纳米中药的研究进展

1纳米中药的研究进展【摘要】纳米中药是指运用纳米技术制造的、粒径小于100nm的中药有效成分、有效部位、原药及其复方制剂，具有增加药物对血脑屏障或生物膜的穿透性，长效循环性，低毒性和药物靶向性等特点。本文详细介绍了纳米中药的定义、分类以及纳米中药的制备技术，同时介绍了纳米中药的一些优缺点，并指出了中药纳米化多面临的问题及纳米技术在中医药领域中的应用前景。【关键词】纳米中药；纳米制备技术；中药现代化“纳米中药”的概念于1998年由徐辉碧教授等【1】率先提出，进行了卓有成效的探索。纳米中药是指运用纳米技术制造的、粒径小于100nm的中药有效成分、有效部位、原药及其复方制剂。因纳米材料和纳米产品在性质上的奇特性和优越性，将增加药物吸收度，建立新的药物控释系统，改善药物的输送，替代病毒载体，催化药物化学反应和辅助设计药物等研究引入了微型、微观领域，为寻找和开发医药材料、合成理想药物提供了强有力的技术保证。运用纳米技术的药物克服了传统药物许多缺陷以及无法解决的问题。将纳米技术应用于中药领域是中药现代化发展的重要方向之一。纳米药物的概念首先由西方的科学家提出，主要分为直接纳米化药物和纳米载药系统药物两类。由于药物在纳米级别时，具有了很多独特性质，如长效循环性，缓释性以及靶向性等优点，国外已经开始开发和应用纳米药物，据不完全统计，全世界制药企业作为新型药物制剂开发的纳米药物立项多达270余项，其中已上市和正在进行临床研究的药物共56种之多【2】。例如治疗乳腺癌的白蛋白-紫杉醇纳米药物Abraxane【3】已成功上市，它可以有效地降低了紫杉醇的毒性，并增强其缓释性。中药作为中华民族的传统优势药，将中药与纳米技术相结合，目前内外报道还不多见，然而在国内的研究已经开始，它为中药的发展壮大开辟了一个新的途径。纳米中药的分类：2一般来讲，和传统纳米药物一样纳米中药可分为药物纳米粒子和药物纳米载体【4】。把中药的有效部位或原药经过先进的设备仪器加工成纳米粒子，能提高药物的生物利用度并增强疗效，但是这种纳米粒子往往并不能很好地降低药物毒性，以及改善中药所固有的色和味等不良特性，而且这种方法对设备的要求相当高；药物纳米载体系指溶解或分散有药物的各种纳米粒，目前开发的中药纳米微粒载体系统有脂质体、乳剂（微乳）、微球（磁性微球）、纳米粒（纳米球）、固体脂质体纳米粒等。用纳米包裹技术包裹的纳米药物具有很多优点，如可以长效循环、具有低毒性和靶向性等优点，但对于一些中药复方和有效成分不确定的药物，运用这种技术就会受到很大限制。纳米中药的制备技术：纳米中药的制备是研究纳米中药最基础的，也是最重要的问题。将纳米技术引入中药的研究，必须考虑中药组方的多样性、成分的复杂性，例如中药单味药可分为矿物质、植类药、动物药和菌物药等，中药的有效部位和有效成分又包括无机化合物和有机化合物、水溶性成分和脂溶性成分等，因此，针对不同的药物，在进行纳米化时必须采用不同的技术路线。此外，还必需考虑中药的剂型。纳米中药与中药新制剂关系十分密切，如何在中医理论的指导下进行纳米中药新制剂的研究，将中药制成高效、速效、长效、剂量小、低毒、服用方便的现代化制剂，也是进行中药纳米化所必须考虑的问题。对于不同类型的纳米中药，有不同的制备方法，总的来说，制备中药纳米粒时采用纳米超微化技术，而纳米载药系统的制作使用纳米包覆技术。一、纳米超微化技术【5】纳米超微化技术是改进某些药物的难溶性或保护某些药物的特殊活性，适用于不宜工业化提取的某些中药。如矿物药、贵重药、有毒中药、有效成分易受湿热破坏的药物、有效成分不明的药物。目前比较常用的是超微粉碎技术。所谓超微粉碎是指利用机械或流体动力的途径将物质颗粒粉碎至粒径小于10的过程。根据破坏物质分子问内聚力的方式不同，目前的超微粉碎设备可分为机械粉碎机、气流粉碎机、超声波粉碎机。3机械粉碎法【6】是利用机械力的作用来实现粉碎目的。边可君等采用自主开发的温度可控(一30～一50％)的惰性气氛高能球磨装置系统制备纳米石决明。将石决明置于配有深冷外套的惰性气氛球磨罐中，同时装入磨球，磨球与石决明粉比保持在15：1—5：1范围，控制高能球磨机的转速(200～400r／min)和时间(2～60h)，获得了平均粒度不大于100nIrl的石决明粉末。气流粉碎法【7】是以压缩空气或过热蒸汽通过喷嘴产生的超音速高湍流气流作用为颗粒的载体。颗粒与颗粒之间或颗粒与固定板之间发生冲击性挤压、摩擦和剪切等作用，从而达到粉碎的目的。与普通机械冲击式超微粉碎机相比，气流粉碎产品粉碎更细，粒度分布范围更窄。同时气体在喷嘴处膨胀降温，粉碎过程中不会产生很大的热量。所以粉碎温升很低。这一特性对于低融点和热敏性物料的超微粉碎特别重要。世界上首项将纳米技术应用于中药加工领域的纳米级中药微胶囊生产技术，是通过对植物生理活性成分和有效部位进行提取。并用超音速干燥技术制成纳米级包囊。利用这项技术生产出的甘草粉体和绞股蓝粉体。经西安交通大学材料科学工程学院金属材料强度国家重点实验室和第四军医大学基础部药物化学研究室鉴定，均达到了纳米级。其中甘草微胶囊微粒平均粒径为19nin。这样的纳米粒可跨越血脑障碍，实现脑位靶向【7】。中药纳米超微化技术既丰富了传统的炮制方法，又能为中药的生产和应用带来新的活力。纳米产品目前已成为中药行业新的经济增长点。将这项技术应用于中药行业可以开发具有更好疗效、更优品种的纳米中药新产品。这将对中药行业的发展带来深远的理论和现实意义。二纳米包裹技术药物纳米载体的制备主要是选择特殊的材料，它们应具备以下特征：性质稳定，不与药物产生化学反应，无毒，无刺激，生物相容性好，不影响人的正常生理活动，有适宜的药物释放速率，能与药物配伍，不影响药物的物理作用和含量测定；有一定的力学强度和可塑性(即易于形成具有一定强度的纳米粒，并能够完全包封药物或使药物较完全的进入到微球的骨架内)；具有符合要求的黏度、亲水性、渗透性、溶解性等性质。这与所用药物的性质、给药方式有关【8】。近年来，可生物降解的高分子载体材料被认为是很有潜力的药物传递体系，因为它4们性能多样，适应性广，且具有良好的药物控制性质，达到靶向部位的能力及经口服给药方式能够传递蛋白质、肽链、基因等药物的性能。常见的高分子材料有淀粉及其衍生物、明胶、海藻酸盐、蛋白类、聚酯类等。对于纳米中药载体，目前常用的是纳米包复技【9】。纳米包复化学药品和生物制品的技术在世界药学领域是最受关注的前沿技术之一。根据待包复的中药的性质不同，可选取不同的纳米包复技术，得到纳米中药。例如梅之南等【10】采用乳化超声分散法制备了雷公藤内酯固体脂质纳米粒（TP-SLN）,杨时成等[11]采用热分散技术将喜树碱制成poloxamer188包衣的固体脂质纳米粒混悬液。陈大兵等[12]用“乳化蒸发一低温固化”法制备紫杉醇长循环固体脂质纳米粒，延长了药物在体内的滞留时间。此外，还有乳化聚合法【13】、高压乳匀法【14】、聚合物分散法等。制备成纳米微粒载体系统的中药多为单一有效成分，如抗肝癌或肝炎药物：蓖麻毒蛋白、猪苓多糖、斑蝥素、羟喜树碱、黄芪多糖等；抗感染药：小檗碱等；消化道疾病药：硫酸氢黄连素等；抗肿瘤药：秋水仙碱、高三尖杉酯碱、泰素等；心血管疾病药：银杏叶有效成分等；其它还有鹤草酚、苦杏仁苷等。也有将多种中药成分复合后制备纳米微粒载体系统的，如口服结肠靶向给药系统——通便通胶囊，其主药成分为3种极性相似的火麻仁油、郁李仁油和莱菔子油的混合油。还有将中药复合西药后制备纳米微粒载体系统的，如多相脂质体139．3，其主要成分为氟脲嘧啶、人参多糖和油酸等；中药复方“散结化瘀冲剂”浸膏和5-氟脲嘧啶(5一vu)相结合后制备的磁性微球制剂也属此列。总之，不同的制备技术和工艺适合不同种类纳米中药的制备纳米中药所面临的问题和应用前景纳米技术对包扩中药在内的传统产业带来了机遇和挑战。一是表现在理论研究方面，必须将中医中药理论和纳米新药研究紧密结合起来，在前者的指导下进行纳米中药新药的研究，并充分考虑中药组方的多样性、中药成分的复杂性，将中药制成高效、速效、长效、剂量小、毒性小副作用小且便于储存、携带、服用的现代制剂；二是在应用方面，对纳米化中药的范围应用有所限制，应当充分考虑中药纳米化的可行，并注意纳米化药物的毒性；三是在纳米载体方面要考虑纳5米包覆材料或纳米药物表面修饰材料的选择。纳米中药蕴藏着无限前景和巨大的产业扩张潜力。目前，应重点开发纳米中药的制备技术，并建立相应的药效学和毒理学的系统评价方法，微纳米中药产业化构建技术平台，然后再进行典型的产品和市场开发，从而推动中药产业的革新和进步。人们可以以发展纳米技术为契机，向传统中药产业切入，调整中药产品结构，注入高科技含量，形成中国甚至世界一流的自主知识产权的中药技术平台。参考文献【1】张志琨，崔作林．纳米技术和纳米材料[M]．北京：国防工业出版社，20O4：4-4【2】杨祥良，曾繁典，徐辉碧.纳米药物[M].北京：清华大学出版社，2007【3】EvelinaMiele，GianPaoloSpinelli，ErmannoMiele，FedericaTomao,etal.Albumin-boundformulationofpaclitaxel(AbraxaneABI-007)inthetreatmentofbreastcancer.InternationalJournalofNanomedicine2009:499–105【4】张杨德．纳米药物学[M]．北京：化学工业出版社，2006【5】朱振峰，杨菁．药物纳米控释系统的最新研究进展[J]．国外医学生物医学工程分册，2007，21(6)：327-327【6】SchofieldJP，CaskeyCT．Non—viralApproachestoGeneTherapy[J]．BrMerdBul，2005，51(1O)：56．【7】YangS，ZhuJ，LuY，etal．BodyDistributionofCamptochecin，SolidlipidNanopartoclesafterOralAdministration[J]．PharmRes，2005，16(5)：751．751．【8】YangSC，LuLF，CaiY，eta1．BodyDistributioninMiceofIntravenouslyinJectedCamptothecinSolidLipidNanoparticlesandTargetingEfect011brain[J]．JControllledRelease，2OO6，59(2)：299—299【9】SubH，JeongB，RathiR，eta1．RegulationofSmoothMusc1eCellProliferationUsingPaclitaxelLoadedPoly(ethyleneoxide)-poly(1actide／glycollde)nanosphers[J].JBiomedMaterRes，2007，42(2)：331—331．【10】梅之南，杨祥良，杨亚江，等.蕾公藤内酯固醇固体脂质体纳米粒经皮渗透及抗炎活6性研究.中国药学杂志,2003,38(11):854-857【11】SchroderU，SabelBA．Nanoparticles．aDrugCarrierSystemtoPasstheBloodBrainBarrier．PermitCentralAnalgesicEfectsofi．V．Dalarginections[J]．BrainRes，2007，710(1)：121-121【12】孔令仪．中药创新研究与高新技术应用[M]．北京：中国医药科技出版社，2006：780．780【13】杨时成，朱家壁．喜树碱固体脂质纳米粒的研究[J]．药学学报，1999，34(2)：146．150【14】丁寅，袁红宇，郭立玮，等．负载士的宁纳米微粒研究[J]．南京中医药大学学报(自然科学版)，2006，18(3)：156—157．