11 第十五章 缓控释制剂第4节2,3,4

• 过膜挤压制备脂质体（membrane extrusion） • 通过挤压使脂质体通过固定孔径的滤膜，脂质体粒径变 小。该方法需要很低的压力，689kPa即可。 • 过滤膜分两类，一类是用于除菌用膜，它的通道是弯曲 的，这些通道的孔径由膜中纤维密度决定，由于通道的弯 曲性质，当大于膜孔径的脂质体通过些膜时，膜孔很容易 堵塞，脂质体不能到达另一面；另一类是聚碳酸酯膜 （polycarbonate membrane）,该膜的通道是直的并且大 小相同，脂质体容易通过，即使脂质体直径略大于孔径也 能通过。一般将脂质体原液稀释至12μmol/ml后再过膜， 脂质体易通过孔径。 • 脂质体加压通过孔时，其结构发生变化，根据所需脂质体 的大小选择膜的孔径。
（六）脂质体的制备方法
• 脂质体的制备方法很多，常用的有下列几种： • 1．薄膜法 Film forming method • 该法最早由Bangham报道，这是最早而至今仍常用的方 法。 • 系将磷脂等膜材溶于适量的氯仿或其它有机溶剂，脂溶性 药物可加在有机溶剂中，然后在减压旋转下除去溶剂，使 脂质在器壁形成薄膜，加入含有水溶性药物的缓冲液，进 行振摇，则可形成大多室脂质体（multilamellar vesicles, MLV），其粒径范围约1-5 m。 • 然后可用各种机械方法分散薄膜法形成的类脂膜，形成 MLV脂质体。
普通脂质体：由一般脂质组成的脂质体，包括小 单层脂质体、大单层脂质体和多层脂质体。 按 照 脂 质 体 的 性 能
长循环脂质体：也称隐形脂质体，表面被亲水性 材料修饰，可避免网状内皮系统吞噬，血液中驻 留时间延长，药物作用时间延长。 特殊功能脂质体：利用某些特殊的脂质材料赋予 脂质体具有某些特殊的性能。热敏脂质体、ph敏 感脂质体、配体修饰的具有靶向功能脂质体等。
胆固醇的结构
（三）脂质体的理化性质
• 1.相变温度： • 当温度升高时，脂质双分子层中的酰基侧链从有 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，可有“焦晶”态变为“液 晶”态。这种转变时的温度称为相变温度Tc。 • 2.膜的通透性： • 脂质体膜是半通透膜，不同离子、分子扩散跨膜 的速率有极大的不同。在水和有机溶剂中溶解度 好的分子，易于穿透磷脂膜。极性分子难过膜， 电中性小分子，易过膜。
• 2.凝聚法：高分子材料凝聚法是指采用加热变性、化学交 联以及盐析脱水而使高分子材料凝聚的方法。如白蛋白纳 米粒的制备，先制备乳状液之后，采用加热变性法固化乳 滴的制备技术。 • 3.分散法： • （1）乳化溶剂蒸发法： • （2）乳化溶剂扩散法： • （3）超临界流体快速膨胀法： • （4）超临界反溶剂法： • 纳米粒的制备都是在液相中进行，而纳米粒在水中一般不 稳定，易发生聚集沉淀、聚合物材料降解、纳米粒形态的 变化、药物的泄露和变质等现象，通常将纳米粒冷冻干燥 或喷雾干燥以提高其稳定性。
• （四）脂质体的分类：
按 照 脂 质 体 的 结 构 单层脂质体：由一层 双分子脂质膜形成的 囊泡。 小单层脂质体：最小 直径20nm。 大单层脂质体：直径 一般大于100nm，水 溶性药物包封率高。
多层脂质体：双分子脂质膜与水交替形成的多层 结构的囊泡，一般由两层以上的磷脂双分子层组 成多层同心层。
（五）脂质体的功能特点与作用机制
• • • • • • 药物被脂质体包封后有以下特点： 1．靶向性和淋巴定向性 2．长效性 3．细胞亲和性与组织相容性 4．降低药物毒性 5．提高药物稳定性
• 脂质体在体内与细胞的作用过程:分吸附 adsorption、脂交换lipid exchange、内吞 endocytosis、融合fusion四个阶段。 • 吸附是脂质体与细胞作用的开始，受粒子 大小和表面电荷等因素影响； • 脂交换是脂质体的脂类与细胞膜上脂类发 生交换； • 内吞作用是脂质体被作为外来异物吞噬， 通过内吞，脂质体能特异地将药物浓集于 起作用的细胞内； • 融合指脂质体的膜与细胞膜融合进入细胞 内，然后经溶酶体消化释放药物。
• 2．逆相蒸发法Reverse-phase evaporation • 最初由Szoka提出。一般的制法系将磷脂等膜材溶 于有机溶剂如氯仿、乙醚等，加入待包封药物的 水溶液（水溶液:有机溶剂=1:3-1:6）进行短时超 声，直至形成稳定的W／O型乳剂，减压蒸发有 机溶剂，形成脂质体。 • 用逆相蒸发法制备的脂质体一般为大单层脂质 体，常称为REVs。 • 本法特点是包封的药物量大，体积包封率可大于 超声波分散法30倍，它适合于包封水溶性药物及 大分子生物活性物质如各种抗生素、胰岛素、免 疫球蛋白、碱性磷脂酶、核酸等。
• • • • • •
常用的制备方法： 1.沉淀法： 2.研磨法： 3.高压均质法： 4.乳化溶剂蒸发法： 5.乳化溶剂扩散法：
（四）载药纳米粒的制备
• 纳米粒的制备方法与微囊、微球的制备方法类似，主要有 乳化聚合法、天然高分子凝聚法和聚合物材料分散法等。 • 1.乳化聚合法：以水为连续相的乳化聚合法是目前制备载 药纳米粒最常用的方法。将单体分散于含乳化剂的水相中 形成胶束或乳滴，单体遇OH-、其他引发剂或经高能辐射 可发生聚合，快速扩散使聚合物的链进一步增长，胶束及 乳滴作为提供单体的仓库，而乳化剂起到防止聚合物纳米 粒聚集的作用。 • 通常聚合物平均分子量低，得到的纳米粒较软且易于粘 连，故稳定剂的应用特别重要。 • 采用本法制备的纳米粒的药物包封率在15%~90%范围 内，一般情况下，亲脂性药物的包封率较高。
• 3．正电荷脂质 • 正电荷脂质均为人工合成产品，目前常用 的正电荷脂质有： • 硬脂酰胺（stearylamine, SA）； • 胆固醇衍生物等。 • 正电荷脂质制备的脂质体在基因的传递系 统中应用非常普遍。
• 4．胆固醇 cholesterol • 胆固醇（Ch）是自然界膜中的另一类重要 的组成成分。 • 它是一种中性脂质，亦属于两亲性分子， 但是亲油性大于亲水性。
载药脂质体的结构示意图
• （二）脂质体的膜材料： • 1．中性磷脂 • 磷脂酰胆碱phosphatidylcholine是最常见的中性磷脂。有 天然和合成两种来源。与其它磷脂比较，它具有价格低、 电中性、化学惰性等性质。 • 合成的磷脂酰胆碱： • 二棕榈酰胆碱dipalmitoyl phosphatidyl choline, DPPC • 二硬脂酰胆碱distearoyl phosphatidyl choline, DSPC • 鞘磷脂sphingomyelin, SM • 磷脂酰乙醇胺phosphatidylethanolamine，PE）。
• 2．负电荷磷脂 • 负电荷磷脂又称为酸性磷脂。制备脂质体 常用的负电荷脂质有： • 磷脂酸（phosphatidic acid, PA）； • 磷脂酰甘油（phosphatidyl glycerol, PG）； • 磷脂酰肌醇（phosphatidylinositol, PI）； • 磷脂酰丝氨酸（phosphatidyl serine, PS） 等。
三、脂质体
• （一）概述： • 脂质体的概念最早是1965年被英 国科学家Bangham等提出的。 • 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。这种 将药物包封于类脂质双分子层薄 膜中间所制成的超微球形载体制 剂称为脂质体（liposomes）。
脂质体主要由磷脂和胆固醇组成。磷脂由一个亲水 的头部和两个疏水的尾部组成。
• 4.纳米粒的修饰：根据修饰的目的不同分为 以下几个方面： • （1）穿透生物屏障纳米粒： • （2）长循环纳米粒： • （3）靶向性纳米粒：
五、质量评价
• 纳米制剂的质量要求基本上与微球、微囊、脂质 体制剂一致。现根据纳米粒粒径较小及其贮存和 应用的特点，提出以下几项内容： • 1.形态和粒度分布： • 2.再分散性： • 3.包封率与泄漏率： • 4.突释效应： • 5.有机溶剂残留： • 6.其他检查。
• （1）药物纳米晶（drug nanocrystals）是 将药物直接制备成纳米尺度的药物晶体， 并制备成适宜的制剂以供临床使用 • （2）载药纳米粒（drug carrier nanoparticles）是将药物以溶解、分散、吸 附或包裹于适宜的载体或高分子材料中形 成的纳米粒。 • 已研究的载体纳米粒包括聚合物纳米囊、 聚合物纳米球、药脂体、固体脂质纳米 粒、纳米乳和聚合物胶束等。 • 载药纳米粒可制备成适宜的剂型如静脉注 射剂或输液制剂给药。
• French压力制备脂质体（French press liposomes, FPL） • 超声制备脂质体的最大问题是生物材料遭受超声辐射，这 样不仅脂质变性，而且包裹在脂质体内的大分子和其它敏 感化合物也发生变化性。 • 目前有几种温和方法使膜破碎和重建。其中之一是将形成 的大脂质体放入French压力室，在很大的压力下挤压。这 各方法产生直径30~80nm单层或寡层的脂质体。 • 该法适于作为敏感大分子载体，其稳定性比超声制备的脂 质体稳定性好。高压挤压对于重组稳定的膜蛋白也是非常 有用的方法。 • French压力是根据其发明人之一命名的。最初设计用于植 物细胞和细菌的的破碎。目前由SLM-Aminco Inc制造, Urbana, Illinois 61801，USA 。 • French压力室的中央是压力室，由不诱钢材料制成。能持 续耐受137824kPa甚至275684kPa压力，有不同大小的压 力室，分别为小于4ml和 40ml。
• （4）增强药物的靶向性：聚合物纳米粒有 利于淋巴系统靶向给药，选择亲脂性材料 对纳米粒进行表面修饰，亲油性表面更容 易被淋巴细胞吞噬。表面连有单克隆抗体 和配体的纳米粒可一增加病变部位的靶向 性。 • （5）可用作生物大分子的特殊载体：纳米 载体有利于生物大分子药物的吸收、体内 稳定性和 靶向性。
• 药物纳米粒的特点： • 1.改善难溶性药物的口服吸收：在表面活性 剂和水等存在的条件下直接将药物粉碎成 纳米混悬剂，适合于口服、注射等途径给 药，以提高生物利用度。 • 2.延长药物的体内循环时间：亲水性材料 PEG对纳米粒进行修饰后，可避免网状内 皮系统的快速捕捉，有利于延长药物在体 内循环中暴露时间，增强药物疗效。 • 3.增强药物跨越血脑屏障的能力：提高药物 脑内浓度，改善脑内实质性组织疾病和脑 神经系统疾病的治疗有效性。
• 3.膜的流动性： • 在相变温度时膜的流动性增加，被包裹在 脂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。 • 4.脂质体的荷电性： • 含有酸性脂质如磷脂酸（PA）和磷脂酰丝 氨酸（PS）的脂质体荷负电，含碱基（胺 基）脂质例如十八胺等的脂质体荷正电， 不含粒子的脂质体显电中性。
第十五章 缓控释制剂
二、纳米粒
• （一）概述 • 纳米粒（Nanoparticles）是指直径在1~1000nm的 粒子。 • 在药剂学中，所指的药物纳米粒一般是指 10~100nm的含药粒子。 • 是由高分子物质组成的球形骨架实体，药物可以 溶解、包裹于或吸附在实体上。 • 药物纳米粒主要包括药物纳米晶和载药纳米粒两 类。
• （二）载体材料：
天然源自文库分子材料：脂类、糖类、蛋白质等。
合成高分子材料：聚氰基丙烯酸烷酯（PACA)、 PLGA、PLA。
合成的脂类：如硬脂酸。
• 目前，美国FDA批准可用于注射给药的载 体材料为PLA和PLGA。
（三）药物纳米晶的制备
• 1994年Müller等利用表面活性剂的稳定作用，将药物颗 粒分散在水中，通过粉碎或者结晶技术制备了稳定的纳米 混悬剂。纳米混悬剂经一步制剂加工成各种剂型，供注射 或口服使用。 • 纳米混悬剂的制备方法大体分为两类： • 1.自下向上法：从药物溶液中利用结晶技术制备纳米尺度 的结晶 • 2.自上向下法：将大颗粒的药物分散成纳米尺度的结晶。 • 为了制备稳定的纳米晶，还需要加入一些稳定剂如：表面 活性剂、高分子聚合物、缓冲液、盐、多元醇、渗透压调 节剂或抗冻剂等。