药剂学--脂质体介绍

脂质体制备技术药剂教研室吴琳华内容提要脂质体的概念脂质体的组成、结构、理化性质与分类脂质体的制备方法脂质体的质量研究特殊性能脂质体脂质体的作用机理脂质体的特点第一节概述脂质体(liposomes)将药物包封于类脂质双分子层内而形成的微型囊泡。脂质体的研究进展1965年，英国Banghan作为研究生物膜的模型提出的。20世纪70年代初期，Gregoriadis首先提出用脂质体作为β-半乳糖苷酶载体治疗糖原积累疾病。脂质体的研究进展第一个药用脂质体制剂(1988年,瑞士)益康唑脂质体凝胶第一个脂质体注射剂(1990年美国)两性霉素B脂质体第一个抗癌药物脂质体(1995年，美国)阿柔比星脂质体一、脂质体的组成磷脂亲水的头部磷酸骨架水溶性分子（胆碱、丝氨酸等）疏水的尾部胆固醇脂质体第二节脂质体的组成、结构、理化性质与分类两条脂肪酸链，（10-24个C原子，0-6个双键）磷脂示意图脂质体的组成OH胆固醇的结构图脂质体材料中性磷脂负电荷磷脂（酸性磷脂）正电荷脂质胆固醇（Ch)大豆甾醇及其葡萄糖苷磷脂酰胆碱（PC）磷脂酰乙醇胺（PE）鞘磷脂（SM）磷脂酸（PA）磷脂酰甘油（PG）磷脂酰肌醇(PI)磷脂酰丝氨酸(PS)硬脂酰胺（SA）胆固醇衍生物大豆甾醇葡萄糖苷(SG）大豆甾醇SS脂质体的组成1、中性磷脂⑴磷脂酰胆碱(phosphatidylcholine,PC，)①天然的PCa.脂质体的主要组成部分b.从蛋黄、大豆、牛心脏和脊髓提取c.是一种混合物，每一种PC具有不同长度、不同饱和度的脂肪链。植物性PC的脂肪链具有高度不饱和性动物性PC的脂肪链大部分是饱和的②合成的PC二棕榈酰胆碱（DPPC)、二硬脂酰胆碱(DSPC)二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（DMPC)脂质体的组成（中性磷脂）脂质体的组成（中性磷脂）POOOOOOORRONCH3CH3CH3+磷脂酰胆碱(PC)(a)全饱和磷脂（紧密排列）(b)非饱和磷脂（不能紧密列）磷脂脂肪链的饱和度对磷脂膜排列的影响脂质体的组成（中性磷脂）POOOOOOORRONH3+⑵磷脂酰乙醇胺(phosphatidethanolamine,PE)特性;头部基团小；非饱和的PE容易形成非双层结构型—形成六角相（制备特殊脂质体）六角相磷脂酰乙醇胺（PE）⑶鞘磷脂（sphingomyelin,SM）特性：酰胺键和羟基基团之间形成氢键相互作用，因此，比PC具有更高秩序的胶相。脂质体的组成（中性磷脂）SMPOOOONHORNCH3CH3CH3OH+脂质体的组成磷脂酸(phosphatidicacid,PA)磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol,PI)磷脂酰丝氨酸(phosphatidylserine,PS)POOOOHOOORROPOOOOOOORROOHOHOHOHHOPOOOOOOORROCOOHNH3C+2、负电荷磷脂（酸性磷脂）3、胆固醇(cholesterol,Ch)膜的另一类重要组成成分。存在：动物细胞的质膜中含量较高，植物中含量较少。性质：为中性脂质，亦属于双亲性分子，但亲油性大于亲水性。在脂质体中的状态：作为两性分子，能嵌镶入膜，羟基团朝向亲水面，脂肪族的链朝向并平行于磷脂双层中心的烃链。胆固醇本身不形成脂质双层结构，但它能以高浓度方式掺入磷脂膜。在脂质体中的作用：主要与磷脂相结合，阻止磷脂凝集成晶体结构。减弱膜中类脂与蛋白质复合体之间的连接，像“缓冲剂”一样起着调节膜结构“流动性”的作用。脂质体的组成脂质体的组成胆固醇与磷脂的排列示意图4、正电荷脂质硬脂酰胺(sterylamine,SA)、胆固醇衍生物。普遍应用于基因的传递系统5、大豆甾醇及其葡萄糖苷为纯天然品，较安全，价格便宜。⑴大豆甾醇葡萄糖苷(SG)是从提炼豆油残渣中分离出来的甾醇葡萄糖苷的混合物。能提高脂质体的肝靶向性。⑵大豆甾醇（soybeansterol,SS）是SG去葡萄糖残基的水解产物。与Ch结构相似，能提高脂质体稳定性，其膜稳定作用大于Ch。脂质体的组成二、脂质体的结构双分子结构：磷脂分子的亲水端呈弯曲的弧形，形似“手杖”，与胆固醇分子的亲水基团相结合，形成“U”形结构。两个“U”形结构相对排列，则形成双分子结构。第二节脂质体的组成、结构、理化性质与分类卵磷脂与胆固醇在脂质体中的排列形式脂质体的结构类似生物膜，在脂质体的水相和脂质双分子层组成的膜内可以包裹多种物质。包裹物质脂溶性药物定位于双分子层脂质膜间两性化合物定位在水相与膜内部交界磷脂上水溶性药物包裹在水相不能包裹物质在水相和有机溶剂中都不溶的物质在两种介质中溶解性都非常好的物质脂质体的结构单室脂质体多室脂质体三、脂质体的理化性质第二节脂质体的组成、结构、理化性质与分类理化性质相变温度膜的通透性膜的流动性脂质体荷电性1、相变温度(phasetransitiontemperature,Tc)脂质体升高温度至一定温度膜的物理性质改变膜的横切面增加、双分子层厚度减少、膜流动性加脂质双分子层中酰基侧链排列改变有序排列变为无序排列相变温度Tc脂质体的理化性质（相变温度）决定Tc的因素（1）磷脂的种类。磷脂都具有特定的Tc值。（2）极性基团的性质。（3）酰基侧链的长度和不饱和度。酰基侧链长——Tc高链的饱和度高——Tc高脂质体的理化性质（相变温度）Tc以下时，为“胶晶态”（脂肪链全反式，排列紧密，刚性和厚度增加）Tc以上时，为“液晶态”（脂肪链伸缩、弯曲、外扭）磷脂发生相变时，“胶晶态”“液晶态”“液态”共存，出现相分离，使膜的流动性增加，易导致内容物泄漏。脂质体的理化性质（相变温度）相变温度与脂质体膜稳定性脂质体的理化性质（相变温度）2、膜的通透性(1)半通透性脂质体膜：不同离子穿膜和分子扩散过膜速率不同。(2)膜两侧的渗透压：导致分子量较小的物质渗漏或磷脂膜破裂(3)对于在水中和有机溶剂中溶解度都非常高的分子，磷脂膜是一种非常弱的屏障。脂质体的理化性质3.膜的流动性Tc时膜的流动性增加：包裹在脂质体内的药物具有最大释放速率。胆固醇可调节膜的流动性：a.高于Tc时，减少膜的流动性b.低于Tc时，增加膜的流动性4、荷电性含酸性脂质的脂质体荷负电含碱基的脂质体荷正电不含离子的脂质体显电中性脂质体的理化性质脂质体分类按结构类型分类单室（层）脂质体多室（层）脂质体（MLVs)多囊脂质体（MVLs)小单室（层）脂质体(SUVs）大单室（层）脂质体(LUVs）1、按结构类型分类⑴单室（层）脂质体，是由一层双分子膜形成的囊泡。①小单室（层）脂质体（SUVs）最小粒径20nm～80nm--纳米脂质体包封容积低体内循环时间长②大单室（层）脂质体(LUVs)一般粒径100nm～1000nm对水溶性药物的包封率高，包封容积大。如果粒径较大(＞500nm)，膜不稳定。脂质体的分类（按结构类型分类）2．多室（层）脂质体(MLVs),双分子脂质膜与水交替形成的多层结构的囊泡。一般由五层、或更多层的同心板组成。较少层数(两到四层)的又称为寡层脂质体。粒径一般为100nm～5µm。包封容积相对较低。脂质体的分类（按结构分类）3．多囊脂质体(multivescularliposomes,MVLs)由许多非同心囊泡构成，每个囊泡中包裹着被装载药物的水溶液。粒径为5～50µm。适用于包裹水溶性物质。载药量比单层脂质体和多层脂质体高得多具有缓释作用。脂质体的分类（按结构分类）多囊脂质体的结构脂质体的分类按结构性能分类特殊性能脂质体（特殊的脂质材料制成）普通脂质体(一般脂质材料制成)热敏感性脂质体pH敏感脂质体多糖被复的脂质体免疫脂质体长循环脂质体光敏脂质体磁性脂质体脂质体的分类按荷电性分类正电荷脂质体负电荷脂质体中性脂质体脂质体的分类按给药途径分类静脉给药脂质体口服给药脂质体肺部吸入给药脂质体眼部用药脂质体黏膜给药脂质体外用脂质体和经皮给药脂质体局部注射用脂质体（肌注、关节腔、脊髓腔、肿瘤内等）免疫诊断用脂质体基因工程和生物工程用脂质体第三节脂质体的制备方法薄膜分散法制备方法逆相蒸发法溶剂注入法冷冻干燥法pH梯度法前体脂质体法干膜超声法薄膜-振荡分散法薄膜-匀化法薄膜-挤压法乙醇注入法乙醚注入法一.薄膜分散法膜材有机溶剂（氯仿等）（脂溶性药物）膜材溶液减压旋转蒸发除去溶剂器壁上形成薄膜加入缓冲液（水溶性药物）振摇大多层脂质体多层脂质体各种机械方法分散脂质体的制备方法1．干膜超声法超声波仪（探针型和水浴型）超声处理脂质体混悬液葡聚糖凝胶柱层析（分离除去未包入的药物）脂质体混悬液2．薄膜-振荡分散法干膜加入缓冲溶液液体快速混合器振荡（25℃2min）脂质体3．薄膜-匀化法将薄膜-振荡分散法制备的较大粒径脂质体组织捣机或高压乳匀机匀化较小粒径的脂质体。此法较适合工业生产。脂质体的制备方法（薄膜法）脂质体的制备方法膜材W/O型乳剂溶于有机溶剂（氯仿、乙醚）加入待包封药物的水溶液*胶态短时超声减压蒸发有机溶剂脱落凝胶液滴加缓冲液继续减压蒸发旋转充氮气至气味消失水性混悬液超速离心或凝胶色谱法除去未包入的药物大单层脂质体工艺流程二、逆相蒸发法三、溶剂注入法1、乙醇注入法脂质乙醇液细针头快速注入到缓冲液中SUVs。（残存的乙醇用透析法除去）优点：简单快速,脂质浓度受限。缺点:水相包封率极低，乙醇难除。2、乙醚注入法脂质乙醚液细孔针头慢慢注入55～60℃的缓冲液中乙醚蒸发单层脂质体(直径50～200nm)。优点：脂质浓度不受限，水相包封率高；缺点：制备时间长。脂质体的制备方法四、冷冻干燥法磷脂高度分散在缓冲盐溶液中超声波处理冷冻干燥（干燥物）分散到含药物的水性介质中脂质体冷冻温度、速度及时间等因素影响脂质体的包封率和稳定性。加入冻结保护剂，能降低冻融过程对脂质体的损害。甘露醇、D-葡萄糖此外还有：pH梯度法和前体脂质体法等。脂质体的制备方法一、脂质体的粒径和分布脂质体的粒径大小和分布均匀程度，直接影响脂质体在机体组织的行为和处置。粒径﹤100nm，在血液循环时间长；粒径﹥200nm，在血液循环时间短（易被巨嗜细胞作为外来异物吞噬）。第四节脂质体的质量研究检测方法1、光学显微镜法2、电子显微镜法3、激光散射法（尘粒计数法）4、电感应法（库尔特计数器）5、光感应法（如粒度测定仪）负染法冰冻蚀刻法1、光学显微镜法将脂质体混悬液稀释（约5倍），取1滴放入载玻片上或滴入细胞计数板内，放上盖玻片，观察脂质体粒径大小和数目，然后按其大小分档计数，以视野见到的粒子总数，求出各档次百分数。仅适用于大的脂质体。2、电子显微镜法用负染法和冰冻蚀刻法，用于分析小脂质体。负染法：用溶液悬浮脂质体，样品滴在有支持膜的铜网上，滤纸吸去多余的液体，再滴重金属染料，滤纸吸去多余液体，自然干燥30min，用电镜观察脂质体的结构和粒径分布。脂质体的质量研究（粒径和分布）3、激光散射法（尘粒计数法）将脂质体混悬液稀释后雾化，定量喷到计数仪散射腔，自动计数仪记录各档次粒子的粒径、数目，计算分布概率或绘制粒径分布图。此外，还有电感应法（库尔特计数器）、光感应法（粒度测定仪）等脂质体的质量研究（粒径和分布）二、脂质体的包封率（重量包封率）1、包封率：是指包入脂质体内的药物量与投料量的重量百分比。方法：测定脂质体中的药量，经色谱柱或离心分离测定介质中未包入的药量，计算。脂质体的质量研究（包封率）包封率脂质体中包封的药量脂质体中包封与未包封的总药量=×100%2、影响脂质体包封率的因素⑴脂质体的结构类型脂质体的结构类型不同，其包封率也不同。顺序：LUVs(大单）﹥MLV（多层）﹥SUVs（小单）⑵脂质体制备方法处方拟订后，制备方法就可决定结构类型。故制备方法也与包封率有关，顺序为：乙醚注入法﹥逆相蒸发法﹥干膜法﹥乙醇注入法﹥超声法冷冻干燥法的冷冻过程使包封率下降。脂质体的质量研究（包封率）⑶类脂膜的组成与电性①膜的组成与脂质体的结构密切相关，因此，对包封率有影响。如PC中加入Ch可提高包封率；②脂质材料与脂质体表面的电性对离子型药物的包封率影响很大如：如水相离子型药物的电性与脂质体表面的电性相反时