纳米粒载药系统的制备及其性能的研究

1、纳米粒载药系统的制备及其性能的研究生物制药1201 颜飞飞 U摘要：载药纳米微粒是纳米技术与现代医药学结合的产物, 是一种新型的药物输送载体。它缓释药物、延长药物作用时间, 透过生物屏障靶向输送药物, 建立新的给药途径等等, 在药物控释方面显示出其他输送体系无法比拟的优势。近年来载药纳米微粒在临床各个领域的应用基础研究势头强劲, 并取得了可喜的成绩。本文综述了载药纳米微粒在临床各领域应用的研究成果, 并对其发展应用前景进行展望。一.纳米载药系统的特点1.提高药物的靶向性和缓释性载药纳米粒可作为异物而被巨噬细胞吞噬，到达网状内皮系统分布集中的肝、脾等靶部位和连接有配基、抗体、酶底物所在的靶部位。

2、到达靶部位的载药纳米粒，可由载体材料的种类或配比不同而具有不同的释药速率。通过调整载体材料种类或配比，可控制药物的释放速率，从而制备出具有靶向性和缓释特性的载药纳米粒。如肿瘤血管对纳米粒有较高的通透性，因此可用纳米载体携带药物靶向作用于肿瘤组织。2.改变药物的给药途径纳米载药系统可以改变药物的给药途径，使药物的给药途径和给药方式多样化。利用聚合物纳米颗粒作为药物载体包裹药物，可以保护肽类、蛋白质或反义核酸等药物不被酶解或水解，使药物可以口服，并可减少用药剂量和次数。3.增加药物的吸收，提高药物的生物利用度，延长药物作用的时间纳米粒高度分散，表面积巨大，这有利于增加药物与吸收部位生物膜接触面积，

3、纳米粒的特殊表面性能使其在小肠中的滞留时间大大延长，药物负载于纳米载体上可形成较高的局部浓度，明显增加和提高药物的吸收与生物利用度。而对于眼部疾病的治疗，一般滴眼剂药物代谢快、需反复多次给药，且增加并发症发生的几率，而纳米载药系统的长效作用有效地解决这一难题。4.增加生物膜的通透性与一般药物的跨膜转运机制不同，纳米粒可以通过内吞等机制进入细胞，因此载药纳米粒可以增加药物对生物膜的透过性，有利于药物透皮吸收与细胞内药效发挥，使其通过某些生理屏障( 如血脑屏障) ，到达重要的靶位点，从而治疗某些特殊部位的病变。5.提高药物的稳定性药物经过载体的包裹形成了较为封闭的环境，可以增强药物对外界因素的稳定

4、性。而且纳米载药系统还可以增加药物的生物稳定性，使药物在到达作用部位前保持其结构的完整性，从而提高药物的生物活性。6.降低药物的毒副作用载药纳米粒的靶向性在增加局部药物浓度的同时降低了全身其他部位的药物浓度，其缓释性还可以减小血药浓度的波动，其高生物利用度又可以减少给药剂量，从而大大降低了药物的全身性毒副作用二纳米载药的制备1制备方法乳化聚合法: 适用于液体聚合物单体，常见的如氰基丙烯酸烷基酯( ACA) 和甲基丙烯酸甲酯( MMA) 类，分别在OH 和 射线催化下发生分子间聚合，形成聚氰基丙烯酸烷基酯( PACA) 和聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA) 。这种方法在药学领域应用已不多。天然高分子

5、固化法: 将天然高分子材料用加热、胶凝、脱水、聚合等方法固化，必要时还需加交联剂，具有较好的生物降解性和相容性，但存在制备困难、成本高、质量无法控制、不能大规模生产等缺点。乳化 溶剂挥发法: 是将聚合物溶解在有机溶剂中，药物溶解或分散在该有机溶剂中，再将此溶液滴加到水相中进行乳化，形成O /W 型乳剂，所用乳化剂或表面活性剂有明胶、聚乙烯醇( PVA)等，形成稳定的乳液后蒸发除去有机溶剂。此法适合制备亲脂性药物的纳米粒。复乳( W /O /W) 法可用于制备载有水溶性药物的纳米粒。Sanchez 等 5 用复乳化 溶剂挥发法制得 干扰素的PLGA纳米粒，平均粒径280 nm。上述两法均需高速均

6、质器或超声乳化装置，这些方法在实验室规模上的制备尚可行，但对于规模化的生产，应采用低耗能的乳化装置。乳化 溶剂扩散法: 是溶剂挥发法的改进。将与水混溶的溶剂和与水不溶性有机溶剂混合作为油相，当油相与水相接触时，与水混溶的溶剂自动扩散进入水相，在两相间产生界面紊流，界面能降低，界面骚动，形成更小的纳米级乳滴，接着再固化、分离，即得纳米粒。随着与水混溶的溶剂比例的增加，粒径则显著降低。盐析法: 一些高分子材料在某些盐类存在时会产生盐析，故可用于制备某些高分子材料的纳米粒。Allemann 等6 用本法制备了载抗精神病药savoxepine 的聚乳酸( PLA) 纳米粒，包封率达95%。该法制备工艺

7、简单，避免了有机溶剂残留，产率高，易于规模化生产。纳米沉淀法: 将药物和聚合物溶于适当的溶剂中，加入另一种聚合物的非溶剂，聚合物材料因溶解度下降可沉淀出来，将药物包裹形成纳米粒。常用的非溶剂为水。高压乳匀法: 早期应用于脂肪乳等制备，其分散过程集合了涡旋、空化、剪切、碰撞和强烈混合等多种作用，在制备过程中可完成灭菌，能满足大规模生产的要求。Nathalie等7 将亲水性药物盐酸普萘洛尔采用此法成功制得了高包封率PLGA 纳米粒。超临界流体技术: 将聚合物或药物溶解在超临界液体中，当该液体通过微小孔径的喷嘴减压雾化时，随着超临界液体的迅速汽化，即析出固体纳米粒 8 。该法常用于相对分子质量在10

8、 000 以下的聚乳酸纳米粒的制备，但不适合于相对分子质量更大的聚乳酸，因为大多数药物和载体材料在超临界液体中不溶解。此法使用对环境无害的溶剂，并且有利于制备出无有机溶剂残留的粒子，故越来越引人注目，但超临界技术比较复杂，工艺条件控制难度大。机械粉碎法: 主要包括高能球磨法、超声喷雾法、高能振动磨加湿法、超音速气流、胶体磨法、微射流设备法等。所有机械粉碎要达到纳米级都比较困难，对设备要求较高，还需注意与设备的长时间接触对设备的腐蚀可能造成制品的污染。此法可用于大生产。三.部分研究成果摘要如下：1.载阿霉素壳聚糖纳米粒 (1) 通过对一系列影响壳聚糖纳米粒粒径因素的研究,确定了以离子交联法制备粒

9、径较小壳聚糖纳米粒的最佳条件。在最佳条件下制得的纳米粒粒径最小,体积平均粒径为183nm,粒径分布较集中,可满足纳米粒载药体系的要求。经TEM观察,粒子成球性好。红外光谱研究显示,壳聚糖分子的氨基与TPP的磷酸基之间有较强的静电结合作用。 (2) 采用先使阿霉素与TPP形成复合物,再将其包封于壳聚糖纳米粒中的方法可使阿霉素包封率大幅度提高。确定了制备高包封率载阿霉素壳聚糖纳米粒的最佳条件。在优化条件下制备的壳聚糖载阿霉素纳米粒,阿霉素包封率为82.73%,载药量17.2%,纳米粒体积平均粒径为193nm,粒子成球性好,粒径分布均匀。纳米粒表面电位值为+52.1mV,粒度稳定性好,长时间放置粒径

10、无变化。 (3) 载阿霉素壳聚糖纳米粒的体外释放研究表明:阿霉素的体外释放呈三段模式,先是初期的快速释放,接着是一近匀速释放,最后是缓慢和持续的长时间释放。按Higuchi方程能较好地描述壳聚糖纳米粒的体外释放曲线,纳米粒具有良好的缓释作用。阿霉素用量、壳聚糖脱乙酰度及分子量对纳米粒阿霉素释放速度有影响。 (4) 用四唑盐(MTT)比色法研究了载阿霉素壳聚糖纳米粒的体外抑瘤活性,与阿霉素注射剂相比,载阿霉素壳聚糖纳米粒可提高阿霉素的生物利用度。 抗癌药物纳米粒载体系统的制备及其性能的研究 蒋新宇2.胰岛素乳酸/羟基乙酸共聚物纳米粒（1） 目的探索可生物降解乳酸 羟基乙酸共聚物 poly(lac

11、tic co glycolicacid) ,PLGA纳米粒作为大分子蛋白质类口服给药系统的可能性。（2） 方法用复乳溶剂挥发法制备了胰岛素乳酸 羟基乙酸共聚物纳米粒 (INS PLGA NPs) ;光子相关光谱法测定了平均粒径 ;HPLC法测定了胰岛素的包封率 ;放射免疫法研究了纳米粒的载药方式 ;考察了INS PLGA NPs的体外释放特性 ;评价了口服给予纳米粒对糖尿病大鼠降血糖作用。（3） 结果以 1%poloxamer 188为乳化剂制备的纳米粒 ,平均粒径为 14 9 6nm ,多分散度为 0 0 9,包封率为 4 2 8% ;同时抗体捕捉实验发现纳米粒主要以吸附方式载药 ;胰岛素的

12、体外释放分为两相 ;以 10u·kg- 1 的剂量给予该纳米粒 ,4h后血糖浓度显著降低 (P <0 0 5 ) ,10h血糖降至最低 ,药理相对生物利用度 (10 3± 0 8) %。（4） 结论PLGA NPs可能成为大分子蛋白质药物口服给药的新型载体。胰岛素乳酸/羟基乙酸共聚物纳米粒的制备及口服药效学研究 潘妍3.胰岛素肠溶PLGA纳米粒（1）目的 制备肠溶胰岛素PLGA纳米粒,并对其理化性质、体外释药以及在正常大鼠体内的降血糖效果进行研究。（2）方法 采用改良的乳化溶剂扩散法分别制备了胰岛素PLGA纳米粒和肠溶胰岛素纳米粒(PLGA HP55 NP、PLGA

13、HP50 NP)。通过激光粒度测定仪测定粒径大小,系统考察了肠溶材料HP55的用量及类型对纳米粒性质的影响,以及各种纳米粒在人工胃液、人工肠液中的释药行为和其在正常大鼠体内的降血糖作用,并与PLGA HP50 NP进行了比较。（3）结果 制得的最终处方的肠溶纳米粒(PLGA HP55)的粒径为(169±16)nm,胰岛素的载药量为(3.17±0.24)%。肠溶纳米粒在人工胃液中的释药速率明显低于PLGA纳米粒。PLGA纳米粒和肠溶PLGA HP50、PLGA HP55纳米粒均能显著降低正常大鼠的血糖浓度,其在正常大鼠体内24 h相对于皮下注射给药的相对生物利用度分别为(5.

14、46±0.7)%、(6.31±0.64)%和(8.72±0.5)%。（4）结论 胰岛素肠溶纳米粒可以有效抑制胰岛素在人工胃液中的释放,与PLGA纳米粒相比显著降低正常大鼠的血糖浓度。其中PLGA HP55纳米粒的降糖作用显著高于PLGA HP50纳米粒。pH值高的纳米粒有望成为胰岛素口服给药的有效载体。胰岛素肠溶PLGA纳米粒的制备及体内外性质的评价 陶安进4.5-氟尿嘧啶PLGA纳米粒 （1） 目的:以生物可降解材料乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)制备5-氟尿嘧啶(5-FU)纳米粒,并对其进行体内外释药研究。（2） 方法:采用复乳-溶剂挥发法结合高压均质法制备5-

15、FU-PLGA纳米粒。用透射电镜观察纳米粒的形态,并对5-FU-PL-GA纳米粒的粒径及其分布、载药量、包封率和体内外释药进行了研究。（3） 结果:制得的5-FU-PLGA纳米粒为类球形实体粒子,平均粒径为85.4 nm,载药量为10.6%,包封率为52.7%,体外释药符合Higuchi方程:Q=5.851 6t1/2+8.735(r=0.9923)。5-FU水溶液组在体内半衰期(t1/2)仅为0.36 h,tmax为0.26 h,AUC为18.15g.h/mL,而同剂量的5-FU-PLGA纳米粒在体内t1/2为2.35 h,tmax为1.13 h,AUC为41.09g.h/mL。（4） 结论

16、:制得的5-FU-PLGA纳米粒可改变5-FU体内的药代动力学行为,延长5-FU在体内的循环时间,具有明显的缓释作用,口服吸收好,生物利用度有明显提高。 5-氟尿嘧啶PLGA纳米粒的制备及其体内外释药研究 陈国广5.紫杉醇mPEG-PLGA纳米粒（1）目的 探讨负载紫杉醇的聚乙二醇单甲醚-聚乳酸-乙醇酸(mPEG-PLGA)亲性嵌段共聚物纳米粒及其对肝癌H22细胞的体内抗肿瘤作用。（2）方法 采用界面沉积法制备紫杉醇mPEG-PLGA纳米粒(Ptx-Nps);应用透射电镜表征纳米粒的形态;粒径分析仪测其粒径及Zeta电位;研究mPEG在共聚物中的含量及紫杉醇投药量对纳米粒的影响;考察纳米粒对昆

17、明小鼠肝癌H22的疗效和过敏实验。（3）结果 Ptx-Nps成球型,粒径为纳米级(<120 nm),均带负电荷(适合于静脉注射),与紫杉醇注射液(Ptx)相比,Ptx-Nps对肝癌H22的抑制作用比Ptx好。（4）结论 采用界面沉积法制备的纳米粒在紫杉醇投药量为1%,mPEG含量为4%时包封率最佳,本研究为开发紫杉醇新型静脉注射制剂提供了实验依据,mPEG-PLGA共聚物可成为抗肿瘤药物的理想新型载体紫杉醇mPEG-PLGA纳米粒的制备及其抗肿瘤作用研究 方琴6.载阿霉素组氨酸修饰透明质酸纳米粒透明质酸（HA）是一种天然多糖，具有良好的生物相容性、生物可降解性，已在药物输送和组织工程等领

18、域得到广泛的应用。本论文合成了组氨酸修饰透明质酸耦合物，应用超声分散法制备载阿霉素纳米粒，进行细胞毒性和细胞摄入过程分析，以H22荷瘤小鼠为模型，阐明其药代动力学、组织分布以及抑瘤活性。首先，以组氨酸（His）为配基，通过酰胺接枝反应合成了不同取代度的组氨酸修饰透明质酸耦合物（His-HA）；应用核磁共振法耦合物的结构特征进行了表征，利用荧光光谱法分测定His-HA耦合物的临界聚集浓度（CAC），并分析不同pH值下耦合物的微结构变化。1H NMR图谱显示His成功地修饰到HA上；荧光图谱显示His-HA耦合物的CAC随着His取代度的升高而降低。利用超声波分散法制备His-HA纳米粒，应用动态

19、激光散射仪测量His-HA纳米粒的粒径分布和Zeta电位，并分析pH值对粒径、Zeta电位的影响，利用透射电镜对纳米粒形态进行形态观察。结果显示，随着His取代度的升高，His-HA纳米粒的平均粒径从780±56nm下降到230±21nm，另外，随着pH值的降低，His-HA粒径升高，显示His-HA纳米粒具有pH响应性。His-HA纳米粒的Zeta电位呈现负电性，其绝对值随着His取代度的升高而降低，随着溶液介质pH值的降低，纳米粒的Zeta电位绝对值降低。电镜图片显示His-HA纳米粒外观似球形，形态完整。以阿霉素（DOX）为模型药物，制备了包载DOX的His-HA纳米

20、粒（DOX/His-HA），分析其载药量、包封率及体外释药规律。结果证明，随着取代度的提高，纳米粒的包封率增加，载药量增大。体外释药实验显示，载药纳米粒具有缓释效果，随着取代度增加，缓释效果增强；在酸性条件下，DOX/His-HA纳米粒的释药量增加，在pH6.0时，8h累计释药率高达32.92%，48h累计释药率高达51.87%。MTT法考察了DOX/His-HA纳米粒对MCF-7细胞的毒性。制备FITC标记的纳米粒（FITC-His-HA），分析FITC-His-HA纳米粒的细胞摄入特征。另外，探讨温度、pH值以及HA因素对MCF-7细胞摄入的影响。研究结果显示：随着DOX浓度的增加，自由D

21、OX和DOX/His-HA纳米粒对MCF-7细胞的抑制率增加，细胞毒性也不断提高，呈现了药物浓度与作用时间的响应性。细胞摄入实验显示，FITC-His-HA纳米粒被MCF-7细胞摄取；DOX/His-HA纳米粒被细胞摄入，分散于细胞核和细胞质中。定量实验显示：在4下，MCF-7细胞对DOX的摄入量降低，但随着pH的降低，细胞摄入量增加。这说明细胞对DOX的摄取方式存在两种方式：受体介导的载药纳米粒的胞吞、载药纳米粒在胞外释放的DOX。竞争性细胞摄取实验显示：经HA预处理后，MCF-7细胞对载药纳米粒的摄取量降低，说明DOX/His-HA纳米粒选择性地结合到CD44受体，并通过受体介导的内吞作用

22、被MCF-7细胞摄入。对His-HA纳米粒的生物相容性进行了分析，评价了His-HA纳米粒的细胞相容性、血液相容性。以人肝细胞L02为细胞模型，采用MTT法考察His-HA纳米粒的细胞毒性，通过溶血实验评价了His-HA纳米粒的血液相容性。实验结果显示：His-HA纳米粒具有较好的细胞相容性和血液相容性，满足医用生物材料的要求。以H22荷瘤小鼠为动物模型，考察DOX/His-HA纳米粒的药代动力学和组织分布规律，并评价了其肝癌靶向性。实验结果显示：与DOX对照组相比，DOX/His-HA纳米粒组的t1/2、AUC明显增加， MRT明显延长，而CL与Vc则明显降低。组织分布实验显示：与DOX对照

23、组相比，DOX/His-HA纳米粒经尾静脉注射后，在肿瘤组织的DOX含量明显增加，显示具有肿瘤靶向性，并且随着取代度的增加，肿瘤靶向性增强。以H22荷瘤小鼠为动物模型，以生理盐水为对照，考察DOX、DOX/His-HA纳米粒的抑瘤效果。对小鼠体重而言，DOX给药组的小鼠体重较对照组明显减轻(P <0.05)，DOX/His-HA纳米粒给药组的小鼠体重较对照组无统计学差异(P>0.05)；从抑瘤效果上，DOX和DOX/His-HA纳米粒给药后，肿瘤生长都得到抑制，其中，DOX/His-HA纳米粒给药组的抑瘤率为67.07%，与生理盐水组差异明显（P <0.01）。而在小鼠免疫力影响方面，与对照组相比，DOX/His-HA纳米粒给药组小鼠的胸腺指数，脾脏指数均没有明显差异（P>0.05）。而DOX给药组胸腺指数、脾脏指数明显降低（P <0.05）。这说明DOX/His-HA纳米粒可有效抑制肿瘤，并降低了药物的毒