Другим типом наночастиц, которые могут быть получены из фосфолипидов, являются мицеллы липидного ядра. Как правило, мицеллы получают из амфифильных сополимеров, которые содержат как гидрофильные, так и гидрофобные концы. Эта характеристика амфифильных сополимеров дает мицеллам способность солюбилизировать плохо растворимые лекарственные средства.
Образование липидных ядер мицелл впервые наблюдалось, когда смеси полиэтиленгликоль-фосфатидилэтаноламинового конъюгата (ПЭГ-ПЭ) определенных композиций образуют мицеллы вместо пегилированных липосом после того, как их концентрация превысила критический предел. Вскоре после этого был реализован потенциал ПЭГ-ПЭ мицелл как системы доставки лекарственных препаратов на основе липидов.
ПЭГ-ПЭ не только способствует увеличению времени циркуляции мицелл, использование фосфолипидов в качестве гидрофобного блока сополимеров для получения липидных мицелл, но и также делает эти мицеллы высоко стабильными.
Такое повышение стабильности обусловлено гидрофобным взаимодействием двойных ацильных цепей фосфолипидов и позволяет солюбилизировать гидрофобные препараты.
Образование и способы получения таких мицелл
Полиэтиленгликоль-фосфатидилэтаноламиновые мицеллы (то есть ПЭГ-ПЭ мицеллы) могут генерироваться спонтанно путем встряхивания сухой пленки ПЭГ-ПЭ в присутствии водной среды. Они также могут быть получены с использованием моющего средства или смешивающегося с водой метода удаления растворителя. Процесс мицеллообразования обусловлен уменьшением свободной энергии внутри системы, поскольку гидрофобные связи удаляются из водной среды, в то время как гидрофильные связи образуют водородные связи с водой. Взаимодействие между гидрофобными блоками также способствует образованию мицеллового ядра.
Как правило, эти частицы имеют сферическую форму с размером в нанометровом диапазоне. Размер мицелл ПЭГ-ПЭ колеблется от 7 до 35 Нм в зависимости от молекулярной массы полиэтиленгликоля, причем более высокие молекулярные массы дают более крупные мицеллы.
Стабильность таких мицелл
Подобно полимерным мицеллам, стабильность мицелл липидного ядра определяется их КМЦ; то есть концентрацией, при которой цепи сополимеров начинают ассоциироваться с образованием мицелл. Было обнаружено, что многие полиэтиленгликоль-фосфатидилэтаноламиновые конъюгаты имеют цепи в диапазоне 10 -5 м, что по меньшей мере в 100 раз ниже, чем у обычных моющих средств. Такие низкие значения связей означают, что ПЭГ-ПЭ конъюгаты смогут сохранить свою мицеллярную структуру при сильном разбавлении водой или другого растворителя, что будет более экономичнее в использовании.
Введение лекарственных средств в такие ПЭГ-ПЭ мицеллы
Лекарственные средства могут быть загружены в мицеллы ПЭГ-ПЭ путем простого смешивания конъюгатов ПЭГ-ПЭ с лекарственными средствами. Причем с образованием летучего органического растворителя и сухой пленки ПЭГ-ПЭ, содержащей соответствующее лекарственное средство. Сухая пленка затем гидратируется водным буфером и интенсивно встряхивается с образованием мицелл. Считается, что эффективность лекарственного вещества внутри мицелл липидного ядра коррелирует с гидрофобностью соединения и может быть улучшена с помощью добавления другого мицеллообразующего соединения.
Эффективность полиэтиленгликоль-фосфатидилэтаноламиновых мицелл
Эффективность ПЭГ-ПЭ мицелл в качестве лекарственного носителя была хорошо исследована. Например, было сообщено, что мицеллы обладают сопоставимой цитотоксичностью в качестве свободного определенного химического вещества против широкого спектра различных типов раковых клеток.
Однако было сообщено, что время циркуляции мицелл ПЭГ-ПЭ в крови было более короткое, чем пегилированные липосомы в лабораторной диагностике на лабораторных животных, болеющих различными видами рака. Это открытие, как полагают, связано с более быстрой скоростью экстравазации из кровеносных сосудов из-за их меньшего размера по сравнению с обыкновенными липосомами. Более короткое время циркуляции было связано с более высоким накоплением мицелл ПЭГ-ПЭ, чем пегилированные липосомы в опухоли, которая имеет небольшой размер, находясь в сосудистой стенке желудка.
Эффективность лекарственно-нагруженных ПЭГ-ПЭ мицелл может быть повышена за счет активного нацеливания на раковые клетки, что усиливает интернализацию этих мицелл. Было также показано, что дабвление катионных липидов к мицеллам ПЭГ-ПЭ может дестабилизировать эндосомальную мембрану, высвобождая мицеллы в цитоплазму клеток. Это наблюдение также было связано с более высоким цитотоксическим эффектом катионных полиэтиленгликоль-фосфатидилэтаноламиновых мицелл.