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纳米载药囊的研究进展

摘要纳米囊作为一种新型的纳米级药物载体系统,具有小粒子特征,可以穿越生物膜屏障和网状内皮组织系统到达人体特定部位。

本文对纳a米载药囊研究进展进行了综述,对于纳米囊制备方法、载药种类、囊材选取以及生物学评价等进行了着重介绍,并对未来进行了展望。

随着近年来对于纳米载药囊的进一步研究和科学技术的发展,将纳米载药囊的发展推向了新的阶段。

关键词:纳米囊制备方法载药生物学评价AbstractNanocapsule is a kind of Nanoparticles drug delivery system , it can pass through biological membrane barrier and meshy endodermis system to reach certain parts of body. The progress of researches on drug-loaded nanoparticles was summarized in this review. The major emphasis was laid on the preparation of nanoparticles, type of drug-loaded, selection of nanoparticles and biocompatibility evaluation. Additionally, we made a perspective of the development in this field. With further research of drug-loaded nanoparticles and development of science and technology, it will push the application of drug-loaded nanoparticles in new field.Key words: Nanocapsule Preparation Drug-loaded Biocompatibility evaluation引言纳米囊是粒径10~500nm的固状胶态粒子,活性成分通过溶解、包囊作用位于粒子内部,或者通过吸附、附着作用在粒子表面。

所用辅料多为天然或合成生物可降解的高分子材料,可用于包裹亲水性药物,也可用于包裹疏水性药物。

根据材料的性能,适合于不同的给药途径,如静脉注射的靶向作用、肌肉或皮下注射的缓控释[1]作用。

口服给药的纳米囊也可用非降解性材料。

纳米药学[2]是运用纳米科技的理论与方法,在传统的药学和现代药学的基础上,开展药学研究与实践的新兴边缘学科。

就目前研究而论,药物传递系统纳米囊及相关技术主要用于促进药物溶解、改善药物吸收、提高药物靶向性[3]以及提高药效等,涉及给药途径包括注射给药、口服给药、局部给药等,近年来更关注于研究纳米系统对药物靶向传输作用。

本文将对纳米载药囊的近期国内外研究进展作一综述。

制备方法乳化聚合法乳化聚合法[4]是一种经典的、常用的高分子合成方法,也是目前制备纳米囊最主要的方法之一。

分散介质中,在乳化剂存在下,利用机械搅拌或者超声波将药物和聚合物单体分散成纳米大小,然后引发聚合反应,与此同时形成的聚合物对药物进行包裹。

常使用水作分散介质。

影响其载药量[5]的因素有pH值,乳化剂浓度,微粒大小,分子量等。

界面聚合法界面聚合法[6]是单体从一侧向界面扩散,催化剂从另一侧向界面扩散,药物位于中间的液体分散相内,利用界面处发生的聚合反应制成包囊药物的纳米粒。

分散方式一般采用在表面活性剂作用下的机械分散法, 为了获得纳米大小的胶囊微粒, 通常使用带毛细管的细针头注射器, 并把注射器针头放在离液面很近的距离, 再在针头与液面之间加上高压直流电。

界面沉淀法界面沉淀法[7]先让药物和高分子或小分子化合物作用形成药物的盐形式或让盐在转化成自由酸或自由碱,是药物的水溶性下降而稳定性提高;其次把高分子载体溶于有机相,而药物溶于油相;再把此两相体系注入含有表面活性剂的水溶液中。

有机溶剂迅速地穿透界面,显著地降低界面张力,自发地形成纳米微粒,使得逐渐不溶的高分子向界面迁移、沉淀,最终形成纳米级药囊。

超临界流体法超临界流体法[8]因其不造成环境污染,制得的纳米囊不含有有机溶剂,且纯度高而逐步获得重视。

超临界流体法可分为超临界快速膨胀法和超临界反溶剂法。

超临界快速膨胀法是将聚合物溶于一种超临界流体中,该溶液经导管引入并由一喷嘴快速喷出,聚合物因在超临界流体溶解度急剧降低而沉降,沉降的聚合物中将不会残留溶剂。

超临界反溶剂法是将聚合物溶解在一种合适的溶剂中,这种溶液通过导管快速引入一种超临界流体中,此超临界流体可完全提取溶解聚合物的溶剂而使聚合物沉降,形成极细微粒。

自组装法自组装法[9]指的是具有特殊结构的单个分子,在一定的条件下自行反应组装,并能对反应程度及产物的形貌、大小进行自动控制。

载药种类难溶性药物难溶性药物[10]在水中溶出速率低,机体吸收差,生物利用度低,提高其溶出速率是药剂学需要解决的问题。

纳米囊是解决办法之一。

水溶性药物水溶性药物[11]即蛋白质、多肽和DNA类药物。

纳米囊表面修饰纳米囊载药输送系统[12~13]存在几个问题:首先,现在的载体材料多为生物降解性天然或合成高分子,连续使用易产生毒性;其次,由于纳米囊在体内对单核细胞吞噬系统(mononuclear phagocyte system,MPS)的趋向性,使其在网状内皮系统[14](riticuloendothelial system,RES)的分布增加且体内循环时间减少,虽然在特定情况下这种被动靶向有利于疾病的治疗,但在大多数情况下,对于导向治疗是不利的,它会在一定程度上妨碍这些纳米制剂对其他器官组织的靶向性,而限制其应用。

再者,药物对人体是一种异源蛋白,经血液注入人体会被免疫系统识别,大约在两周的时间内就可以产生抗药抗体,中和再次注入的药物,使药物失效或被清除。

同时多数药物为疏水性的,它们在与纳米载药颗粒偶联时可能产生沉淀,因此在制药过程中药物的微溶性也是一个经常困扰人们的问题。

为了使药物在体内有长循环性和水溶性,并且增加药物携带量,对于纳米载药囊的修饰成为必要。

表面修饰材料以PEG、PEO等为表面修饰材料用PEG对纳米囊进行表面修饰[15]是近年来制备长循环纳米粒的一个热点。

实现修饰的方法大多是预先将PEG与聚乳酸或磷脂酰胆碱等化学结合,然后再制备纳米囊;也可采用疏水键吸附或者电性结合的方法以壳多糖[16]、环糊精等多糖为表面修饰材料这些材料的亲水性质可以延长纳米囊在体内的循环时间和减少巨噬细胞的捕获,其中两亲性的环糊精作为纳米囊表面修饰剂还可以起到增加药物包封率和载药量的效果。

阴离子多糖类聚合物肝素也可以作为亲水性部分与聚甲基丙烯酸甲酯形成两亲性共聚物纳米囊,肝素的抗凝活性作用可以阻止血液成分对纳米囊的黏附以及对抗血浆蛋白对药物的竞争而延长循环时间。

纳米载药囊性质研究纳米载药囊性质的研究包括透射电镜(TEM)、动态光散射测量纳米囊大小;ZETA电位仪或光子相关光谱法和激光多普勒风速测定法联用测定纳米囊的ZETA 电位,电位值的大小影响着纳米囊的分散稳定性;采用1H-NMR,分别选用CDCl3和DO作溶剂考察亲水性基团的含量。

2纳米载药囊的生物学评价纳米载药囊[17]按照同人体的接触部位的不同一般可分为两类:用于心血管系统与血液直接接触和同心血管以外的组织和器官接触。

前者主要考察与血液的相互作用, 称为血液相容性;后者主要考察与组织的相互作用, 称为组织相容性或一般生物相容性。

事实上, 组织相容性已经有成熟的评价方法。

而血液相容性涉及的各种反应比较复杂, 很多机制尚不明确, 实验方法多数还不成熟, 通常情况下, 微囊表面在与血液接触的数秒内首先被吸附的是血浆蛋白(白蛋白、γ球蛋白、纤维蛋白原等), 接着发生血小板黏附、聚集并被激活, 同时一系列凝血因子相继被激活, 参与血栓形成, 血管内形成血栓将引起机体致命性后果。

血液相容性、在血液循环系统中的停留时间及被MPS 系统吞噬情况是目前研究的热点。

纳米囊的研究展望综上所述,纳米囊作为新型载药系统具有发展前景[18]。

尽管商品化程度并不高,但经过了若干年的研究开发,已经取得了令人瞩目的成绩。

尽管纳米技术应用于中药领域, 现在还刚刚起步,仍有许多问题需要解决,但发展前景无可估量。

我国首项将纳米技术应用于中草药加工领域的纳米级中药微囊生产技术已经在西安国家高新技术产业开发区诞生并通过了产品技术鉴定。

20世纪90年代以来,人们开始把纳米药物载体应用于神经精神科学。

近年来,纳米微囊制剂发展迅速,但特殊性能的纳米微囊优势明显,具有广阔的应用前景,特别是在抗肿瘤药物的释放系统中潜力更大。

但是绝大部分纳米微囊的研究尚停留在实验室阶段,进入临床的很少,而且各种具有特殊性能的纳米微囊在制备工艺上还有不少问题亟待解决, 在临床应用方面亦有许多值得探讨之处。

总之, 纳米载药囊作为新型载药系统具有发展前景。

尽管商品化程度并不高, 但经过了若干年的研究开发, 已经取得了令人瞩目的成绩。

目前负载药物已经从普通的药物发展到了涵盖生长激素、胰岛素、疫苗、抗肿瘤药物等多种药物, 从西药发展到了中药的提取成分, 有巨大的潜在应用领域。

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