莱蒂西亚·诺盖拉·泽维尔(Letícia Nogueira Xavier)、阿尔德诺尔·索萨·德·奥利维拉(Aldenor Souza de Oliveira)、玛贝尔·利马·帕伊瓦(Mabelle Lima Paiva)、莉莲·玛丽亚·乌乔亚·杜特拉·费欣(Lillian Maria Uchoa Dutra Fechine)、达尼洛·帕斯·贡萨维斯(Danilo Paz Gonçalves)、安娜·卡罗莱娜·维阿纳·德·奥利维拉·利马(Ana Carolina Viana de Oliveira Lima)、贝亚特丽兹·阿尔维斯·茹文西奥(Beatriz Alves Juvêncio)、塔蒂亚娜·萨伊纳拉·马亚·费尔南德斯(Tatiana Sainara Maia Fernandes)、拉克尔·佩特里利(Raquel Petrilli)、若泽马尔·德·奥利维拉·埃洛伊(Josimar de Oliveira Eloy)、玛丽安娜·帕尔梅拉·曼索(Mariana Palmeira Manso)、克劳迪娅·杜·奥(Claúdia do Ó. Pessoa)、卢西亚娜·马加良伊斯·雷贝洛·阿伦卡尔(Luciana Magalhães Rebelo Alencar)、拉尔夫·桑托斯-奥利维拉(Ralph Santos-Oliveira)、罗纳尔多·费雷拉·多·纳西门托(Ronaldo Ferreira do Nascimento)、皮埃尔·巴西利奥·阿尔梅达·费欣(Pierre Basílio Almeida Fechine)
巴西塞阿拉州福塔莱萨市塞阿拉联邦大学分析化学与物理化学系先进材料化学小组(GQMat)
摘要
由于其独特的性质,聚合物成为构建用于生物医学应用的纳米平台的理想材料。特别是Pluronic® F127这种可生物降解且具有生物相容性的聚合物,因其多功能设计而被广泛用作纳米载体的基础。然而,仅用Pluronic® F127稳定的微乳液在某些条件下常常面临稳定性问题,主要是由于其内在的热力学不稳定性。界面交联反应可以克服这些限制,从而在结构稳定性、药物溶解度和控释方面带来优势。一个坚固的共价交联纳米胶囊外壳通常需要对Pluronic F127的末端羟基进行预先化学修饰。为了解决这一合成难题,本文的核心创新在于采用环氧氯丙烷(ECH)直接连接F127分子中相邻聚环氧乙烷(PEO)链的羟基端基,从而简化了制备过程。本研究旨在通过界面聚加成反应合成新型的基于F127的交联纳米胶囊,用于非黑色素瘤皮肤癌(NMSC)的局部治疗。通过中心复合旋转设计(CCRD)确定最佳微乳液组成为12.5%(体积/体积)菜籽油和12.5%(重量/重量)Pluronic® F127。所得纳米胶囊(CUR-NC)的姜黄素含量为162.0 ± 30.0 μg/mL。聚合物外壳在60天内保持了胶体性质,且包封效率在第1天为96.01 ± 0.29%,30天后仍稳定在95.87 ± 1.75%。姜黄素的释放过程同时涉及扩散和聚合物侵蚀。值得注意的是,CUR-NC能够穿透角质层这一药物局部施用的主要屏障。MTT实验表明CUR-NC在正常L929细胞中安全,同时对A431癌细胞的细胞毒性效果相当(IC50分别为15.19 ± 1.25 μM和12.90 ± 1.49 μM)。这些结果突显了交联F127纳米胶囊作为改进非黑色素瘤皮肤癌局部姜黄素递送的新颖且安全的纳米载体的潜力。
引言
传统的药物给药方式由于药物迅速被全身吸收,导致在靶点处的释放速率难以控制,需要频繁给药以维持治疗浓度。药物输送系统(DDS)是一种能够将合成或天然药物输送到特定作用部位的同时,实现控释、防止过早降解并提高治疗效果的载体。
材料与试剂
Pluronic® F127(12,600 g mol^-1)、MTT(3-(4,5-二甲基噻唑-2-基)-2,5-二苯四唑溴化物)和姜黄素(CUR,C21H20O6,368.38 g mol^-1)购自Sigma Aldrich公司。环氧氯丙烷(ECH,C3H5ClO,99.52 g mol^-1,0.9985 g cm^-3,纯度99%)购自Fluka公司。丙酮(C3H6O,55.08 g mol^-1,纯度100%)和二甲基亚砜(DMSO,C2H6OS,78.13 g mol^-1,纯度99.9%)购自Synth公司。菜籽油(纯度92.03 g cm^-3)购自Salada公司。
实验设计的统计分析
通过颗粒大小、粒径分布(PDI)和ζ电位作为响应变量,评估了微乳液组成的影响。建立了仅包含显著项(p < 0.05)的简化二次多项式模型,分别表示颗粒大小(方程3)、PDI(方程4)和ζ电位(方程5)之间的关系。
在所建立的模型中,正系数表示协同效应,而负系数表示拮抗效应。
结论
通过使用F127稳定的微乳液模板,成功制备了一种新型的姜黄素负载交联纳米胶囊(CUR-NC)。关键在于Pluronic F127在无需预先修饰的情况下直接在纳米液滴界面引导交联反应。结构分析(通过FTIR和DSC)证实了成功的界面聚加成、核壳结构(通过AFM)以及高效的姜黄素包封效果(通过DSC)。
作者贡献声明
罗纳尔多·纳西门托(Ronaldo Nascimento): 撰写初稿、提供资源。
莱蒂西亚·诺盖拉·泽维尔(Letícia Nogueira Xavier): 撰写初稿、制定方法论、进行实验研究、进行数据分析、进行概念构思。
阿尔德诺尔·奥利维拉·多斯·桑托斯(Aldenor Oliveira dos Santos): 进行实验研究、进行数据分析。
玛贝尔·利马·帕伊瓦(Mabelle Lima Paiva): 进行实验研究、进行数据分析。
莉莲·玛丽亚·乌乔亚·杜特拉·费欣(Lillian Maria Uchoa Dutra Fechine): 撰写稿件并编辑、进行监督、制定方法论、进行实验研究、进行数据分析、进行概念构思。
皮埃尔·费欣(Pierre Fechine): 撰写稿件并编辑。
未引用参考文献
97..
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
数据可用性
数据可应要求提供。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
致谢
作者感谢塞阿拉联邦大学药学系的玛丽亚·卡罗莱娜·德·阿劳霍·巴罗索(Maria Karolina de Araújo Barroso)在细胞研究方面的协助。本研究得到了CNPq(项目编号308452/2022-4、444288/2024-4、306325/2025-0和404565/2023-9)、CAPES(财政代码001-PROEX-23038-000509/2020-82)以及国家科学技术研究所(INCT)通过INCT T-Bio²(转化生物发现和生物模型项目,项目编号408566/2024-8)的支持。
打赏