脂质体的稳定性研究及稳定策略

脂质体的稳定性研究及稳定策略

摘要：脂质体作为药物传递系统, 在生物医学和药学领域中倍受青睐。针对其化学、物理稳定性方面，国内外学者进行了大量研究，本文就其研究方法和已有的提高其稳定性的策略进行概述。

关键词：脂质体；稳定性；磷脂；粒径

Abstract: The Liposome, as a drug delivery system, is widely acclaimed in the biomedical and pharmaceutical fields. In terms of its chemical and physical stabilities, domestic and foreign scholars have conducted a lot of research. The present review is aimed to overview those research methods and common strategies to improve the stability of liposomes.

Keywords: Liposomes; Stability; Phospholipid;Particle size

1 引言

脂质体（Liposomes）是磷脂分散在水中形成的类球状的、包封一部分水相的、有单层或多层脂质双分子层的封闭囊泡。其基本组成包括磷脂和胆固醇，药物包封或镶嵌在泡囊中构成脂质体制剂。脂质体属于热力学不稳定体系，脂质的微粒形态、分布、相转变温度、动电电位的大小、流体学性质等显著影响其物理稳定性，而脂质的氧化、水解等是限制其化学稳定的主要因素，因而脂质体的稳定性研究在脂质体制剂的开发中具有重要现实意义。据Chang等[1]的统计数据，截至2012年，已批准上市的12种注射脂质体制剂中4种为冻干固体制剂，包括AmBisome、Amphotec、Myocet、visudyne，说明其液体制剂的长期稳定性问题可能尚未能很好解决。本文从脂质体的化学稳定性研究内容及方法、物理稳定性研究内容及方法和稳定策略进行概述。

2.脂质体的化学稳定性研究

脂质体的化学稳定性包括包封药物的稳定性和脂质体膜材成分的氧化、水解稳定性，其中后者会对制剂的疗效和安全性产生重大影响。一方面磷脂结构中的不饱和键在制备、贮存及脂质体的实际应用中都可能发生氧化反应，产生的丙二醛等氧化物会诱发人体细胞损伤、衰老和癌变；另一方面脂质体的膜材磷脂会发生水解，使得制剂的酸值升高，产生溶血卵磷脂，可能导致脂质体包封药物的泄露。

2.1 氧化稳定性

2.1.1磷脂过氧化机制[2]

制备脂质体的主要膜材——磷脂在分子结构中多数含有不饱和的脂肪酰链，它们遭受氧化降解反应，这一过程称之为磷脂过氧化过程。其机制常常包括自由

基（最常见的为羟基自由基）引发的链式反应或接着发生的非氧化类型的第二步反应。金属离子、辐射、高温、较高的pH 等一切能加速自由基反应的因素均可能影响磷脂的过氧化。

2.1.2 磷脂过氧化评价方法[3]

磷脂过氧化程度可用进行定量评价，但多数是非专一性的。如测量不饱和脂肪酸的消失、丙二醛及共轭二烯类氧化产物的测量。其原理分别如下：

（1） 共轭二烯类氧化产物测量法：即氧化指数测定。多不饱和脂肪酸的氧

化伴随230-236nm 紫外吸收光谱的变化，选择233nm 作为共轭二烯

的特征吸收，215nm 作为参比波长，A 233/A 215即为氧化指数，一般要

求脂质体的氧化指数小于0.2。

（2） TBA （硫代巴比妥酸）反应法：丙二醛可与TBA 反应生成红棕色的

产物3,5,5´-三甲基恶唑2,4-二酮（三甲川），反应式如图1。该物质在

532 nm 处有一吸收高峰，可见光度计测量吸光度可计算得到丙二醛的

量。

+100 C O HN

S N

H O O O H H HN HS N

H O

O HO OH N N H S 2

O

图1 丙二醛- TBA （硫代巴比妥酸）反应

（3） 测量不饱和脂肪酸的消失：萃取试样中原有脂肪酸和待测脂质体试样

中的磷脂，甲酯化后气-液层析法分别进行定量可得。

如宋艳红[4]分别采用共轭二烯(CD)以及丙二醛(MDA)为指，共轭二烯类氧化产物测量法、TBA 反应法测定了Fe 3+、氯高铁原卟啉(hemin)和氧化型血红蛋白对BSA-脂质混合体系中脂质过氧化的诱导效率。

2.2 水解稳定性研究

脂质体膜材中磷脂的水解主要受PH 和温度的影响。磷脂酰胆碱制备的脂质体在pH 4~10 范围内，在几小时至几天内并不会发生明显的水解反应，但是在极端的 pH 1或 pH 12 时, 磷脂酰胆碱在很短的时间内即发生水解[5]。温度方面，磷脂的水解速率常数与温度的关系符合 Arrhenius 反应速率方程, 其水解速率常数与制备或贮存时的绝对温度存在半对数线性关系, 但对于由饱和磷脂组成的脂质体这种线性关系在磷脂的相变温度处发生断裂[6]。

3 脂质体的物理稳定性研究

脂质体制剂属于多相分散体系，一般用于研究多相分散体系物理稳定性的方法也适用于脂质体制剂。研究方法包括粒径和粒径分布测定，凝聚动力学法，动电位、流变学方法、电导法及联合测定法，此处重点阐释粒径和粒径分布测定。

除此之外，脂质体的稳定性还包括包封药物的泄露。

测定其粒径和粒径分布的方法包括光学显微镜法、负染电子显微镜法、冷冻蚀刻电子显微镜法、激光散射法、库尔特计数法等。

（1）光学显微镜法[7]：显微镜法是应用最广泛的一种粒度测定方法，是将粒子放在显微镜下，根据投影像测得粒径的方法，光学显微镜可以测定

微米级粒径。显微镜法除了测定粒径，同时还可以观察粒子的形态，

其优点为简单直观，但缺点为操作相对繁琐，测量时间长，易受人为

因素影响，且取样量少，代表性不强，只适合粒度分布范围较窄的样

品。仪器要求光学显微镜和颗粒图像处理系统。

（2）负染电子显微镜法：将试样滴在有支持膜的铜网上，用磷钨酸进行负染，试样（1:3）混合后再滴涂，自然晾干后，电子显微镜观察脂质体

结构和粒度分布。

（3）冷冻蚀刻电子显微镜法[8]：冷冻蚀刻的基本原理是基于低温下分散系中各个组分的蒸汽压不同。为了保证实验样品在处理过程中不失真, 将样

品在液氮中骤冷切断，断面即保留了分散相在分散介质中的相关信

息。当断面表面的介质在高真空下挥发后，用石墨/铂覆表面成膜，膜

用溶剂反复清洗后，再在蒸馏水中展开并用铜网捞取，即可在电子

显微镜下观测。在粒子形貌规则、粒径分布较窄、纳米分散系分散稳

定情况下，激光散射法与冷冻电镜蚀刻法的表征结果基本一致，但

激光散射法表征的粒子粒径比冷冻电镜蚀刻法略大。

（4）激光散射法[3]：又称尘粒计数法，把脂质体混悬液稀释（约50倍），取约30mL放入雾化器内，在一定压力下喷出，混入氮气流干燥，经气

溶胶瓶取样管定量到计数仪散射腔，自动计数仪按键分档记录各档次

粒径粒子数目，计算出粒径分布。.

4 稳定策略

EPC 的脂肪酸链上含有不饱和双键，对光照、加热以及氧气等非常敏感，可以从脂质体的组成进行改进，用饱和磷脂代替不饱和磷脂，或加入抗氧化剂维生素E、丁基化羟基甲苯(BHT)来减少磷脂的过氧化。

从脂质体制剂的贮存与保存条件方面，制备冻干脂质体能够很好地抑制、避免脂质体的水解。冻干脂质体在-18 ℃~ 40℃ 25d 的时间内，随着时间的延长，脂质体的水解反应虽然在一定程度上有上升的趋势，但总体来说，水解都维持在较低的水平[9]。

制备新型脂质体如长循环脂质体，可提高脂质体的稳定性。PEG-lipid 衍生物修饰可增加脂质体的物理、化学及生物学稳定性，其机制可能是高柔顺性的PEG分子在脂质体膜表面形成亲水层，这种空间位阻效应可阻止脂质体之间的融合聚集，减弱血浆成分对脂质体的破坏或识别与吸附作用，从而降低网状内皮系统的摄取量，延长血液循环半衰期[10-12]。