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多用途的泊洛沙姆188 - 作为细胞剪切保护剂

来源:作者:人气:-发表时间:2024-03-21 09:08:00【

I. 作为细胞剪切保护剂

  1. 背景
随着现代生物科学研究的不断发展,细胞摇瓶和细胞工厂已不能满足小规模半生产能力的细胞培养需求,使用生物反应器进行规模化扩增开始逐渐成为解决这一问题的主要方式。然而在搅拌式生物反应器进行细胞培养过程中不可避免地会对细胞造成损伤。原因有二:
一、为了维持反应器内的DO和CO2分压,通常需要向培养体系中通入不同气体,当气泡上浮到培养液体表面破裂时,会导致严重的细胞损伤;
二、反应器搅拌时产生的湍流的剪切力会对细胞造成损伤。
有没有一种保护剂能给应对上述情况的细胞损伤呢?还真有,泊洛沙姆P188被广泛用作细胞培养过程中的剪切保护剂,以保护细胞免受生物反应器环境中的湍流影响,在防止细胞受到流体动力损伤方面有比较明显效果。细胞培养基中使用泊洛沙姆P188的典型浓度为0.5-3.0g/L。据报道,浓度增加到5g/L不影响细胞培养性能和产品质量。虽然泊洛沙姆P188保护功能的机制仍存在较大的争论,但大多数实验表明,它能够减少细胞与气泡的附着或改变细胞膜的流动性[1]。
应用机制
泊洛沙姆P188为何能降低湍流剪切力对细胞的损伤?
泊洛沙姆一种是a-b-a型三段嵌合共聚物表面活性剂,具有疏水性聚丙烯氧化物(PPO)中心和两个亲水性聚乙烯氧化物(PEO)尾部。
泊洛沙姆家族包含50多个成员,分子量从1,600到14,600 Da不等,PPO的百分比从15%到86%不等。它们具有不同的物理化学性质,如室温下的物理形态(液体、糊状或固体)。自20世纪50年代发明以来,泊洛沙姆已成为一类重要的非离子聚合物表面活性剂,具有广泛的工业应用。
泊洛沙姆P188是常用的泊洛沙姆产品之一,平均分子量为8400Da,PEO含量在80%左右,以各种品牌名称而闻名,如PluronicVR F68, LutrolVR F68和Kolliphor VR P188。具有高亲水性-亲脂性平衡(HLB)值,可将表面张力降低至50dyn/cm左右(0.1%水溶液,室温)[1]。
Seebio®P188 非离子型表面活性剂,是配置好的10%的浓缩液,并经过内毒素检测。P188的亲水亲脂平衡(HLB)值约为29,0.1%水溶液可降低表面张力至50 dyn/cm左右(室温)。该品用于细胞培养基中,可保护细胞免受水动力影响,降低流体剪切力损伤。该品也可用于减少悬浮搅拌培养过程中的泡沫形成,并降低细胞对反应器罐壁的黏附。
产品信息:
货号
产品名称
包装规格
DCH0535A-50ml
Seebio® P188 非离子表面活性剂(100×)
Seebio® P188 Nonionic Surfactant (100×)
50ml
产品参数:
CAS:9003-11-6
PH:5.0-7.5
Culture testing (CHO-K1):pass
Endotoxin:Depend on COA
Sterility Testing:Negative

II. 作为药物辅料

泊洛沙姆188除了在细胞培养中做为剪切保护剂,它还是一种常见的高分子要用辅料,为非离子表面活性剂,具有教佳的乳化能力和安全性,在制药和医学应用方面有广泛的应用价值[2]。
在制药方面
1、作为乳化剂
泊洛沙姆是目前使用在静脉乳剂中唯一合成的乳化剂,其中泊洛沙姆188具有最佳乳化性能和安全性,是一种O/W型乳化剂,常用浓度为0.3%[3]。
2、作为增溶剂
作为非离子型表面活性剂,泊洛沙姆188可以通过形成胶束增加难溶性药物的溶解度。 泊洛沙姆188在植物化学中也有一定的应用。研究表明:泊洛沙姆188对脂溶性化感物质阿魏酸、香草醛的增溶效果良好,在安全浓度范围内不但可以使阿魏酸、香草醛完全溶于水中,雨水形成稳定的体系,在实验过程中不沉淀、不析出,满足准确定量考察化感物质的活性的需要;而且因其具有较高的安全性,在较广的浓度范围内不会对受体植物产生影响,因此可以避免试验中因添加助溶剂而产生假阳性结果现象的产生[4]
3、增加药物溶出度
固体型号的产品可以作为固体分散体的载体。在固体分散体中,泊洛沙姆188提高了药物的润湿性,提高了内在溶解度,从而改变药物内在溶出速率[5]。
4、作为基质
高分子量的亲水性泊洛沙姆水溶性栓剂、亲水性软膏、凝胶、滴丸剂等的基质材料。在口服制剂中,主要利用水溶性泊洛沙姆作为增溶剂及乳化剂。其增加药物的溶出速度和体内吸收的作用可能是泊洛沙姆润湿、增溶以及减缓胃肠蠕动、延长吸收时间的综合作用结果[2]。
5、在液体药剂中作为增稠剂、分散剂、助悬剂
还可以用作为蛋白质分离的沉淀剂以及消泡剂等。
6、作为吸收促进剂
一方面由于泊洛沙姆188使肠道蠕动变慢,药物在胃肠道滞留的时间增长,吸收增加,从而能提高口服制剂的生物利用度。另一方面,其与皮肤相容性佳,增加皮肤通透性,可以促进外用药制剂的吸收[6]。
在医学研究方面
1、洛沙姆188可以抑制血栓的形成、及预防成年人骨骼肌坏死[7]。
2、泊洛沙姆188可以治疗脑损伤:
研究表明泊洛沙姆188可以减少大鼠由于试验性脑损伤所引起的炎症及组织损伤,在其他试验模型中也有证据表明其可以对抗组织损伤[8,9]。有研究者对大鼠的研究表明单剂量的泊洛沙姆188可以对抗出血后早期神经元损伤,但对长期出血所导致的神经元损伤没有效果。但是每天给予泊洛沙姆188可能可以产生长期、有效的神经元保护作用[10]。
Seebio药用级泊洛沙姆188产品信息
货号
产品名称
包装规格
ACH0497B
泊洛沙姆188 药用级
50ml
药用泊洛沙姆质量标准参考[2]
指标
中国药典2005年版
美国药典28版
平均相对分子量
平均分子量1000~7000的应为标示量90%~110%
       平均分子量为7000以上的应为标示量的80%~120%
7680~9510
不饱和度
0.065±0.035
0.026±0.008
聚氧乙烯
81.8%±1.9%
81.8%±1.9%
重金属
不得大于20ppm
不得大于20ppm
游离氧化乙烯、氧化丙烯、二噁烷
/
分别不得大于
       1ug/g,5ug/g,5ug/g
砷盐
不得大于0.0002%
/
酸碱度
5.0~7.5
5.0~7.5
*中国药典标准的泊洛沙姆188只能作为口服用辅料,要作为注射用辅料,必须对其进行进一步精制。
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参考文献
[1] https://zhuanlan.zhihu.com/p/657726580
[2] 泊洛沙姆188的应用 https://max.book118.com/html/2021/1204/8024041062004051.shtm
[3] 王猛,张钧寿,周建平.注射用辅料泊洛沙姆188.药学临床与研究,2007,15(1):10-13
[4] 陶月红,张昭,张本刚等.泊洛沙姆(Poloxamer)在脂溶性化感物质生物检测中的应用.武汉植物学研究,2008,26(5):533-539
[5] Rina J.Chokshi and Hossein Zia.Improving the Dissolution Rate of Poorly Water Soluble Drug by Solid Dispersion and SolidSolution一Pros and Cons.Drug Delivery ,2007,14 :33-45
[6] 吴刚.泊洛沙姆188的研究进展.中国现代医生,2008,46(12):48-49
[7] 王浩,顾吉晋,邓英杰.以泊洛沙姆188为助乳化剂制备双氯芬酸钠亚微乳的研究.中国药房,2008,19(25):1965-1967
[8] Hitesh R.Patel1,Rakesh P.Patel1,M.M.Patel.Poloxamers:A pharmaceutical excipients with therapeutic behaviors.International Journal of PharmTech Research,2009,11(2):299-303,
[9] John M.Collins,Florin Despa,Paphael C.Lee.Structuraland Functional Recovery of Electropermeabilized SkeletalMuscle in-vivo afterTreatment with Surfactant Poloxamer 188.Biochim Biophys Acta.2007 May;1768(5):1238-1246.
[10] SANDRA B.CADICHON,HOANG M.LE,DAVID A.WRIGHT.Neuroprotective effect of the surfactant poloxamer 188 in amodel of intracranial hemorrhage in rats.Journal of Neurosurgeon,2007 (1 Suppl Pediatrics)106:36-40
 
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