脂质体技术

脂质体Liposomes要求•1.脂质体的基本概念•2.脂质体的组成与结构、与胶团的区别•3．脂质体的剂型特点和体内作用特点•4．脂质体的制备方法、质量标准MicroparticlesdrugdelieveysystemsMacromolecularconjugates脂质体•脂质体（liposomes）是将药物包封于类脂质双分子层内形成的微型泡囊。Ⅰ脂质体的应用概况Ⅱ脂质体的组成和结构特点Ⅲ脂质体的剂型特点Ⅰ脂质体的应用概况•1971年英国莱门等人开始将脂质体用于药物载体。•我国上世纪80年代开始进行脂质体的研究工作1抗癌药物脂质体2主动靶向脂质体3基因治疗用脂质体应用•2000年，世界脂质体产品销售额为12亿美元。2005年，达33亿美元，增长率为175%。•国外已上市的脂质体药物品种有两性霉素、多柔比星和柔红霉素，均为抗癌药物。抗癌药物脂质体是脂质体最重要的应用。目前还有约30种脂质体抗癌药物正在临床试验或等待批准上市。脂质体抗癌药物产品及研究进展情况药品名商品名进展情况阿霉素Myocet2001年上市Doxil1995年上市Caelyx2002年上市Dox-sl临床IILED临床I/IIMCC-465（免疫脂质体）临床I/II柔红霉素DaunoXome1996年上市长春新碱OncoTCS临床II/IIIVincaXome临床II紫杉醇LEP临床II/III顺铂SPI-77临床III维甲酸ATTA-IV临床II羟基喜树碱临床I氨基喜树碱临床I拓扑替康LE-SN38临床I/II依立替康LE-GL14721临床I/IILurtotecanNX-211,SPI-355,OSI-211临床II阿糖胞苷DepoCyt已上市•对脂质体来说，将靶向因子－脂质连接物插入含药脂质体的外层脂质分子层中，是一种操作性强的有效的靶向因子连接手段。脂质体在主动靶向制剂中的应用DiagramofsynthesizereactionbetweenWGAandPETransmissionelectronphotomicrogramsofinsulinliposomesa－conventionalliposomes,b－WGAmodifiedliposomes脂质体在基因治疗中的应用•1987年Felgner等率先用脂质体作为基因转移载体。•阳离子脂质体是应用最多的非病毒基因载体。它们一般由带正电荷的脂类与中性脂类按一定的摩尔比组成。•阳离子脂质体并不是将DNA包裹在其脂质双分子层中,而是若干阳离子脂质囊泡将DNA链夹在其中,形成片层状结构。Ⅱ脂质体的组成和结构特点一脂质体的组成•脂质体是由磷脂、胆固醇等为膜材包合而成。这两种成分是形成脂质体双分子层的基础物质，具有良好的生物相容性。•1．磷脂类磷脂类包括卵磷脂、脑磷脂、大豆磷脂及合成磷脂等都可以作为脂质体的双分子层物质基础。•2．胆固醇胆固醇与磷脂共同构成脂质体基础物质。磷脂结构通式磷脂结构：结构通式如下：式中：R1、R2是疏水链，R由C12～C18，可为饱和烃链或不饱和烃链；X为亲水头，X不同，则磷脂命名不同•天然磷脂：•胆碱+磷脂酸→磷脂酰胆碱(PC)，即卵磷脂•乙醇胺+磷脂酸→磷脂酰乙醇胺(PE)，即脑磷脂•丝氨酸+磷脂酸→磷脂酰丝氨酸(PS)•合成磷脂：•二棕榈酰-α磷脂酰胆碱（DPPC）•二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（DMPC）等。胆固醇结构磷脂和胆固醇分子排列示意图磷脂和胆固醇分子排列•把含类脂质的醇溶液倒入水面时，醇很快地溶解于水，而类脂分子则排列在空气一水的界面上•极性部分在水里，亲油的非极性部分则伸向空气中•当极性类脂分子被水完全包围时•极性基团面向两侧的水相，而非极性的烃链彼此面对面缔合成双分子层脂质体双分子层脂质体形成示意图脂质体与其包封的药物脂质体半球剖面图结构特点•脂质体结构与由表面活性剂构成的胶团不同，后者是由单分子层组成，脂质体由双分子层组成。micelleliposomesbilayer胶团与脂质体结构LiposomesMicelles脂质体与胶团区别脂质体胶团组成磷脂和胆固醇表面活性剂结构双分子层单分子层中心区域水相，可容纳亲水性药物疏水区，可容纳疏水性药物•二脂质体的类型•小单室脂质体（SUVs）•大单室脂质体（LUVs）•多室脂质体(MLVs)•大多孔脂质体(MVVs)按结构•脂质体单室脂质体•球径0.02~0.08μm为小单室脂质体(singleunilamellarvesicles,SUV)，•0.1~1μm为大单室脂质体(largeunilamellarvesicles,LUV)，•水溶性药物的溶液只被一层类脂质双分子层所包封，脂溶性药物则分散于双分子层中。•凡经超声波分散的脂质体悬浮液，绝大部分为单室脂质体。多室脂质体(multilamellarvesicles,MLV)•球径1~5μm，有几层脂质双分子层将包含的药物•(水溶性药物)的水膜隔开，形成不均匀的聚合体，•脂溶性药物则分散于几层分子层中。大多孔脂质体(Multivesicularvesicles,MVV)•球径约0.13±0.06μm，单层状，•比单室质体可多包封10倍的药物。单室和多室脂质体示意图脂质体电镜照片纳米脂质体呈蓝色乳光•二脂质体的类型按性能•热敏脂质体•pH敏感脂质体•超声波敏感脂质体•光敏脂质体•磁性脂质体特殊性能脂质体脂质体一般脂质体二脂质体的类型•脂质体按荷电性•中性脂质体•负电性脂质体•正电性脂质体三脂质体的理化性质•（一）相变温度•脂质体膜的性质与介质温度关系密切。当温度升高时，磷脂分子中酰基侧链从有序排列变成无序排列，从而引起膜性质的变化：•由胶晶态变成液晶态，膜的横切面增加，双分子层厚度减少，膜流动性增加，•发生这种转变时的温度称为相变温度。•每种磷脂有其特有的相变温度。•膜的流动性是脂质体的重要性质，流动性与药物释放密切相关。•胆固醇被称为膜流动性调节剂，因为低于相变温度时，胆固醇的存在增加了膜的无序性，增加膜的流动性；•相变温度以上时，胆固醇减少膜酰基侧链的无序性，减少膜的流动性。•（二）脂质体的荷电性•荷电磷脂制备的脂质体荷电。•含磷脂酸（PA）和磷脂酰丝氨酸（PS）的脂质体荷负电，含碱基（胺基）磷脂的脂质体荷正电，•不含离子的脂质体电中性。按荷电性分类？•阳离子脂质体作为药物的载体比传统脂质体有利，•它与带负电的细胞表面有很强的亲合作用，•有利于药物的被吸收。•阳离子脂质体是应用最多的非病毒基因载体•某些阳离子脂质体能专一性靶向肺等器官的内皮细胞。•药物和阳离子脂质体相互作用时，不仅同样可包埋于脂质体的囊泡内，•此外也可由于阳离子脂质体表面的正电荷与带负电荷的药物分子产生静电吸附作用，•多肽类药物分子中的疏水结构可插入脂质体的脂双层、形成稳定结构。（三）脂质体的剂型特点1脂质体具有生物相容性Ⅱ脂质体的性质1脂质体的生物相容性生物膜液态镶嵌模型脂质体双分子层Ⅱ脂质体的性质1脂质体的生物相容性生物膜液态镶嵌模型脂质体双分子层•2.制备工艺简单，适宜工业大生产。3同时装载水溶性和脂溶性药物•4药物以非共价键结合的方式被包裹，有利于药物释放。•5脂质体的物理化学稳定性较差。脂质体的体内作用特点•1.体内分布靶向性•被动靶向•主动靶向脂质体易于连接靶向因子脂质体主动靶向性2．药物作用延效性•许多药物在体内由于被迅速代谢或排泄而使其体内作用时间短。•将药物包封成脂质体，可减少肾排泄和代谢而延长药物在血液中的滞留时间，使药物在体内缓慢释放，从而延长药物的作用时间。3.生物相容性•因脂质体是类似生物膜结构的泡囊，具有很好的细胞亲和性与组织相容性。•它可长时间吸附于靶细胞周围，使药物能充分向靶细胞渗透。•脂质体也可通过融合进入细胞内。4．降低药物毒性•药物被脂质体包封后，主要被单核—巨噬细胞系统的巨噬细胞所吞噬而摄取，且在肝、脾和骨髓等单核-巨噬细胞较丰富的器官中浓集，而使药物在心、肾中累积量比游离药物低得多。•如果将对心、肾有毒性的药物或对正常细胞有毒性的抗癌药物包封成脂质体，就可明显降低药物的毒性。•两性霉素B对多数哺乳动物的毒性较大，制成两性霉素B脂质体，可使其毒性大大降低而不影响抗真菌活性。5．提高药物稳定性•一些不稳定的药物被脂质体包封后可受到脂质体双层膜的保护。•如青霉素G或V的钾盐是对酸不稳定的抗生素，口服易被胃酸破坏，制成脂质体则可减少胃酸对其的破坏，提高口服的吸收效果。Ⅴ脂质体的制备技术•注入法•薄膜分散法•超声波分散法•逆相蒸发法•冷冻干燥法1．注入法•将磷脂与胆固醇等类脂质及脂溶性药物溶于有机溶剂中（一般多采用乙醚），•然后将此药液经注射器缓缓注入加热至50℃（并用磁力搅拌）的磷酸盐缓冲液（或含有水溶性药物）中，•加完后，不断搅拌至乙醚除尽为止，•即制得大多孔脂质体，其粒径较大，不适宜静脉注射。•再将脂质体混悬液通过高压乳匀二次，则所得的成品。•将磷脂，胆固醇等类脂质及脂溶性药物溶于氯仿（或其他有机溶剂中）然后将氯仿溶液在一玻璃瓶中旋转蒸发，在瓶内壁上形成一薄膜；•将水溶性药物溶于磷酸盐缓冲液中，加入烧瓶中不断搅拌，即得脂质体。2．薄膜分散法2．薄膜分散法•1多用于脂溶性药物脂质体的制备•2制备方法简单，脂溶性药物包封率较高•3多室脂质体，粒径较大，若需减小粒径，•需经超声或高压乳匀处理•将水溶性药物溶于磷酸盐缓冲液中，•磷脂、胆固醇与脂溶性药物共溶于有机溶剂，混合，搅拌，蒸发除去有机溶剂。•残液以超声波处理，然后分离出脂质体再混悬于磷酸盐缓冲液中，制成脂质体的混悬型注射剂。•经超声波处理大多为单室脂质体。3．超声波分散法4．逆相蒸发法•将水溶性药物溶于磷酸盐缓冲液•磷脂、胆固醇与脂溶性药物共溶于有机溶剂，•混合，超声处理直至形成稳定的W/O乳剂•减压蒸发除去有机溶剂•达到胶态后，加入磷酸盐缓冲液，旋转使器壁上凝胶脱落，继续减压蒸发除去有机溶剂，得到脂质体水性混悬液。4．逆相蒸发法水溶性药物磷酸盐缓冲液混合4．逆相蒸发法超声W/O乳剂4．逆相蒸发法蒸发有机溶剂4．逆相蒸发法磷酸盐缓冲液蒸发有机溶剂4．逆相蒸发法4．逆相蒸发法•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，•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。5．冷冻干燥法•脂质体亦可用冷冻干燥法制备，对遇热不稳定的药物尤为适宜。先按上述方法制成脂质体悬液后分装于小瓶中，冷冻干燥制成冻干制剂，全部操作应在无条件菌条件下进行。5．冷冻干燥法•Payne用冷冻干燥法制备前体脂质体为一干燥且具有良好流动性的颗粒，一旦加水水合，即可分散成等胀的多层脂质体混悬液，适用于静脉给药或用于其它给药途径。•另一方法为将脂质吸附于极细的水溶性载体，如粉末氯化钠、山梨醇或其它的聚合糖类，即可形成高度分散的前体脂质体。与水接触时，脂质溶胀而载体迅速溶解，脂质在水相中形成脂质体。Ⅴ脂质体的质量评价•1大小与形态观察•脂质体的粒径对其性质影响很大，因而测定粒径非常重要。常用方法包括：•电镜法：•热力学光散射法：Zetasizer3000SH激光测粒仪（MalvernInstrumentsLtd）•2主药含量测定和释放度测定透析管法和离心法等可用来测定释放度。•3包封率测定•脂质体包封率的测定方法很多，有离心法、透析法、凝胶柱层析法、导数光谱法等。其中凝胶柱层析法，具有分子筛作用，能使混合物依据分子大小不同而分离，广泛用于脂质体的分离及包封率的测定。凝胶柱层析法•用于分离脂质体时，脂质体粒子将首先流出，随后游离药物也会被洗脱下来，•因此，游离药物在凝胶柱上保留时间越长，流出越慢，越有利于与脂质体粒子的分离。三种凝胶流出曲线图(n=3)•游离药物在SephadexG-50（100～300μ）柱上的保留时间较长，从第六流份开始大量流出，而在SephadexG-50（50~100μ）和SephadexLH-20上均从第三流份开始大量流出。•经三种凝胶的洗脱曲线测定，可初步选定用SephadexG-50（100~300μ）测定包封率，洗脱体积可初步定为10ml