固体脂质体纳米粒制备方法的研究进展 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 90 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[1-2]。
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[3]。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[5]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[6]。何林等[7]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-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[8]。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[9]。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,且制备过程中不需要蒸发有机溶剂。卫薇等[10]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 nm、Zeta 电位为10.5 ~ 20.5 mV、药物浓度为 30.88 μg/ml,且复合物中羟喜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[11]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[12]。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[15]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,在高温下制备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 μm 的针头,在温度 60 ℃ 或稍高一些以及 1.5 Pa 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[16]。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[17]。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 μm 的脂质粉末粒子,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[18]。Li 等[19]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 ± 8)nm、Zeta 电位为(–35.36 ±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 ± 3)nm、Zeta 电位为(–32.99 ± 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[20]。此法制得的 SLN 平均粒径一般为 30 ~100 nm,粒径大小主要受脂质含量和乳化剂种类影响[21]。樊兆敏等[22]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-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 SLN[23]。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 nm,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[25]以姜黄素(curcumin,CUR)、硬脂酸及吐温-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 nm,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 α和 β’ 晶型存在[30]。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 β 晶型。由于 β 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)[31]。饱和脂肪酸甘油酯主要有亚稳态的 α、β’ 和稳定的 β 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晶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[32]。Mandawgade 和 Patravale[33]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,