随机排列的电纺膜上,SIX1、SIX2、TNC和EYA2的表达水平相近,在有序排列的PLGA电纺膜上表达更高水平的SCX,而在随机排列的电纺膜上表达更高水平的Col-Ⅰ和Col-Ⅲ。

高分子材料在《药剂学》实验改革中的应用——以PLGA为例

本文探讨了将聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)引入药剂学实验课程的教学改革。PLGA具有良好的生物相容性和可降解性,广泛应用于药物递送系统。本研究以白藜芦醇为模型药物,通过反溶剂沉淀法制备了白藜芦醇PLGA纳米粒(Res-PLGA-NPs),并对其粒径、Zeta电位、包封率和载药量等进行了表征。实验结果表明,Res-PLGA-NPs具有粒径小、分布均匀、稳定性良好的特点,有效提高了白藜芦醇的水溶性和稳定性。通过此实验,学生能够深入理解高分子材料在药剂学领域的应用,提升实践技能和创新能力。

Preparation of 20 (S)-protopanaxadiol PLGA Nanoparticles

[Objectives]To prepare 20(S)-protopanaxadiol PLGA nanoparticles(20(S)-PPD-PLGA-NPs).[Methods]20(S)-PPD-PLGA-NPs were prepared by emulsion solvent evaporation method,and the optimal formulation was screened by Box-Behnken experiment with particle size and drug loading as the indicators through single factor experiment,and the drug release in vitro was carried out.[Results]The average diameter of the nanoparticles was(119.60±2.29)nm and the polydispersity index was(0.12±0.02),the size was uniform.The encapsulation efficiency and drug loading of protopanaxadiol were(87.99±1.29)%and(14.86±0.25)%,respectively.[Conclusions]The 20(S)-PPD-PLGA-NPs were successfully prepared by emulsion solvent evaporation method,and the 20(S)-PPD-PLGA-NPs had good stability,to lay a foundation for the study of 20(S)-PPD-PLGA-NPs in vitro and in vivo.

荷电PLGA溶液稳定多股射流模式的破碎行为研究

基于高时空分辨率的高速摄像技术,通过精确记录聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly lactic-co-glycolic acid,PLGA)溶液静电雾化多股射流模式下射流破碎的显微形貌特征,研究了电导率、粘度、电场强度及无量纲体积流量对稳定多股射流破碎形态的影响及作用规律。研究结果表明:通过调节聚合物溶液的电导率,发现了曲张模式、鞭状射流模式及分枝射流模式这3种破碎形态的稳定多股射流,而粘度主要影响射流液丝的破碎。随着电场强度的上升,稳定多股射流的射流倾斜角增大,射流单锥液面向喷嘴尖端收缩,且液面的轮廓形状为凹面,而射流的破碎模式保持稳定。此外,无量纲体积流量的增加会增强射流径向扰动,射流直径也随之增大,且在稳定极限流量内,射流破碎长度随无量纲体积流量的增加而增大。

探讨低氧环境下SDF-1复合PLGA/胶原三维支架对间充质干细胞增殖和迁移的影响

目的探讨低氧环境下间充质干细胞在SDF-1复合PLGA/胶原三维支架上的增殖和迁移的影响,为治疗肌腱损伤提供理论依据。方法于2021年6月—2022年6月齐齐哈尔医学院分子生物学实验室实施,购买大鼠骨髓间充质干细胞,随机分为4组,分别为低氧对照组,低氧P/C支架组,低氧S-P/C支架组,正常对照组,每组各进行5次CCK-8细胞增殖实验检测细胞的增殖情况,每组各进行3次Transwell细胞迁移实验检测细胞的迁移情况。结果在第7天各组细胞培养活性显示,低氧对照组吸光度值(1.26±0.10)高于正常对照组的(1.07±0.12),差异有统计学意义(t=2.724,P=0.027)。低于低氧P/C支架组吸光度值(1.50±0.15)高于低氧对照组的(1.26±0.10),差异有统计学意义(t=2.909,P=0.020)。低氧S-P/C支架组吸光度值(1.71±0.13)高于低氧P/C支架组的(1.50±0.15),差异有统计学意义(t=2.486,P=0.038)。各组细胞迁移数量,低氧对照组细胞迁移数量为(35.2±5.4)×10^(3)个相对正常对照组的(21.6±3.5)×10^(3)个,差异有统计学意义(t=3.661,P=0.022)。低氧P/C支架组细胞迁移数量为(47.8±4.9)×10^(3)个高于低氧对照组的(35.2±5.4)×10^(3)个,差异有统计学意义(t=2.993,P=0.040)。低氧S-P/C支架组细胞迁移数量为(56.6±2.3)×10^(3)个高于低氧P/C支架组的(47.8±4.9)×10^(3)个,差异有统计学意义(t=2.816,P=0.048)。结论在低氧环境下,SDF-1复合PLGA/胶原三维支架可促进间充质干细胞的增殖和迁移。

双相PLGA支架结合BMSCs修复兔膝关节骨软骨缺损的实验研究

目的研究双相聚乳酸聚乙醇酸共聚物(poly lactic-co-glycolic acid,PLGA)支架结合骨髓间充质干细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)修复兔膝关节骨软骨缺损的效果。方法对20只健康新西兰大白兔的40个膝关节股骨滑车部位戳孔,造成直径5 mm深4~5 mm的骨软骨缺损,并随机分为实验组和空白组,每组各20个膝关节。实验组植入PLGA支架与BMSCs的复合物;空白组采取自发修复,不植入任何材料。术后6周、12周分批处死,比较两组改良Cook评分和国际软骨修复协会软骨修复组织(International Cartilage Repair Society,ICRS)评分;比较实验组修复12周后的膝关节标本和正常关节标本的生物力学参数。结果术后6周,实验组和空白组的改良Cook评分为8.1±0.4 vs.4.3±0.9,ICRS评分为12.4±0.9 vs.0.8±0.2;术后12周,实验组和空白组的改良Cook评分为9.2±0.3 vs.5.2±1.2,ICRS评分为17.2±0.3 vs.3.7±0.5。两组比较均有统计学差异(P=0.000)。实验组修复12周后的膝关节标本和正常关节标本的生物力学比较,蠕变时间为(2314±592)s vs.(2763±649)s,应力松弛时间为(1936±334)s vs.(2142±402)s,杨氏模量为(0.32±0.13)MPa vs.(0.36±0.22)MPa,差异均无统计学意义(P>0.05)。结论双相PLGA支架结合BMSCs修复兔膝关节软骨及软骨下骨缺损效果理想,修复后各项生物学特性接近正常关节组织。

染料木素MePEG-PLGA共聚物胶束在荷瘤小鼠中靶向性研究

目的 采用人肝癌SMMC-7721细胞移植裸鼠,研究染料木素MePEG-PLGA共聚物胶束在荷瘤小鼠体内的分布情况。方法 以FITC为荧光探针,采用HPLC定量和小动物活体成像技术监测染料木素MePEG-PLGA共聚物胶束在荷瘤小鼠体内的分布情况。结果 建立了简单可靠的高效液相色谱方法用来定量分析荷瘤小鼠心、肝、脾、肺、肾、肿瘤组织以及血浆中的染料木素(GEN)浓度,色谱柱为DIKMA Diamonsil(钻石C18,5μm,250 mm×4.6 mm),流动相为甲醇∶水=60∶40(V/V),检测波长为260 nm,流速为0.8 mL·min^(-1),柱温为35℃,进样量为10μL。荷瘤裸鼠的体内分布研究结果表明,GEN胶束在肿瘤部位的相对摄取率(RUE)可达到2.04,峰浓度比值(Ce)也高达1.68,明显高于其他器官(P<0.05),与乳剂相比能够明显提高药物在肿瘤部位的蓄积。小动物成像结果表明,尾静脉注射给药后4 h时GEN胶束在肿瘤部位聚集最多,明显高于其他组织。结论 染料木素MePEGPLGA共聚物胶束能够在肝肿瘤部位富集,可明显提高给药系统的肿瘤靶向性。

载二甲双胍PLGA/HA支架复合BMSCs植入对兔股骨缺损的修复作用观察

目的 观察载二甲双胍(Met)聚乳酸—羟基乙酸聚合物(PLGA)/羟基磷灰石(HA)支架复合骨髓间充质干细胞(BMSCs)植入对兔股骨缺损的修复作用。方法 自新西兰兔双侧股骨中段获取BMSCs培养传代,分别以0、0.1、1、10 mmol/L的Met处理BMSCs,检测BMSCs活力及成骨分化能力,筛选Met适宜作用浓度。采用溶剂浇铸—粒子沥滤法制备PLGA/HA支架和PLGA/HA/Met支架,将BMSCs分别与2种支架复合,Hochest染色观察BMSCs的黏附增殖情况。将16只新西兰兔采用钻孔法构建兔股骨骨缺损模型,并随机分为Blank组、PLGA/HA组、PLGA/HA/BMSCs组、PLGA/HA/Met/BMSCs组,每组4只;Blank组不做任何处理,PLGA/HA组植入PLGA/HA支架,PLGA/HA/BMSCs组植入复合1×10^(6)个BMSCs的PLGA/HA支架,PLGA/HA/Met/BMSCs组植入复合1×10^(6)个BMSCs载Met的PLGA/HA支架。支架植入术后4周采用ELISA法检测血清骨钙素;支架植入术后8周观察骨缺损修复情况,碱性磷酸酶染色观察组织切片骨化程度,采用RT-PCR法检测缺损处骨组织中的CollagenⅠ、RUNX-2 mRNA。结果 Met可激活BMSCs并促进其成骨分化,浓度为1 mmol/L时,其促进成骨分化作用最佳。BMSCs可与PLGA/HA支架及PLGA/HA/Met支架黏附并在其内增殖。支架植入术后4周,Blank组、PLGA/HA组、PLGA/HA/BMSCs组、PLGA/HA/Met/BMSCs组血清骨钙素水平依次增高(P均<0.05);支架植入术后8周,四组股骨缺损处骨痂渐明显且骨缺损渐缩小,碱性磷酸酶染色蓝色面积依次增加且渐深,股骨缺损处CollagenⅠ、RUNX-2 mRNA表达水平依次增高(P均<0.05)。结论 Met可激活BMSCs并促进其成骨分化,PLGA/HA支架可作为Met的载体和缓释体,将Met和BMSCs装载于PLGA/HA支架构建PLGA/HA/Met/BMSCs支架可更好地促进兔股骨缺损的修复。

pH敏感载白藜芦醇PLGA纳米粒的制备及其体外评价

白藜芦醇(resveratrol,RES)是一种植物中的多酚类化合物,不仅具有降低血小板聚集、镇痛、预防和治疗动脉粥样硬化等作用[1-3],还可以抑制多种恶性肿瘤的发生发展[4-5]。尽管RES极具开发价值,但RES半衰期短、体内清除速率高、作用时间短、无特异性分布等缺陷限制了它在抗肿瘤方面的应用[6-7]。聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly lactic-co-glycolic acid,PLGA)是聚乳酸-聚丙交酯和聚(乙醇酸)/聚乙交酯合成的可生物降解的聚合物,对人体无毒副作用,是已被批准的可安全使用的药用高分子材料[8]。

PLGA纳米微球的制备条件优化

聚乳酸羟基乙酸共聚物(PLGA)是近年来较为热门的高分子材料,因其具有较强的成膜成囊性能及良好的生物相容性,在药物载体领域受到人们的广泛研究。为了获得理想的微球载体,对PLGA纳米微球制备的条件进行了优化。微球制备采用双溶剂乳化法,通过改变纳米微球制备过程中使用的乳化剂浓度、超声功率和超声时间等变量,对制备的纳米微球的平均粒径、多分散性指数(PDI)和zeta电位进行表征,从而确定了纳米微球制备的优化条件。结果表明,使用2%的乳化剂浓度,以60 W的超声功率进行4 min的超声,可以获得大小均一且形态良好的纳米微球,为纳米微球作为药物载体治疗各疾病的后续应用提供了重要的参考价值。

姜黄素肺靶向PLGA微球的制备及工艺优化

以乳化-溶剂挥发法制备姜黄素PLGA微球,以载药量为响应指标,以乳化时间、姜黄素浓度、PLGA质量分数为变量,通过星点设计-响应面法优化微球制备工艺。微球最优处方为:乳化时间64 s,姜黄素浓度为0.52%,PLGA质量分数为1.91%,该工艺条件下制得的微球平均载药量为7.85%,与预测值相比,偏差为1.5%;微球平均粒径为10.25μm,具有被动肺靶向性。

体内外环境对PLGA微球形态的影响

为了解聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)微球在体内外环境中形态的差异,进一步解析PLGA微球体内外环境对药物释放的影响,本试验采用乳化法制备PLGA微球,荧光标记后,采用光学显微镜、荧光分光光度计、激光共聚焦显微镜和苏木精-伊红染色法分别观察PLGA微球在不同介质、体外细胞环境和小鼠体内环境中形态的变化。结果显示,制备的PLGA微球为透明且表面光滑的球形,在水、PBS和血清中保持球形,膨胀率分别为23.7%、13.1%和0.5%;在0、24、48和72 h时,PLGA微球在血清中泄露分别是PBS中的6.54倍、8.66倍、4.67倍和3.61倍;PLGA微球在体外细胞环境中为半透明球形;PLGA微球在小鼠体内环境条件下前2天保持球形,第3天PLGA微球的形态发生变化。PLGA微球表面和内部结构在体外和体内环境中的差异表明PLGA微球中的药物在体外和体内环境中释放也存在差异。本试验发现体外和体内环境条件下PLGA微球形态会发生变化,可作为合理设计静脉注射用PLGA微球的参考,为进一步改善PLGA微球中药物释放提供数据支持。

包载替莫唑胺和索拉非尼PLGA纳米粒的制备及评价

目的制备替莫唑胺和索拉非尼PLGA纳米粒,并对其粒径、形貌、稳定性及体外释放进行考察,探讨其是否可用于抗脑胶质瘤的体内体外研究。方法纳米沉淀法制备替莫唑胺索拉和索拉非尼PLGA纳米粒,测定粒径、电位、形貌、包封率和载药量以及稳定性。结果所得纳米粒的平均粒径为(106.71±0.21)nm、多分散系数为(0.24±0.05),电位(-27.30±1.20)mV,纳米粒呈规则的球状均匀分布,大小均一,表面光滑;PLGA纳米粒中替莫唑胺的包封率及载药量分别为(75.89±3.12)%、(3.61±0.78)%;索拉非尼的包封率及载药率分别为(48.61±1.20)%、(1.50±0.98)%。结论采用纳米沉淀法制备的PLGA纳米粒,呈球形形貌、粒径分布均匀、有良好的稳定性,可用于抗脑胶质瘤的体内体外研究。