218 中国医药生物技术2011年6月第6卷第3期 ChinMedBiotcchnol,June2011,Vo1.6。No.3 DOE10.3969/emba.j.issn.1673-713X.2011.03.010 固体脂质体纳米粒制备方法的研究进展
冯炜玮,陈志伟 固体脂质纳米粒(solid lipid nanoparticles,SLN)又称 固体脂质体,是一种室温下为固态的天然或合成的脂质体或 类脂纳米粒子。SLN的研究始于20世纪9o年代,是一 种以硬脂酸、卵磷脂、三酰甘油等脂类原料为基质,将药物 包裹于类脂核中制成50—1000 nm粒径的固体脂质粒子给 药体系 ~。 SLN常温下为固态,具有以下四方面特点:①良好的 生物兼容性;②能有效地控制药物释放,并可有效避免药物 的降解和泄漏;③适合于多种给药途径;④稳定性好,能提 高不稳定药物的稳定性[31。另外SLN在很多疾病特别是在 癌症治疗中也显示了特殊的优越性[4],Stevens等 研究发 现,叶酸受体靶向系统与SLN的联合应用与对照组(叶酸 受体靶向系统)相比较,前者明显增加了药物的在体摄取和 在叶酸受体细胞系中的细胞毒性,改善了对肿瘤生长的抑制 作用,同时也提高了嫁接肿瘤小鼠的存活率。 SLN主要适于包裹水溶性低的药物,用作静脉注射或 局部给药,或作为靶向定位和控释作用的载体f6】。何林等口 研究了肝靶向阿克拉毒素A(Aclacinomycin—A,ACM—A) 固体脂质纳米粒(ACM—A.SLN)的性质,实验表明ACM—A— sLN体系在肝脑中的药物浓度是对照组ACM.A浓度的 近3倍,具有良好的靶向性。相对于常见的药物载体,如 脂肪乳、脂质体、聚合物纳米微粒等存在的热力学不稳定、 毒副作用大以及易被单核一吞噬细胞消除等不足的脂类物 质,SLN对机体没有任何的毒副作用,具有明显的优势。 SLN作为药物传递系统载体,除上述特点之外,还具有载 药能力强、对靶器官有特异趋向性、成本低和利于大规模生 产等优点 】。近年来,鉴于SLN独特的优势,针对其作为 药物或食品载体系统等方面的研究越来越多。本文就目前 SLN的制备方法、制备过程中的主要影响因素进行综述。 1 SLN的主要制备方法 1.1溶剂扩散法 该法是将脂质在适当温度下溶于有机溶剂,然后将获得 的混合液倒入水相中,在一定温度下进行乳化,随着有机溶 剂向水相扩散使脂质溶解度降低,同时调节pH值改变粒 子的Zeta电位,便可得到凝聚的SLN,离心分离干燥后 即可获得SLN固体粉末f9]。此法以溶剂乳化扩散法制备聚 合物纳米粒为基础,不同的是使用的有机溶剂具有一定的水 溶性,且制各过程中不需要蒸发有机溶剂。 卫薇等【m】采用此法制备羟喜树碱磷脂复合物,利用激 光粒度仪测得复合物粒径为190~210 am、Zeta电位为 10.5~20.5 mV、药物浓度为30.88 ixg/ml,且复合物中羟喜 ·综述· 树碱在水中的溶解度相对其他溶剂明显增大,水中很容易分 散形成纳米粒,以羟喜树碱.磷脂(1:2)制备获得的复合物, 可在水中形成比较均匀的脂质纳米粒,与吴燕等f】 1报道的 该脂质体纳米粒所用药.脂(1:25)相比,磷脂用量减少了 12.5倍,且药物浓度没有明显变化。 1.2微乳法 微乳是由亲脂相(一般为油脂)、表面活性剂和水相所 组成的澄清、透明、热力学稳定的溶液。微乳法制备SLN原 理一般可分为两步,首先是制备微乳[】 。将温度控制在脂 质(常用为硬脂酸)熔点以上,将少量熔融脂质与1~1.5倍 表面活性剂及水混合均匀,根据目标物不同,可选择性添加 助表面活性剂,稍适搅拌形成外观透明、热力学稳定的 油/水(O/W)体系。其次是冷凝固化。匀速搅拌该体系, 并于期间缓慢匀量加入大量冷水,此时可逐渐沉淀形成 SLN分散体,借助超滤或冷冻干燥技术即可获得大量固体 颗粒[13-14】。 Marengo等【l 5_用热熔融设备制备固体脂质纳米球,以 熔点较低的固体类脂物作为微乳液的内相,在高温下制各 O/W微乳液,然后将高温O/W微乳液分散在冷水中降温 制备固体脂质纳米球(SLN),实验结果表明用0.22 um的 针头,在温度60℃或稍高一些以及1.5Pa的条件下,可 获得平均粒径26 nm、分散指数0.1的颗粒。 1.3高压乳匀法 该法是采用高压(10 200 MPa)推动液体通过狭缝 (100 MPa时只有几个微米宽),流体在短距离内加速到非 常高的速率(大于1000 km/h),同时在极高的剪切力和空 穴力作用下,使颗粒尺度达到纳米级【l61。此方法包括两种 技术方法:热乳匀法和冷乳匀法。热乳匀法是在高于脂质熔 点温度以上制备SLN[ 。将载药熔融脂质、相同温度的水 和乳化剂等原辅料用高剪切混合设备混匀,然后在脂质熔点 以上温度进行混合物的高压乳匀,最后经过冷凝干燥,获得 SLN粉末状固体颗粒。通常较高的温度可制得较小的颗粒 尺寸,但同时也增加了药物和载体的降解速率。热乳匀法所 制备的SLN的平均粒径,取决于乳匀压力和循环次数,以 及药物自身的硬度等因素。冷乳匀法则是将固体脂质与液氮 或干冰混合,研磨产生粒径50~100 m的脂质粉末粒子,
基金项目:山东省科学仪器设备技术攻关项目(2008GG2TG0101I一5) 山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(2007BS06021) 作者单位:255049淄博,山东理工大学生命科学学院 通讯作者:陈志伟,Email:chen@sdut.edu.cn 收稿日期:2011-02 21 中国医药生物技术2011年6月第6卷第3期 ChinMedBiotechnol,June 2011,Vo1.6,No.3 219 将粉末分散在表面活性剂溶液中,在低于脂质熔点5~ 10℃下高压乳匀,通过高压乳匀机的剪切使固体微粒形成 SLN] 。 Li等【l9_选择水飞蓟宾(silibinin,SIL)和汉防己甲素 (tetrandrine,TET)为模型药物,采用高压乳匀法将两 种药物分别包载于SLN,制成的SIL—SLN呈球状,形态 规则,平均粒径为(157 4-8)am、Zeta电位为(-35.36 4- 2.68)mV、包封率为95.64%、载药量为4,63%;TET-SLN 呈片状,形态不规则,平均粒径为(47 4-3)am、Zeta电位 为(一32.99 4-2.54)mV、包封率为97.82%、载药量为4.76%, 实验表明SIL—SLN和TET-SLN均具有较高的稳定性。 1.4溶剂乳化挥发法 此法是将脂质材料溶解于与水不相混溶的有机溶剂,脂 质,溶剂体系在水相中乳化,混合液在减压条件下随着有机 溶剂蒸发,脂质微粒便可在水相介质中聚集并沉淀,从而形 成纳米粒分散体[201。此法制得的SLN平均粒径一般为30~ 100 am,粒径大小主要受脂质含量和乳化剂种类影响r2”。 樊兆敏等I2 1应用此法制备克拉霉素(clarithromycin, CLM)乙基纤维素微球(ethyl cellulose ethoce,EC SLN), 以载药量率和包封率为评价指标,进行了5因素4水平的 正交试验,确定了制备EC.SLN的最佳工艺参数:乙基纤 维素(EC)浓度3%、克拉霉素中间体/EC为1:1、十二 烷基磺酸钠(SDS)浓度0.10%、油水体积比1:4、聚乙烯 醇124(PVA)浓度1.0%,制得的CLM—EC—SLN得率和 包封率最高,分别为98.66%和82.59%。 1 5薄膜一超声分散法 将脂质和实验所需药物溶于适宜的有机溶剂,混合液置 于旋转蒸发仪减压蒸发除去有机溶剂,圆底烧瓶会形成一层 脂质薄膜,向膜中加入乳化剂水溶液,经过超声分散,便可 得到小而均匀的SLNI2 。 田海燕和翟光喜[24]以去甲斑蝥素(norcantharidin, NCTD)、硬脂酸、大豆卵磷脂等为原辅料,采用此法制备 去甲斑蝥素固体脂质纳米粒,所得NCTD—SLN的平均包封 率为54.6%,平均粒径为190 am,在4℃下放置3个月, 包封率和粒径、表面电位几乎无变化,颗粒实验结果表现出 良好的包封率稳定性。马艳等_2 以姜黄素(curcumin,CUR)、 硬脂酸及吐温一80为原辅料,采用此法制备姜黄素固体脂质 纳米粒(CUR—SLN),通过正交试验优化表明选用姜黄素 30 mg、硬脂酸60 mg、卵磷脂117 mg等为原料时,所得 CUR—SLN粒径分布均匀,平均为58.0 am,包封率达 95.98%、载药量为15.87%。 1.6方法比较 参考已报道文献[26—29],综合归纳上述5种制备方法 的主要工艺指标以及生产中的优缺点,可得出表1。
2制备中主要影响因素 2.1载体物(类脂) SLN是以固体脂质或者混合固体脂质为原料,经高温 乳匀法制备后,饱和脂肪酸SLN部分或全部以高能态的a 和D’晶型存在p 。储存过程中,高能态的晶型可以转变成 能量更低、更加有序的B晶型。由于B晶型的高度有序性, 不规则晶格数目减少,从而将药物排出。形成不规则的固体 脂质骨架是SLN高载药量的必要条件。一般说来,药物可 位于脂肪酸链或者脂质层之间,还可存在于不规则晶格中 (如无定型SLN骨架)[311。饱和脂肪酸甘油酯主要有亚稳 态的cc、p’和稳定的p晶型,硬脂酸主要有A、B、C三 种晶型。随着降温或贮存过程中品格的老化和多晶型转变, 晶格越来越有序,容纳药物的能力也随之降低,药物逐渐析 出。脂质的链长对晶型转变的速度具有显著的影响,三肉豆 蔻酸甘油酯SLN的多晶型转变的速度快于三硬脂酸甘油 酯,后者由于转型缓慢,更易将药物分子从晶格中挤出 。 Mandawgade和Patravale[331研究了高度不饱和脂肪酸 和低不饱和脂肪酸,以及两种脂肪酸氢化后分别制备而成的 SLN,并对比了各种SLN的理化性质与药理学作用,发现 脂肪酸链的长度对SLN有较大影响。 2.2乳化剂 乳化剂可影响SLN的表面性质,降低表面张力,促进 粒子分离,减少粒子聚集而达到稳定SLN的作用。乳化剂 的种类、浓度等指标均可影响SLN的质量,常用的乳化剂 有磷脂、TironX一100、Poloxamer及Poloxamine。通常情况
表1 固体纳米脂质体主要制备方法比较