Transcript 微球脂质体
第十六章 第四节 术 制剂新技术 微囊与微球的制备技 一、概述 •微型包囊技术(microencapsulation) 简称 微囊化，系利用天然的或合成的高分子 材料作为囊膜，将固态药物或液态药物 包裹而成药库型微型胶囊，简称微囊 (microcapsule)。 • 若使药物溶解和/或分散在高分子材料基质中，形 成骨架型(matrix type)的微小球状实体则称微球 (microsphere)。 微囊和微球的粒径属微米级(1~250 µm)，而粒径 在纳米级的分别称纳米囊(nanocapsule)和纳米球 (nanosphere)。它们都可以是药物的载体，作为 给药系统应用于临床。 3 (一) 药物微囊化的应用特点 药物微囊化的应用日益繁多，至今已有30 多类药物的报道。 *药物微囊化后有以下特点（8点） (1) 掩盖药物的不良气味及口味：如鱼肝油、 氯贝丁酯、生物碱类及磺胺类等。 (2) 提高药物的稳定性：如易氧化的胡萝 卜素、易水解的阿司匹林、易挥发的挥发 油类等药物。 4 (3) 防止药物在胃内失活或减少对胃的刺激性： 前者如尿激酶、红霉素、胰岛素等，后者 如氯化钾、吲哚美辛等。 (4) 使液态药物固态化便于应用与贮存：如油 类、香料、液晶、脂溶性维生素等。 (5) 减少复方药物的配伍变化：如防止阿司匹 林与氯苯那敏配伍后加速阿司匹林的水解， 而将二者分别包囊。 5 (6) 控制药物释放速率：如左炔诺孕酮控释 微囊及促肝细胞生长素肠溶微囊等。 (7) 使药物浓集于靶区：如治疗指数低的药 物或细胞毒素药物微囊化后，可以将药 物浓集于肝或肺等靶区，提高疗效，降 低毒副作用，如肺靶向汉防己甲素缓释 微囊等。 (8) 将活细胞、疫苗等生物活性物质包囊不 引起活性损失或变性：如破伤风类毒素 微囊等。 6 如果药物口服的活性低、注射的半衰 期短或全身毒性大，经采用微囊化这一新 技术后，可以提高口服的活性和生物利用 度，或通过非胃肠道给药显著延长药效， 或浓集于靶器官、靶组织，降低全身毒副 作用，降低全身毒副作用，从而制成满意 的缓释制剂或靶向制剂。这对新药研制开 发具有特别重要的意义。 7 (二) 药物微囊化的进展 目前，药物微囊化的商品还不多，微囊化 研究的进展较快。其研究和应用经历3个阶 段。 第一阶段（1980年前）：开始主要应用于 掩盖药物的不良气味，提高药物的稳定性 等方面，微囊粒径一般为5~2000m。 第二阶段微囊粒径减小到0.01~10 m，主 要应用于控制药物释放。 第三阶段主要是靶向给药的纳米粒，粒径 为1~ 1000nm。 8 近年来临床上应用微囊化抗癌药治疗癌症， 如抗癌药微囊经人工化学栓塞提高治疗效果。 有研究报道的品种有氯霉素微囊片，提高稳 定性的复方维生素微囊片、牡荆油微囊片，降低 刺激性的吲哚美辛微囊片，延长药效的复方甲地 孕酮微囊注射液、亮丙瑞林微囊注射液、慢西律 微囊骨架片，增加吸收的促肝细胞生长素微囊、 药物浓集于肺的汉防己甲素微囊等。 9 除蛋白质、酶、激素、肽类的微囊化外， 还有胰岛活细胞的微囊化，它不仅能保持 胰岛活力，并能在有糖尿病的动物体内长 时期不断分泌胰岛素。 此外，应用影细胞(ghost cell)或重组细胞 (如红细胞)作载体，可使药物的生物相容 性得以改善；将抗原微囊化可使抗体滴度 提高。 10 近10年报道较多的是多肽蛋白类、酶 类（疫苗）、激素类药物的微囊化。 在英国还出版了 Journal of Microencapsulation (季刊)，这 对微囊化研究及应用都起了很大的促进作 用。 11 二、微囊与微球的载体材料 (一) 囊心物 囊心物(core material)即是被包囊的特定物质， 可以是固体、液体（溶液、乳状液或混悬液） 。 除主药外可以加入的附加剂，如稳定剂、稀 释剂以及控制释放速率的阻滞剂、促进剂和改善 囊膜可塑性的增塑剂等，通常将主药与附加剂混 匀后微囊化，亦可先将主药单独微囊化，再加入 附加剂。 12 若有多种主药，可将其混匀再微囊化， 或分别微囊化后再混合，这取决于设计要求、 药物、囊材和附加剂的性质及工艺条件等。 另外要注意囊心物与囊材的比例适当， 如囊心物过少，将生成无囊心物的空囊。囊 心物也可形成单核或多核的微囊。 13 (二) 囊材(coating material) *囊材（载体材料）的一般要求是： ①性质稳定； ②有适宜的释药速率； ③无毒、无刺激性； ④能与药物配伍，不影响药物的药理作用及含量 测定； ⑤有一定的强度、弹性及可塑性，能完全包封囊 心物； ⑥具有符合要求的粘度、渗透性、亲水性、溶解 性等特性。 14 常用的载体材料可分为天然的、半合成或 合成的高分子材料： 1.天然高分子材料 最常用的囊材，稳定、无毒、成膜性好。 (1) 明胶：明胶是由18种氨基酸与肽交联形 成的直链聚合物，通常是Mav（平均分 子量）在15 000~25 000之间的混合物。 因制备时水解方法不同，明胶分酸法明 胶(A型)和碱法明胶(B型)。 15 A型明胶等电点为7~9，pH为3.8~6.0，B型 明胶稳定而不易长菌，等电点为4.7~5.0， pH为5.0~7.4。两者的成囊性无明显差别， 溶液粘度均在0.2~0.75 cPas之间，可生物 降解，几乎无抗原性，通常可根据药物对 酸碱性的要求选用A型或B型。 用明胶为囊材，加入10%~20％甘油或丙二 醇可改善明胶囊材弹性。加入低粘度乙基 纤维素可减少膜壁细孔。 16 (2) 阿拉伯胶： 系由糖苷酸及阿拉伯胶的钾、钙、镁 盐所组成。 一般常与明胶等量配合使用，作囊材 的用量为20~100g/L，亦可与白蛋白配合 作复合材料。 17 (3) 海藻酸盐： 系多糖类化合物，常用稀碱从 褐藻中提取而得。海藻酸钠可溶于 不同温度的水中，不溶于乙醇、乙 醚及其它有机溶剂；不同Mav产品 的粘度有差异。可与甲壳素或聚赖 氨酸合用作复合材料。 因海藻酸钙不溶于水，故海藻 酸钠可用CaCl2固化成囊。 18 研究各种灭菌方法对海藻酸盐的影响， 发现高温灭菌(120℃、20min)使其10g/L 溶液的粘度降低64％；低温加热(80℃、 30min)几个循环时灭菌效果较差，反而 促使海藻酸盐逐步断键；用环氧乙烷灭 菌也降低粘度和断键；膜过滤除菌的产 物粘度和Mav都不变。 19 (4) 壳聚糖： 壳聚糖是由甲壳素脱乙酰化后制得的 一种天然聚阳离子型多糖，可溶于酸或酸 性水溶液，无毒、无抗原性，在体内能被 溶菌酶等酶解，具有优良的生物降解性和 成膜性，在体内可溶胀成水凝胶。 20 (5) 蛋白类及其他： 人或牛的血清白蛋白、玉米蛋白、鸡蛋白、 酪蛋白等蛋白，无明显抗原性、可生物降解，可 加热交联固化或加化学交联剂固化。 其他的天然高分子载体材料：羟乙基淀粉、 羧甲基淀粉、葡聚糖及其衍生物。 21 2. 半合成高分子材料 半合成高分子材料多系纤维素衍生物，其特 点是毒性小、粘度大、成盐后溶解度增大。 (1) 羧甲基纤维素盐：羧甲基纤维素钠(CMC-Na) 常与明胶配合作复合囊材，在酸性液中不溶。水 溶液粘度大，有抗盐能力和一定的热稳定性，不 会发酵，也可以制成铝盐CMC-A1单独作囊材。 22 (2) 醋酸纤维素酞酸酯，纤维醋法酯，部分乙酰化 的醋酸纤维与苯二甲酸酐缩合制得（cellacefate, CAP，Cellulose acetate phthalate ) 略有醋酸味，在二氧六环、丙酮中溶解，水、乙 醇中不溶，可溶于pH＞6的水溶液。用作囊材时 可单独使用，也可与明胶配合使用。 (3) 乙基纤维素：EC的化学稳定性高，适用于多种 药物的微囊化，不溶于水、甘油或丙二醇，可溶 于乙醇，易溶于乙醚，遇强酸易水解，故对强酸 性药物不适宜。 23 (4) 甲基纤维素：MC在水中溶胀成澄清或微浑浊 的胶体溶液，在无水乙醇、氯仿或乙醚中不溶。 用作囊材的用量为10~30g/L，亦可与明胶、 CMC-Na、聚维酮(PVP)等配合作复合囊材。 (5) 羟丙甲纤维素：HPMC于冷水中能溶胀成澄清 或微浑浊的胶体溶液，pH值4.0~8.0，无水乙醇、 乙醚或丙酮中几乎不溶。 有表面活性。 24 3. 合成高分子材料 有生物不降解的和生物降解的两类。 生物不降解、且不受pH影响的囊材有聚酰 胺等。生物不降解、但可在一定pH条件下 溶解的囊材有聚丙烯酸树脂类等。近年来， 生物降解的材料得到广泛的应用，如聚碳 酸酯、聚氨基酸、聚乳酸、乙交酯丙交酯 共聚物、ε-己内酯与丙交酯共聚物、聚氰 基丙烯酸烷酯类等。 25 聚酯类是迄今研究最多、应用最广的生物 降解的合成高分子，它们基本上都是羟基 酸或其内酯的聚合物。 常用的羟基酸是乳酸(1actic acid)和羟基乙 酸(glycolic acid)。乳酸缩合得到的聚酯称 聚乳酸，用PLA表示，由羟基乙酸缩合得 的聚酯称聚羟基乙酸，用PGA表示；由乳 酸与羟基乙酸缩合而成的，用PLGA表示， 亦可用PLG表示。 26 PLA和PLGA经美国FDA批准，也作 注射用微球、微囊以及组织埋植剂的 载体材料。 聚酯的特性常用热分析法测定，包括 DTA及DSC，测定的主要参数是玻璃 化温度Tg和晶体的熔点Tm。 这些聚合物都表现出一定的溶蚀降解 的特性。 27 三、 微囊的制备 根据药物和囊材的性质、微囊要求的 粒径、释放性能以及靶向特点，可选择不 同的微囊化方法。目前可归纳为※物理化 学法、物理机械法和化学法三大类。 28 (一) 物理化学法 本法微囊化在液相中进行，囊心 物与囊材在一定条件下形成新相析出， 故又称相分离法(phase separation)。 其微囊化步骤大体可分为囊心物的分 散、囊材的加入、囊材的沉积和囊材 的固化四步。 见课本 p399 29 *相分离法又分为单凝聚法、复凝 聚法、溶剂-非溶剂法、改变温度法和 液中干燥法。相分离工艺已成为药物 微囊化的主要手段之一，它所用设备 简单，高分子材料来源广泛，可将多 种类别的药物微囊化。 30 1. 单凝聚法(simple coacervation) 是相分离法中较常用的一种，是在高 分子囊材(如明胶)溶液中加入凝聚剂，以 降低高分子溶解度凝聚成囊的方法。 (1) 基本原理：如将药物分散在明胶材料 溶液中，然后加入凝聚剂(可以是强亲水 性电解质硫酸钠或硫酸铵的水溶液，或 强亲水性的非电解质如乙醇或丙酮)， 31 由于明胶分子水合膜的水分子与凝聚剂 结合，使明胶的溶解度降低，分子间形成 氢键，最后从溶液中析出而凝聚形成微囊。 但这种凝聚是可逆的，一旦解除促进凝 聚的条件(如加水稀释)，就可发生解凝聚， 使微囊很快消失。 32 这种可逆性在制备过程中可反复利用， 直到凝聚微囊形状满意为止(可用显微镜观 察)。最后再采取措施加以交联，使之成为 不凝结、不粘连、不可逆的球形微囊。 33 (2) 工艺：以明胶为囊材的工艺流程如下： 34 例如复方左炔诺孕酮单凝聚微囊，将左炔诺 孕酮(LNG)与雌二醇(E2)混匀，加到明胶溶液中 混悬均匀，以硫酸钠溶液为凝聚剂制成微囊，再 加入稀释剂，即硫酸钠溶液，稀释液体积为凝聚 囊系统总体积的3倍（稀释液浓度要适宜，防粘 连成团或溶解），稀释温度为15℃ ，最后加交联 剂固化。粒径在l0~40m的占总数的95％以上， 平均粒径为20.7m。 35 (3) 成囊条件 ① 凝聚系统的组成： 单凝聚法可以用三元相图来寻找 成囊系统产生凝聚的组成范围。 p400 ② 明胶溶液的浓度与温度： 增加明胶的浓度可加速胶凝，浓度降低 到一定程度就不能胶凝；同一浓度时温度 愈低愈易胶凝，而高过某温度则不能胶凝。 36 浓度愈高的可胶凝的温度上限愈高。 如5％明胶溶液在18℃以下才胶凝，而15％ 明胶在23℃以下均可胶凝。通常明胶应在 37℃以上凝聚成凝聚囊，然后在较低温度 下粘度增大而胶凝。 明胶单凝聚成囊时的温度在40、45、 50、55、60℃时微囊中药物收率、粒径大 小和分布均不相同。 37 如50℃时收率为63％，其中65％以上 的微球粒径为5.5m，而40℃和45℃时的药 物收率分别为74％和95％，但粒径为5.5m 的分别只有37.4％和33％，而55℃和60℃时 药物收率分别为72％和58％，且多数微球 的粒径小于2m。 38 ③ 药物及凝聚相的性质： 单凝聚法在水性介质中成囊，因此要求药物 在水中极微溶解，但也不能很疏水。微囊化的难 易取决于明胶同药物的亲和力，亲和力强的易被 微囊化。 如果囊心物的药物易溶于水，只存在于水相 而不能混悬于凝聚相中成囊。如药物过分疏水， 因凝聚相中含大量的水，药物既不能混悬于水相 中，又不能混悬于凝聚相中，也不能成囊， 39 如难溶的双炔失碳酯不能成囊，但加入 Span 20可增大双炔失碳酯的亲水性，即可 成囊。 ④ 凝聚囊的流动性及其与水相间的界面张力： 凝聚囊应有一定的流动性（良好的球形）。 如A型明胶制备微囊时，通常保持溶液的pH在 3.2~3.8之间，才能得到好的球形，因为这时明 胶分子中有较多的-NH3+离子，可吸附较多的 水分子，降低凝聚囊与水间的界面张力，以利 囊成球形。pH在10~11不能成囊，因为接近等 电点，有大量的粘稠块状物析出。 40 ⑤ 交联： 欲得到不可逆的微囊，必须加入交联 剂，同时还要求微囊的粘连愈少愈好。使 用甲醛作交联剂，通过胺醛缩合反应使明 胶分子互相交联。交联程度受甲醛浓度、 反应时间、介质pH值等因素的影响，交联 最佳pH范围是8~9。其反应式如下： pH8~9 RNH2+HCHO+NH2R’ ——— →RNHCH2NHR’+H2O 41 若药物不宜在碱性环境，可改用戊 二醛代替甲醛，在中性介质使明胶交联。 戊二醛对明胶的作用可以通过形成Schiff 碱的反应，用下式表示： RNH2+OHC-(CH2)2-CHO+H2NR'—→RN ＝CH-(CH2)3-CH＝NR' +2H2O 实际上戊二醛在水溶液中常以聚合物 形式存在，如二聚体、多聚体等，多聚 体还可形成环状。 42 (4) *影响成囊的因素 ① 凝聚剂的种类和pH值： 用电解质作凝聚剂时，阴离子对胶凝 起主要作用，强弱次序为枸橼酸＞酒石酸 ＞硫酸＞醋酸＞氯化物＞硝酸＞溴化物＞ 碘化物，阳离子电荷数愈高的胶凝作用愈 强。 例：当用分子量分别为3万、4万、5万 及6万的A型明胶(等电点8.5)，配成5％溶液， 调pH值分别达到2、4、6、8、l0及12时， 43 各加入一定量药物，在搅拌下分别加入6种不同 的凝聚剂，倒入冰水中胶凝，静置、分离，用冷 异丙醇洗后，用10％甲醛的异丙醇溶液交联并脱 水，再真空干燥，即得含药的粉末状微囊。结果 有的能凝聚成囊，有的不能成囊。 如甲醇作凝聚剂，分子量(M)3万5万明胶在pH 68能凝聚成囊； 用乙醇作凝聚剂，M= 3万的在pH 6~10、4万~5万 的在pH 6~8、6万的在pH 8时，均可成囊； 用异丙醇作凝聚剂时，M=3万~5万的在pH 4~12、 6万的在pH 8~12时，均可成囊； 44 用叔丁醇作凝聚剂时，M=3万~5万的在pH 2~12、6万的在pH 6~12时，均可成囊； 用二氧六环作凝聚剂时，明胶M=3万~5万 的在pH 2~12、6万的在pH 2或6~12时，均 可成囊； 而用硫酸钠作凝聚剂，M= 3万6万的明胶， 在pH 212均能凝聚成囊。 明胶分子量不同，凝聚剂不同，成囊的pH 不同。 45 ② 药物吸附明胶的量（药物的性质） 当制备活性炭、卡巴醌、磺胺嘧啶的 明胶微囊时。药物多带正电荷而具有一定 ζ电位，加入明胶后，因吸附带正电的明 胶使药物的ζ电位值增大。 研究发现，ζ电位的增加值反映了被 吸附的明胶量，实际是吸附明胶的量要达 到一定程度才能包裹成囊。 46 ③ 增塑剂的影响： 为了使制得的明胶微囊具有良好的 可塑性，不粘连、分散性好，常须加入 增塑剂，如山梨醇、聚乙二醇、丙二醇 或甘油等。在单凝聚法制备明胶微囊时 加入增塑剂，可减少微囊聚集、降低囊 壁厚度，且加入的增塑剂量同释药tl/2之 间呈负相关。 47 2. *复凝聚法(complex coacervation) 系指使用两种带相反电荷的高分子材 料作为复合囊材，在一定条件下交联且与 囊心物凝聚成囊的方法。 复凝聚法是经典的微囊化方法，它操作简 便，容易掌握，适合于难溶性药物的微囊 化。可作复合材料的有明胶与阿拉伯胶、 海藻酸盐与聚赖氨酸、海藻酸盐与壳聚糖、 海藻酸与白蛋白、白蛋白与阿拉伯胶等。 48 现以明胶与阿拉伯胶为例，说明复凝聚法的基 本原理。将溶液pH值调至明胶的等电点以下 (如pH 4.0~4.5)使之带正电，而阿拉伯胶仍带负 电，由于电荷互相吸引交联形成正、负离子的 络合物，溶解度降低而凝聚成囊。 49 复凝聚法及单凝聚法对固态或液态的 难溶性药物均能得到满意的微囊。但药物 表面都必须能为囊材凝聚相所润湿，从而 使药物混悬或乳化于该凝聚相中，才能随 凝聚相分散而成囊。因此过分疏水的药物 可适当加入润湿剂。 3. 溶剂非溶剂法(solventnonsolvent) 在囊材溶液中加入一种对囊材不溶的溶剂 (非溶剂)，引起相分离，而将药物包裹成囊 的方法。常用囊材的溶剂／非溶剂见p402。 50 药物可以是固体或液体，但必须对溶 剂和非溶剂不起反应。使用疏水囊材，要 用有机溶剂溶解，疏水的药物可与囊材混 合溶解；如药物是亲水的，不溶于有机溶 剂，可混悬或乳化在囊材溶液中。再加入 争夺有机溶剂的非溶剂，使材料降低溶解 度从溶液中分离，过滤，除去有机溶剂即 得微囊。 51 4. 改变温度法(temperature variation) 无需加凝聚剂，而通过控制温度成囊。 乙基纤维素(EC)作囊材时，可先在高温溶 解，后降温成囊。如需改善粘连可使用聚 异丁烯(PIB)作分散剂。用PIB (平均分子量 Mav＝3.8×l05 )与EC、环己烷组成的三元 系统，在80℃溶解成均匀溶液，缓慢冷至 45℃，再迅速冷至25℃，EC可凝聚成囊。 52 5. 液中干燥法(in-liquid drying) 从乳状液中除去分散相挥发性溶剂以制备微 囊的方法称为液中干燥法，亦称乳化溶剂挥发法。 液中干燥法的干燥工艺包括两个基本过程：溶剂 萃取过程(两液相之间)和溶剂蒸发过程(液相和气 相之间)。按操作，可分为连续干燥法、间歇干燥 法和复乳法，前二者应用O/W型、W/O型及O/O 型乳状液，复乳法应用W/O/W型或O/W/O型复 乳。 53 它们都要先制备囊材溶液，乳化后囊 材溶液处于乳状液中的分散相，与连续相 不易混溶，但囊材溶剂对连续相应有一定 溶解度，否则，萃取过程无法实现。 连续干燥法及间歇干燥法中，如所用 的囊材溶剂不能溶解药物，则制得的是微 囊(囊材溶剂能溶解药物的得到的是微球)， 复乳法制得的是微囊。 54 连续干燥法制备微囊的基本工艺流程如下： 如囊材的溶剂与水不混溶，多用水作连续相，加 入亲水性乳化剂(如极性的多元醇)，制成O/W型乳 状液；亦可用高沸点非极性液体如液状石蜡作连 续相，制成O/O型乳状液。如囊材溶剂能与水混溶， 则连续相可用液状石蜡，加入油溶性乳化剂(如 Span 80或85)，制成W/O型乳状液。 55 根据连续相是水或油，液中干燥法又可进一步分 为水中干燥法及油中干燥法。如布洛芬既可采用 水中干燥法，亦可采用油中干燥法制备微囊。 水中干燥法微囊化的操作：将EC溶于 CH2Cl2中，加入布洛芬粉末，在30℃水浴 中250r/min搅拌20min，继续搅拌，加入含 表面活性剂的100ml蒸馏水中，水温由30℃ 逐步升高到40℃，230r/min搅拌3h，过滤， 用50ml蒸馏水洗涤3次，室温干燥24h，得 粉末状微囊。 56 油中干燥法微囊化的操作：将Eugragit RS 溶于丙酮中，加入布洛芬粉末，在l0℃水浴 中250r/min搅拌20 min，继续搅拌，加到同 一水浴中在190r/min搅拌下的液状石蜡 200ml中，水浴温度由10℃逐步升高到35℃， 在190 r/min下搅拌4h，过滤，用正己烷洗涤 3次，减压干燥，即得粉末状微囊。 57 用O/W型乳状液的连续干燥法，所得微囊表面常 含药物微晶体。但如果采用控制干燥速率的间歇 干燥法，可得满意的微囊，方法是：将乳状液中 初步形成薄膜的微囊，分散在水中对囊材溶剂起 迅速萃取作用，可使微囊表面快速干燥，在分散 相与水的界面形成较坚固的囊膜，膜可阻止分散 相内的药物向外扩散，药物便不易再在界面析出 微晶体，再继续萃取和干燥，得微囊。 58 连续干燥法或间歇干燥法如用水作连续相， 水溶性药物因易进入水相而降低载药量。 如改用被药物饱和的水作连续相，阻止药 物进入水中，可提高载药量，取得满意效 果。 W/O/W型复乳法的常用工艺流程如下： 59 以阿拉伯胶和EC为囊材，以复乳法制 备微囊时，可将阿拉伯胶水溶液分散在含 EC的乙酸乙酯有机相中形成W/O型乳状液， 阿拉伯胶与EC在分散相和连续相的界面分 别形成两层吸附膜，见示意图。乳状液进 一步与阿拉伯胶溶液乳化，形成W/O/W型 复乳，出现新的水/油界面，阿拉伯胶与EC 再一次形成两层吸附膜。透析除去内、外 EC膜之间的乙酸乙酯有机溶剂，过滤，得 内外层是阿拉伯胶膜、中间是EC膜的三层 膜的微囊，其粒径在50m以下。 60 用复乳法制备微囊的过程 61 （二） 物理机械法 本法是将固态或液态药物在气相中进行 微囊化，需要一定设备条件。 1. 喷雾干燥法(spray drying) 又称液滴 喷雾干燥法，可用于固态或液态药物的微 囊化。该法是先将囊心物分散在囊材的溶 液中，再将此混合物喷入惰性热气流使液 滴收缩成球形，进而干燥，可得微囊。如 汉防己甲素微囊，粒径范围为2~10m。 62 喷雾干燥法溶解囊材的溶剂可以是水，也可以是 有机溶剂。 影响因素包括混合液的粘度、均匀性、药物及囊 材的浓度、喷雾的速率、喷雾方法及干燥速率等。 干燥速率由混合液浓度与进出口温度决定。囊心 物比例应适宜，以能被囊膜包裹，通常囊膜多孔， 故所得微囊产品堆密度较小。如囊心物为液态， 通常载药量不超过30%。 63 将粒径小的囊心物包囊时，囊材溶液中加 入抗粘剂制成混悬液，可减少微囊粘连， 常用的抗粘剂如聚乙二醇。二氧化硅、滑 石及硬脂酸镁等亦可以粉状加在微囊成品 中，以减少贮存时的粘连，或在压片或装 空心胶囊时改善微囊的流动性。 64 2. 喷雾凝结法(spray congealing) 将囊心物分散于熔融的囊材中，再喷 于冷气流中凝聚而成囊的方法，称为喷雾 冻凝法。常用的囊材有蜡类、脂肪酸和脂 肪醇等，它们均是在室温为固体，而在较 高温度能熔融的囊材。 如以盐酸美西律为囊心物，用硬脂酸 和EC为复合囊材，以34.3168.62kPa的压 缩空气通过喷雾冻凝法成囊，粒径 8100m。 65 3. 空气悬浮法(air suspension) 亦称流化床包衣法(fluidized bed coating)，系利用垂直强气流使囊心物悬浮 在包衣室中，囊材溶液通过喷嘴射撒于囊 心物表面，使囊心物悬浮的热气流将溶剂 挥干，囊心物表面便形成囊材薄膜而得微 囊。设备装置基本上与颗粒悬浮包衣装置 相同。囊材可以是多聚糖、明胶、树脂、 蜡、纤维素衍生物及合成聚合物。 66 在悬浮成囊的过程中，药物虽已微 粉化，但在喷雾过程中可能会粘结，因 此可加入第三种成分如滑石粉或硬脂酸 镁，先与微粉化药物粘结成一个单位， 然后再通过空气悬浮法成囊。 67 4. 多孔离心法(multiorificecentrifugal process) 利用离心力使囊心物高速穿过囊材的液态膜， 再进入固化浴固化制备微囊的方法称为多孔离心 法。它利用圆筒的高速旋转产生离心力，利用导 流坝不断溢出囊材溶液形成液态膜，囊心物(液态 或固态)高速穿过液态膜形成的微囊，再经过不同 方法加以固化(用非溶剂、冻凝或挥去溶剂等)， 即得微囊。 68 5. 超临界流体法 (SPF) 利用超临界流体的溶解-增强分散能力， 可以制备微球。 材料的有机溶液（可以含药物）通过超 临界流体装置的喷头用超临界CO2流体分 散并原子化，有机溶剂溶解于CO2中故被 萃取，即形成微球。 69 上述几种物理机械法均可用于生产水 溶性和脂溶性的、固态或液态药物的微囊， 其中以喷雾干燥法最常用。通常用物理机 械法时，囊心物有一定的损失且微囊有粘 连，但囊心物损失在5％左右、粘连在10％ 左右，生产中都认为是可行的。 70 （三） 化学法 利用在溶液中单体或高分子通过聚合 反应或缩合反应，产生囊膜而制成微囊， 这种微囊化的方法称为化学法。本法的特 点是不加凝聚剂，常先制成W/O型乳状液， 再利用化学反应或用射线辐照交联。主要 分为界面缩聚法和辐射交联法两种。 71 1. 界面缩聚法(interface polycondensation) 界面聚合法。在分散相（水相）与连续相（有机 相）的界面上发生单体的缩聚反应。例如，水相 中含有1,6-己二胺和硼砂（碱），有机相为含对 二甲苯酰氯的环己烷、氯仿溶液，将上述两相混 合搅拌，在液滴界面上发生缩聚反应，生成聚酰 胺，反应式如下： nH2N(CH2)6NH2+nClCOC6H4COCl— →Cl[COC6H4CONH(CH2)6NH]nH+(2n-1)HCl Na2B4O7+HCl+7H2O→4H3BO3+NaCl+NaOH+H2O 72 由于缩聚反应的速率超过1,6-己二胺向有机 相扩散的速率，故反应生成的聚酰胺几乎完全沉 积于界面成为囊材。 门冬酰胺酶微囊：取门冬酰胺酶及门冬酸溶于人 体O型血红蛋白液和pH8.4硼酸盐缓冲溶液中，加 1,6-己二胺碱性硼酸钠溶液，置反应瓶中，再加 混合试剂(环己烷、氯仿、Span 85 ) ，置冰浴搅 拌，加对苯二甲酰氯，继续搅拌，最后加入混合 溶剂再搅拌,显微镜下观察已形成微囊。 73 门冬酰胺酶界面缩聚微囊化示意图 74 2. 辐射交联法(chemical radiation) 利用60Co产生γ射线的能量，使聚合物 （明胶或PVA）交联固化，形成微囊。 该法工艺简单，但一般仅适用于水溶 性药物，并需有辐射条件。以二步法 制备门冬酰胺酶明胶微囊为例，其工 艺流程如下： 75 搅拌30 min 5%明胶溶液+液体石蜡（含乳化剂硬脂酸钙） 通N 2 稳定的W/O型乳状液 无氧乳状液 超速离心，弃去液体石 蜡 混悬液 明胶胶囊 60 Co源辐照交联 乙醇乙醚洗涤，真空干 燥 白色粉末状微囊 ，保干器中除水 浸吸门冬酰胺酶水溶液 粉末状们冬酰胺酶微囊 76 门冬酰胺是人体细胞的必需品，正 常细胞能自身合成，而癌细胞则须靠宿 主提供。用门冬酰胺酶将门冬酰胺水解， 则癌细胞失去赖以生长的门冬酰胺而死 亡。门冬酰胺酶常用于治疗急性淋巴细 胞白血病，但酶类属于异性蛋白，可引 起过敏反应，长期注射可产生抗体而失 活。将其制备成微囊可以避免过敏反应 和失活。 77 四、 微球的制备 微球(microspheres)系药物与高分子材料制成的 球形或类球形骨架实体，药物溶解或分散于实 体中，其大小因使用目的而异，通常微球的粒 径范围为1~250m。 微球是80年代末发展起来的新型给药载体，国 内外已进行了大量的研究工作。目前产品有肌 肉注射的丙氨瑞林微球、植入的黄体酮微球、 口服的阿昔洛韦微球、布洛芬微球等。 78 药物制成微球后可具有以下主要特点：缓慢释放 延长药效；保护多肽蛋白类药物避免酶的破坏; 控制微球粒径，吸入给药可降低剂量提高疗效， 或静注给药被肺毛细血管机械截留，使药物浓集 于肺，降低全身毒副作用；可直接注射于癌变部 位或动脉栓塞部位提高疗效；亦可利用磁性达到 定位释放等。 79 常用的材料 通常制备微囊的囊材均可用于制备微球。其中较 常用的天然高分子材料有明胶、白蛋白、淀粉等， 合成与半合成的材料有聚酯类(聚乳酸、丙交酯乙 交酯共聚物、聚3-羟基丁酸酯等)、聚丙烯酸树脂 类、聚酰胺、聚乙烯醇、乙基纤维素、纤维醋法 酯(CAP)等。这些聚合物都表现出一定的降解、 溶蚀的特性，降解是聚合物断键、分子量减小直 至成为单体，溶蚀是指分解的小分子脱离聚合物。 80 药物在微球中的分散状态 药物在微球中的分散状态通常有三种情况：溶解 在微球内，以结晶状态镶嵌在微球内，药物被吸 附或镶嵌在微球表面。药物在微球中的分散状态 可直接影响微球的形态、载药量、以及体内外的 释药速率和疗效。如药物镶嵌于表层、包裹不完 全或表面吸附，便产生突释效应，微球无法将突 释的药物带到身体的合适部位，因而会降低疗效。 81 成球技术 微球的成球技术与微型包囊技术有相似之处，。 根据材料和药物的性质不同可以采用不同的成 球技术。现将近年来国内外较常用的成球技术 介绍如下。 （一）明胶微球 乳化交联法 本法可以含药物和天然高分子材料 （如明胶、白蛋白、壳聚糖）的水相，与含乳 化 剂 的 油 相 搅 拌 乳 化 ， 形 成 稳 定 的 W/O型 或 O/W型乳状液，加入化学交联剂（发生胺醛缩 82 合或醇醛缩合反应），白蛋白亦可加热变性 交联，可得粉末状微球。其粒径通常在 1~100m范围内。 以卡铂肺靶向明胶微球（5~28.6 m）为例 说明以胺醛缩合反应为基础的交联法，其 工艺流程如下： 83 （二）白蛋白微球 液中干燥法或喷雾干燥法 白蛋白微球的液中干燥法以加热交联 （100~180℃）代替化学交联。 白蛋白微球的喷雾干燥法：喷雾干燥所得的微球 在进行热变性处理（有缓释性）。热变性温度为 120℃。 汉防己甲素-牛血清白蛋白微球（肺靶向），7.42 m） 84 （三）淀粉微球 乳化聚合法 亚甲蓝同碱性淀粉共同混悬在甲苯、氯仿 或液体石蜡的油相，以Span 60 为乳化剂， 形成W/O型乳状液，升温至50~55℃，加入 交联剂环氧丙烷适量，反应数小时，去除 油相，乙醇、丙酮洗涤干燥，得蓝色粉末 球状微球，2~50 m）。 85 （四）聚酯类微球 液中干燥法 药物同聚酯的有机相，加至乳化剂的水 相中搅拌乳化，形成稳定的W/O型乳状 液、加水萃取（同时加热）挥发除去有 机溶剂，即得微球。 86 （五）磁性微球 磁流体的制备：共沉淀法 2 3 Fe Fe 8OH Fe3O4 4H 2O 含药磁性微球的制备：取一定量明胶溶液与磁流 体混匀，滴加含Span 85的液体石蜡，经乳化、 甲醛交联，用异丙醇洗掉甲醛，过滤，有机溶剂 洗去液体石蜡 ，真空干燥， 60Co灭菌，得微球， 浸吸药物溶液，得含药微球。 87 五、影响微囊、微球粒径的因素(7点) 理想的微囊微球应为大小均匀的球形 或类球形，囊（球）与囊（球）之间不粘 连，分散性好，便于制成制剂。粒径对生 物利用度、药物的释放、载药量、以及体 内分布的靶向性等也均有影响。 *影响粒径的因素有： 88 1. 囊心物的大小（药物的粒径） 通常如要 求微囊的粒径约为l0μm时，囊心物粒径应 达到l~2m；要求微囊的粒径约为50m时， 囊心物粒径应在6m以下。对不溶于水的 液态药物，用相分离法制备微囊时，可先 乳化再微囊化，可得小的均匀微囊。 2. 囊材的用量 一般药物粒子愈小，其表面 积愈大，要制成囊壁厚度相同的微囊，所 需囊材愈多。在囊心粒径相同的条件下， 囊材用量愈多微囊粒径愈大。 89 3. 制备方法 制备方法影响微囊的粒径，相分 离法制成微囊粒径可小到2m，而用空气 悬浮法制成微囊粒径一般大于35m。 4. 制备温度 一般温度不同时制得的微囊的收 率、大小及其粒度分布均不同。例如单凝 聚法制备明胶微囊，40℃、45℃、50℃、 55℃和60℃时收率分别为74％、95％、 68%、72％和58%，前三者粒径大于5.5m 的微囊分别占34.7％、33.0％和65.0％，后 二者粒径较小，小于2.0m的占大多数 90 5. 制备时的搅拌速率 在一定程度下高速搅拌， 微囊粒径小，低速搅拌粒径大。 但无限制地提高搅拌速率，微囊可能 因碰撞合并而粒径变大。此外，搅拌速率 又取决于工艺的需要。如明胶为囊材时， 以相分离法制备微囊的搅拌速率不宜太高， 所得微囊粒径约为50~80m；高速搅拌产 生大量气泡会降低微囊的产量和质量。 91 6. 附加剂的浓度 例如采用界面缩聚法且搅拌速率一致， 但分别加入浓度为0.5％与5％的Span 85， 前者可得小于100m的微囊，而后者则得 小于20m的微囊。又如用丙交酯乙交酯共 聚物(重量比78/22)为囊材，制备醋炔诺酮 肟微囊时，加入乳化剂明胶的浓度不同则 平均粒径不同：1％明胶得70.98m，2％明 胶得79.81m，3％明胶得59.86m，4％明 胶得46.77m。 7. 囊材相的粘度 黏度大，粒径大 92 六、微囊与微球中药物的释放及体内转运 药物微囊化后，一般要求药物能定时 定量地从微囊中释放，达到预定要求。了 解微囊中药物释放的机制、释药速率的规 律及影响释药速率的因素很有必要。 93 (一) 微囊中药物释放的速率与机制 dc 3Dm N Cs C dt 总 Vrd a h b 3Dm N C Cs t Vrd a h b 94 微囊中药物释放的机制通常有以下三种： 1. 透过囊壁扩散 药物经体液溶解再透过囊壁扩散，这 是物理过程，这时囊壁不溶解。也有人提 出药物释放首先是已溶解或粘附在囊壁表 面的少量药物发生短暂的快速释放，称为 突释效应(burst effect)，然后才是扩散。 95 例如氯贝丁酯微囊，当囊壁较厚时，药物 的释放可以分为4个阶段：①初期的突释， 来自微囊表面的药物；②慢速释放，来自 逐渐溶解的药物扩散透过囊壁；③较快速 的稳态扩散释放，来自药物饱和溶液，维 持时间最长：④最后较缓慢的释放，来自 药物的残留不饱和溶液，这时已不足以维 持所需的浓度梯度。 96 2. 囊壁或骨架的溶解 囊壁溶解属于物理化学过程，其速率 主要取决于囊材的性质、体液的体积、组 成、pH值以及温度等，但不包括酶的作用。 除囊壁溶解外，应注意囊壁因外力、摩擦 等而引起的裂缝和破裂，也会加速药物释 放。 97 3.囊壁或骨架的消化降解 这是在酶作用下的生化过程。当微囊进入体 内后，囊壁可受胃蛋白酶或其它酶的消化降解成 为体内的代谢产物，其第一阶段可以仅表现为囊 壁材料分子量变小，而微囊的外形无变化，囊材 仍保持不溶性，进一步的降解使囊材开始溶解， 微囊的外形也开始变化。这两个阶段都可以提高 药物释放的速率。 98 例如PLGA(50:50)共聚物为囊材的醋酸 那法瑞林(nafarelin acetate)微囊在体内释 放情况。其释放机制分三个阶段（图1826），第一阶段A为最初的突释效应；第 二阶段B是聚合物水解并同时分子量减小， 但仍保持其不溶性；第三阶段C是低分子 碎片的溶解和聚合物主体的溶蚀使药物释 放。后两个阶段虽表现为囊壁的降解、消 化与溶解，但药物仍须经过溶解与扩散而 表现不同的释放速率。因此不能将其全过 程用一根虚线表示为零级释放。 99 醋酸那法瑞林的PLGA微囊的体内释放曲线 100 (二) 药物释放速率及其影响因素 1. 微囊药物的释放速率 微囊中药物的释放，根据药物与囊材性质的 不同，可用零级释放规律、一级释放规律或 Higuchi释放规律描述。如用t时间的累积释药率 Mt/M表示，零级释放规律为 Mt/M＝kt 式中，Mt——t时间的累积释放量，M——时 累积释放量，k——释药速度常数。 101 一级释放规律为： 1n(1Mt/M)＝kt Higuchi释放规律为： Mt/M＝ kt1/2 102 2. 影响药物释放速率的因素 *影响释放速率的因素包括： (1) 药物的性质及粒径 药物在介质中的溶解度愈小，释放愈慢。 囊壁相同时，微囊的粒径愈小，释放愈快。因释 放的总面积增大有利于释放。如磺胺嘧啶乙基纤 维素由喷雾干燥得的微囊平均粒径116.82、 69.04、42.62、38.95m，其累积释放速率随平 均粒径减小而增高。 103 磺胺嘧啶喷雾干燥微囊释放曲线 ×: 33.95μm △:42.62μm ●:69.04μm □:116.82μm 104 (2) 囊壁相同时，囊膜或骨架的厚度愈大释放愈慢。 (3) 载体材料的物理化学性质。不同的囊材形成的 囊壁具有不同的孔隙率和降解性能，多孔性特性 常数ε较小或难于降解的囊材，形成的微囊释药 较慢。同种囊材也会因制备方法或工艺的不同而 有差异。在相近条件下，常用的几种囊材形成的 囊壁释药速率次序如下： 明胶＞乙基纤维素＞苯乙烯-马来酐共聚物＞聚 酰胺 105 如在囊材中加入疏水性附加剂，如硬 脂酸、蜂蜡、十六醇以及巴西棕榈蜡等， 可降低释药速率。因它们在成囊后充填乙 基纤维素囊壁起增塑作用，阻塞膜孔使膜 致密。如磺胺嘧啶乙基纤维素微囊采用不 同量的硬脂酸，随着后者含量增加，药物 体外释放速率降低。 106 (4) 工艺条件与剂型。 如将对乙酰氨基酚以醋酸纤维素丁酸 酯为囊材，采用不同的制备工艺，所得的 微囊在8h内释药量结果见下表。说明三种 微囊虽大小差不多，但用一般液中干燥法 制成的微囊，其8h内释药量显著低于另外 两种乳化条件的微囊。 107 108 不仅整个工艺影响释药，干燥条件不 同，释药速率也不相同。例如冰冻干燥或 喷雾干燥的微囊，其释药速率比烘箱干燥 的微囊要大些，干燥程度较大的释药较慢， 因为干燥的微囊要先经过吸水溶胀才能有 效地释药。 109 (5) 释放介质的pH值和离子强度。 释放介质的pH值通常会影响囊壁的溶 解或降解速率，因而都会影响释放速率。 介质的离子强度也有影响。如将荧光素尼 龙微囊50mg混悬在4L pH 7.4、离子强度分 别为0.8、1.0、1.2的磷酸盐缓冲溶液中， 其1h体外释药结果分别为38.78％、64.35％、 71.99％ 110 （三）微囊与微球的体内转运 口服微囊及微球在胃肠道内的转运 受多种因素影响：进食情况、胃周期运动、 粒径大小等。 生物黏附系统 111 七、微囊微球质量的评定 微囊微球的质量评定是保证药物发挥应有作 用的重要一环。中国药典2005年版二部附录载有 微囊微球的指导原则。但如何圆满地评定微囊的 质量也还需要进行深入的研究工作。 目前微囊微球质量评定，除制成制剂的本身要求 应符合药典有关制剂规定外，大致包括下述内容。 112 1. 形态与粒径及粒度分布 微囊可采用光学显微镜、扫描或透射电子显微 镜观察形态并提供照片。微囊形态应为圆整球 形或类球形的封闭囊状物，微球应为圆整球形 或类球形的实体。不同微囊制剂对微囊粒径有 不同的要求。注射剂的微囊粒径应符合药典中 混悬注射剂的规定；用于静脉注射起靶向作用 时，应符合静脉注射的规定。应提供粒径平均 值及其分布数据或图形(如直方图或分布曲线 图)。 113 微囊粒径的测定有多种方法，常用校正过 的带目镜测微计的光学显微镜测定。取试 样置载玻片上，必要时用甘油或液状石蜡 稀释(12)，直接观测至少500个微囊，并 将微囊粒径范围划分为若干单元(如5~l0、 l0~15、15~20m等)。可求算术平均径Dav ， 和各单元的重量百分率。 粒径分布可用跨距(Span)表示，跨距愈 小分布愈窄，即微囊愈均匀： 114 跨距= (D90-D10)/D50 式中D10、D50、D90为粒径值，分别表示 在粒径的累积分布图上10%、50%、 90%所对应微囊的粒径。亦可用电感应 法(如Coulter计数器)或光感应法(如粒度 分布光度测定仪)测定微囊的粒径及其分 布。 PDI SD d 粒径分布可用多分散指数表示 SD PDI d 115 2. 微囊的载药量与包封率 微囊所含药物的重量百分率称为载药量 (drug- loading rate)。 一般采用溶剂提取法测定药量。溶剂的选择 原则，应使药物最大限度溶出而最少溶解 囊材，溶剂本身也不应干扰测定。载药量 可由下式求得： 微囊（球）内的药量 微囊的载药量= ——————— 100% 微囊（球）的总重量 116 对处于液态介质中的微囊，可用过滤、凝胶柱 色谱法、离心法或透析法分离微囊后进行测定， 由下式计算包封率(entrapment rate)。 系统中的总药量-液体介质中未包封的药量 包封率=—————————————— 系统中的总药量 100% 微囊内的药量占投药量的百分率称为微囊中药 物的收率，即药物的包封产率；微囊重占投药 量和投材料量总重的百分率称为微囊的收率。 这两种收率对评价微囊的质量意义不大，但可 用于评价工艺。 117 微囊中药物收率和载药量高低取决于采用的工艺。 喷雾干燥法和空气悬浮法可得微囊中药物收率95 ％以上的微囊，但是用相分离法制得的微囊，微 囊中药物收率常为20％80％。 3. 药物的释放速率 为了掌握微囊中药物的释放规律、释放时间及奏 效部位，必须对微囊进行释药速率的测定。根据 微囊的特点，可采用相应的中国药典2005年版二 部附录XD释放度测定法测定。 4.药物含量、有机溶剂残留 5.制成制剂后，符合制剂的质量要求 118 第五节 纳米粒与亚微粒的制备技术 一、概述 纳米粒（nanoparticles)：是由 高分子物质组成， 粒径在10~100nm范围，物质可以溶解、包裹于其 中或吸附在表面上。纳米粒可分为骨架实体型的 纳 米 球 （ nanospheres ） 和 膜 壳 药 库 型 的 纳 米 囊 （nanocapsules） 。粒径在100~1000nm范围，称 为亚微粒。亚微粒又分为亚微囊和亚微球。亚微 粒和纳米粒，进一步制成各种制剂，如注射液、 注射用粉针剂、胶囊剂、透皮贴剂、混悬剂等。 119 上世纪70年代，Narty等人首先将纳米粒作为药物 载体，30多年来纳米粒在药剂学领域得到广泛的 推广。 在药剂学中，纳米粒、亚微粒作为药物载体多年， 已显示具有特殊的医疗价值。当药物达到血液系 统时，经典的药物剂型（如片剂、软膏、注射剂） 不能调整药物在体内的行为（分布和消除），药 物是根据其化学结构决定其物理性质和化学性质， 从而影响其生物特性（组织和血浆蛋白亲和性， 膜受体亲和力，对酶生物转化的敏感性）。 120 而药物与纳米粒载体结合后，可隐藏药物 的理化特性，因此其分布过程转而依赖于 载体的理化特性。 纳米粒、亚微粒对肝、脾或骨髓等部位有 靶向性，这种对网状内皮系统的靶向性又 可经过一些特殊的包衣，或结合直径为 10~20nm顺磁性四氧化三铁颗粒，而具有 特殊的靶向作用。 121 这些方法已成功应用于：①癌症治疗，提 高药效，纳米粒直径小于100nm，能够达 到肝薄壁细胞组织，能从肿瘤有隙漏的内 皮组织血管中逸出而滞留在肿瘤内，肿瘤 的血管壁对纳米粒有生物粘附性；②提高 抗生素和抗真菌抗病毒药治疗细胞内细菌 感染的功效； 122 ③作为口服制剂，纳米粒载体可防止多肽、疫苗类 和一些药物在消化道的失活，提高生物利用度；可 提高药物口服稳定性，如纳米粒作载体可使胰岛素 不受蛋白水解酶的影响，该纳米粒灌服可使糖尿病 大鼠产生明显的低血糖，禁食者服50U/kg、不禁 食者服100U/kg，各可维持低血糖20~26天； ④作为粘膜给药的载体，延长作用时间。 123 二、纳米粒与亚微粒的制备方法 （一）天然高分子凝聚法 天然高分子材料可由于化学交联、加热变 性或盐析脱水而凝聚成纳米粒。 基本流程如下： 124 1. 白蛋白纳米球： 基本工艺由Scheffel等(1972)提出，步骤是： 200~500g/L的白蛋白与药物(或同时还有磁性粒 子做成磁性纳米球)溶于或分散入水中作水相，在 40~80倍体积的油相中搅拌或超声乳化得W/O型 乳状液，将此乳状液快速滴加到热油(100~180℃) 中并保持10min;白蛋白变性形成含有水溶性药物 (或还有磁性粒子)的纳米球，再搅拌并冷至室温， 加醚分离纳米球，于3000×g离心，再用醚洗涤， 即得。 125 所制得的白蛋白纳米球的粒径及其分布， 基本上不受白蛋白浓度、乳化时间、超声 波的强度、水/油两相体积比等因素的影响。 油相不同略有影响，如油相用液状石蜡或 棉籽油，得纳米球平均粒径分别为820nm 或560nm，可见其差异不太大。但粒径受 乳状液加入热油时操作的影响，快速滴加 时粒径较小，反之则粒径大且分布很宽。 126 2. 明胶纳米球： 明胶作材料时，可胶凝后化学交联。 如将W/O型乳状液中的明胶乳滴冷却至胶 凝点以下用甲醛交联固化，可用于对热敏 感的药物。如将300g/L的明胶溶液3m1(含 有1.8mg丝裂霉素)在3m1芝麻油中乳化。 将形成的乳状液在冰浴中冷却，使明胶乳 滴完全胶凝，再用丙酮稀释，用50nm孔径 的滤膜滤过，弃去粒径较大的。 127 用丙酮洗去纳米球(≤50nm)上的油，加10 ％甲醛的丙酮溶液30m1使纳米球交联 10min，丙酮洗，干燥，即得粒径范围 100~600nm、平均粒径280nm的单个球 形纳米球，其粒径变大，可能在交联过 程中由小纳米球聚集而成。 128 3. 壳聚糖纳米球 壳聚糖(chitosan)是甲壳素经脱N-乙酚基的衍生物， 有一定疏水性，生物相容性好，可生物降解，是 目前有发展前途的多糖类天然高分子材料。可 用凝聚法制备纳米粒或亚微粒。壳聚糖分子中合 一NH2 ，在酸性条件下带正电荷，用负电荷丰富 的离子胶联剂(如三聚磷酸钠)使凝聚成带负电荷 的纳米粒。搅拌下浸吸米托蒽醌(MTO，带正电 荷)溶液，即得MTO纳米粒。在优选条件下得包 封率为(97·57%），平均粒径及多分散指数分别 为75nm和0.1779。 129 （二）乳化聚合法 以水作连续相的乳化聚合法是目前制 备纳米粒最主要方法之一。将单体分散于 水相乳化剂中的胶束内或乳滴中，可避免 使用有机溶剂。单体遇OH- 或其它引发剂 分子或经高能辐射发生聚合，单体快速扩 散使聚合物链进一步增长，胶束及乳滴作 为提供单体的仓库，而乳化剂对相分离以 后的纳米粒也起防止聚集的稳定作用。 有的系统也可进行无乳化剂聚合。在聚合 反应终止前后，经相分离形成固态。 130 (1) 聚氰基丙烯酸烷酯纳米粒： 聚氰基丙烯酸烷酯(polyalkylcyanoacrylate，简称PACA)纳米粒极易生物降解，在 体内几天即可消除。聚氰基丙烯酸烷酯的降解速 率基本上随烷基碳原子数的增加而降低。在甲、 乙、丁、异丁和己酯中，以丁酯降解最慢、体内 耐受性好。经用14C-聚氰基丙烯酸烷酯试验表明， 降解产物为水溶性聚氰基丙烯酸，它不贮藏于组 织内，而从尿中排泄。 131 聚合反应在室温下，以水中OH - 离子作引 发剂，故pH值对聚合反应速率影响较大， 碱性溶液时反应快。反应式如下： 132 聚合物仅形成膜得纳米囊，如形成聚 合物实体，即是纳米球。通常制得的聚合 物平均分子量低，其纳米粒也软而易于粘 连，故稳定剂的应用特别重要。溶液的pH 值及单体浓度是影响粒径的重要因素。以 0.5％右旋糖酐为稳定剂的聚氰基丙烯酸丁 酯纳米粒，在pH2时粒径最小(130nm)，而 pH 为l或3时粒径约增大50％(pH值再高反 应太快不易成球)。 133 一般搅拌速率增高粒径可变小，但过高会 使粒径变大，如600 r/min及3 000r/min分 别得126 nm及161nm的平均粒径；温度高 过20℃，粒径变大，且粒径分布变宽；无 乳化剂制得的纳米球贮放时易粘连。 碱性药物可起引发剂的作用，且药物也结 合进入聚合物链中，亦可在聚合后再加入 药物。 本法制备的纳米粒中药物收率在15％ ~90％范围内，亲脂性药物收率较高。 134 (2) 聚甲基丙烯酸甲酯纳米粒（亚微粒）： 聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，简称PMMA)，由γ辐射乳 化聚合法或化学引发聚合法制备。 该法在水性介质中进行聚合，可避免使 用有机溶剂，有时可加入HPMA(羟丙基甲 基丙烯酸甲酯)，以提高甲基丙烯酸甲酯 (MMA)单体的水溶性。 135 聚合物的平均分子量及纳米粒的粒径均随 单体浓度的增大、引发剂(如过硫酸钾)浓度 的降低及温度的降低而增大。制备PMMA 纳米粒时一般不加乳化剂，但如加入高分 子保护胶(如蛋白质)可使纳米粒的粒径分布 变窄。药物可在聚合前加入，或用二步法 （先制成空白纳米球，再浸吸药物）。 136 （三） 液中干燥法 基本工艺流程如下： 纳米粒的粒径取决于溶剂蒸发之前形成 乳滴的粒径，可通过调节搅拌速率、分散剂 的种类和用量、有机相及水相的比例和粘度、 容器及搅拌器的形状和温度等因素，控制纳 米粒的粒径。 137 如曲安奈德聚乳酸纳米粒的制备， 取20mg曲安奈德与400mg PLA溶于2ml 氯仿中作为油相，与0.5%明胶溶液40ml在 15℃以下超声乳化45min制得O/W型乳状 液，再升温至40℃缓慢蒸发氯仿，再超声 蒸发45min除尽氯仿，离心，水洗后将纳 米粒混悬于水，冻干2天。纳米粒平均粒径 为476nm，纳米粒收率79.2%，其中药物 收率71%，载药量4.5%。 138 （四 ）自动乳化法 自动乳化的基本原理是：在特定条件下，乳 状液中的乳滴由于界面能降低和界面骚动，而形 成更小的、纳米级乳滴。接着再固化、分离，即 得纳米粒。 例如用DL-丙交酯/乙交酯共聚物（PLGA）制备 多肽类药物(如那法瑞林，nafarelin acetate，简 称NA)的纳米球时，120mg PLGA、3mg NA混 悬于经0.2m滤膜过滤的水1.5ml中，加混合溶 剂(15ml丙酮、0.5ml二氯甲烷)，倒入抽气减压、 中等速度搅拌的50ml PVA水溶液（20g/L）中， 形成O/W型乳状液，丙酮迅速扩散进入水相，使 水相及有机相间的界面张力明显降低； 139 同时，界面的骚动增大了界面积，使有机相乳滴粒径进 一步减小，形成纳米球大小的乳滴。丙酮进一步扩散出 而水扩散入乳滴，引起聚合物的沉积形成纳米球。纳米 球表面吸附的PVA分子可阻止搅拌时纳米球的粘连与合 并。经3~4h，二氯甲烷从混合溶剂中挥发，纳米球在水 中进一步固化。用1.0m孔径的滤膜过滤后，滤液超速离 心1h，除去游离的药物并洗去PVA，所得的纳米球再分 散在水中、再超速离心，即得200~300nm粒径的纳米球。 140 如将平均分子量Mav＝4500的与Mav更大的 PLGA混合使用；由于协同效应，PLGA迅 速沉积和PLGA与NA之间的离子相互作用， 可以提高NA的包封率。如聚合物中用少量 带负电荷的磷脂(如二棕榈酰磷脂酰甘油或 磷酸双十六酯)，可使水溶性NA漏泄减少。 141 (五)聚合物胶束法 如以PLA作疏水段、以PVP或PEG作亲水段的两种嵌段 共聚物: PVP –b-PLA共聚物, 以难溶于水的吲哚美辛们 (IDM)作模型药物，将共聚物与IDM一起溶于二甲基亚砜 (DMSF) 或乙醇，用水透析。再滤膜过滤，即可得粒径 40-100nm， 的纳米粒，其缔合度为100-300。但如果制备的浓度增大。 粒径也增大。 PVP –b-PLA胶束优于PEG-b-PLA胶束:增 溶量更大；CMC值更小。冻干时不需加冻干保护剂，而 PEG作陈干保沪剂肘。会促进粒子聚合而降低稳定性， 142 三 固体脂质纳米粒的制备 固体脂质纳米粒(solid lipid nanoparticles, SLN)系 指以生理相容的高熔点脂质为骨架材料制成的纳 米粒。由于骨架材料在室温是固体，故SLN既具 有聚合物纳米粒的物理稳定性高、药物泄漏少、 缓释性好的特点，又兼有脂质体毒性低、易于大 规模生产的优点，因此是极有发展前途的新型给 药系统的载体。常用的高熔点脂质有饱和脂肪酸 甘油酯、硬脂酸、混合脂质等,下面介绍几种制备 方法。 143 1. 熔融-匀化法(melt-homogenization) 系制备SLN 的经典方法，即将熔融的高熔点脂质、磷脂和表 面活性剂在70℃以上高压匀化，冷却后即得粒径 小(约300nm)、分布窄的纳米粒。亦可用高速搅 拌器得650nm左右的纳米粒。 本法常有药物析出，因药物在高温下与脂质混熔， 冷却后呈过饱和，可在SLN表面析出药物晶体， 甚至在水相中析出。 144 2. 冷却-匀化法(cold-homogenization) 系将药物与高熔点脂质混合熔融并冷却 后，与液氮或干冰一起研磨，然后和表面 活性剂溶液在低于脂质熔点5~10℃的温度 进行多次高压匀化。虽然此法所得纳米粒 粒径较大，但适用于对热不稳定的药物。 145 3. 纳米乳法(nanoemulsion) 先在熔融的高熔点脂质中加入磷脂、 助乳化剂与水制成微乳，再将微乳倒入冰 水中冷却即得。本法的关键是选用恰当的 助乳化剂。助乳化剂应为药用短链醇或非 离子型表面活性剂(其分子长度约为乳化剂 分子长度的一半)。 146 目前国内已报道的固体脂质纳米粒有喜树碱与环 孢菌素A硬脂酸纳米球等。喜树碱固体脂质纳米 粒的制备：取喜树碱、豆磷脂和硬脂酸，在通氮 条件下加热至(80±5)℃，搅拌下加入相同温度含 甘油和Poloxamer 188的水溶液制成初乳， (80±5)℃和通氮条件下，在高压乳匀机41.4MPa 压力下乳匀5次，充氮分装，迅速冷却形成喜树 碱纳米粒混悬液，其粒径范围30~330nm，平均 粒径为(196.8±21.3)nm，载药量4.77%，包封 率99.53%。在小鼠体内药物的分布研究表明， 血液、心、脑中的靶向效率高于单核吞噬细胞丰 富的肝与脾，在肾脏中分布最低。 147 四、磁性纳米粒与亚微粒的制备 先制备磁流体，第二步再制备含药磁性纳米粒或 磁性亚微粒。 例:放线菌素D磁性亚微球，用lg葡萄糖和lg枸椽 酸溶解在100ml蒸馏水中，加入0.7g磁流体，超声 l5min，垂熔漏斗(孔径9~15 m)滤去聚结的磁流 体，加入 3H-放线菌素D 2ml和14C-氰基丙烯酸异 丁酶单体1.5ml，超声3h，用泵循环管道系统以 1ml/min流速通过置于磁场中的管道，移去外面 磁铁后。用含0.7%NaCl、0.2%CaCl2·2H2O的水 溶液100ml洗净管道内的混合物，超声15min，再 用垂熔漏斗滤去聚集物，得粒径约220nm的放线 菌素D聚氰基丙烯酸异丁酯磁性亚微球。 148 磁性和非磁性亚微球的LD50 分别为245mg/kg和 242mg/kg，即超细磁流体不影响急性毒性。 将3H放线菌素D聚氰基丙烯酸异丁酯磁性亚微球 静注到每个肾旁均放有磁铁的小鼠体内，发现其 肾的平均放射性比未放磁铁的对照组小鼠高3倍， 同时肾旁有磁铁小鼠的肝的放射性仅为对照组的 1/3。 149 五、纳米粒与亚微粒的修饰 1.长循环（ PEG）修饰 用两嵌断PLA/PGA共聚物与PEG(分子量35020000)以液中干燥法制备PEG修饰的亚微球，所 得粒径约200nm的亚微球表面被PEG覆盖，明显 延长在血液循环系统中滞留的时间，亦称长循环 亚微球。将其用放射 性In标记，注射5min后， 在肝中的量仅为注射未修饰的亚微球的37.5% ， 而在血中的量为未修饰者的400%;4h后未修饰者 在血中完全消失，而修饰者尚有其总量的30%在 血液中维持循环。 150 2.表面电荷修饰亚微粒 紫杉醇PLGA亚微粒表面带负电荷，为了对 带负电荷(含糖胺多糖)的血管壁增加吸附，用阳 离子表面活性剂(溴化双十二烷基二甲基胺， DMAB)修饰亚微粒，使之表面带正电，以提高 紫杉醇的药效。方法是，先用超声乳化溶剂挥发 法制得紫杉醇PLGA亚微粒，再用物理吸附法， 使DMAB溶液同亚微粒于冰浴条件下超声混悬， 10 ℃离心，弃去上清液，冻干即得。 紫杉醇亚微粒载药量约25%，粒径200-500nm， 包封率80%以上，修饰后载药量和包封率均略有 减少，粒径略有增加。表面由带负电荷变为带正 电荷。经血管内局部灌注修饰亚微粒，可有效抑 制血管内皮增生，有望用于血管再狭窄的治疗。 151 3.免疫纳米粒与亚微粒 单抗与药物纳米粒与亚微粒结合，采用静脉注射 法可实现主动靶向。与药物直接同单抗结合相比， 单抗失活较少且载药量较大。如用乳化化学交联 法制得粒径大多为200-420nm的阿霉素白蛋白亚 微球。载药量7.83%，体外释放符合Higuchi方程。 将分离并纯化的抗人膀恍癌BIU-87单克隆抗体 BDI-1通过化学交联反应，同上述亚微球偶联得 免疫亚微球。 在体外可观察到，此亚微球能同靶细胞的纤毛连 接，对人膀恍癌BlU-87有明显的杀伤作用，对荷 瘤裸鼠显示较好的抑瘤作用。 152 4. 温度敏感纳米粒与亚微粒 应用对温度敏感的高分子材料，温度改变时 理化性能可明显改变，加速药物的释放。如聚乳 酸/聚异丙基丙烯酰胺共聚物临界溶解温度为 32.3℃。该共聚物在13mg/L的浓度下即可自组装 形成核-壳型的纳米囊，粒径为30-50nm。包载吲 哚美辛后，在体温时加速释放药物。 153 5. pH敏感纳米粒与亚微粒 某些载体材料可在介质pH改变时提高释药速 率，从而可在体内pH不同的病灶组织区(胃肠道 或肿瘤)实现靶向给药。 如乙烯吡咯烷酮和丙烯酸用亚甲基双丙烯酰 胺进行交联，以异硫氰酸荧光素-葡聚糖作模型标 记物，得到粒径为50nm的纳米粒。标记物在酸性 介质中释放很慢。介质pH增加则释放加速。 154 影响纳米粒的包封率、收率及载 药量的因素（了解） 制备纳米粒时，应根据材料和药物性质以及 使用的要求，选择合适的制备方法和制备工 艺。一般均应经过优选确定制备工艺的实验 条件。优选的指标因需要而异，主要指标包 括粒径和形态、释药特性、收率(又分纳米 粒收率和纳米粒中药物收率)、包封率、载 药量、微粉学特性、稳定性、水中分散性、 吸湿性等。本段主要讨论影响包封率、收率 和载药量的因素。 155 1. 工艺和附加剂的影响 用聚氰基丙烯酸丁 酯(PBCA)制备胰岛素纳米囊(分散在水性 介质)时，使用了乳化聚合的一步法和两步 法(浸吸法)，一步法分别以Dextran 40和 泊洛沙姆188作稳定剂时包封率分别为 17.95％和62.80％，两步法分别以Dextran 40和泊洛沙姆188作稳定剂时包封率分别 为17.56％和92.86％。说明工艺与稳定剂 分别对包封率有明显的影响。 156 2. 纳米粒表面电性的影响 在用乳化聚合法 制备米托蒽醌的聚氰基丙烯酸丁酯(PBCA) 纳米粒时，用电泳法测定所得纳米粒的ζ 电位。当氰基丙烯酸丁酯BCA单体聚合前 通入SO2，可以得到粒径小至10nm的纳米 粒，且纳米粒的ζ电位从不通SO2时的20mV变为-53mV。 157 如以Na2S2O5+NaCl、Na2S2O5、Na2SO4、NaCl 或KCl为附加剂时，所得PBCA纳米粒的ζ电位 分别为-65.8、-50.5、-35.2、-30.4、-27.3mV， 其纳米粒内部载药量(％)分别是46.77、33.01、 17.23、12.72、9.28，故ζ电位的绝对值愈大者 载药量也愈大。 当纳米粒分散在水性介质中测定包封率时，也发 现有相同的次序，即ζ电位的绝对值愈大者包封 率也愈大。可能是由于在反应条件下药物带正电 荷，易于进入带负电荷的PBCA纳米粒。 158 3. 介质pH值和离子强度的影响 对聚氰基丙烯酸烷 酯类纳米粒，聚合时介质pH值的影响很大，因为 以OH -为催化剂，pH值太低时聚合难以进行，太 高时反应太快形成凝块，而在pH l~5范围可得到 较好的纳米粒。用两步法制备阿克拉霉素A聚氰 基丙烯酸异丁酯纳米粒时[54]，发现介质pH值不 同时浸吸量也不同，pH值为2.0、3.0、4.0、5.0、 6.0时，载药量分别为56.62、56.54、56.47、 43.07、39.60(mg/g)，即pH值愈低的载药量愈 大。 159 六、 纳米粒与亚微粒的稳定性 1. 灭菌 纳米粒常用于制备注射剂，一般须进行灭菌，并 测定灭菌后纳米粒的质量是否变化。例如两性霉素B的 PLA纳米粒，经煮沸灭菌30min出现絮凝现象(纳米粒互 相聚集)，而两性霉素B的胆固醇纳米粒同样煮沸却无此 现象，经扫描电镜观察亦未见纳米粒形态的变化，故前 者经不住煮沸灭菌，须采用其它方法(如过滤灭菌或辐射 灭菌)，而后者可以采用煮沸灭菌。 160 有人用聚ε-己内酯制备纳米粒的研究表明，高压 灭菌不影响聚合物的分子量或纳米粒的粒径，但 引起有些表面活性剂或等张剂反应，故对后二者 需要优选。通常γ辐射不会引起平均粒径的变化， 但会引起防腐剂和增稠剂的分解，并使聚合物进 一步交联和分子量增大。过滤灭菌不会引起其理 化性质任何变化，对不粘稠、粒径较小的纳米粒 系统特别适合。 161 2. 贮藏 两性霉素B的PLA纳米粒于37℃贮 藏3个月后扫描电镜观察其形态，发现纳米 粒形状不规则且变大(由79nm变为略小于 1m)，4℃贮藏数月后发现纳米粒聚集， 说明其贮藏稳定性差。两性霉素B的胆固 醇纳米粒的胶体溶液于37℃贮藏3个月后测 定平均粒径，由贮藏前的103nm变为 339nm；于4℃贮藏1年以上平均粒径变为 327nm。 162 说明该纳米粒胶体溶液的贮藏稳定性也不 高。经冻干处理后，于室温放置1月，用扫 描电镜观察其形态无变化，故以冷冻干燥 后贮藏为宜。纳米粒的贮藏稳定性与所用 的材料有关，如聚ε-己内酯纳米粒混悬液 和聚乳酸纳米粒混悬液可在室温贮藏1年， 而聚丙交酯-乙交酯(75:25或50:50)纳米粒 混悬液以在4℃贮藏为宜。 163 3. 冷冻干燥 纳米粒于水溶液中不稳定，因其 聚合物材料易发生降解，从而引起纳米粒形态 变化和聚集，也可能引起药物泄漏和变质。将 纳米粒冷冻干燥，可明显提高其稳定性，通常 冷冻温度应低于纳米粒与水共存的低共熔点 10~20℃、10Pa压力下冷冻干燥24~90h。 为了避免冻干后纳米粒的聚集和粒径变化，常 先加入冷冻保护剂，如葡萄糖、甘露醇、乳糖、 NaCl等，它们在冷冻时促进大量微小冰晶生成， 或使冻干品呈疏松状态，以利纳米粒保持原有 形态并易于在水中再分散。但NaCl可能与有些 药物产生沉淀或引起聚集，不能普遍采用。 164 七、纳米粒与亚微粒的质量评定 纳米粒的质量要求基本上与微囊、微球一 致，药典中均采用同一指导原则，其中说明了 控制质量应检查的项目。现根据纳米粒粒径较 小及其贮藏和应用的特点，提出以下几项内容。 1. 形态和粒径分布 通常采用电镜观察形态， 并提供照片。应为球形或类球形，无粘连。粒 径分布可采用激光散射粒度分析仪测定，见图 16-18，或电镜照片经软件分析，绘制直方图 或粒径分布图，亦可用跨距表示。粒径分布范 围应狭窄，并符合其使用要求。 165 2. 再分散性 冻干品的外观应为细腻疏松块 状物，色泽均匀；加一定量水振摇，应立 即均匀分散成几乎澄清均匀胶体溶液。再 分散性可以用分散有不同量纳米粒的介质 的浊度变化表示，如浊度与一定量介质中 分散的纳米粒的量基本上呈直线关系，表 示能再分散，直线回归的相关系数愈接近1， 表示再分散性愈好。 166 3. 包封率与泄漏率 测定液体介质中纳米粒的药 物包封率；冻干品应分散在液体介质后再测定。 液体介质中纳米粒的分离方法包括透析、凝胶 柱、低温超速离心等，分别测定系统中的总药 量和游离的药量，从而计算出包封率。纳米粒 贮藏一定时间后再测定包封率，计算贮藏后的 泄漏率。 4. 突释效应 纳米粒在开始0.5h内的释放量应低 于40％。 5. 有机溶剂的限度 在制备纳米粒过程中采用了 有机溶剂的，须检查其残留量，残留量应符合 限度要求。 167 第六节 脂质体与泡囊制备技术 一、脂质体概述 脂质体（Liposomes）最初是由英国学者 Bangham和Standish将磷脂分散在水中进行电镜 观察时发现的。磷脂分散在水中自然形成微型囊 泡，每层囊壁均为脂质的双分子层；囊泡中央和 各层之间被水相隔开，双分子层厚度约4nm，后 来将这种类似生物膜结构的小囊泡（Vesicle）称 为脂质体。 168 脂质体根据其结构中所包含的双层分子磷脂膜层 数可分为单室脂质体和多室脂质体。含有单层双 分子层磷脂膜的囊泡称为单室脂质体，含有多层 双分子层磷脂膜的囊泡称为多室脂质体 （multilamellar vesicles, MLVS）。一般粒径小于 200nm的称小单室脂质体（single unilamellar vesicles, SUVS），粒径在200～1000nm之间的单 室脂质体称为大单室脂质体（large unilamellar vesicles, LUVS），多室脂质体的粒径在1μm至 5μm之间。 169 20世纪60年代末，Rahman等人首先将脂质体作 为药物载体应用。近年来脂质体作为药物载体的 研究愈来愈受到重视，这方面的研究进展非常迅 速。1988年，第一个脂质体包裹的药物在美国进 入了临床试验。至今，FDA已批准下列产品上市， 如阿霉素脂质体、柔红霉素脂质体和两性霉素B 脂质体等。不难看出随着脂质体全盛时期的到来， 生物技术、免疫调节、遗传工程等各个领域之间 的相互渗透，脂质体在生物医学领域中将倍受青 睐。 170 脂质体系由磷脂为膜材及附加剂组成。磷脂为 两性物质，其结构上有亲水及亲油基团，其结 构简式、结构式如图所示。 171 172 结构简式中常用的磷脂R、R可以为C12~C18，X 部分指一个含羟基的含氮化合物，如胆碱、乙醇 胺等。目前用以制备脂质体的有天然磷脂（蛋黄 卵磷脂、大豆卵磷脂）和合成磷脂（如二棕榈酰 磷脂酰胆碱、二硬脂酰磷脂酰胆碱）等。上述磷 脂均具有两条疏水链，不管其亲水基结构如何， 它们在水中均能自发地形成脂质双分子层。附加 剂常用的有胆固醇、十八胺、磷脂酸等。胆固醇 可以调节双分子层流动性、通透性等，十八胺、 磷脂酸可以改变脂质体表面电荷性质。 173 胆固醇（cholesterol, CH）也属于两亲物质， 其结构上亦具有亲油和亲水两种基团。其 结构见图18-42： 174 从胆固醇的结构看，其亲油性较亲水性强。 用磷脂与胆固醇作脂质体的膜材时，常常先将其 溶于有机溶剂中配成溶液，然后蒸发除去有机溶 剂，在器壁上使成均匀的类脂质薄膜，此薄膜是 由磷脂与胆固醇混合分子相互间隔定向排列的双 分子层所组成。磷脂与胆固醇的排列方式，如图 18-43所示； 175 磷脂分子的极性端呈弯曲的弧线，形似 “手杖”，与胆固醇分子的极性基团相结 合，故亲水基团上接有两个亲油基团，其 中之一是磷脂分子中的烃基侧链，即磷脂 结构简式中的R、R′基团，另一个亲油基 团即胆固醇结构中的亲油基部分。 176 177 当薄膜形成后，加入磷酸盐缓冲液振荡或 搅拌即可形成单室或多室的脂质体。在不 断搅拌中，使水膜中容纳大量的水溶性药 物，而脂溶性药物则结合于双分子层的亲 油基部分。单室脂质体的结构见图18-44， 多室脂质体的结构见图18-45。 178 179 180 磷脂分子悬浮在水溶液中聚集形成脂质体时，它 的两条疏水链一个挨一个地指向内部，头基在膜 的内外两个表面上。磷脂双层构成一个个封闭小 室，内部包含着一定体积的水溶液。小室中水溶 液被磷脂双层包围而独立，磷脂双层形成的囊泡 又被水相介质分开。 在显微镜下，脂质体的外形除了常见的球形、椭 球形外，还会有长管状结构，而且各种大小和形 状的结构可以共存。 181 脂质体的某些物理性质可根据治疗上的需 要加以改变。例如，其半径大小与给药途 径及药物释放速度有关，可以将脂质体粒 径调节在几十纳米至几微米之间；通过掺 入两性带电物质，可改变脂质体表面所带 的电荷；对膜材应用的类脂质成分的改变， 可以控制被携带药物的通透性、稳定性和 包封率等。 182 （二）脂质体的理化性质 1.相变温度 脂质体膜的物理性质与介质温度有密切关系。 当升高温度时，脂质双分子层中酰基侧链从有 序排列变为无序排列，这种变化会引起脂膜物 理性 质 的一 系 列变 化 ，可 由 “胶 晶 ”态 变为 “液晶”态，膜的横切面增加，双分子层厚度 减小，膜流动性增加，这种转变时的温度称为 相变温度（phase transition temperature）。 183 可 借 助 差 示 扫 描 量 热 法 （ differential scanning calorimetry ） ， 电 子 自 旋 共 振 光 谱 （ electron spins resonance，简称ESR）等测量脂膜的相变 温度，脂质体膜的相变温度取决于其组成磷脂的 种类，一般酰基侧链越长相变温度越高，反之链 短则相变温度亦低，如二肉豆蔻磷脂酰胆碱相变 温度为24℃，而二棕榈酰磷脂酰胆碱及二硬脂酰 磷脂酰胆碱则分别为41℃和58℃。 184 膜的流动性是脂质体的一个重要物理性质，在相 变温度时膜的流动性增加，被包裹在脂质体内的 药物具有最大释放速率，因而膜的流动性直接影 响脂质体的稳定性。Papahadjopoulos等称胆固 醇为“流动性缓冲剂”（fluidity buffer），因在 低于相变温度时磷脂中加胆固醇则可使膜减少有 序排列而增加膜流动性，高于相变温度时加胆固 醇则可增加膜的有序排列而减少膜的流动性。 185 2. 脂质体荷电性 含酸性脂质，如磷脂酸（PA）和磷脂酰丝氨 酸（PS）等的脂质体荷负电，含碱基（胺基）脂 质，例如十八胺等的脂质体荷正电，不含离子的 脂质体显电中性。脂质体表面电性对其包封率、 稳定性、靶器官分布及对靶细胞作用影响较大。 测定方法有荧光法和微观显微电泳法等。 186 显微电泳法是将脂质体混悬液放入电泳装置 样品池内，在显微镜监视下测量粒子在外加电场 强度E时的泳动速度V，向正极泳动的脂质体荷 负电，反之为正电荷脂质体。由测定结果可求出 单位电场强度下的运动速度，即淌度u=V/E，依 公式ζ=u 6πη/ε求出ζ电势，式中η是脂质体混悬液 粘度，ε为介电常数。ζ电势（mV）随带电脂质 增加而增大。 187 荧光法是依据脂质体结合荷电荧光探 剂的量与其表面电性和电荷量有关，二者 荷电相反，结合多，荧光强度增加，相反， 二者带电相同结合少，荧光强度减弱。增 加或减弱强度与带电脂质的比例有关。 188 （三）脂质体的作用特点 由于脂质体的特殊结构，作为药物载 体应用于药剂时有以下突出特点。 1.脂质体的靶向性 靶向性是脂质体作为药物载体最突出的特征。 脂质体的靶向性有如下几种类型： 189 （1）被动（天然）靶向性： 这是脂质体静脉给药时的基本特征，是由 于脂质体进入体内即被巨噬细胞作为外界 异物吞噬的自然倾向产生的靶向性。一般 的脂质体主要被肝和脾中巨噬细胞 （phagocytic cells）吞噬，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。 190 （2）物理和化学靶向性： 这种靶向性是在脂质体的设计中，应 用某种物理因素或化学因素的改变，例 如用药局部的pH、病变部位的温度等的 改变而明显改变脂质体膜的通透性，引 发脂质体选择性地释放药物。 191 目前利用物理靶向性设计最成功的例子是温 度敏感脂质体（temperaturesensitive liposome）， 这种脂质体是使用具有一定的相变温度的脂质混 合物作为膜材，在肿瘤局部热疗机的作用下，当 温度敏感脂质体进入肿瘤区的毛细血管床时，脂 质体达到液晶态相变温度，导致脂质体迅速释放 药物。 192 （3）主动靶向性 这种靶向性是在脂质体上，联接一种识别 分子，即所谓的配体。通过配体分子的特 异性专一地与靶细胞表面的互补分子相互 作用，而使脂质体在靶区释放药物。配体 有以下不同类型：糖、植物凝血素、肽类 激素、小半抗原、抗体和其它蛋白质。联 接不同配体的脂质体，对不同的受体细胞 有专一的靶向性。 193 2.脂质体的长效作用（缓释性） 脂质体作为药物载体还具有长效作用。实验证 明，脂质体及包封的药物在血循环中保留的时间， 多数要比游离药物长得多。体内动力学研究指出： 不同的脂质体药物在体内的存留时间，可以从几 分钟到几天。据报道，如果使用神经鞘髓磷脂 （sphingomyelin）或使用二硬脂酰磷脂酰胆碱 （distearoyl phosphatidyl choline）制成的脂质体， 在体内有更长的存留时间，可以根据需要，设计 具有不同半衰期的脂质体作为长效的药物载体。 194 3. 脂质体降低药物毒性 药物被脂质体包封后，主要被单核— 巨噬细胞系统的吞噬细胞所摄取，在肝、 脾和骨髓等网状内皮细胞较丰富的器官中 集中，而药物在心脏和肾脏中的累积量比 游离药物低得多。因此，如将那些对心脏、 肾脏有毒性的药物，尤其是对正常细胞有 毒性的抗肿瘤药物，包封成脂质体可以明 显降低药物的毒性。 195 例如，阿霉素是常用抗癌药物，但它具有 心脏毒性，常引起心律失常、心肌损害， 甚至心功能不全。经脂质体包封后，在提 高治疗指数的同时对心脏的毒性作用也明 显降低。 196 4. 脂质体能保护被包封的药物，提高药物稳 定性 实验证明，将一些不稳定、易氧化的药物包 封在脂质体中，药物因受到脂质体双层膜的保护， 在很大程度上提高了药物的稳定性。同时脂质体 也增加了药物在体内的稳定性。这是由于药物进 入靶区前被包在脂质体内，使药物免受机体酶等 因素的分解；当进入靶区后，脂质体和细胞相互 作用或被细胞内吞，经溶酶体的作用，而使脂质 体解体，并释放出药物。 197 5. 脂质体的细胞亲和性与组织相容性 因脂质体是类似生物膜结构的囊泡， 对正常细胞和组织无损害和抑制作用，有 细胞亲和性与组织相容性，并可长时间吸 附于靶细胞周围，使药物能充分向靶细胞 靶组织渗透，脂质体也可通过融合进入细 胞内，经溶酶体消化释放药物。如将抗结 核药物包封于脂质体中，可将药物载入细 胞内杀死结核菌，提高疗效。 198 （四）脂质体作为药物载体的应用（了解） 近年来，随着生物技术的不断发展，脂质体 的制备工艺逐步完善，加之脂质体在生物体内可 降解，无毒性和无免疫原性，特别是脂质体作为 药物载体，具有靶向性，从而减少药物剂量降低 毒性，减少副作用等，因此，脂质体包囊药物已 愈来愈受到重视并得到广泛应用。 199 1.抗肿瘤药物的载体 脂质体作为抗癌药物载体具有能增加 与癌细胞的亲和力、克服耐药性、增加药 物被癌细胞的摄取量、降低用药剂量、提 高疗效和降低毒副作用的特点。Eric等研 究了阿霉素脂质体的心脏毒性、肾毒性和 抑癌活性。 200 实验证明，脂质体包裹的阿霉素比游 离药物的毒性降低50%~70%，在抑癌活性 上脂质体剂型比游离药物高得多，使用阿 霉素脂质体多次治疗可增加荷瘤动物的存 活时间，而使用游离药物多次注射并不增 加存活时间，因为注射游离药物3次可观察 到明显的毒性，而使用阿霉素脂质体注射3 次后可以找到接近痊愈动物。 201 Rahman等用H3-多粘菌素D脂质体实 验治疗小鼠艾氏腹水癌，另一组用游离的 H3-多粘菌素D，采用尾静脉注射给药。实 验结果是，包封在脂质体中的多粘菌素D 按1mg/kg剂量注射未见小鼠死亡，而游离 药物，在24h内小鼠全部死亡。 202 2.抗寄生虫药物载体 由于脂质体的天然靶向性，静脉注射脂质体 后，可迅速被网状内皮细胞摄取。形象地说，脂 质体可以像导弹一样定向地将治疗药物有效地运 送到网状内皮系统患病的细胞中释放药物。利用 这一特点，可以用含药脂质体治疗网状内皮系统 疾病，例如利什曼氏病和疟疾是某种寄生虫侵入 网状内皮细胞引起病变。治疗利什曼氏病需使用 含锑和砷的药物杀死寄生虫，但此类药物毒性很 大，可引起心肌炎和肾炎的发生而限制了使用。 203 如果将这些药物包封成脂质体不仅能有效地杀死 寄生虫，同时也极大降低了药物的毒性，避免了 心肌炎和肾炎的发生。在动物实验中，脂质体以 游离药物1/1000的剂量即可治愈利什曼病。治疗 利什曼病的五价含锑药物的中毒剂量和治疗有效 剂量相当接近，许多文献指出，如果将其包封成 脂质体不仅安全而且更有效，脂质体剂型的治疗 指数是游离药物的30~40倍，而且使治疗剂量降 到几百分之一。 204 3.抗菌药物载体 利用脂质体与生物细胞膜亲和力强的特性， 将抗生素包裹在脂质体内可提高抗菌效果。如 青霉素G脂质体制成眼用制剂时，局部透过角 膜的能力大于单纯药物4倍，实验证明只用原 剂量的1/10即可具有透过角膜作用，且它的作 用与脂质体组成有关，脂质体被角膜摄取量大 小顺序是阳电荷脂质体>阴电荷脂质体>中性脂 质体。 205 Cinobury等用鼠肺炎模型测定庆大霉素脂质 体的效价，鼠初次感染后32h，以20mg/kg单剂量 的庆大霉素和庆大霉素脂质体给药，72h后发现 给予游离庆大霉素组较庆大霉素脂质体组动物肺 中存活的细菌数高1000倍；不处理组存活4天， 游离庆大霉素组存活7~8天，庆大霉素脂质体组 存活15天。 206 两性霉素B是治疗全身性真菌病抗生素，但 其肾毒性较大。Mehta报道，将两性霉素B包封 成脂质体能显著降低对小鼠的毒性，但保持了药 物的抗霉菌活性。脂质体提高两性霉素B治疗指 数的机制是脂质体作为药物载体，能有选择性地 将两性霉素B释放于霉菌细胞，而游离药物则作 用于红细胞，导致溶血作用。 207 4. 激素类药物载体 Silua等曾用可的松棕榈酸酯脂质体关节腔内 注射，治疗6例风湿性关节炎，只用常规剂量1/25 即能改善症状，治疗11个月未见任何不良反应。 另有人用泼尼松龙脂质体给大鼠臀部注射，30h 后血药浓度比泼尼松龙大8倍，24h后大29倍，表 明用小剂量激素脂质体即能维持长时间药效。 208 5.酶的载体 对酶系统疾病的治疗：脂质体的天然靶向 性使包封酶的脂质体主要被肝摄取，脂质体是 治疗酶元贮积病药物最好载体。有人应用包封 淀粉葡萄糖酶的多室脂质体治疗Ⅱ型糖元贮积 病（Pompe's病），使患者肝大明显缩小。 209 脂质体也用于治疗溶血酶元贮积病， 即成年人高歇氏（Gaucheris）症，过去使 用游离酶治疗该病，由于酶在体内的破坏 失活和缺少靶向性，用药后患者的临床指 标很少或没有改变，如果将酶包封在脂质 体内给患者注射并检查临床指标，这种制 剂直到注射后48h一直有效，说明脂质体具 有保护酶，防止其失活的作用。 210 6.作为解毒剂的载体 某些重金属如铅、钚等过量进入体内能引起中毒。 使用某些螯合物如EDTA或DTPA（二乙烯三胺五醋酸） 可以溶解金属，治疗金属贮积病，但由于这些螯合物不 能透过细胞膜而影响了它们的体内效果。如果将螯合物 制成脂质体剂型，脂质体作为将螯合物转运到贮积金属 的细胞中的载体，例如将DTPA包封在脂质体中，即可有 效地从肝中除去钚，从肾中除去汞和促进胶体金从粪便 中排出。 211 7.作为免疫激活剂、抗肿瘤转移药物的载体 活化的巨噬细胞，如肝中的巨噬细胞对肿瘤细胞 的转移有抑制作用，使用游离的巨噬细胞活化因 子（MAF）或合成的胞壁酰二肽（MDP）直接 注射入机体，巨噬细胞很少被活化。然而将这些 药物包封成脂质体后注入机体，即可使巨噬细胞 的摄取量明显增加，并能有效地活化巨噬细胞， 抑制肿瘤的生长和转移。据报道，通过脂质体活 化的巨噬细胞能选择性地杀死被疱疹病毒感染的 细胞。 212 实验表明，脂质体是将免疫调节剂如 MAF和MDP运送到巨噬细胞并活化巨噬细 胞的理想载体。同时，各种脂质体包括空 白脂质体进入体内后，都将被巨噬细胞吞 噬，使巨噬细胞的活性增强。因此，脂质 体本身也是一种有效的免疫增强剂。 213 8.抗结核药物的载体 结核病是一种常见病，结核病菌主要 寄生于正常细胞内，有一定的耐药性，使 用一般的抗结核药常需较长的治疗时间。 若将抗结核药物包入脂质体中，脂质体可 将药物带入细胞内，杀死结核菌，并且脂 质体剂型还可以从提高机体的免疫功能方 面来加快结核病的治愈。 214 9. 脂质体在遗传工程中应用 目前已有人将RNA、DNA这些遗传基因包入脂质 体中，将其引入细胞为遗传工程提供了新的途径 和方法。 10. 脂质体作为基因治疗药物的载体 随着人类基因组测序计划的完成，基因治疗已 进入临床阶段，将脂质体作为基因治疗和基因转 移的载体，将显示许多优于其它方法的特点，它 将得到广泛的研究和应用。 215 11.其它方面 近年来也有人将一些不能经胃肠道吸收的生 物活性物质或易被消化酶破坏的药物，如肝素、 胰岛素等包成脂质体口服给药。另外也有人利用 脂质体包封药物透过血脑屏障，向脑定向给药等。 脂质体在免疫学上的应用也很多；还可作为体外 诊断剂、体内诊断剂。同时脂质体也可作为CT扫 描剂的载体。此外，在生物膜研究等生物物理和 生物化学的研究中也要用到脂质体。 216 二、脂质体的制备方法 （1）薄膜分散法 薄膜分散法（Thin-film dispersion method）又 称干膜（分散）法（TFV）最早由Bamgham报 道，这是最早且至今仍常用的方法。该法系将 磷脂等膜材溶于适量的氯仿或其它有机溶剂中， 脂溶性药物可加在有机溶剂中，然后在减压旋 转下除去溶剂，使脂质在器壁形成薄膜后，加 入含有水溶性药物的缓冲溶液，进行振摇，则 可形成大多层（Large multilamellar）脂质体， 其粒径范围约1~5μm。 217 例1 维生素B12脂质体制法： ①制备干类脂膜，取DPPC和DMPC分别与 DCP或SA按克分子（9∶1）混合均匀。取出104mol/L该混合类脂置于圆底烧瓶内，用25ml氯 仿溶解，在旋转蒸发器上，于48℃真空蒸发至 呈干燥薄层，备用。 ②配缓冲液，取NaH2PO4和Na2HPO4用蒸馏水 配成0.01mol/L pH7的缓冲溶液（PBS）。另 取维生素B12 50mg溶解在25mlPBS中。 218 ③制备脂质体，将含维生素B12PBS慢慢加到有类 脂膜烧瓶中，缓缓搅动，即有维生素B12MLV形 成。将此混悬液于4~6℃放置4d，以保证类脂充 分水合，离心，即得。 分散所形成的脂质体可用各种机械方法进一步分 散，以下为通过薄膜法制成的大多室脂质体再分 散成各种脂质体的方法: 219 （2）逆相蒸发法 逆 相 蒸 发 法 （ Reverse-phase evaporation method, REV）最初由Szoka提出，一般的制 法系将磷脂等膜材溶于有机溶剂，如氯仿、乙 醚等，加入待包封药物的水溶液（水溶液：有 机溶剂=1∶3～1∶6）进行短时超声，直至形成稳 定的W/O乳剂。然后减压蒸发除去有机溶剂， 达到胶态后，滴加缓冲液，旋转帮助器壁上的 凝胶脱落，然后在减压下继续蒸发，制得水性 混悬液，通过凝胶色谱法或超速离心法，除去 未包入的药物，即得到大单层脂质体 （200~1000nm）。。 220 此法适用于多数磷脂的混合物，包封容积和包封 率都很高（60%左右）。 此法特点是可包裹较大的水容积，大于超声法约 30倍左右，它适合于包裹水溶性药物、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。应用本法在适当调节 磷脂质/有机溶剂/含药缓冲液三者比例，可获较 高包封率。 221 例 1 伯 氨 喹 脂 质 体 取 PC∶CH （ 1∶0.2 W/W），溶于乙醚形成溶液，搅拌，将 磷酸伯氨喹200mg的PBS滴入上述乙醚 溶 液 中 ， 形 成 W/O 初 乳 ， 经 REV 制 成 REV-MLV，然后用超声粉碎成单室脂 质体，经3000r/min离心10min，用葡聚 糖凝胶（G50）过滤，分得脂质体。磷酸 伯 氨 喹 含 量 4 ～ 8mg/ml ， 包 封 率 40 ～ 50%。 222 （3）复乳法（了解） 复乳法（multiple emulsion method）是由Kim （1981）提出，操作分2步： 第1步，将类脂溶于有机溶剂（氯仿），加入 待包封物质（药物）溶于150mmol/L的蔗糖溶 液，振摇形成W/O的乳剂为“子液”； 另取与“子液”等量的类脂溶于乙醚，加到 200mmol/L的蔗糖溶液中，振摇形成O/W乳剂， 称为“母液”。立即振摇，形成氯仿“微球”， 内含水滴，通氮气不断轻摇，维持氯仿“微球” 呈混悬状态，在37℃水浴中，蒸发除去溶剂。 223 加等量5%葡萄糖溶液，离心得到LUV。平均直 径为9.2μm，包封容积比REV高。这种脂质体与 原生细胞极相似，是一种优良的生物膜模型，很 少用于药物载体。 （4）熔融法（了解） 顾学裘等报道熔融法是将磷脂和表面活性剂 加少量水相分散，胆固醇熔融后与之混合，然后 滴入65℃左右的水相溶液中保温制得。 224 该法不使用有机溶剂，比较适合于工业化生产。顾学裘 等采用熔融法完成了油酸多相脂质体注射液的工业化生 产，使我国的脂质体在世界上最先工业化生产和大量应 用于临床。 例 高三尖杉酯碱（HH）多相脂质体（139-5） ①取1%NaH2PO4、0.25% Na2HPO4、免疫促进剂和高效 分散剂溶于定量注射用水中得PBS pH6.0。②取HH滴加 稀盐酸溶解后，加5%量PBS制成浓溶液。③取大豆磷脂、 非离子表面活性剂、胆固醇、油酸等熔融混匀至澄明。 ④将HH浓PBS缓慢加至上述熔融物中，搅拌均匀、加 PBS至全量。置组织捣碎器中高速搅拌，待形成脂质体后 过滤，灌封，100℃流通蒸汽灭菌30min。 225 （5）注入法（injection method） 该法由Deamer最早发表。将类脂质和脂溶性药 物溶于有机溶剂中（油相），然后把油相均速 注射到高于有机溶剂沸点恒温水相（含水溶性 药物）中，搅拌挥尽有机溶剂，再乳匀或超声 得到脂质体。注入法常用溶剂有乙醚、乙醇等。 根据溶剂不同可分为乙醚注入法和乙醇注入法， 一般来说，在相同条件下，乙醚注入法形成的 脂质体大于乙醇注入法。 226 优点是类脂质浓度不影响脂质体大小。缺点是使用有机 溶剂和高温，粒度不均匀。 唐松草新碱脂质体的制备方法如下： 取药物（唐松草新碱）、油酸、大豆磷脂、胆固醇以及 非 离 子 表 面 活 性 剂 共 溶 于 乙 醚 中 ， 另 将 PVP 溶 于 1/15mol/L PBS中，过滤，滤液置容器中，在恒温60℃并 搅拌下，匀速滴加乙醚溶液，加完后继续搅拌1.5h（挥尽 乙醚），加适量PBS调整至全量。通过高压乳匀机2次， 过滤，灌封于10ml安瓿中，用100℃流通蒸汽灭菌30min， 放冷。剧烈振摇使成均匀多相脂质体混悬型注射液。 227 （6）冷冻干燥法（freeze-drying) 系将磷脂(亦可加入胆固醇)分散于缓冲盐溶液 中，经超声波处理与冷冻干燥，再将干燥物分散 到含药物的水性介质中，即得。 如制备维生素B12 脂质体，取卵磷脂2.5g分散于 67mmol/L的磷酸盐缓冲液(pH7)与0.9%氯化钠溶 液(1:1)混合液中，超声处理，然后与甘露醇混合， 真空冷冻干燥，用含12.5mg维生素B12 的上述缓 冲盐溶液分散，进一步超声处理，即得。 228 （7）超声波分散法(ultrasonic dispersion) 将水溶性药物在磷酸盐缓冲液中溶解，加至磷 脂、胆固醇与脂溶性药物的有机溶液中，搅拌 蒸发除去有机溶剂，残液经超声波处理，然后 分离出脂质体，再混悬于磷酸盐缓冲液中，即 得。 如肝素脂质体的制备，取肝素溶于pH7.2磷酸盐 缓冲液中，在氮气流下加入到由磷脂、胆固醇、 磷酸二鲸蜡酯（DCP)溶于氯仿制成的溶液中， 蒸发除去氯仿、残液经超声波分散。分离出脂 质，重新混悬于磷酸盐缓冲液中，即得。可供 口服或灭菌后供注射用。 229 (8) pH梯度法(pH gradient method) 根据弱酸、弱碱药物在不同pH介质中的解离度不同，通 过控制脂质体膜内外的pH梯度，可使药物以离子形式包 封于脂质体的内水相。 该法的优点是包封率特别高。如阿霉素脂质体的制备，先 用逆相蒸发法或薄膜分制备内水相为枸橼酸溶液(PH4)的 空白脂质体。 再将脂质体混悬液的外水相pH至7.8，将阿霉素用Hepes缓 冲液(PH7.8) 溶解并保温于60℃，将空白脂质体混悬液倒 入，60C孵育l5min，即得。 在外水相pH7.8的条件下，阿霉素呈中性分子状态而易进 人脂质体膜被包封，迸人pH4的内水相后，阿霉素同H+结 合成为离子型，就难以从质膜中穿透出来。 230 (9) 前体脂质体法(proliposomes method) 用薄膜分散法等制得的颗粒状或粉状物，加水即 可得到载约脂质休的混悬液。 如氟脲嘧啶前体脂质体的制备。于卵磷脂与胆固 醇的混合物中加入四氢呋喃溶液溶解，加入适量 山梨醇（过120目筛）。在旋转薄膜蒸发器中。 于35℃、90kpa下挥去浴剂，即得白色粉末状的氟 尿嘧啶前体脂质体，加水后即得脂质体混悬液。 平均粒径为4.36µm。多分散指数0.3728 。 231 （五）脂质体的修饰 脂质体在体内主要分布到网状内皮系统的组织与器官(肝、 脾）中。对脂质体表面进行修饰，以便提高脂质体的靶 向性， 1 长循环脂质体 脂质体表面经适当修饰后。可避免网状 内皮系统吞噬。延长在体内循环系统的时间，称为长循 环脂质体，如脂质体用聚乙二醇修饰。其表曲被柔顺而 亲水的PEG链部分覆盖，极性PEG 增强了脂质体亲水性。 减少血浆蛋白与脂质体膜的相互作朋，降低被巨噬细胞 吞噬的可能。延长滞留时间。更有利于肝牌以外的组织 或器官的靶向作用。如将抗体和配体结合到PEG 末端。 既有长循环。又对靶体识别。如胞质索基因(一种蛋白)通 过羧基与PEG的末端结合， PEG再掺入到脂质体膜当中。 232 （五）脂质体的修饰 2 免疫脂质体 脂质体表面接上某种抗体，使其具 有对靶细胞分子水平上的识别能力，提高脂质体 的专一靶向性。胃癌细胞M85为靶细胞在脂质体 上结合鼠抗胃癌细胞表面抗原的单克降抗体3G。 并将丝裂霉索(MMC)包人脂质体中，体内结果： MMC免疫脂质体与相同剂量的游离MMC 相比， 其抑制细胞的活性提高4倍，可见免疫脂质体可 以提高人体的免疫机能，加决免疫应答。增强脂 质体结合于靶细胞和释药的能力。且包封率高、 体内滞留时间长和靶向性好。 233 （五）脂质体的修饰 3 糖基脂质体 糖基链接在脂质体的表面。而不同的糖基有不同 的靶向性。 如带有半乳糖残基可被肝实质细饱听摄取，带甘 露糖残基可被K细饱摄取。氨基甘露糖的衍生物 可集中于肺内。 234 （五）脂质体的修饰 4. 温度敏感脂质体 将不同比例膜材的 DPPC、DSPC混合得不同的 相变温度。 如顺铂温度敏感脂质体 235 （五）脂质体的修饰 5 pH敏感脂质体 肿瘤间质液的pH比周围正常组织显著低。从而设 计了pH敏感脂质体。 pH敏感脂质体在低pH范围内可释放药物、通常 采用对pH敏感的类脂为膜材。 pH降低时，可导致脂肪酸羧基的质子化，引起六 方晶形的形成而使膜融合。 其他：磁性脂质体、声波敏感脂质体 236 （六）脂质体的质量评价 脂质体是一个发展中的新载体，其质量评定 标准尚在逐步完善之中。根据脂质体制剂的特点 其质量应在以下几个方面进行控制。 1. 脂质体形态、粒径和粒度分布 脂质体粒径大小和分布均匀程度与其包封率和稳 定性有关，直接影响脂质体在机体组织的行为和 处置。 237 测定方法有光学显微镜法、电子显微镜法、Coulter计 数法、激光散射法、离心沉降法和微孔滤膜-光密度法 等。脂质体的形态观察以高倍显微镜观察较好。粒径 小的脂质体以电子显微镜来观察。 2. 脂质体包封率的测定 包封率又称包裹率，主要有：重量包封率（Qw）、体 积包封率（Qv）、药脂包封比（Ew）。包封率的测定 方法有直接对制剂进行测定和分离出脂质体测定，常 用的分离方法有：葡聚糖凝胶过滤法（分子筛法）、 超滤膜过滤法、超速离心法、微型柱离心法和透析法 等。 238 重量包封率Qw 是指包入脂质体内的药物量与投 料量的重量百分比。用下式表示： 式中W总、W包和W游——分别表示投料量、包封于 脂质体的药量及未包入脂质体的药量。 作为产品时，脂质体的包封率不得低于80% 。 239 3. 渗漏率测定 渗漏率表示脂质体贮存期间包封率的变化情况， 定义为贮存期包封量的减少与刚制备脂质体的 包封量之比，用下式表示： 式中Q渗：渗漏率；W总游：定期测得游离药物量；W始 游：制备当时测得游离药物量；W包：制备当时包封量； W贮：定期测得包封量。 240 4. 磷脂的氧化程度 磷脂容易受氧化，这是脂质体突出的问题。在含 有不饱和脂肪酸的脂质混合物中，磷脂的氧化分3 个阶段:单个双键的偶合、氧化产物的形成、乙醛 的形成及键断裂。 因为各阶段产物不同，氧化程度很难用一种试验 方法评价。中国药典采用氧化指数为指标。 5. 氧化指数的测定 因为氧化偶合后的磷脂在波长230nm左右具有 紫外吸收峰，而有别于未氧化的磷脂。 241 测定卵磷脂脂质体时，药典规定其氧化指数应控 制在0.2以下，方法是:将磷脂溶于无水乙醇配成 一定浓度的澄明溶液，分别测定在波长233nn及 215nm的吸光度，由下式计算氧化指数: 氧化指数 A233 nm / A215 nm 6. 有机溶剂残留量 应符合《中国药典》2005年 版要求。 7. 脂质体制剂 应符合中国药典有关制剂通则的 规定。 242 8 体外释放度测定（了解） 体外释放度是脂质体制剂的一项重要质量指标。 脂质体中药物的释放速率与脂质体的通透性有关， 体外释药速率的测定可初步了解其通透性的大小， 以便调整适宜的释药速率。目前采用的有透析管 法及试管振荡法。前者系将样品装入Visking透 析管中，于37℃水浴中进行，管外用循环液或搅 拌，每间隔一定时间取样测定含量；后者用试管 振荡，每间隔一定时间取样测定含量。 243 （9）脂质体体内分布试验 设计脂质体作为药物载体最主要目的是导药于 靶组织，而制剂是否符合设计要求，常用体内 分布试验来评价。试验方法，多以小鼠也有用 家兔等动物作试验对象，将药物用同位素标记 或不标记包入脂质体后，通过静脉注射或腹腔 注射等途径给药，测定不同时间血药浓度，并 定时将受试动物处死。剖取脏器、组织，捣碎 分离取样，用闪烁计数法或药物含量测定方法 进行检测，与同剂量游离药物比较各组织药物 的滞留量，进行药物动力学处理以此评价脂质 体在体内的行为处置。 244 三、泡囊、囊泡（类脂质体） 类脂质体（niosomes）是由非离子表面活性剂 与（或不与）胆固醇及其他物质构成的单室或多 室囊泡，故而亦称为非离子表面活性剂囊泡。 70年代该结构在化妆品中得到应用。类脂质体具 有类似于脂质体的结构，具有内水相和脂质双分 子层，因此在许多方面与脂质体相似，例如，作 为载体的特点、制备方法、包封率测定、质量评 价等。 245 非离子表面活性剂是一类在水中不解离的表面活 性剂，其亲水基团包括甘油、聚甘油、聚氧乙烯、 单糖、多糖、冠醚等，亲油基团包括长链脂肪酸、 长链脂肪醇和胆固醇等，它们以醚、酯和酰胺键 相连。已见报道的部分非离子表面活性剂包括： ①单（双）烷基的聚丙三醇；②脱水山梨醇脂肪 酸酯类（Span类）；③聚氧乙烯脱水山梨醇 脂肪酸酯类（Tween类）；④聚氧乙烯脂 肪醇醚（Brij类）；⑤聚甘油脂肪酸酯；⑥ 冠醚类等。类脂质体是否形成，除了与制 备方法有关外，还与组成的比例关系很大. 246 另外，膜的组成、制备方法，特别是温度和超声 波处理，对类脂质体的形态有很大影响。常见的 形态为球形，如果组成为C16G2与solulan C24， 可得多边形，而在该系统中加入胆固醇，除了可 得多边形外还可得到管状结构的囊泡。多边形的 粒径较大，且有较高的包封率，其释药受温度控 制，37℃以下释放小，而在37℃以上时，释放大 大增加。多边形可以通过加热、超声波处理而变 成球形；球形也可通过冷却而成为多边形。 247 (一)泡囊的形成机理与载体材料 1·形成机理 当非表面活性剂在水中的浓度超过临界胶束浓度 (CMC)后，会自发形成胶束。同胶束类似，比泡 襄也是当表面活性剂的浓度超过CMC后，表面活 性剂的疏水段受到水分子的排斥而聚集，形成以 疏水段为夹心、以亲水段为内外层的膜，从而在 水中自发形成具有亲水腔的泡囊。 见图16-22(a)。 泡囊的空腔可包载较大量的水溶性药物，夹在两 层亲水基团中间的是疏水基团，其间也可包载一 些疏水药物。泡囊的大小通常在几十纳米至几十 微米。 248 既然泡囊同胶束形成的机理类似，什么条 件形成泡囊，什么条件形成胶束呢? 关键在于表面活性剂的结构不同。 有人研究认为表面活性剂中亲水段在分子 中所占的体积比是决定因素。只有当亲水 段的体积比在适当范围(如0.2-0.42)时，才 会形成泡囊。此比例过大或过小则形成胶 束。 249 泡囊亦可由两亲性嵌段共聚物在溶液 中自组装形成，称为聚合物泡囊(Polymeric niosomes) 图16-22, 由于共聚物的分子量较大， 疏水段相对较长,形成的聚合物泡囊较一般泡囊更 为稳定。两亲性嵌段共聚物在溶液中自组装亦可 形成聚合物胶束，是否形成聚合物泡囊，也主要 取决于聚合物分子中亲水段的体积比。 如由疏水基PMPS(聚甲基苯基硅烷)和亲水基 PEO(聚氧乙烯)聚合成的ABABAB型的嵌段共聚 物，可在水中形成聚合物泡囊，其膜虽是单分子 层，但膜的外层和内层均系亲水基，夹在膜中间 的是疏水基，膜包围形成亲水性的空腔,见图1622。 250 2·载体材料 (1)膜材料:主要是非离子型表面活性剂，毒性低。亲水基 团主要是醚基或羟基等含氧基团，如聚氧乙烯基或以多 元醇为基础的结构;疏水基团包括长链脂肪酸、长链脂肪 醇和芳烃基等。两种基团以酷键或醚键相结合。 常用约有:单(双)烷基聚丙三醇醚类; 脂肪酸山梨坦类 (Span类); 聚山梨酯类(Tween类); 聚氧乙烯脂肪酸醚类 (Brij类); 合成的双亲性嵌段共聚物。 （2）其他材料:胆固醇，泡囊中加入胆固醇一般可提高膜 的稳定性、降低药物通透性、提高包封率与载药量; 磷酸 二鲸蜡酯(DCP)，膜中加入后可提高泡囊荷电量，提高膜 的稳定性，增大泡囊双分子层的间距、增大泡囊的容积、 增大粒径与包封率。 251 (二)制备方法 制备的方法与脂质体相似，目前采用薄膜分散法 和逆相蒸发法的较多。 1薄膜分散法 如卡铂泡襄的制备，将表面活性剂(如Span)溶于 乙醚，减压旋转蒸发除去乙醚得薄膜，加溶有卡 铂的缓冲液振摇得泡囊的胶体溶液。加甘露醇后 冻干备用。加水后再分散性好，图16-23。平均粒 径3.72µm，跨距0.66，包封率29.2%，体外释药 比原药延长9.14倍。动物试验表明，泡囊的最大 摄取率以肺最大(3.43)，肺AUC为原药的3.4倍， 而且毒性也比原药降低。 252 流感病毒疫苗泡囊的制备 将Span40或60、胆固醇、磷酸二鲸蜡酯(DCP)溶 于氯仿后，60-65℃旋转蒸发形成薄膜，再通氮除 氧得干膜，加PBS于60 ℃将膜水化，于室温同流 感病毒疫苗滚动温育再超声，在氮气氛下用聚碳 酸酯薄膜过滤除去大颗粒，再超离心分离，冻干。 试验结果说明疫苗制成泡囊后活性没有丧失。包 封率结果:用Span60者均高于Span40，含胆固醇 愈多包封率愈高。粒径:用Span60者263土56nm， Span40者(341士9I)nm。体外释放含Span60的释 放较快，释放65%约需24h，含Span40的释放 65%约需48h。 253 2逆相蒸发法 紫杉醇在氯仿中易溶。在甲醇、乙醇、乙醚、丙 醇中溶解。在水中不溶。 采用逆相蒸发法，避光进行。 工艺为:将胆固醇、 DCP、生育酚以31:7:2和紫杉醇溶于氯仿中减压 蒸发形成脂质膜，加乙醚溶解和聚山梨酯60或80 的Tris /HCl缓冲液，超声成溶液，减压除去乙醚 至凝胶形成。继续减压蒸发至形成水混悬液，通 氮除尽乙醚，冰浴超声，得泡囊，粒径7µm以下 的占93%。包封产率为98%。 254 （三）聚合物泡囊 人工合成适当的聚合物，可以薄膜分散法或逆相蒸发法 制备聚合物泡囊，如PEG为亲水段，PLA或 PCL（聚己 内酯)作疏水段聚合成的两亲性嵌段共聚物，可形成聚合 物泡囊，用以包载阿霉索。 方法是将共聚物的氯仿溶液在氮气氛下蒸发成薄膜，真 空干燥除净氯仿。加硫酸胺溶液使薄膜水化，并温育促 进泡囊的自组装，透析除盐后，将药物溶液加大，温育 使药物进人泡囊，再用PBS透析除去剩余药物，得阿霉素 聚合物泡囊混悬液，由不同分子量的共聚物可以得到粒 径从100nm到10µm的泡囊，体外释药试验表明，随着疏 水段的水解，释药逐渐加速，认为释药是水解后在泡囊 内形成微孔而启动的。 255 （四）前体泡囊 前体泡囊（preniosomes)系合成的表面活性剂与胆固醇形 成的一种单层或多层的、具有空腔结构的固态药物载体， 在临用前加水可形成泡囊。 可用于包载各种水溶性和水不溶性药物，其制备工艺简 单。运输、贮藏稳定性好，具有工业化生产前景。 例如雌二醇前体泡囊的制备，将Span40、胆固醇、十二 烷基硫酸钠和雌二醇在氯仿/乙醇(体积比为 5：1)的混合 溶剂中溶解。用喷雾器将溶液喷人圆底烧瓶内山梨醇的 表面上，每次喷人后将烧瓶装人减压旋转蒸发仪上，于 65℃水浴减压旋转l5min 使山梨醇近干，再喷第二次， 烧 瓶置真空保干器中过夜。即得干燥粉末状前体泡囊。 256 257