Микро- и наночастицы на основе алифатических сложных полиэфиров для доставки противоопухолевых препаратов

Системы доставки лекарств на основе биоразлагаемых полимерных частиц вызывают огромной интерес для использования в терапии онкологических заболеваний в связи с их способностью инкапсулировать лекарственный препарат внутрь частицы, что обеспечивает защиту от преждевременной дезактивации лекарства и защищает здоровые клетки от неселективного воздействия цитостатического препарата. Накапливаясь в пораженной области, полимерные частицы способны высвобождать цитостатик с контролируемой скоростью, обеспечивая постоянную концентрацию лекарства, что повышает эффективность проводимой терапии и снижает побочные эффекты. В представленной работе был разработан метод эффективного инкапсулирования нового противоопухолевого препарата — диоксадэта в микро- и наночастицы на основе биоразлагаемых амфифильных блок-сополимеров алифатических полигидроксикислот. Также проведено сравнение свойств полученных контейнеров с широко применяемыми средствами доставки лекарств на основе гомополимеров алифатических полиэфиров. Серия образцов биосовместимых гомополимеров на основе алифатических полигидроксикислот: поли(молочной кислотой) и поли(капролактона) и их блок-сополимеров с метиловым эфиром поли(этиленгликоля) была получена методом полимеризации с раскрытием цикла с молекулярными массами в диапазоне от 7000 до 300000. Методами наноосаждения и одинарной эмульсии были получены микро-  и  наночастицы на основе гомо- и сополимеров. В процессе формирования частиц проводили загрузку противоопухолевого препарата, начальное количество которого варьировали от 1 до 6 мг. Размер и дзета-потенциал полученных контейнеров были определены с использованием метода динамического рассеяния света и анализа траектории частиц и имели значения в диапазоне от 90 до 700 нм для размера и от -16 до -38 мВ для дзета-потенциала. Были исследованы эффективность инкапсулирования и максимальная загрузка противоопухолевого препарата в зависимости от молекулярной массы и природы полимера, а также от размера и метода получения частиц. Установлено, что частицы на основе амфифильных блок-сополимеров являются более перспективными по сравнению с контейнерами на основе гомополимеров и обладают максимальной эффективностью инкапсулирования 92 % и загрузкой равной 108 мкг/мг противоопухолевого препарата на 1 милиграмм полимерных частиц.

Перечень условных обозначений…………………………………………………………………………………………4
ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………………………………………………..5
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………………………………………………….8
1.1. Системы доставки лекарств на основе полимерных частиц……………………………………………8
1.1.1 Типы полимерных частиц………………………………………………………………………………………….11
1.1.2 Размер и потенциал полимерных частиц…………………………………………………………………….11
1.1.3. Факторы, влияющие на скорость высвобождения лекарств………………………………………..12
1.2. Биоразлагаемые полимеры для получения микро- и наночастиц…………………………………..14
1.2.1 Поли(молочная кислота)……………………………………………………………………………………………16
1.2.2. Синтез поли(молочной кислоты)………………………………………………………………………………17
1.2.3 Свойства ПМК………………………………………………………………………………………………………….20
1.2.4. Системы доставки лекарств на основе полимерных частиц из ПМК………………………….21
1.2.5. Поли(ε-капролактон)………………………………………………………………………………………………..21
1.2.6. Получение поли(капролактона)…………………………………………………………………………………22
1.2.7. Системы доставки лекарств на основе частиц из ПКЛ………………………………………………23
1.2.8. Поли(этиленгликоль)………………………………………………………………………………………………..24
1.3. Получение полимерных частиц……………………………………………………………………………………26
1.3.1. Эмульсионные методы на основе испарения растворителя………………………………………..27
1.3.1.1. Механизм процесса……………………………………………………………………………………………….28
1.3.1.2. Стабилизация эмульсии…………………………………………………………………………………………29
1.3.1.3. Ультразвуковая гомогенизация……………………………………………………………………………….30
1.3.1.4. Контроль размера микрочастиц……………………………………………………………………………..31
1.3.1.5. Влияние концентрации ПАВ на распределение частиц по размерам……………………….31
1.3.1.6. Влияние концентраций полимера и ПАВ………………………………………………………………..32
1.3.1.7. Влияние молекулярной массы полимера…………………………………………………………………33
1.3.1.8. Влияние количества лекарственного средства на размер частиц……………………………..34
1.3.2. Метод наноосаждения………………………………………………………………………………………………34
1.3.2.1.Узо-эффект……………………………………………………………………………………………………………..35
1.3.2.2. Механизм формирования частиц……………………………………………………………………………37
1.3.2.3. Стабилизация наночастиц………………………………………………………………………………………38
1.3.2.4. Влияние молекулярной массы полимера на размер частиц……………………………………..39
1.3.2.5. Влияние концентрации полимера…………………………………………………………………………..40
1.3.2.6.Влияние растворителя…………………………………………………………………………………………….41
1.3.2.7. Влияние скорости ввода и перемешивания……………………………………………………………..42
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ…………………………………………………………………………………43
2.1. Материалы………………………………………………………………………………………………………………….43
2.2. Оборудование……………………………………………………………………………………………………………..44
2.3. Методы……………………………………………………………………………………………………………………….44
2.3.1. Синтез сополимера ПЭГ-5000-б-ПМК и гомополимера ПМК……………………………………45
2.3.2. Синтез сополимера ПЭГ-5000-б-ПКЛ и гомополимера ПКЛ……………………………………..46
2.3.3. Методы исследования полимеров……………………………………………………………………………..46
2.3.4. Получение инкапсулированных наночастиц на основе гомополимеров ПМК, ПКЛ и
сополимеров ПЭГ-5000-б-ПМК и ПЭГ-5000-б-ПКЛ методом наноосаждения…………………….47
2.3.5. Получение инкапсулированных микрочастиц на основе гомополимеров ПМК, ПКЛ и
сополимеров ПЭГ-5000-б-ПМК и ПЭГ-5000-б-ПКЛ методом одинарной микроэмульсии
(масло-в-воде)…………………………………………………………………………………………………………………..48
2.3.6. Количественный анализ инкапсулированного препарата……………………………………………48
2.3.7. Исследование характеристик полимерных частиц……………………………………………………..49
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ…………………………………………………………………………………….50
3.1. Синтез гомополимера ПМК и блок-сополимера ПЭГ-5000-б-ПМК………………………………50
3.2. Синтез гомополимера ПКЛ и блок-сополимера ПЭГ-5000-б-ПКЛ………………………………..55
3.3. Характеристики полимерных частиц…………………………………………………………………………..59
3.4. Характеристики инкапсулированных полимерных частиц, полученных методом
наноосаждения………………………………………………………………………………………………………………….66
3.5. Характеристики полимерных микрочастиц………………………………………………………………….70
3.5. Эффективность инкапсулирования диоксадэта в частицы, полученные методом
наноосаждения………………………………………………………………………………………………………………….77
3.6. Эффективность инкапсулирования диоксадэта в контейнеры, полученные методом
одинарной эмульсии………………………………………………………………………………………………………….80
ВЫВОДЫ…………………………………………………………………………………………………………………………85
БЛАГОДАРНОСТИ…………………………………………………………………………………………………………..86
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………………………………………………..87

1.Kumari A., Yadav S.K., Yadav S.C. Biodegradable polymeric nanoparticles based
drug delivery systems. Colloids Surfaces B Biointerfaces. 2010, 75 (1), 1–18.