制御された薬物送達のためのソラフェニブを負荷した脂質ポリマーハイブリッドナノ粒子のマイクロ流体作製と特性評価

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Int J Pharm.2020 May;581:119275. S0378-5173(20)30259-3. doi: 10.1016/j.ijpharm.2020.119275.Epub 2020-03-27.

制御された薬物送達のためのソラフェニブを負荷した脂質ポリマーハイブリッドナノ粒子のマイクロ流体作製と特性評価

Microfluidic fabrication and characterization of Sorafenib-loaded lipid-polymer hybrid nanoparticles for controlled drug delivery.

Nayab Tahir
Asadullah Madni
Wei Li
Alexandra Correia
Muhammad Muzamil Khan
Muhammad Abdur Rahim
Hélder A Santos

PMID: 32229283 DOI: 10.1016/j.ijpharm.2020.119275.

抄録

脂質ポリマーハイブリッドナノ粒子（LPHNP）は、がん治療のための潜在的なナノキャリアとして融合している。本研究では、ソラフェニブ（SFN）を担持したLPHNPを、バルクナノ沈降法とマイクロフローナノ沈降法を用いて、PLGA、レシチン、DSPE-PEG 2000を用いて調製した。ここでは、ガラスキャピラリーマイクロ流体デバイスは、LPHNPを最適化するためにプライミングされ、バルクナノ沈降法と比較した。その結果、バルクナノ沈降法では球状のナノサイズの粒子であることが明らかになった。一方、MF法ではコアシェルの形態が観察された。MF法で調製した製剤（MF1-MF3）は、バルクナノ沈降法で得られたLPHNPと比較して、比較的高いEE（95.0%, 93.8%, 88.7%）を示し、粒子からのSFNの放出が抑制されていることが確認された。しかし、すべてのLPHNP製剤からのSFNの放出は、フィッキアン拡散機構を持つ樋口モデル(R=0.9901-0.9389)に従っていた。フーリエ変換赤外分光法(FTIR),示差走査熱量測定法(DSC),粉末X線回折法(pXRD)により、SFNはすべての構造成分と相溶性があることが明らかになった。さらに、LPHNPsのコロイド安定性、in vitro細胞毒性および細胞増殖阻害試験では、乳癌および前立腺癌細胞における遊離SFNよりも抗増殖効果が強化された生物学的媒体での安定性、生体適合性および安全性も示された。結論として、LPHNPはがん化学療法のための有望なプラットフォームを提供し、ハイブリッドナノ粒子の製造と最適化に関する知識を大幅に向上させた。

Lipid polymer hybrid nanoparticles (LPHNPs) have been merged as potential nanocarriers for treatment of cancer. In the present study, LPHNPs loaded with Sorafenib (SFN) were prepared with PLGA, Lecithin and DSPE-PEG 2000 by using the bulk nanoprecipitation and microfluidic (MF) co-flow nanoprecipitation techniques. Herein, a glass capillary microfluidic device was primed to optimize the LPHNPs and compared to the bulk nanoprecipitation method. The morphological analysis of prepared LPHNPs revealed the well-defined spherical nano-sized particles in bulk nanoprecipitation method. Whereas, core shell morphology was observed in the MF method. The formulation prepared by the MF method (MF1-MF3) indicated relatively higher % EE (95.0%, 93.8% and 88.7%) and controlled release of the SFN from the particles as compared to the LPHNPs obtained by the bulk nanoprecipitation method. However, the release of SFN from all LPHNP formulation followed Higuchi model (R = 0.9901-0.9389) with Fickian diffusion mechanism. Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Differential scanning calorimetry (DSC) and powder X-rays diffraction (pXRD) studies depicted the compatibility of SFN with all the structural components. In addition, the colloidal stability, in vitro cytotoxicity and cell growth inhibition studies of LPHNPs also demonstrated stability in biological media, biocompatibility and safety with enhanced anti-proliferative effects than the free SFN in breast cancer and prostate cancer cells. In conclusion, LPHNPs provided a prospective platform for the cancer chemotherapy and substantially improved the knowledge of fabrication and optimization of the hybrid nanoparticles.