脂质体

第八章脂质体技术第一节概述脂质体((liposomes)最早是1965年被英国banghan等[1]作为研究生物膜的模型提出的。

banghan等发现，当磷脂分散在水中时形成多层囊泡，而且每一层均为脂质双分子层，各层之间被水相隔开。

后来将这种由脂质双分子层组成，内部为水相的闭合囊泡称为脂质体(见图18-1)。

由子脂质体的结构类似生物膜，故又称人工生物膜(artifical biological membrane)。

脂质体的大小从几十纳米(nanometres)到几十微米(microns)，在脂质体的水相和膜内可以包裹多种物质。

由天然膜成分组成的脂质体，其脂质体膜的双层结构原则上与天然细胞膜一样，另外，脂质体还可以完全由人工合成的脂质组成，以改善它们的化学性质和生物学性质。

图脂质体的示意图脂质体一经发现，就引起了生物学家、药学家的兴趣。

20世纪70年代初期，Gregoria-dis首先提出用脂质体作为ß-半乳糖苷酶载体治疗糖原累积疾病后，人们开始应用脂质体作为药物的载体控制药物的释放，提高药物靶向性，以减少药物毒性和副作用，提高药物疗效。

脂质体更广泛地作为药物的载体来应用，己是15年之后了[2]。

为了弄清楚脂质体系统如何最好地达到促进药物疗效、降低药物毒性的目的，进行了脂质体的组成、粒子大小、稳定性、药物代谢动力学、药效学等方面的广泛地基础研究，并在产生均一的、小的、稳定的脂质体，增加药物载量，延长脂质体在体内循环时间等方面取得了重要进展。

当前，脂质体的研究主要集中在四个领域：模拟膜的研究，药物的可控释放和体内的靶向给药，皮肤及化妆品等日用工业品的基质;基因及其他生理活性物质向细胞内的转运。

近十年来，用脂质体包裹的药物、疫苗等新产品不断问世，极大地推动了靶向给药系统的研究。

近年来，随着生物技术的不断发展，脂质体的制备工艺逐步完善，加之脂质体适合于生物体内降解、无毒性和无免疫原性，特别是脂质体作为药物载体，具有靶向性，从而减小药物剂量，降低毒性，减少副作用等。

因此，脂质体包囊药物己愈来愈受到重视并得到广泛应用。

1988年第一个脂质体制剂，即含益康哇的脂质体凝胶“Pevaryl Lipogel”在瑞士由CILAG制药公司注册，现已在瑞士、意大利、比利时和挪威等国上市销售[3-4]。

临床研究证实，由于脂质体凝胶可以增加药物在角质层内的浓度，所以起效更快，治疗周期可以缩短，每天使用1次相当子硝酸益康唑霜剂每天给药2次的效果。

脂质体药物输送系统已成功地用于治疗感染，主要是真菌感染。

第一个上市的脂质体注射型药物输送系统是两性霉素Ｂ制剂（AmBisome)。

美国Nestar制药公司)，于1990年底首先在爱尔兰得到批准上市销售，随后在欧洲上市。

AmBisome为两性霉素B及氢化大豆磷脂酞胆碱:二硬脂酸磷脂酞甘油:胆固醇(2:0.8:1)组成的小单层脂质体。

紧随其后，两性霉素B胶体分散体(Amphocil,美国SEQUUS 制药公司)于1994年在欧洲上市。

其主要组成为两性霉素B和胆甾醇硫酸酯组成的圆板状胶体分散体。

两性霉素B脂复合物(Abelect，美国脂质体公司)于1995年初在欧洲上市口其主要组成为两性霉素B和二肉豆寇酸磷脂酞胆碱：二肉豆寇酸磷脂酸甘油（7: 3)组成的带状两层膜结构的复合物。

第一个在美国得到批准上市的是Abelect，于1995年底得到批准。

所有这些制剂都可以有效地降低游离两性霉素B在治疗过程中对真菌感染患者引起的急性肾毒性。

由于脂质体和脂复合物或脂分散体的粒子相对于游离的药物来说，主要聚集于网状内皮系统，可以很大程度地降低肾脏的摄取，因此，肾毒性的降低使得医生可以给予病人一个高的药物剂量，这是此类药物制剂增加治疗指数的原因之一.世界上第一个抗癌药物脂质体—阿柔比星脂质体(Doxil，美国SEQUUS制药公司)于1995年底在美国获得FDA （Food and Drug Administration，食品及药物管理局)批准。

随后，此产品在欧洲获得批准。

应用于由于人体免疫缺陷病毒(human immunodeficiencyvirus,HIV)引起的难以医治的卡巴瘤( Kaposi' s sarcoma KS)长循环或“隐形”脂质体的发展是此产品得以发展的必要基础[5]。

此技术中，脂质体的组成中含有亲水性聚合物，聚乙二醇( polyethylene glycol, PEG )的二硬脂酸磷脂酞乙醇胺(DSPE)的衍生物( PEG-DSPE)，其作用是阻止血浆蛋白吸附即调理化(opsonization)于脂质体表面。

没有PEG层的脂质体，血浆蛋白很快黏附于脂质体的表面上，激发起单核巨噬细胞系统对脂质体从血循环中的快速清除。

含有PEG层的脂质体可以很大程度地阻止调理化作用，延长血循环时间，因此，脂质体可以有效地达到病变部位[6]。

在固体癌增长部位及感染、炎症部位，病变引起毛细胞血管的通透性增加，含有药物的长循环脂质体能够增加在这些部位的聚集量，而正常组织完整的毛细血管床使得大部分的脂质体不能渗透。

在病变部位的脂质体，由于药物的缓释直接作用于病变部位，增加了治疗效果。

此种增加药物的治疗指数的机理称为“被动靶向”。

载药脂质体的结构示意图第二节脂质体的理化性质及分类一、脂质体的理化性质（一）相变温度脂质体膜的物理性质与介质温度有密切关系，当升高温度时，脂质双分子层中酰基侧链从有序排列变为无序排列，这种变化引起脂膜的物理性质发生一系列变化。

可由“胶晶”态变为“液晶”态。

此时，膜的横切面增加，双分子层厚度减小，膜流动性增加。

这种转变时的温度称为相变温度(phase transition temperature , Te ) 。

所有磷脂都具有特定的Te值，这依赖于极性基团的性质、酰基链的长度和不饱和度。

一般酰基侧链越长或增加链的饱和度，相变温度愈高，反之链越短或饱和度越低，则相变温度愈低。

如二肉豆寇酰磷脂酰胆碱的相变温度为24℃，而二棕榈酰磷脂酰胆碱及二硬脂酰磷脂酰胆碱的相变温度则分别为41 'C和58℃。

在相变温度以下时，由于磷脂分子的脂肪酞链为全反式构象，排列紧密，膜刚性和膜厚度都增加，膜结构处于“胶晶态”，当在相变温度以上时，由于脂肪酞链的伸缩、弯曲及外纽现象和侧相移动，膜结构处于共存，出现相分离“流体态”和“液晶态”;当磷脂发生相变时，可有液态、液晶态和胶晶态使膜的流动性增加，易导致内容物的泄露了解磷脂膜的相变在制备和应用脂质体时是非常重要的，由于脂质体的相变行为决定其通透性、融合、聚集和与蛋白质的结合，所有这些都明显影响脂质体的稳定性和它们在生物系统的行为。

一些常用磷脂的相变温度膜的相变温度可借助差示扫描量热法(differetial scanning calorimertry, DSC)，电子自旋共振光谱(electron spinning resonance, ESR.)等测定。

（二）膜的通透性脂质体膜是半通透性膜，不同离子穿膜和分子扩散过膜的速率有极大的不同。

对于在水溶液和有机溶液中溶解度都非常离的分子，磷脂膜是一种非常弱的屏障。

极性溶液如葡萄糖和高分子化合物通过膜非常慢，中性电荷的小分子如水和尿素能很快扩散，而带电荷的离子的行为有很大差别，质子和经基离子穿过膜非常快，可能是由于水分子间氢键结合的结果，钠和钾离子跨膜则非常慢。

随着磷脂脂肪酸链不饱和度的增加，钠离子的通透性下降，而葡萄糖分子的通透性稍有增加。

若增加磷脂脂肪酸链的长度，由于膜的厚度增加，所有物质的通透性都将有所下降。

在相变温度时，质子的通透性增加，并随温度的升高而进一步提高，相反，钠离子和大部分物质在相变温度时通透性最大。

当脂质体膜由两种以上磷脂组成时，它们各有特定的相变温度，在一定的环境下它们可以同时存在着不同的相(即液晶相及胶晶相)，称之为相分离( phase separations )。

有人用冰冻刻蚀技术直接证明磷脂酰胆碱与磷脂酸的混合膜为一光滑表面，当加入钙离子或赖氨酸则引起二者相分离导致膜表面产生区块结构(domain structure)。

这种区块结构与膜的通透性有关。

Sackrnann曾用自旋共振光谱证明在磷脂酰胆碱及磷脂酸1 : 1的混合膜中，加人多黏菌素则因其可与磷脂酸结合而诱发脂膜形成区块结构。

脂质体中添加不同物质，可诱发区块结构的产生，如药物、离子均有可能影响脂质体膜的相变温度变化，从而引起相分离，增加膜的通透性。

因为磷脂膜的半渗透性，膜两侧的物质浓度的不同会产生渗透压，当脂质体包裹较高浓度的物质，而该物质在外相的浓度较低时，由于水分子的渗人而引起脂质体的膨胀，扩大了相邻脂质分子间的空间，磷脂膜的面积也随之增大，在这种情况下，那些包裹在脂质体内的分子量较小物质的渗漏就会增加，有时渗透压还可能导致磷脂膜的破裂。

（三）膜的流动性膜的流动性是脂质体的一个重要物理性质，在相变温度时膜的流动性增加，被包裹在质体内的药物具有最大释放速率，因而膜的流动性直接影响脂质体的稳定性。

胆固醇具有调节膜流动性的作用，当在脂质体膜中加人(质量分数)50%的胆固醉可使脂质体膜相变消失，Papahadjapoulos等称胆固醇为“流动性缓冲剂(fluitfity buffer)",因在低子相变温庄时，磷脂中加人胆固醇可使膜减少有序排列面增加膜流动性，高于相变温度时加胆固醇则可增加膜的有序排列而减少膜的流动性。

（四）脂质体荷电性含酸性脂质如磷脂酸(PA)和磷脂酰丝氨酸(PS)等的脂质体荷负电，含碱基(氨基)脂质例如十八胺等的脂质体荷正电，不含离子的脂质体显电中性。

脂质体表面电性与其包封率、稳定性、靶器官分布及对靶细胞作用有关。

脂质体的表面电性的测定方法有荧光法和显微电泳法等。

显微电泳法是将脂质体混悬液放人电泳装置样品池内，在显微镜监视下测量粒子在外加电场强度E时的泳动速度V。

向正极泳动的脂质体荷负电，反之为正电荷脂质体。

由测定结果可求出单位电场强度下的运动速率，即淌度(μ)为μ=V/E依下列公式求出ξ电势公式ξ＝6πημ／ε式中，，是脂质体混悬液站度，。

为介电常数( mV)随带电脂质体增加而增大。

荧光法是依据脂质体结合荷电荧光探针的量与其表面电性和电荷量有关，二者荷电相反，结合多，荧光强度增加，相反，二者带电相同结合少，荧光强度减弱。

增加或减弱强度与带电脂质的比例有关。

二.脂质体的分类(一)按脂质体的结构类型分类（1）单层脂质体单层脂质体(unilamellar vesicles)是由一层双分子脂质膜形成的囊泡，又分为小单small unilamellar vesicles , SUV)和大单层脂质体(large unilamellar vesicle LUV)。