基于微流控技術(shù)的光敏水凝膠微球的制備及應(yīng)用

張翠娜 鄭東華

*項(xiàng)目名稱：2019年度包頭醫(yī)學(xué)院自然青苗計(jì)劃（項(xiàng)目基金號(hào)：BYJJ-QM 201902）。

作者簡介：鄭東華，通信作者，講師。

DOI：10.3969/j.issn.1671-489X.2024.02.112

摘? 要? 具有較高比表面積的微球結(jié)構(gòu)可以作為藥物緩釋載體，水凝膠由于其良好的生物兼容性，在藥物釋放、癌癥治療方面表現(xiàn)突出。利用微流控技術(shù)，通過流體剪切制備形貌均一的水凝膠液滴，再通過紫外光固化可得到粒徑均一、呈單分散的光敏水凝膠載藥微球粒子，利用紫外分光光度計(jì)監(jiān)測(cè)鹽酸阿霉素進(jìn)行體外釋放過程。

關(guān)鍵詞? 微流控技術(shù)；光敏；水凝膠；微球；鹽酸阿霉素

中圖分類號(hào)：G642.423? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2024）02-0112-04

0? 引言

微流控技術(shù)是一種可以憑借微米級(jí)通道、注射泵等微型實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)精確控制不同流體的技術(shù)，可用于酶催化反應(yīng)、細(xì)胞操縱、腫瘤篩查和微小粒子合成等眾多生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域[1-10]，水凝膠是由帶有親水性基團(tuán)（-COOH、-OH、-CONH）的水溶性單體通過聚合反應(yīng)并以物理或化學(xué)交聯(lián)的方式所形成的具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，能在水中或者生物體液中溶脹并能保持大量水分而不被溶解，可以作為藥物緩釋的有效載體[11]。阿霉素（圖1）是一種蒽環(huán)霉素類抗腫瘤藥物，抗菌譜較廣，已在臨床上使用了近50年，對(duì)各生長周期的肝癌、肺癌等癌細(xì)胞都有顯著的殺滅作用。目前注射給藥是臨床上常見的給藥方式，但是這種給藥方式，不僅靶向性較差，還很容易使阿霉素發(fā)生代謝失活，必須長期持續(xù)給藥[12-13]。為了提高阿霉素的靶向性及緩釋效率，降低阿霉素的毒副作用，刺激響應(yīng)型藥物緩釋體系逐漸成為腫瘤治療的熱點(diǎn)[14]。Chen等[15]在微通道中成功制備了海藻酸鹽水凝膠微粒傳感器，它可通過光致發(fā)光機(jī)理實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)細(xì)胞耗氧速率。胡遠(yuǎn)渡[16]通過微流控乳化技術(shù)得到形貌可控能對(duì)藥物實(shí)現(xiàn)可控釋放的海藻酸鹽凝膠顆粒，通過實(shí)驗(yàn)證明球形凝膠微粒較非球形微粒具有更高的藥物釋放速率。本文嘗試運(yùn)用微流控技術(shù)，制備光敏水凝膠微球嘗試解決阿霉素緩釋給藥的難題。

1? 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1? 實(shí)驗(yàn)設(shè)備/儀器信息

所用實(shí)驗(yàn)儀器見表1。

1.2? 實(shí)驗(yàn)試劑

所用實(shí)驗(yàn)試劑見表2。

1.3? 試驗(yàn)方法

1.3.1? w/o型微球的制備

水相為含有5% SDS水溶液、2% 2-羥基-2-甲基苯丙酮的PEGDA（SDS/PEGDA為1/80）溶液，油相為正十六烷，通過微通道制備w/o型液滴，紫外固化燈獲得w/o型微球。

1.3.2? 測(cè)定吸光度

室溫下，制備水相中含有靛酚藍(lán)w/o型微球。將固定數(shù)量的微球浸泡于裝有等量蒸餾水的燒杯中，分別在2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h、24 h取適量燒杯中的上層澄清液體，進(jìn)行紫外吸光度測(cè)定，并繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，求出其回歸方程。

精密量取0.001 g、0.003 g、0.006 g的鹽酸阿霉素，完全溶解于水相中，通過固化制成微球，并取固定數(shù)量的微球浸泡于裝有等量蒸餾水的燒杯中，放置于室溫下，分別在2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h、24 h取適量燒杯中的上層澄清液體，進(jìn)行紫外吸光度測(cè)定，并繪制出標(biāo)準(zhǔn)曲線，求出回歸方程。

2? 結(jié)果與討論

2.1? w/o型液滴染色劑載藥

w/o型液滴染色劑載藥見圖2，液滴染色及其固化后的粒子見圖3。

2.2? 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

制備出的液滴形貌均一，染色均勻。固化成粒子后為變形，但是染料的分布受到紫外光照射發(fā)生偏移。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明微球尺寸均一、分散性較好。

基于上述實(shí)驗(yàn)條件，將藥物替代染料負(fù)載在液滴中。故選用兩種不同的光聚合物單體進(jìn)行比較，見圖4和圖5。

從標(biāo)準(zhǔn)曲線圖6和圖7中可以看出，PEGDA400和PEGDA600的兩種水相，染色物質(zhì)的吸光度隨時(shí)間的推移大致均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，說明在一定時(shí)間內(nèi)，微球內(nèi)的染色物質(zhì)在持續(xù)釋放，且可以看出12～24 h內(nèi)的釋放率較1～12 h內(nèi)的釋放率有所減緩。

從圖8和圖9中可以看出，PEGDA400和PEGDA

600的兩種水相，阿霉素的吸光度隨時(shí)間的推移大致均呈現(xiàn)增加趨勢(shì)，說明在0～15 h內(nèi)，微球釋放阿霉素的量在增加。15 h后釋放行為在減緩。

3? 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)基于微流控技術(shù)，利用光敏聚合物材料制備分別載有染料、鹽酸阿霉素的水凝膠微球。考查微球在不同時(shí)間內(nèi)的藥物釋放曲線，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，當(dāng)利用微球承載藥物后，能夠使藥物在一定時(shí)間內(nèi)持續(xù)釋藥，延長藥物在體外的釋放時(shí)長，相比于傳統(tǒng)的給藥方式，能夠一定程度上降低阿霉素的心臟毒性以及骨髓抑制等毒副作用，且微球的使用可以提高腫瘤治療的精確度，減輕對(duì)人體其他正常細(xì)胞的損害程度，為阿霉素在治療過程中的給藥方式擴(kuò)展思路，但是若進(jìn)一步研究在此方法基礎(chǔ)上的體內(nèi)情況還需要臨床技術(shù)支持。

4? 參考文獻(xiàn)

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