纳米药物缓释系统

纳米药物缓释系统前言分类应用展望纳米技术：是以1～100nm尺度的物质或结构为研究对象的学科，即指通过一定的微细加工方式直接操纵原子、分子或原子团、分子团，使其重新排列组合，形成新的具有纳米尺度的物质或结构，进而研究其特性及其实际应用的一门新兴科学与技术。特点：是一门交叉性很强的综合学科，纳米技术研究的是以控制单个原子、分子来实现特定的功能，是利用电子的波动性来工作的。前言纳米材料：是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(0.1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。特点：微波吸收性能、高表面活性、强氧化性、超顺磁性及吸收、光谱表现明显的蓝移或红移现象等。除上述的基本特性，纳米材料还具有特殊的光学性质、催化性质、光催化性质、光电化学性质、化学反应性质、化学反应动力学性质和特殊的物理机械性质。。。纳米药物，指通过一定的微细加工方式直接操纵原子、分子或原子团、分子团，使其重新排列组合，形成新的具有纳米尺度的物质或结构。是以纳米级高分子纳米粒、纳米球、纳米囊等为载体，与药物以一定的方式结合在一起制成的药物。特点：首先，由于纳米微粒的超小体积和巨大比表面积，纳米药物具有较高的载药量，容易穿透血管而不引起血管内皮损伤，保护药物免受酶降解，药物在体内局部聚集浓度高，从而能提高疗效，同时还可以降低药物副作用。其次，纳米微粒还具有表面反应活性高、活性中心多、催化效率高和吸附能力强等特性。因此纳米药物可以制成导向药物后作为“生物导弹”达到靶向输药至特定器官的目的；改变膜转运机制，增加药物对生物膜的透过性。最后，纳米药物具有缓释特性，能够延长药物作用时间，靶向输送药物，保证药物作用前提下减少给药剂量，减轻或避免药物毒副作用，提高药物作用稳定性，利于药物储存。能够建立一些新的给药途径，通过修饰实现药物的智能化。而且能够实现药物向高产、自动化、大规模、低成本、携带储存方便、服用方便、小剂量和低副作用方面发展。缓释系统：是指通过适宜的方法延缓药物在体内的释放、吸收、代谢以及排泄的过程，从而延长药物作用时间或者减轻其毒副作用的给药系统。缓释系统主要是利用‘辅料’延缓、阻滞药物的释放纳米粒子作为新型药物载体，由于它的超微小体积，能穿过组织间隙并被细胞吸收，通过人体最细的毛细血管，还穿透过血脑屏障，显现了极大的潜力并被广泛研究，具有广阔的发展前景。用纳米材料将药物包被形成载药纳米粒或纳米囊，不仅可对药物进行保护，使药物在进人人体过程中不被胃酸和酶类等侵蚀降解，提高了药物的稳定性，使其只在特定的病灶部位释放，避免全身性的副作用，而且药物的释放速度受到载体材料生物降解速度的影响。因此通过改变载药材料的结构和性能，可调整纳米药物的理化性质，从而可以调节药物的释放速度与释放时间，真正实现对药物的控制释放达到缓释效果。纳米脂质体纳米药物固体脂质纳米粒纳米乳聚合物胶束纳米粒纳米粒(nanoparticles)纳米囊和纳米球统称为纳米粒,是直径为10-1000nm的一类聚合物胶体系统。纳米球是指药物溶解或分散在辅料（药物分散在高分子基质骨架中）中形成10-1000nm的微小球型实体；纳米囊由高分子材料形成的外壳和液状(水或油状)内核构成,药物通常被聚合物膜包封在内核层。特性：理想的纳米粒载体是无毒和可生物降解的,纳米粒的特异靶向性使药物和靶基因被定向释放出来,载体则被生物降解,避免在转运过程中在其他组织释放,产生副作用或过早被灭活。可明显延长药物的作用时间，毒副作用小。但是，并不是所有的药物都宜以该形式给药，有些稳定性差的药物在制剂加工过程中容易丧失活性，一些半衰期长的药物也不适宜制成微球、纳米球。用于纳米粒载体研究的生物可降解聚合物主要合成聚合物如:聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚己内酯(PCL)、聚乳酸共聚乙醇酸(PL-GA)以及天然高分子材料如普鲁兰、壳聚糖、明胶、海藻酸钠以及其他亲水性生物可降解聚合物。制备方法：主要有乳化聚合法、天然高分子聚合法、液中干燥法、自动乳化/溶剂扩散法、超临界流体法、溶剂蒸发法等。分子自组装法由于在制备过程中不需要添加乳化剂、表面活性剂等有机溶剂,可减少载体的毒性;另外该方法工艺简单、成本低,具有很好的产品开发前景。纳米乳(Nanoemulsion)也称微乳(Microemulsion)，粒径在10-100nm之间，是由油相、水相、表面活性剂和助表面活性剂按适当比例形成的一种稳定透明、低黏度且热力学稳定的分散体系．只要四相的组成适当．即可形成均匀透明或略显乳光的液体．为热力学稳定体系。特性：纳米乳液具有增溶增敏的特点；乳具有制备简单。物理稳定性好等特点；纳米乳有缓释和靶向作用；纳米乳的粒径小且均匀，可以提高包封于其中的药物分散度，还可以促进药物的透皮吸收；纳米乳制剂可提高难溶性药物的溶解度。制备方法：大致可分为机械法和物理化学法两大类。纳米乳剂是非平衡体系,它的形成需要外加能量,一般来自机械设备或来自化学制剂的结构潜能。利用机械设备的能量(高速搅拌器、高压均质机和超声波发生器)这类方法通常被认为是高能乳化法。而利用结构中的化学潜能的方法通常被认为是浓缩法或低能乳化法。纳米脂质体(nano-liposomes)脂质体(liposomes)是一种类似生物膜结构的双分子层囊泡。纳米脂质体(nanoliposomes)是指粒径小于100nm的脂质体结构,作为一种新型定向药物缓控释载体越来越受到重视。脂质体是由磷脂依靠疏水缔合作用在水中自发形成的一种分子有序组合体,为多层囊泡结构,每层均为类脂双分子膜,层间和脂质体内核为水相,双分子膜间为油相。特性：按照脂质体的结构和粒径可以分为单室脂质体(UV)、多室脂质体(MLV)和含表面活性剂的脂质体,目前的脂质体以单室脂质体居多。在稳定性、吸收和体内分布等方面具有纳米粒子的特殊效应,可以携载亲水性、疏水性及两亲性药物,直接输送至靶组织发挥药效作用。靶向性是脂质体作为药物载体的主要特性之一。脂质体是治疗肝寄生虫病、利什曼病等网状内皮系统疾病理想的药物载体。另外,因为脂质体的主要辅料为磷脂,而磷脂在血液中消除极为缓慢,药物包埋在脂质体中缓慢释放,延长了药物的作用时间,起到长效作用,使病灶部位充分得到治疗。同时,可将单克隆抗体连接到脂质体中,借助于抗原与抗体的特异反应,将载药脂质体定向输入,使靶器官或组织的药物浓度提高,而其他的器官和组织的药物浓度降低,降低药物对这些器官或组织的副作用。近年来,脂质体用作基因转移的有效载体较病毒类载体有更大的优势,受到广泛的关注。制备方法：脂质体可以通过薄膜的水合作用,反相蒸发法、冷冻干燥法、溶剂注入法等方法制备。主动载药法,是一种利用脂质体内外水相跨膜的离子或化合物梯度实现药物装载的方法。利用上述脂质体的制备方法制备不含药物的空白脂质体,建立囊泡内外的离子梯度(例如硫酸铵梯度、pH梯度等)。其中,主动载药技术最成功的例子就是阿霉素脂质体。实心脂质纳米粒(solidlipidnanoparticles,SLN)粒径为50~1000nm,是近年来颇受重视的一类纳米粒子给药缓释系统。与以磷脂为主要成分的脂质体双分子层结构不同,固体脂质纳米粒是以多种固态的、天然或合成的类脂材料如脂肪醇、脂肪酸、磷脂、三酰甘油等形成的固体颗粒。Mller称其为次生代脂质体给药系统(thenextgenerationofdeliverysystemaftertheliposomes),亦称lipopearls。固体脂质纳米粒特性：SLN具有一定的缓释作用,主要用于难溶性药物的包裹,如阿霉素和环孢霉素等。它可用作静脉注射或局部用药,也可作为靶向定位和控释作用的载体,能避免药物的降解和泄漏。与脂质体相比,SLN具有毒性低,载药量高,生物稳定性好等特点。SLN既可以装载亲水性药物,又能用于装载疏水性药物。适合于大规模生产。制备方法：SLN的制备主要有超声分散法、高压均化法、溶剂乳化法、挥发法及微乳法等。侯冬枝等采用改良的高剪切乳化超声法(modifiedhighshearhomogenizationandultrasound)制备SLN,平均半径为106nm,稳定性较好,可制成冷冻干燥剂,用以包封临床用于流产的米非司酮,包封率为87.89%。聚合物胶束纳米胶束(nano-micelles,NM)是近几年来正在发展的一种新型的纳米载体。因其具有亲水性外壳及疏水性内核,适合于携带不同性质的药物,而且可使药物逃避单核巨噬细胞的吞噬,使其具有隐形性。通常合成纳米胶束的亲水链段用聚乙二醇(PEG)、聚氧乙稀(PEO)、聚氧丙烯等,而疏水链段用聚乳酸、聚丙交脂-乙胶脂、壳聚糖等,目前研究较多的是PLA与PEG的嵌段共聚物(PLA-PEG)以及PEG与其他共聚物的嵌段共聚物。在恶性肿瘤治疗中的应用纳米缓控释系统最重要的应用之一是用作抗肿瘤药物的输送。抗肿瘤类药物一般用于对肿瘤的定位治疗及癌症手术后的化疗中。细胞活性的加强和肿瘤内脉管系统的衰弱导致静脉内纳米粒子的聚集，静脉途径给予的纳米粒子在肿瘤内输送，提高药物的利用效率，避免全身性的副作用，减少了给药剂量和毒性反应。应用在糖尿病治疗方面的应用胰岛素(insulin，INS)的降糖疗效明显，但普通制剂的胰岛素直接使用后，吸收只有1％，因此，给药的关键是提高生物利用度。大量的研究工作证实，口服纳米囊可保护INS不被酶破坏，提高了INS的生物利用度，从而减少用药次数。在眼科疾病治疗中的应用用于眼科疾病治疗的载药纳米粒子的胶体悬液滴眼后，能使药物经角膜的吸收增加，作用增强或延长，非角膜的吸收减少，副作用减少。在抗心血管再狭窄中的应用再狭窄是冠状动脉经皮腔内成形术(PTCA)后出现的一个常见、严重的并发症。纳米粒子比细胞小，能被组织及细胞吸收，加之其微小体积，使它可以自由分散形成乳状悬浮液，运用微孔球囊介入导管将其置于血管成形术部位，可以达到防治再狭窄的效果。展望纳米缓控释系统目前面临的挑战主要表现为制备工艺不稳定、缺乏生物安全性评价体系等很多方面。但制备纳米级载体与具有特异性的药物相结合，以得到具有自动靶向和定量定时释药的纳米智能药物，仍是今后研究的重点。从现有研究结果来看，将其运用于医药领域的实证性研究目前还不是很多，相信随着纳米智能药物，纳米生物技术的发展，将可以制备出更为理想的具有智能效果的纳米药物载体，希望通过各位药学院的同学和老师的共同努力，在解决人类重大疾病的诊断、治疗和预防等方面有早日更大突破。