第6章-脂质纳米粒

第6章脂质纳米粒脂质纳米粒是以生物相容的脂质材料为载体，将药物或其它的生物活性物质溶解或包裹于脂质核或者是吸附、附着于纳米粒子表面的新型载药系统。

脂质纳米粒能够改善药物吸收、改变药物体内过程、具有缓释、控释、提高药物稳定性、增强疗效降低毒副作用等方面的优越性，同时在生物体内及贮存过程中较稳定。

现已广泛应用于基因药物、抗肿瘤药、蛋白质和多肽等药物的载体系统。

使用途径很广，既可口服、注射，还可以局部应用。

现已有脂质体、固体脂质纳米粒、胶束、药质体和脂肪乳等体系供临床使用。

本章主要对固体脂质纳米粒、脂质体和药质体等进行介绍。

6.1 固体脂质纳米粒6.1.1 概述固体脂质纳米粒（solid lipid nanoparticles，SLN）是近十几年正在发展的—种新型的脂质载药系统[1]，它以天然的或人工合成的的高熔点固体脂质（如饱和脂肪酸甘油酯、硬脂酸、混合脂质）为载体，将药物吸附或包裹于脂质核中制成的纳米给药体系。

和乳剂、脂质体相似，SLN以毒性低、生物相容性好的脂质材料作为载体。

同时，固体脂质又使它具有聚合物纳米粒（PNP）的优点，如可以控制药物的释放、避免药物的降解或泄漏以及良好的靶向性等。

SLN的水分散系统可以进行高压灭菌或γ辐射灭菌，具有长期的物理化学稳定性，也可通过冷冻干燥或喷雾干燥制成固体粉末。

还可采用高压乳匀法进行规模化生产。

固体脂质纳米粒的主要成分有三类：①脂质，如脂肪酸甘油酯类（包括三硬脂酸甘油酯、三棕榈酸甘油酯、三肉豆蔻酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、三萮酸甘油酯、Witepsol W 35、Witepsol H 35、Witepsol H 42、单硬脂酸甘油酯）及脂肪酸类（如硬脂酸、棕榈酸）等；②乳化剂和助乳化剂，如磷脂（包括大豆卵磷脂、蛋黄卵磷脂及磷脂酰胆碱等），Poloxamar, 聚山梨醇，胆酸盐，四丁酚醛等；③药物，亲脂性药物和亲水性药物均能制备成稳定的SLN体系，并且载药量和包封率都较高。

SLN 给药途径和方式较为广泛，主要用于静脉给药，发挥靶向或控释作用；也可口服给药，以控制药物在胃肠道内的释放，还可用于局部或眼部给药。

是一种很有发展前景的新型载药系统。

6.1.2 固体脂质纳米粒的制备1．制备方法（1）高剪切乳匀和超声分散高剪切乳匀和超声分散是药剂学中广为应用的一种分散技术，可用来制备乳剂、脂质体等，也可以用于固体脂质纳米粒分散体系的制备。

它们的优点是操作简单，易于控制。

缺点是体系中易出现微米级粒子，如果超声时间过长（≥15min），则可能导致金属的污染。

（2）高压乳匀[2]高压乳匀是目前制备SLN的经典方法。

其工作原理是利用高压（10 MPa~200MPa）推动液体通过一个狭窄的管道（几个微米），液体通过很短的距离而获得了很大的速度（超过1000km/h），产生的高剪切力和空穴作用力使粒子分裂成纳米级的小粒子。

此法的优点是可避免使用对人体有害的附加剂和有机溶剂，尤其适用于对热不稳定的药物。

所制得的纳米粒粒径小且分布范围窄，高压乳匀还便于进行大规模生产。

乳匀有两种基本的方法：热乳匀和冷乳匀[3,4]，这两种方法都可以制备SLN，但乳匀之前都需将药物溶解或分散在熔化的脂质中，即初步乳化。

一般初步乳化如能得到微米级粒子则更有利于乳匀。

①热乳匀热乳匀是指在脂质熔点以上的温度进行操作，将脂质和磷脂等加热至高于脂质的熔点10℃~15℃左右融化，加入药物，熔融液分散于含有表面活性剂的水相中，初乳化后，通过高压乳匀机循环乳化即得。

由于温度升高降低了脂相的粘度，所以原则上讲温度越高得到的产品的粒径就越小。

但是并不是温度越高就越好，因为在高温下药物和载体的降解速度也会加快。

并且虽然乳匀的步骤可以重复几次，但每次乳匀都会导致体系温度的升高，平均压力每升高50MPa，可使体系的温度增加10℃。

一般在50MPa~150MPa压力下重复3~5次已足够，如果循环次数增多和压力增大反而会使SLN的粒径增大，因为随着体系温度的升高，粒子聚集倾向加大。

通过热乳匀最初得到的仅是一种乳液，脂质还处于一种液体状态，必须使其温度降至室温或熔点以下，才能形成SLN。

由于粒径小和乳化剂的存在，它会在一定的时间内保持一种过冷熔化状态。

②冷乳匀冷乳匀法的制备过程同热乳匀法一样，也需使药物溶解或分散在熔融的脂质中，熔化的样品立即在干冰或液氮中冷却。

冷却速度越快，药物在脂质基质中的分布越均匀。

再把已凝固的载有药物的脂质碾磨成微米级粒子。

由于低温凝固，脂质脆性增加，更易被粉碎，通过球磨或碾钵得到的粒子粒径一般在50μm~100μm。

然后将它们和含表面活性剂的冷冻溶液在低于脂质熔点5℃~10℃以下高压匀质。

此法适用于对热不稳定的药物和熔点低的脂质，还可以避免热乳匀过程中药物向水相流失以及结晶过程中出现的晶型转变和过冷态。

但是该法所制得的SLN粒径较大，且粒径分布范围较宽。

（3）乳化蒸发法SLN的制备也可以采用PNP的制备方法，但它的一个明显不足是使用了有机溶剂。

将脂质和药物首先溶解于有机溶剂中，然后对有机相和含有表面活性剂的水相进行乳化，将有机溶剂蒸发后，即形成SLN。

采用该法所得到的SLN粒径很小[5]，甚至可达到25nm。

（4）微乳法[6,7]微乳是由油相、乳化剂和辅助乳化剂及水所组成的澄清或带有微弱蓝色乳光的热力学稳定的分散体系。

现在人们认为微乳并不是一种由微小液滴形成的真正的乳液，而是一种临界溶液（critical solution）。

微乳一方面具有乳液的一些性质（如可以用激光光散射法测量它的粒径），另一方面它又具有真溶液的一些性质（如药物在微乳中有一定的饱和浓度，而不是像乳剂那样具有一定的油/水分配比例）。

将微乳加入到水中会导致油相的沉降从而形成极细的颗粒。

微乳的制备方法是用低熔点的脂肪酸（如硬脂酸）、乳化剂、辅助乳化剂和水在65℃~70℃搅拌制成的透明混合液。

再在搅拌下向热微乳中加入冷水（2℃~3℃），一般微乳和水的比率为1:25到1:50，其稀释程度取决于微乳的组成。

为了使微乳中的油相在室温下是固体，需要在制备时使体系的温度高于脂质的熔点。

这样SLN颗粒的大小主要受微乳小粒子沉淀影响，而与搅拌速度关系不大。

在微乳中液滴已达到纳米级，所以并不需要额外能量。

对于微乳来说，不但配方组成，而且温度下降速度与pH值都能影响制剂的质量。

降温速度快可以促使脂质快速结晶并避免纳米粒聚集。

2．不同制备工艺的比较（1）超声分散和高压乳匀法Siekmann 等[8]研究了不同制备工艺对四丁酚醛（w=1.5%）和大豆卵磷脂（w=1%）稳定的三棕榈酸甘油酯（w=3%）纳米粒的影响。

当超声时间大于15min时可以得到粒径在30nm~180nm之间的纳米粒，但是长时间的超声可增加金属探头造成的金属污染。

如果脂质的含量很高时，甚至无法用超声法来乳匀。

因此，超声不适用于脂质浓度高的配方。

高压乳匀法被证明是行之有效的分散技术，仅一次循环（80MPa）就可以使平均粒径从474nm减小到155nm，循环5次所得到的纳米粒粒径最小。

（2）乳化蒸发和高压乳匀法用卵磷脂和甘胆酸钠作为乳化剂和辅助乳化剂，采用乳化蒸发法制备的三棕榈酸甘油酯纳米粒，平均粒径为28nm，而采用高压乳匀法制得的平均粒径为124nm[5]。

这是因为磷脂分子在熔化脂质中的流动性小于在溶剂中的流动性，并且脂质和乳化剂的混合液的粘度大于溶剂，所以乳匀需要更多的能量，导致SLN的粒径增大。

但如果用磷脂和非离子型表面活性剂作为乳化剂，则高压乳匀法要优于乳化蒸发法。

这些结果表明乳化剂的组成对粒径大小有决定性作用。

一般来讲，乳化蒸发法适用于制备粒径小、分布范围窄的SLN；但是脂质在有机溶剂中的溶解度较低（三棕榈酸甘油酯w=0.5%~2.5%），限制了乳化蒸发法制备样品的浓度，进而影响该体系的载药性质。

此外，和高压乳匀法相比，乳化蒸发法在制备过程中不能避免高温加热和使用有机溶剂，而有机溶剂的残留会导致毒理学的问题。

（3）高剪切乳化和高压乳匀采用高剪切乳化时，乳化剂的浓度对SLN粒子大小的影响较大。

平均粒径随着乳化剂的浓度增大而减小，到最适宜浓度（w=2%~3%）时最小，以后随着乳化剂的浓度增大粒径反而增大。

这可能是因为SLN中脂质体的含量增加或磷脂分子在粒子的表面形成多层。

而用高压乳匀制备的SLN结果却相反：增加磷脂的浓度，粒径持续下降。

一般来说，用高压乳匀制备的SLN粒径大小是50nm，而用高剪切乳化制备的SLN则在200nm左右。

3．影响SLN粒径的因素（1）脂质的影响[9]脂质对SLN的影响极其复杂，如脂质的结晶速度，脂质的亲水性可影响脂质的自我乳化的性质；脂质晶体的形状可改变其表面积，这点后面还将作进一步讨论。

不过有一点值得注意，即所有的脂质实际上都是几种不同化合物的混合物，所以即使同一供应商提供的不同批号的产品，其组成也不会完全相同。

这有可能影响SLN的zeta电位，延缓结晶过程等，从而影响SLN的分散性能。

脂质分子链越长，油相的粘度越高，得到的SLN粒径相应越大。

另外，脂质含量超过了5%-10%，则会导致乳匀效率的降低，粒子聚集增加，所制备产品的粒径较大，其中还含有相当数量的微米级粒子，同时粒径的分布更广。

（2）乳化剂和辅助乳化剂的影响通常情况下，粒径随乳化剂用量增加而降低。

以三棕榈酸甘油酯、磷脂和甘胆酸钠为辅料经高压乳匀法制备的SLN的平均粒径为205nm；如果以Pluronic F68代替磷脂，SLN的平均粒径为77.9nm；用甘胆酸钠代替磷脂，则粒径为96.8nm。

当使用磷脂-甘胆酸钠为乳化剂时，微乳法得到的三棕榈酸甘油酯SLN的粒径远小于熔融-乳匀工艺，但以磷脂-四丁酚醛为乳化剂所制得的SLN粒径远大于高压乳匀法所制得的SLN的粒径，这可能与四丁酚醛在较高温度下乳化能力较强有关[10]。

在较高温度下，以磷脂-四丁酚醛混合物为乳化剂制备的SLN的粒径要小于以磷脂-胆酸盐为乳化剂者。

高浓度的乳化剂在乳匀过程中可以降低表面张力和促进粒子的分散。

粒子体积的减小会导致表面积的急剧增大，特别是在高压乳匀中，表面积增大更为迅速，因此必须考虑动力学方面的问题。

在初步乳匀过程中要有足够的乳化剂分子，以确保它能迅速包裹在新形成的粒子表面。

但是如果乳化剂过多，则可能出现其他形式的体系，如增溶分子（乳化剂单体）、胶束（SDS）或脂质体（卵磷脂）等。

并且乳化剂再分配过程的时间是不等的。

一般来说，SDS和一些能形成胶束的低分子量的表面活性剂能很快达到平衡，而高分子量的表面活性剂（如poloxamer）和卵磷脂则需要很长时间才达到平衡。

（3）乳匀压力与循环次数的影响如果以Poloxamer188为稳定剂制备三月桂酸甘油酯SLN, 最佳条件为50MPa×3次,以后粒径随乳匀压力和循环次数的增加反而明显变大；使用Lipoid S75为乳化剂，操作压力应提高，最佳条件为150MPa×3。