2012年9月Sep.2012化学工业与工程CHEMICALINDUSTRY ANDENGINEERING第29卷Vol.29第5期No.5收稿日期:2012-02-27基金项目:国家重点基础研究发展计划项目(2010CB735602);天津药物研究院(300193)。
作者简介:高洁(1986-),女,山东泰安人,硕士研究生,研究方向为药物新剂型及药物分析。
联系人:任晓文,电话:(022)23006953,E-mail :rxwtj@yahoo.com.cn 。
文章编号:1004-9533(2012)05-0064-06纳米技术在药物制剂研究中的应用高洁1,连潇嫣2,魏振平3,王博2,李洪起2,任晓文2*(1.天津中医药大学研究生院,天津300193; 2.天津药物研究院,天津300193;3.天津大学化工学院,天津300072)摘要:药物的水难溶性以及由此导致的低生物利用度是阻碍药学发展的主要原因之一,随着纳米技术的发展以及在药物制剂研究的应用,有些水难溶药物生物利用度低的问题已经得到了较好的解决。
本论文在对纳米技术进行简介的基础上,重点介绍了该技术在微乳液、固体脂质纳米粒、纳米凝胶、聚合物纳米粒及纳米结晶等新型给药系统中的应用。
在介绍纳米药物相对于传统药物的主要优势时,也对纳米技术在药物制剂研究中潜在的问题也进行了提示,以使纳米技术在新型药物制剂的研究中发挥更好作用。
关键词:纳米;纳米技术;药物制剂中图分类号:TQ46文献标志码:AApplication of Nanotechnology in the Development ofPharmaceutical PreparationsGAO Jie 1,LIAN Xiao-yan 2,WEI Zhen-ping 3,WANG Bo 2,LI Hong-qi 2,REN Xiao-wen 2*(1.Graduate school ,Tianjin University of Traditional Chinese Medicine ,Tianjin 300193,China ; 2.Tianjin Institute of Pharmaceutical Research ,Tianjin 300193,China ; 3.School of Chemical Engineering and Technology ,Tianjin University ,Tianjin 300072,China )Abstract :The lower bioavailability caused by poor water solubility is one of the important factors that hur-dled the development and reasonable use of the pharmaceutical APIs.However ,with the application of the nanotechnology in the development of pharmaceutical preparations ,the bioavailability for some of the poorly water-soluble drugs had been greatly improved.In this article ,applications of nanotechnology were introduced in pharmaceutical preparations as dosage-forms of microemulsion ,solid lipid nanoparticles ,nanogel ,polymeric nanoparticle and nanocrystals.The possible problems resulted from the use of nano-preparations were discussed together with their advantages over the traditional dosage-forms with the pur-pose of expanding the application of nanotechnology in the R&D of novel pharmaceutical preparations.Key words :nanometer ;nanotechnology ;pharmaceutical preparations 纳米技术是21世纪的新兴技术之一,这项技术在药物研究领域的应用与拓展以及所取得的进步标志着药物研究与开发进入了一个崭新的时代,这也将为人类更好地战胜疾病提供了有力的帮助。
多数物质当达到纳米尺度时,物质的性能就可能发生突变并表现出不同于其分子形式与宏观形式的特殊性能,可以此作为药物开发的基础[1]。
纳米技术可以在0.1 100.0nm 空间尺度内操纵原子DOI:10.13353/j.issn.1004.9533.2012.05.010第29卷第5期高洁,等:纳米技术在药物制剂研究中的应用和分子来将材料加工、制造成具有特定功能的产品,或对物质进行研究并掌握其原子和分子的规律和特征。
在药学中一般将纳米尺度定为小于1000nm。
1纳米技术在药物制剂中的应用随着纳米技术研究的不断深入,其在药学中的应用范围也逐渐扩大,相比于传统的药物制剂,这些新型给药系统在多方面显示出了其优越性。
应用纳米技术制备的新型药物制剂主要有5种。
1.1微/纳米乳液微乳是通过纳米微乳化技术制成的一类粒径在纳米级、各向同性且热力学和动力学稳定的胶体分散体系。
微乳液由油相、水相、表面活性剂和助表面活性剂构成,外观为透明或半透明的液状稳定体系[2-3]。
微乳液是通过微乳化技术形成的制剂,更有利于穿透生物膜吸收,纳米乳促进药物的经皮透过性主要决定于纳米乳的组成成分而非纳米乳的本身结构[4]。
张先洲等[5]采用改进的Franz扩散池,以2%的PEG-400为接受液比较了青藤碱微乳液、固体脂质纳米粒和脂质体3种剂型的皮肤渗透能力,并用高效液相色谱法测定了各剂型接受液中的药物浓度,经t检验发现3者的渗透速率有明显差异,微乳液具有更强的皮肤渗透能力。
邝少轶等[6]采用单剂量双周期自身交叉试验,通过研究并比较多西他赛(DTX)亚微乳注射液和普通注射液在比格犬体内的药动学,发现DTX亚微乳的药-时曲线下面积和峰浓度有所增加,消除半衰期延长,说明DTX亚微乳注射液比普通注射液的渗透率和生物利用度有所提高。
1.2固体脂质纳米粒固体脂质纳米粒(SLN)是指粒径在10 1000 nm之间的固态胶体颗粒,它以常温下为固态的天然或合成类脂为载体将药物包裹或夹嵌于类脂核中,是一种新型的固体胶粒给药系统[7]。
SLN可以控制药物释放、避免药物降解或泄漏以及具有良好的靶向性等优点。
SLN作为经皮给药系统的载体,可以明显增加皮肤对包载药物的吸收。
Hao等[8]采用星点设计-效应面优化法设计了氯霉素固体脂质纳米粒的处方,结果表明:包载氯霉素的SLN作为输送系统能够显著提高药物包封率并实现药物的受控释放。
马莉等[9]通过高温乳化-低温固化法制备了地西泮固体脂质纳米粒,平均包封率为(98.8ʃ3.0)%,载药量为(6.5ʃ0.1)%,体外累积释放百分率达(98.81ʃ3.89)%。
大鼠鼻腔给药试验结果表明:其绝对生物利用度高达67.01%,与对照制剂相比,达峰时间更短且绝对生物利用度更高。
SLN作为抗肿瘤药物的载体,与传统的溶液剂相比可以使被包裹的药物对癌细胞产生更好的杀伤作用。
Vineet等[10]利用固体脂质纳米粒定向对癌症进行了药物治疗,并证实固体脂质纳米粒作为癌症治疗工具的有效性。
梁健钦等[11]制备了白藜芦醇固体脂质纳米粒,其过程如下:将单硬脂酸甘油酯置水浴上加热熔融后加入白藜芦醇乙醇溶液混匀制成油相,将油相缓慢加到含有稳定剂泊洛沙姆188的水相中,70ħ保温,超声处理制成粗分散乳液,将乳液在高压均质机下循环乳匀,然后冷却至室温。
1.3纳米凝胶纳米凝胶是一种新型的纳米载药系统,在结构上是纳米级聚合物网络组成的水凝胶颗粒,包括物理凝胶和化学凝胶。
物理凝胶是由非共价键形成的三维网状结构,化学凝胶是由交联共价键形成的三维网状结构。
纳米凝胶具有很高的负载能力及良好的稳定性,同时对环境比较敏感,可以通过溶胀及收缩完成对药物的包载和释放,对其表面官能团用各种靶向基团进行进一步修饰可以达到靶向治疗的目的。
在小鼠体内放射物标记研究中,反义寡聚脱氧核苷酸(ODN)纳米凝胶与游离的ODN相比,ODN纳米凝胶在脑血浆内药物浓度的比值增加了1个数量级,显著增加了ODN的脑靶向性[12-13]。
方建林[14]制备了温敏型聚(N-异丙基丙烯酰胺—CO—甲基丙烯酸丁酯)纳米凝胶,并进行了体外模拟试验和体内药动学试验。
体外模拟试验表明温敏纳米凝胶使用安全方便,体内药动学试验表明其为温度敏感性栓塞材料,是一种较理想的血管栓塞剂,栓塞效果好且生物利用度高。
1.4聚合物纳米粒聚合物纳米粒是以人工合成或天然可生物降解高分子材料为载体制成的粒径介于10 1000nm 的固态胶体颗粒,是一种高效、低毒的靶向药物载体。
聚合物纳米粒可以制成纳米球使药物均匀地分散在骨架材料中,也可制成纳米囊将药物包裹于囊壳中心,所用聚合物一般具有生物可降解性以避免重复用药时聚合物在体内积累[15]。
聚合物纳米56化学工业与工程2012年9月粒已成功应用于化学合成药物及蛋白类药物领域,聚合物胶束和载体联用在抗肿瘤药物制剂技术领域已表现出良好发展前景[16]。
Rao等[17]介绍了聚合物纳米粒的制备方法,主要过程包括聚合物的分散和单体聚合。
Zhang 等[18]对蛋白聚合物作为非病毒基因传递载体进行了研究,BSA-聚(二甲氨基)甲基丙烯酸乙酯(PD-MA)纳米粒子(nBSA)能够凝聚成质粒DNA(PD-NA)和平均直径50nm的聚合物。
nBSA/PDNA聚合物转染细胞具有类似的效率或更好的线性关系比,nBSA粒径和电荷不影响PDNA络合和转基因表达,表明可以用较低的电荷比获得相同的基因传递效率,用不同蛋白质核心能将蛋白聚合结合物的额外功能引入到聚合物中,是一个得到非病毒基因传递载体的更好方案。
1.5纳米药物结晶纳米结晶是利用不同的技术手段将药物转变成直径小于1000nm的微粒而分散形成的纳米晶体。
通常,只需借助少量生物相容的表面活性剂及稳定剂便可制备稳定的纳米结晶,因此不必过多考虑辅料的毒性。