载药纳米微粒制备技术赵硕常津*卢剑原续波(天津大学材料科学与工程学院天津 300072)摘要载药纳米微粒作为近年来新型的药物投递载体超微小的粒径作为包载疫苗蛋白和基因等大分子药物的载体增强疗效由于其超微小的粒径可以有效地穿越组织间隙从而更有效地对药物实行靶向和控制释放并对其中的影响因素同时对于载药纳米微粒的发展做出展望nanoparticlesÖ÷Òª°üÀ¨ÄÉÃ×΢ÇòºÍÄÉÃ×΢ÄÒÄÉÃ×Ò©ÎïÔØÌåϵͳ×÷ΪÐÂÐ͵ÄÒ©ÎïͶµÝºÍ¿ØÖÆÊÍ·ÅϵͳÓÃÀ´ÖƱ¸ÔØÒ©ÄÉÃ×΢Á£µÄ²ÄÁÏÖ÷Òª·ÖΪÌìÈ»¸ß·Ö×Ӻͺϳɸ߷Ö×ÓÁ½´óÀ൰°×ÖʺóÕßÖ÷ÒªÓоÛõ¥Àà¾Ûõ£°·ÀàÒÔ¼°¾ÛÔ-Ëáõ¥ÀàµÈº£ÔåËáPLA PGA PCL°ü¹üÔÚÄÉÃ×ÔØÌåÖÐÕâЩ²ÄÁÏÔÚÌå赵 硕 男硕士生 ＊联系人 Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉｎｃｈａｎｇ４＠ｈｏｔｍａｉｌ．ｃｏｍ国家科委基础研究快速反应支持项目（２００１５１）２００２－０４－１８收稿内随着其本身的水解随人体循环不断从体内排出由于载药纳米微粒具有比一般粒子更小的体积纳米粒子进入体内RESÆäÄÜ´©Ô½Ï¸°û¼ä϶BBB¼õÉÙÒ©ÎïÓÃÁ¿Í¬Ê±ÓÐÀûÓÚÒ©ÎïµÄÖü²ØºÍÔËÊäʹÆä³ÉΪһÖÖºÜÓÐǰ;µÄÒ©ÎïмÁÐÍ(1)吸附或连接于粒子表面的药物与粒子脱离(3)粒子本身不断被融蚀(4)扩散与分解同时发生作用当微粒中药物扩散的速度大于其融蚀分解的速度时相反释放机理主要为分解称谓而不是载体中包载的药物随着药物的逐步释放接下来的纳米微粒中药物释放一般遵循一级动力学[1~4]Ëæ×ŵ°°×ÖÊÃâÒßµ÷½Ú¼ÁÔØÒ©ÄÉÃ×΢Á£ÏµÍ³µÃµ½Á˸ü¹ã·ºµÄ¹Ø×¢Ò×ÊÜø½âÁíÍ⿹²¡¶¾Ò©Îï尽管有很多载药纳米微粒制备技术的报道药物用途以及整个治疗需要持续的时间(1)药物的稳定性和活性在整个制备过程中和最终载体系统产品中不能受到负面影响药物包封率要高(4)制得的纳米粒子应是自由流动的粉状固体1 溶剂挥发与抽提技术[8]溶剂挥发与抽提技术又称液中干燥法传统的油/水(O/W)单乳制备方法是首先将高分子溶于一种不溶于水的挥发性溶剂中(例如二氯甲烷)ÔÙÔÚÊʵ±µÄζȺͽÁ°èÌõ¼þϼÓÈëÁ¬ÐøË®ÏàÖн«ÈéÒºÔÚ³£Ñ¹ÏÂ×ÔÓɻӷ¢»òÓÃÕæ¿Õ³éÌáµÄ·½·¨Ê¹ÈܼÁ»Ó·¢¹Ì»¯µÄÁ£×Ó¿ÉÒÔͨ¹ýÏ´µÓÀëÐĵȷ½·¨µÃµ½·Û×´²úÆ·³£ÓõÄÈ黯¼ÁÓоÛÒÒÏ©´¼土温Poloxamer-188明胶等实验中也经常选用两种或两种以上的乳化剂搭配使用一般来说提高乳化剂的浓度纳米粒子的制备过程中例如搅拌速度对于乳液液滴大小有明显的影响聚合物在溶液中分散较好相反聚合物聚集不易分散为了得到纳米级的粒子同样溶剂的挥发在常压下进行释药过程相对平稳制得的微球表面呈多孔状突释这是符合其释药机理的聚合物的分子量大不利于液滴的分散相反在溶液中分散好粒子制备过程中诸多的影响因素还有药物/聚合物比值传统的O/W或水/油(W/O)方法的一个很大的缺点在于其对酶蛋白质原因主要是在纳米粒子乳化的过程中这不仅降低药物包裹率使粒子在释药过程产生效应他们通过改变水相的pHÔÚË®ÈÜÒºÖÐÌí¼ÓÖ¬·¾ËáµÈ°ì·¨Ìá¸ßË®ÈÜÐÔÒ©ÎïµÄ°ü¹üÂÊÆäƽ¾ùÁ£¾¶Îª250nmΪÁËÌá¸ßË®ÈÜÐÔÒ©ÎïµÄ°ü¹üÂÊËùν¸´Èé¼¼ÊõÊǽ«Ò©ÎïÈÜÓÚË®ÈÜÒºÏÈÐγÉW/O初乳利用这一技术多肽/蛋白类等一系列水溶性药物进行了包载与释放实验复乳本身是一种非稳定状态一般有两种过程导致复乳破裂二是复乳本身崩溃这一点引起了很多学者的极大兴趣指出了影响复乳稳定性的最主要因素即制备初乳时乳化剂的选择和用量对整个制备过程起到重要的作用实验也表明乳化剂浓度越高越不容易破裂结果表明可大大减少服药次数提高药物的疗效除此之外另外并分别对乳化剂浓度PLA分子量与浓度实验中制得的微粒成球性好2 纳米沉积技术纳米沉积技术又称自乳化/溶剂分散技术但由于其成球机理不同和其在纳米粒子制备过程中的广泛应用典型的一种方法就是采用水溶性溶剂(例如丙酮一同作为油相由于水溶性溶剂进入水中后自发性分散降低界面张力在水中不能溶解的聚合物向界面迁移最终形成纳米级粒子药物包载量大实验过程中油相里水溶性溶剂的比例对于粒子大小的影响最为显著制得的粒子粒径越小容易形成较小的粒子[13]²¢¶ÔÆäÊÍÒ©¹ý³ÌºÍÖƱ¸¹ý³ÌÖеÄÓ°ÏìÒòËؽøÐÐÁË̽ÌÖ²ÉÓõ¥Ò»µÄË®ÈÜÐÔÈܼÁ×÷Ϊ·ÖÉ¢ÏàÏàÓ¦¼ò»¯ÁË·´Ó¦ºÍ·ÖÀëÌá´¿µÄ²½Öè¸Ä½øµÄÄÉÃ׳Á»ý¼¼Êõ±£³ÖÁ˽ϸߵÄÁ£×Ó²úÂʺͺܺõÄÁ£×Ó±íÃæÐÎ̬3 聚合法聚合法是通过将单体溶于含有乳化剂而无引发剂的水相中再加入引发剂或通过高能辐射在水相中引发聚合Couvreur等[16]曾报道通过机械聚合法生产纳米微粒(粒径<200nm)ÒÔ¾ÛɽÀæËáõ¥-20为表面活性剂使分散的甲基或乙基丙烯酸氰酯聚合在常温条件和剧烈的机械搅拌下聚合成烷基丙烯酸氰酯由于聚合法的聚合机理遵循阴离子反应机理例如CH3O－和CH3COO－这样会使粒子在体内很快降解获得高分子量和稳定的产物纳米粒子３．５）下进行反应一般持续3聚合法是制备纳米粒子的重要方法因此在实际操作中必须考虑到其细胞毒性这些物质都对人体有一定毒性为了尽量避免这些问题改变溶液的电荷和离子强度等因素这种方法的优点在于整个过程中没有引入有害的有机溶剂和聚合物单体5 水溶性高分子纳米微粒的制备近年来很多的科研工作者正致力于采用水溶性聚合物制备纳米药物载体系统的研究壳聚糖明胶等一些对蛋白质有一定包载能力的载体已经可以利用有机溶剂的方法来制备利用两水相混合物的离子凝结另一相含有聚三磷酸钠盐(TPP)¿ÉÒÔͨ¹ý¸Ä±ä¿Ç¾ÛÌǺÍPEO-PPO的组成来调整纳米微粒的尺寸(200这些纳米微粒和牛血浆蛋白寡核苷酸等蛋白质有很好的结合性[20,21]ÕâÖÖ¸´ÔÓµÄÄý¾Û·¨Ò²ÓÃÓÚÉú²úDNA-明胶纳米微球壳聚糖已经被证明是一种比明胶更好的载体将壳聚糖与要包载的药物一同溶解于水中在稳定的乳液中当和NaOH接触的时候将短链聚酯接枝到PVA上或通过硫丁基改性PVA(SB-PVA)可以得到新型可降解聚酯通过调节聚合物中各成分的比例可制得新型水溶性聚酯与一系列的蛋白(例如人血清蛋白)可以形成稳定的复合物而得到纳米微粒Campos等[25]将三聚磷酸钠(TPP)溶液与壳聚糖溶液在磁力搅拌条件下混合用于眼外药物的长效释放微球的包封率和载药率分别达到了73体外实验发现而在家兔的体内实验中发现其在48h内都可以有效地保持一定的药物浓度这一结果显示是一种在临床上很有前途的眼外药物载体他们将阿霉素的阳离子基团用硫酸葡聚糖屏蔽起来然后采用粒子凝聚的方法制得纳米微球４２ｎｍ细胞实验中发现而是进入细胞内部后将活性成分释放进行基因载体实验用MTT法检测载体对肿瘤细胞的抑制率聚乳酸-O-羧甲基壳聚糖纳米微球没有细胞毒性其它的检测结果也说明该纳米微球作为基因载体可达到的对细胞的转染效果与Lipofectin相似但其与Lipofectin相比具有更大的价格优势6 嵌段共聚物纳米胶束的制备最近这种方法是将亲水性聚合物与疏水性聚合物嵌段聚合再将这类聚合物在溶液中通过自组装过程形成胶束粒子通过化学或物理的作用将药物包裹其中正由于这种稳定的结构可以保持药物的长效缓释和靶向部位的集中释放这种驱动力包括静电作用力在栅栏结构包围中的核结构可作为不同药物包裹的ＰＥＧ作为亲水基团的核阿霉素的氨基糖苷键与聚天冬氨酸侧链上羟基通过碳化二亚基相连并具备很高的包封率由于内核结构具有强烈的疏水性而并非完全由化学键连接而成降低了阿霉素的泄漏使药物得以在体内长效循环并在肿瘤表面释放这种纳米粒子已经进入一期临床实验阶段包括PEG-PLA ²¢·Ö±ð¶Ôµ°°×ÖÊÒ©ÎïºÍ·´ÒåDNA进行包裹实验都取得了很好的效果用来进行肝细胞靶向然后将半乳糖苷化的壳聚糖-PEG复合体(GCP)与DNA在NaCl的PBS溶液中通过自组装方式形成复合体系并且其尺寸随GCP比例的增大而减小一系列的表征和细胞实验发现其与GCP的复合体可以有效地保护DNA不被体内酶所降解GCP/DNA复合体对于肝细胞具备充足的组织选择性和细胞转染率7 展望载药纳米微粒可靠的生物安全性灵活的成分配比和可控的降解速度目前载药纳米微粒还存在着诸多的问题(2)口服纳米微粒的吸收机理尚不完全清楚工艺不稳定和制备过程中引入的少量不易去除的有毒物质残留不断发明随着分子生物学和细胞生物学研究的不断深入并了解伴随癌症等疾病过程不同层次(如组织细胞受体等)的特异性生理变化随着计划的完成这对生物降解药物纳米载体也提出了更高的要求因此具有潜在的重组合的巨大危险而纳米药物载体系统作为最有前途的非病毒载体避免了这种危险的同时尽管在目前的研究水平下每单位纳米粒子的转染效率还低于病毒粒子对于病毒粒子穿越生物膜机理和特性的深入研究并加以利用可以乐观大胆地推测不断提高纳米粒子作为基因载体的可行性必然给基因载体系统的研究提供突破性的进展载药纳米微粒作为高效必将在为人类健康事业产生深远的影响1234567891011121314151617181920212223242526272829。