1、第十二章第十二章 微粒给药系统与靶向制剂微粒给药系统与靶向制剂2.熟悉微粒分散体系物理稳定性的各种理论；脂质体的组成、成膜材料、制备方法及质量评价方法；聚合物胶束、纳米粒、纳米乳的制备及质量评价方法；微囊与微球的释药机制及影响因素、制备与质量评价方法；靶向制剂的设计原理及靶向性评价。3.了解药物微粒分散体系性质的测定方法；微粒给药系统在制剂中的应用；类脂囊泡的概念及其特点；靶向制剂的发展前沿。药物微粒分散体系的概念、分类及性质；脂质体、聚合物胶束、纳米粒、纳米乳、微囊与微球的概念和特点；靶向制剂、被动靶向、主动靶向和物理化学靶向的概念及其特点。1.掌握章节目标第一节微粒分散体系与微粒给药系统分
2、散体系（disperse system）指一种或几种物质高度分散在某种介质中所形成的体系。被分散的物质称为分散相（disperse phase）连续的介质称为分散介质（disperse medium）。分类（按分散相粒子大小）（一）概念一、微粒分散体系的概念、特征与应用类型类型粒径粒径微粒特点微粒特点粗分散体系粗分散体系（混悬液，乳剂等）（混悬液，乳剂等）100 nm一般显微镜下可见，不能透过滤纸和半透膜，不扩散胶体分散体系胶体分散体系（亲液胶体，疏液胶体）（亲液胶体，疏液胶体）1100 nm超显微镜如电镜下可见，能透过滤纸，不能透过半透膜，扩散慢分子分散体系分子分散体系（溶液剂）（溶液剂）1
3、 nm超微显微镜下不可见，能透过滤纸和半透膜，扩散快表表12-1 按照分散相质点的粒径对分散体系分类按照分散相质点的粒径对分散体系分类 微粒（microparticulates）：直径在1 nm100 m范围内的粒子统称为微粒。微粒分散体系（microparticulate disperse systems）：由微粒为分散相构成的分散体系。分散性 微粒分散体系的性质和分散度直接相关。例如胶粒的布朗运动、扩散慢、沉降等性质，皆由微粒分散体系特殊的分散度所决定。粒径更小的分散体系会有Tyndall现象等。多相性 微粒分散体系是不均匀的，其多相性表现在明显的相界面。多相性是其与溶液体系之间的根本性区
4、别。聚结不稳定性 指体系中分散相粒子自发聚结的趋势。微粒具有相对较高的表面自由能。体系有缩小表面积、降低表面能的自发趋势，是热力学不稳定体系。微粒分散体系的分散性、多相性和聚结不稳定性之间是相互关联的，它们是微粒分散体系的基本特点。（二）基本特性提高药物的溶解度和溶解速度，提高难溶性药物的生物利用度。提高药物在分散介质中的分散性和稳定性。在体内分布具有一定的选择性控制药物的释放速度，具有明显的缓释作用，延长药物在体内的作用时间，降低毒副作用等（三）微粒给药系统及其在药剂学中的应用微粒给药系统在缓控释和靶向制剂的研究中发挥着重要的作用。微粒药物载体能改善药物的理化性质和生物学性质，可作为小分子药
5、物以及蛋白多肽、疫苗、基因等大分子药物的递送载体，在药物制剂领域具有广阔的应用前景。（三）微粒给药系统及其在药剂学中的应用微粒大小对其体内外的性能有十分重要的影响。不同大小的微粒分散体系静脉注射给药后，在体内具有不同的分布特征：小于50 nm：能穿透肝脏内皮，通过毛细血管或淋巴传递进入骨髓组织；静脉注射、腹腔注射0.13.0 m：很快被网状内皮系统的巨噬细胞吞噬，最终浓集于肝脏和脾脏等部位；大于肺毛细血管直径2 m：被滞留在肺内，小于该直径的微粒则通过肺而到达肝、脾，被巨噬细胞清除；大于50 m：可以被截留在肠、肝、肾等相应部位。（一）微粒大小二、微粒分散体系的性质1.布朗运动（二）微粒分散体
6、系的动力学性质布朗运动是液体分子热运动撞击微粒的结果。布朗运动是微粒扩散的微观基础，而扩散现象又是布朗运动的宏观表现。正是由于布朗运动使很小的微粒具有了动力学的稳定性。1.布朗运动（二）微粒分散体系的动力学性质t时间内粒子在x轴方向的平均位移介质的黏度粒子半径系统的热力学温度阿伏伽德罗常数 r越小，越小，T越高，则越大，布朗运动越明显。2.扩散与渗透压（二）微粒分散体系的动力学性质作为布朗运动的结果，胶体质点可自发的从高浓度区域向低浓度区域扩散。由公式可知，粒子的扩散能力和粒子的大小成反比，粒径越大，扩散能力越弱。通过扩散系数可求出质点的粒径。扩散示意图扩散系数（二）微粒分散体系的动力学性质2
7、.扩散与渗透压 渗透osmosis：只允许溶剂分子通过而不允许溶质分子通过的半透膜的两侧分别放入溶液和纯溶剂，这时纯溶剂侧的溶剂分子通过半透膜扩散到另一溶液侧。渗透压osmotic pressure：胶体粒子比溶剂分子大得多，不能通过半透膜，因此在溶胶和纯溶剂之间产生的压力就是渗透压。为渗透压，c为溶胶的浓度，R为气体常数，T为绝对温度（二）微粒分散体系的动力学性质3.沉降与沉降平衡 沉降sedimentation：分散体系中微粒粒子的密度大于分散介质的密度时发生粒子大：经过一段时间后，粒子会全部沉降到容器的底部。粒子小：布朗运动明显，粒子受到重力作用而沉降，并由于沉降使上、下部分的浓度发生变
8、化，引起扩散作用，使浓度趋向于均匀。沉降平衡（sedimentation equilibrium）：当沉降和扩散这两种方向相反的作用力达到平衡时，体系中的粒子以一定的浓度梯度分布。此时体系的最下部浓度最大，随高度的上升浓度逐渐减小。（二）微粒分散体系的动力学性质3.沉降与沉降平衡 截面积为A的圆柱形容器内装有某种分散体系，设分散微粒为大小均匀的球形粒子，半径为r，微粒和介质的密度分别为、0，微粒在高度h1和h2处的浓度分别为C1和C2 在一个浓度不均匀的溶液中，若任一截面上放置一个半透膜，溶剂分子通过半透膜从低浓度向高浓度方向迁移的渗透力和溶质分子从高浓度向低浓度迁移的扩散力大小相等、方向相反
9、。则在高度为dh的体积内粒子所受到的总扩散力为：每一个粒子所受到的扩散力为：平衡时，重力和扩散力大小相等、方向相反：上式积分，得：即为高度分布公式，反映了微粒分散体系达到沉降平衡后体系浓度和高度的关系。（二）微粒分散体系的动力学性质3.沉降与沉降平衡 粒子浓度随高度的变化程度和粒子的大小及密度有关。相同物质的微粒分散体系，微粒愈大，浓度随高度的变化越大；不同种类物质的微粒分散体系，物质的密度愈大，浓度随高度的变化越大。粒径较大的微粒静置时会自然沉降，其沉降速度服从Stokes定律。沉降速度V是评价粗分散体系的动力学稳定性，V越小说明体系越稳定，反之不稳定。（三）微粒分散体系的光学性质微粒的大小
10、不同，表现出不同的光学现象，从而可以进行微粒大小的测定：微粒粒径小于光的波长，会出现光散射现象，粒径较大的粗分散体系只有光的反射。丁达尔（Tyndall）效应：判断纳米分散体系的一个简单的方法。纳米级大小的微粒分散体系中，可以观察到明显的乳光，粗分散体系以反射光为主，不能观察到丁达尔效应；而低分子溶液的也观察不到乳光。（四）微粒分散体系的电学性质1.电泳 微粒分散体系的电学性质主要是由微粒表面发生的电离、吸附或摩擦等而产生的电荷所表现的性质。将两个电极插入微粒分散体系的溶液中，再通以电流，微粒可向阴极或阳极移动，这种在电场作用下微粒的定向移动就是电泳。一个半径为r的球形微粒，表面电荷密度为，在
11、电场强度为E的电场作用下移动，其恒速运动速度为。微粒在电场作用下移动的速度与其粒径大小成反比，其他条件相同时，微粒越小，移动越快。（四）微粒分散体系的电学性质2.双电层结构 当固体粒子混悬于液体中时，固体粒子可以从溶液中选择性地吸收某种离子，也可以是其本身发生电离作用而以离子形式进入溶液中，以致使固相两液分别带有不同符号的电荷，在界面上形成了双电层结构。（四）微粒分散体系的电学性质（1）Helmholz平板双电层模型 Helmholz认为固体的表面电荷与溶液中带相反电荷的离子（即反离子）构成平行的两层，如同一个平板电容器。双电层之间的距离很小，约等于反离子的半径。在双电层内粒子的表面电势0直线
12、下降，距离处的电势降为零。在外电场的作用下，带有不同电荷的胶粒和介质分别向不同的电极运动。该模型过于简单，由于离子的热运动，反离子不可能形成平板电容器。（四）微粒分散体系的电学性质（2）Gouy-Chapman扩散双电层模型溶液中的反离子只有一部分紧密地排在固体粒子表面附近，相距12个离子厚度称为紧密层；与紧密层相邻，随着距离增加反离子较少，离子按一定的浓度梯度扩散到溶液主体中，称为扩散层，在电场中，固液之间发生相对位移时，所移动的切动面为AB面。胶粒表面到液体内部的总电势称为表面电势或热动力电势（0），从切动面到液体内部电中性处的电势称为动电势或电势。（四）微粒分散体系的电学性质（3）Ste
13、rn扩散双电层模型 1924年，Stern对扩散双电层模型进行了进一步修正，他认为吸附在固体表面的反电荷离子形成扩散双电层，即在粒子表面吸附的固定层和紧邻的可以自由运动的扩散层。固定层称为Stern层，在扩散层中反离子电性中心构成的面称为Stern面，其他反离子扩散到溶液内部。Stern平面的净电势为d，称为Stern电势，固体的表面电势为0。（四）微粒分散体系的电学性质（3）Stern扩散双电层模型从固体表面至Stern面，电势从0直线降低至d，电势的变化趋势与平板双电层相似。扩散层电势从d一直降为0。在Stern层的反离子与胶粒一起运动，溶液中的反离子都是水合离子，这部分水分子在电场中和胶
14、粒与反离子作为一个整体一起运动。因此，切动面的位置在Stern面以外，电势略小于d。电势与电解质浓度有关，电解质浓度越大，扩散层越薄，电势越小。当电解质浓度足够大时，可使电势为零，称为等电态，此时电泳、电渗速度为零，溶胶很容易聚沉。该模型解释了电解质对电势的影响，并对高价离子和表面活性剂大离子使电势改变或升高的现象给予了合理的解释。絮凝：微粒表面具有扩散双电层，使微粒表面带有同种电荷。如加入一定量的某种电解质，可能中和微粒表面的电荷，降低表面带电量、降低双电层的厚度，使微粒间的斥力下降，出现絮状凝结。（一）絮凝与反絮凝三、微粒分散体系物理稳定性相关理论 影响因素：电解质的离子强度、离子价数、离
15、子半径等。离子价数越高，絮凝作用越强，如化合价为2、3价的离子，其絮凝作用分别为1价离子的大约10与100倍当絮凝剂的加入使电位降至2025 mV时，形成的絮凝物疏松、不易结块，而且易于分散。（一）絮凝与反絮凝三、微粒分散体系物理稳定性相关理论 反絮凝：加入某种电解质使微粒表面的电位升高，静电排斥力增加，阻碍了微粒之间的碰撞聚集，这个现象称为反絮凝。对于粒径较大的粗分散体系，如果出现反絮凝，就不能形成疏松的纤维状结构，微粒之间没有支撑，沉降后易产生严重结块，不能再分散，对物理稳定性不利。（一）絮凝与反絮凝三、微粒分散体系物理稳定性相关理论加入絮凝剂 微粒微粒絮凝网状疏松的聚集体特点：沉降速度快
16、，沉降物体积大，沉降物易再分散，其物理稳定性好加入反絮凝剂微粒减少微粒聚集特点：沉降速度慢，沉降物体积小，沉降物结块，不宜再分散，物理稳定性差 但这种混悬剂由于微粒小，混悬液流动性好，易于倾倒，适用于在短时间内应用的混悬剂。（一）絮凝与反絮凝三、微粒分散体系物理稳定性相关理论使微粒体系具有最佳的物理稳定性的方法：使用絮凝剂使微粒保持絮凝状态防止出现结块现象。在系统中加入水溶性高分子材料，使微粒分散于高分子溶液中，形成反絮凝状态。这些高分子材料还可以改变分散体系的黏度从而减小微粒的沉降速度，维持微粒的稳定状态。加入絮凝剂并将微粒分散体系与高分子溶液混合，可使整个体系达到最佳稳定体系（一）絮凝与反
17、絮凝三、微粒分散体系物理稳定性相关理论提出：Derjaguin、Landau、Verwey、Overbeek核心：微粒的双电层因重叠而产生排斥作用。内容：微粒间的吸引势能双电层的排斥势能微粒间总相互作用势能临界聚沉浓度（二）DLVO理论三、微粒分散体系物理稳定性相关理论1.微粒间的吸引势能同物质微粒间的范德华作用永远是相互吸引，介质的存在能减弱吸引作用，而且介质与微粒的性质越接近，微粒间的相互吸引就越弱。（二）DLVO理论Hamaker常数两球半径两球间最短距离2.双电层的排斥势能微粒之间的排斥能随微粒表面电势和粒子半径的增加而升高，随H0（两粒子球面间的最短距离）的增加呈指数下降。（二）DL
18、VO理论介电常数微粒表面电势波兹曼常数微粒半径两粒子球面间的最短距离3.微粒间总相互作用势能（二）DLVO理论4.临界聚沉浓度总势能为0时，势垒消失，体系由稳定转为聚沉，为临界聚集状态，此时的电解质浓度为临界聚沉浓度。（二）DLVO理论事实表明，除了双电层的静电作用外，还有其他的稳定因素起作用，即微粒表面上吸附的大分子从空间上阻碍了微粒相互接近，进而阻碍了它们的聚结，因此称这一类稳定作用为空间稳定作用。（三）空间稳定理论在我国古代向墨汁中掺入树胶，可使碳粉不致聚结。现代工业上制造油漆、照相乳剂等均加入高分子作为稳定剂。1.经验规律分子稳定剂的结构特点：高分子必须和微粒具有很强的亲和力，以便能牢
19、固地吸附在微粒表面上；又要与溶剂有良好的亲和性，形成厚的吸附层，从而保护微粒不聚结。高分子的分子量与浓度的影响：分子量越大，高分子在微粒表面上形成的吸附层越厚，稳定效果越好。浓度的影响比较复杂，吸附的高分子要能覆盖微粒表面才能起到保护作用，即需要在微粒表面上形成一个包围层。溶剂的影响：在良溶剂中高分子链段能伸展，吸附层变厚，稳定作用增强。在不良溶剂中，高分子的稳定作用变差。对于一种溶剂而言，改变温度相当于改变它对高分子的溶剂性能。用高分子稳定的分散体系，其稳定性常随温度而变。（三）空间稳定理论2.理论基础（1）空间稳定理论体积限制效应理论：吸附在微粒表面上的高分子长链有多种可能构型。两微粒接近
20、时，彼此的吸附层不能互相穿透，因此，对于每一吸附层都造成了空间限制从而产生排斥作用。（三）空间稳定理论2.理论基础（1）空间稳定理论混合效应理论：微粒表面上的高分子吸附层可以相互穿透。吸附层之间的这种交联可以看作是两种浓度的高分子溶液的混合，其中高分子链段之间及高分子与溶剂之间的相互作用发生变化。（三）空间稳定理论四、微粒给药系统的质量评价形态表面电位（Zeta电位）粒径及其分布载药量和包封率 体外释放与突释效应 质量评价渗漏率渗漏率再分散性再分散性氧化程度氧化程度有害有机溶剂的限度有害有机溶剂的限度稳定性稳定性靶向性靶向性其他规定其他规定第二节脂质体与囊泡脂质体的定义及其结构原理 脂质体(l
21、iposomes，或称类脂小球，液晶微囊)是指药物被类脂双分子层包封成的微小囊泡。1971年英国莱门(Rymen)等人开始将脂质体用药物载体。一、概述一、概述脂质体的组成成分包括磷脂、胆固醇等。磷脂为两性物质，其结构中含有亲水基团（磷酸基团和含氨的碱基）及疏水基团（两个较长的烃链）。胆固醇的疏水性较亲水性强，嵌在磷脂形成的双分子膜中间。一、概述脂质体透射电镜图 脂质体具有类细胞膜结构，故作为药物的载体，能被单核吞噬细胞系统吞噬，增加药物对淋巴组织的指向性和靶组织的滞留性。一、概述脂质体最早于1965年由英国的Bangham等提出，他们发现当磷脂分散在水中时形成多层封闭囊泡，类似于洋葱结构。20
22、世纪70年代初，脂质体首次用于人体注射给药，并进行了安全性、体内分布等研究。1985年G.Lopez-Berestein将两性霉素B脂质体注入病人身体，得到了良好的治疗效果。第一个上市用于皮肤病治疗的益康唑脂质体凝胶于1988年由瑞士Cilag制药公司注册，现已在瑞士、意大利、比利时等国上市销售。第一个上市用于治疗真菌感染的注射用两性霉素B脂质体（Ambisome，美国NeXstar制药公司）于1990年底首先在爱尔兰得到批准上市销售。一、概述脂质体的应用模拟生物膜的研究，脂质体也被称为人工生物膜药物的可控释放和体内靶向性研究作为非病毒载体用于基因（DNA、RNA等）的细胞内传递高档化妆品脂质
23、体的特点靶向性：普通脂质体进入体内可被巨噬细胞吞噬，选择性地集中于单核吞噬细胞系统，具有淋巴系统趋向性和被动靶向性，可用于治疗肿瘤和防止肿瘤扩散转移，以及防治寄生虫病等。缓释性：将药物包封于脂质体中，使药物在体内缓慢释放，延长作用时间。降低药物毒性：药物被脂质体包封后，主要被单核-巨噬细胞系统所摄取，可浓集于肝脾和骨髓等吞噬细胞较丰富的器官中降低药物对心和肾的毒性。提高药物稳定性细胞亲和性与组织相容性：脂质体具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，还可通过融合进入细胞内，发挥相应作用。水溶性药物和亲脂性药物均可选择脂质体作为药物载体。（1）中性
24、磷脂 磷脂酰胆碱（PC）是最常见的中性磷脂，是细胞膜的主要磷脂成分，也是脂质体的主要组成成分。天然来源的磷脂酰胆碱是多种磷脂酰胆碱的混合物。人工合成的磷脂酰胆碱有二棕榈酰磷脂酰胆碱、二硬脂酰磷脂酰胆碱、二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱（DMPC）等。其他中性磷脂还有鞘磷脂（SM）或烷基醚磷脂酰胆碱类似物，磷脂酰乙醇胺（PE）等。1.磷脂 二、脂质体的膜材料（2）负电荷磷脂 又称为酸性磷脂，常用的有磷脂酸（PA）、磷脂酰甘油（PG）、磷脂酰肌醇（PI）、磷脂酰丝氨酸（PS）等。2.正电荷脂质二、脂质体的膜材料硬脂酰胺；脂肪胺衍生物，如N-1-（2,3-二油酰基）丙基-N,N,N-三甲基氯化铵（DOTMA），
25、溴化三甲基-2，3-二油酰氧基丙基铵（DOTAP），N-1-（2,3-二油酰氧基）丙基-N-（2-（精氨酸基酰胺）乙基）-N,N-二甲基三氟乙酸铵（DOSPA），双十八烷基二甲基溴化铵（DDAB）；胆固醇衍生物3-N-（N,N-二甲基胺乙烷）-胺基甲酰基胆固醇盐酸盐等。正电荷脂质体常作为基因的递送载体。3.胆固醇二、脂质体的膜材料胆固醇（cholesterol）是生物膜的重要组成成分之一。它是一种中性脂质，亦属于两亲性分子，但是亲油性大于亲水性。胆固醇本身不能形成脂质双分子层结构，但它作为两性分子能嵌入磷脂膜，其羟基基团朝向亲水面，甾环及脂肪链朝向并平行于磷脂双分子层中心的烃链。嵌入磷脂膜的胆
26、固醇具有调节膜的流动性的作用。1.相变温度 三、脂质体的理化性质当升高温度时，脂质双分子层中的酰基侧链从有序排列变为无序排列，这种变化引起脂膜的物理性质发生一系列变化，可由“胶晶”态变为“液晶”态。此时，膜的横切面增加，双分子层厚度减小，膜的流动性增加。这种转变时的温度称为相变温度（phase transition temperature，Tc）。所有磷脂都具有特定的Tc值，这依赖于极性基团的性质、酰基链的长度和不饱和度。一般酰基侧链越长或链的饱和度越高，相变温度越高。当磷脂发生相变时，易导致内容物的泄漏，从而影响脂质体的稳定性和在生物系统中的行为。2.膜的通透性三、脂质体的理化性质脂质体膜是
27、半通透性膜，不同离子、分子跨膜扩散的速率有极大的不同。极性分子如葡萄糖和高分子化合物通过膜非常慢，而电中性小分子如水和尿素能很快跨膜。荷电离子的跨膜通透性有很大差别。质子和羟基离子穿过膜非常快，可能是由于水分子间氢键结合的结果；钠和钾离子跨膜则非常慢。在体系达到相变温度时，质子的通透性增加，并随温度的升高而进一步提高。因为磷脂膜的半渗透性，膜两侧的物质浓度的不同会产生渗透压，当脂质体包裹较高浓度的物质时，包裹在脂质体内的分子量较小的物质的渗漏就会增加，有时渗透压还可能导致磷脂膜的破裂。3.膜的流动性 三、脂质体的理化性质流动性是磷脂分子热运动的表现，升高温度时膜的流动性增加，液晶态较凝胶态膜的
28、流动性大，被包裹在脂质体内的药物具有较大的释放速率，因而膜的流动性直接影响脂质体的稳定性。胆固醇具有调节膜流动性的作用，磷脂与胆固醇的摩尔比为1:1时，脂质体膜相变消失，因此胆固醇也被称为流动性缓冲剂。在低于相变温度时，磷脂中加入胆固醇可使膜分子排列的有序性降低，膜的流动性和通透性增加；高于相变温度时，磷脂中加胆固醇则可增加膜排列的有序性增加，膜的流动性和通透性降低。4.脂质体的荷电性三、脂质体的理化性质仅由中性磷脂（如磷脂酰胆碱）制得的脂质体显电中性，其Zeta电位为0，称为中性脂质体。含酸性脂质如磷脂酸（PA）和磷脂酰丝氨酸（PS）的脂质体荷负电，Zeta电位小于0，称为负电荷脂质体或阴离
29、子脂质体；含正电荷脂质的脂质体荷正电，Zeta电位大于0，称为正电荷脂质体或阳离子脂质体。（一）按脂质体的结构类型分类四、脂质体的分类 1、单室脂质体(unilamellar vesicles,ULV)球径0.020.08m为小单室脂质体(single unilamellar vesicles,SUV)通常小单室脂质体也可称为纳米脂质体。0.11m为大单室脂质体(large unilamellar vesicles,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液，绝大部分为单室脂质体。（一）按脂质体的结构类型分类四、脂质体的分类
30、 2、多室脂质体(multilamellar vesicles,MLV)球径 15m，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（二）按脂质体荷电性分类四、脂质体的分类脂质体按其荷电性分为中性脂质体、阴离子脂质体和阳离子脂质体。（1）普通脂质体（2）长循环脂质体 被神经节苷脂（GM1）、磷脂酰肌醇、聚乙二醇等在脂质体表面高度修饰，交错重叠覆盖在脂质体表面，形成致密的构象云，也称为空间稳定脂质体。（3）特殊功能脂质体 如pH敏感脂质体、免疫脂质体。（三）按脂质体的性能分类五、脂质体的靶向性很多药物在到达体内作用部位之前被降解代谢或消
31、除，到达作用部位并发挥疗效的药物浓度水平只占很少的部分。另外，药物在全身分布，不但作用于靶组织，也作用于非靶组织，引起毒副作用。脂质体的靶向性治疗就是利用脂质体载体，改变药物的体内分布，使药物仅作用于病变部位或靶细胞，而避免对正常细胞的作用。载药脂质体的靶向性可实现改变体内分布，提高疗效，降低毒副作用，药物长效化等。六、脂质体进入细胞的机制吸附（adsorption）是脂质体作用的开始。在适当的条件下，脂质体通过静电、疏水作用，非特异性吸附到细胞表面，或通过脂质体上的特异性配体与细胞表面的受体结合而特异性吸附到细胞表面。吸附使细胞周围药物浓度增加，药物可缓慢地渗透到细胞内。融合（fusion）
32、是指脂质体膜与细胞膜相结合而融为一体，从而将包封的药物直接传递到细胞内，药物不经历溶酶体降解过程，因此是有效的入胞传递方式。六、脂质体进入细胞的机制脂质交换（lipid exchange）是吸附于细胞表面的脂质体的脂质成分与细胞膜进行脂质交换。脂质交换为分子热运动的结果，也可以通过细胞表面特异性蛋白介导。交换过程中脂质体膜通透性增加，药物释放加快。内吞/吞噬（endocytosis/phagocytosis）是脂质体的主要入胞机制。具有吞噬功能的细胞摄取脂质体进入细胞，或通过受体介导的内吞等手段使靶细胞特异性摄取脂质体进入细胞，进而与细胞内的溶酶体融合，形成晚期内涵体（pH约为45），随后脂质
33、体被溶解、消化，释放药物，磷脂被水解成脂肪酸，同时也可能导致包封的药物失活，易失活的药物最好在形成晚期内涵体前从脂质体中释放，这可通过设计pH敏感脂质体等方法实现。七、脂质体的制备方法1、薄膜分散法 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)然后将氯仿溶液在茄形瓶中旋转蒸发，在瓶内壁上形成一层薄膜；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。薄膜分散法制得的脂质体一般为多层脂质体，其粒径范围多数为15 m。由于水化制备的脂质体太大且粒径不均匀，为减小粒径并使粒经均匀，将多层脂质体转变成大单层脂质体或小单层脂质体，设计了不同的匀化方法，还可将薄膜分散法分成
34、薄膜超声法、薄膜匀化法、挤压过膜法、French挤压法等方法七、脂质体的制备方法2.逆相蒸发法 将磷脂等膜材溶于有机溶剂如三氯甲烷、乙醚等，加入待包封药物的水溶液进行短时超声，直至形成稳定的W/O型乳剂，减压蒸发有机溶剂，形成脂质体。制备过程为：脂质加入50 mL茄形瓶中，加入3 mL三氯甲烷或乙醚溶解后，加入1 mL含水溶性物质的缓冲液形成两相系统。在水浴型超声仪上超声至混合物形成均匀的W/O型乳剂，可放置30分钟不分层。将W/O型乳剂在旋转蒸发仪上减压蒸发去除有机溶剂至凝胶形成。继续减压蒸发510分钟，形成水性悬浊液即脂质体悬液，或在混匀器上机械振荡，凝胶块崩溃转成液体。如果第一次不发生崩
35、溃，继续上述干燥过程，再次机械振荡至形成液体。悬液形成后，继续在蒸发器上干燥510分钟，进一步去除残留有机溶剂，最后充氮气至醚味消失。七、脂质体的制备方法 3、乙醇注入法 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机二次，则所得成品大多为单室脂质体，少数为多室脂质体，粒径绝大多数在1m以下。该方法用于工业生产时一次可制备较大量的脂质体，生产效率较高。七、脂质体的制备方法4
36、.化学梯度法 一种主动载药法，该法使制备水溶性药物的高包封率脂质体成为可能，但其应用与药物的结构密切相关，不能推广到任意结构的药物。主动载药技术包括三个步骤：首先制备空白脂质体，所采用的水相为特定的缓冲液，形成脂质体的内水相；采用透析或加入酸碱等方法使缓冲溶液在膜内外形成特定的浓度梯度；将药物溶解于外水相，适当温度孵育，使在外水相中未解离的药物通过脂质体膜载入内水相中。根据缓冲物质的不同，主动载药技术分为pH梯度法、硫酸铵梯度法和醋酸钙梯度法。对于弱碱性药物可采用pH梯度法或硫酸铵梯度法，对于弱酸性的药物可采用醋酸钙梯度法。七、脂质体的制备方法5.其他制备方法 钙融合法：将磷脂酰丝氨酸等带负电
37、荷的磷脂中加入钙离子，使之相互融合成蜗牛壳圆桶状，加入络合剂EDTA，除去钙离子，即产生单层脂质体。此方法的特点是形成脂质体的条件非常温和，可用于包封DNA、RNA和蛋白等生物大分子。前体脂质体法：前体脂质体（proliposomes）系指脂质体的前体形式，磷脂通常以薄膜的形式吸附在山梨醇等辅料为骨架的粒子表面形成的粉末或以分子状态分散在适宜溶剂中形成的溶液，应用前与稀释剂水合即可溶解或分散重组成脂质体。八、脂质体与未包封药物的分离 脂溶性药物可掺入到脂质体的双分子层膜中，其包封率取决于脂溶性药物在脂质中的溶解度。对于脂溶性适当的多数药物，包封率可高达90%以上。脂质体包载水溶性药物时，能够被
38、包封的水溶性药物往往只是一部分，对于未包封的药物，常用如下方法将脂质体与未包封的药物进行分离。1.透析法 适合于分离小分子物质，不适用于除去大分子药物。透析法的优点是不需要复杂昂贵的设备，能除去几乎所有游离药物。2.柱色谱分离法 常用葡聚糖凝胶柱（如Sephadex G-50），该法又被称为凝胶过滤法。八、脂质体与未包封药物的分离 3.离心法 是分离脂质体与游离药物的有效方法。沉淀脂质体的离心力依赖于脂质体的组成、粒径大小以及脂质体与分散介质的密度差，一般需超速离心才可达到有效分离。4.鱼精蛋白凝聚法 鱼精蛋白中碱性氨基酸占有较大比例，因此鱼精蛋白带正电，会与带负电或中性的脂质体产生凝聚作用，
39、从而通过常规离心即可将脂质体和游离药物分离。5.微型柱离心法 将脂质体加入装有葡聚糖凝胶的微型柱（可用预先去芯后塞入一块 WhatmanGF/B滤纸垫的1 mL塑料注射器），通过常规离心快速洗脱分离出脂质体和游离药物（分子量须7000Da）。该法方法简单、快速有效，适用于少量样品的分离。九、脂质体的灭菌1.热压灭菌法 适合于少数脂质体药物。以103.4 kPa，121加热灭菌可以造成脂质体不可恢复的破坏，但不同溶媒中脂质体耐加热灭菌能力不同。经121灭菌20 min后，发现在生理盐水中脂质体易发生凝聚，继而出现相分离，而在等渗糖溶液和多羟基化合物溶液中未观察到凝聚。100流通蒸气灭菌适于饱和磷
40、脂制备的脂质体2.60Co射线灭菌 对脂质体灭菌是较好的选择之一。3.滤过除菌 0.22 m或更小的脂质体可通过滤过法除菌，将脂质体加压挤压通过0.22 m聚碳酸酯膜，可以同时完成粒径的调整和除菌。4.无菌操作十、脂质体的质量评价1.脂质体的形态观测 除可用普通光学显微镜、透射电子显微镜外，还可用冷冻蚀刻法。2.磷脂的质量检测 （1）磷脂的水解（2）磷脂的氧化 3.稳定性研究 4.其他 脂质体制剂属于微粒制剂，其质量评价还包括粒径及其分布、Zeta电位、载药量和包封率、突释效应和渗漏率、再分散性、有害溶剂的限度等项目，可参考本章第一节的相关内容。脂质体制成的制剂应符合药典相关制剂项下的规定。（
41、一）类脂囊泡的概念十一、类脂囊泡类脂囊泡（niosomes）又称非离子表面活性剂囊泡（nonionic surfactant vesicles），是非离子型表面活性剂形成的双分子层闭合球状或近似球状结构的囊泡。作为类脂囊泡的载体材料，非离子表面活性剂结构中含有极性的亲水基团和非极性的疏水基团，与形成脂质体的膜材料磷脂类似。所以类脂囊泡在结构组成和物理性质方面与脂质体相似，但稳定性高于脂质体。（二）类脂囊泡的载体材料十一、类脂囊泡类脂囊泡的主要制备材料是非离子型表面活性剂。形成类脂囊泡的表面活性剂应具有合适的两亲性基团，疏水性烷基链的长度一般为C12C18。此外，还常添加胆固醇等附加剂，通过胆固
42、醇的空间排斥作用阻止囊泡的聚集。1.非离子型表面活性剂：多元醇型、聚乙二醇型、聚氧乙烯-聚氧丙烯共聚物、脂肪酸蔗糖酯、蔗糖醚等。2.附加剂：胆固醇，电荷调节剂，如硬脂酸胺（SA）或二鲸蜡醇磷酸酯（DCP）。（三）类脂囊泡的形成机制及影响因素十一、类脂囊泡1.HLB值 类脂囊泡的形成机制与脂质体具有一定的相似性，但所用的主要材料为非离子表面活性剂，当所用的非离子表面活性剂浓度超过其临界胶束浓度时会以囊泡形式存在。非离子表面活性剂的一个重要参数是亲水亲油平衡值（HLB值），该值可以较好地预测该分子能否形成类脂囊泡。例如，HLB值为48的司盘类可形成较好的类脂囊泡。（三）类脂囊泡的形成机制及影响因素
43、十一、类脂囊泡2.临界聚集参数 临界聚集参数（CPP）：用无量纲的数值描述两亲性分子在聚集时形成胶束还是囊泡结构。V为分子中脂肪链的体积；Ic为分子中脂肪链在无约束条件下的伸长长度；0为亲水性基团的截面积。当两亲性分子的CPP0.5时，形成胶束；0.5CPP1时，形成反向胶束。（四）类脂囊泡的制备及质量评价十一、类脂囊泡类脂囊泡的结构与脂质体相似，大多可采用与脂质体类似的制备方法，主要有薄膜分散法、反相蒸发法、乙醇注入法等。类脂囊泡质量评价参照脂质体的评价方法。（一）脂质体作为抗癌药物的载体十二、脂质体和类脂囊泡作为药物载体的应用第一个抗癌药物脂质体多柔比星脂质体（Doxil，商品名楷莱，美国
44、Sequus制药公司）于1995年在美国及欧洲相继获批上市。此脂质体中含有聚乙二醇（PEG）与二硬脂酸磷脂酰乙醇胺（DSPE）的衍生物（PEG-DSPE），这种PEG修饰的脂质体称为长循环脂质体。PEG修饰避免了巨噬细胞对脂质体的吞噬作用，有效的延长脂质体在血液中的循环时间，有利于借助肿瘤部位毛细血管通透性的增加，即EPR效应。增加脂质体在肿瘤部位的的渗透性和蓄积量。近些年来，我国也相继有多个抗癌药物脂质体获批上市，主要有紫杉醇脂质体、注射用两性霉素B、盐酸多柔比星脂质体等。（二）脂质体作为抗菌药物和抗病毒药物的载体十二、脂质体和类脂囊泡作为药物载体的应用脂质体与生物细胞膜具有较强的亲和力，将
45、抗菌药物和抗病毒药物包封在脂质体内可明显提高药物的抗菌和抗病毒效果。注射用两性霉素B脂质体（Ambisome，美国Nexstar制药公司）是第一个批准上市用于治疗真菌感染的脂质体产品，该制剂在提高药物抗感染作用的同时，能有效地降低两性霉素B引起的急性肾毒性。（三）脂质体作为基因治疗药物的载体十二、脂质体和类脂囊泡作为药物载体的应用 在体内环境中，基因类药物（DNA和RNA）分子都非常容易被核酸酶降解，稳定性较差。而且由于它们分子量大，还带有大量负电荷，水溶性好，几乎没有脂溶性，与传统的小分子药物在体内的吸收、分布、代谢的机制完全不同。更特殊的是，由于基因药物的作用靶点都是在细胞内甚至细胞核内，
46、药物的递送还必须跨越细胞膜和核膜的壁垒。脂质体作为基因类药物载体有其独特的优势：磷脂成分生物可降解、生物相容性好、无免疫原性；可运载不同大小的基因片段，其装载量大大超过其它载体；可有效保护DNA免受核酸酶的降解；可以通过内吞、融合和脂交换等作用方式进入细胞，体外转染效率相对较高；制备工艺简便等。（四）其他十二、脂质体和类脂囊泡作为药物载体的应用 脂质体在装载药物作为抗寄生虫、原虫药物和解毒剂的载体方面，也显示出了良好的应用前景。类脂囊泡与脂质体的应用范围基本一致，但临床上尚没有类脂囊泡产品应用，文献报道的类脂囊泡主要用于抗感染药物、抗肿瘤药物、抗炎药物和诊断造影剂的载体。已上市的脂质体制剂已上
47、市的脂质体制剂第三节 聚合物胶束一、概述聚合物胶束（polymeric micelles）系由两亲性嵌段共聚物在水中自组装形成的胶束，属于热力学稳定体系。两亲性嵌段共聚物同时具有亲水段和疏水段，在水溶液中疏水段通过疏水相互作用自动缔合形成胶束的疏水内核，而亲水段则形成胶束的亲水外层，从而组装形成稳定的聚合物胶束体系。聚合物胶束除可用于难溶性药物的增溶外，还可用作药物载体，以延缓药物释放，提高药物的靶向性，从而提高药物的疗效，降低药物的毒副作用。1.嵌段聚合物胶束二、聚合物胶束的分类与载体材料 聚合物可分为均聚物（homopolymer）和共聚物（copolymer）两大类。共聚物又分为嵌段共聚
48、物（block copolymer）和接枝共聚物（graft copolymer）。两亲性嵌段共聚物同时具有亲水嵌段和疏水嵌段，可在水性环境中自组装形成具有核壳结构的胶束，是制备聚合物胶束最常用的材料。两亲性嵌段共聚物主要有二嵌段和三嵌段两类。二嵌段为AB型，一端为疏水链段，一端为亲水链段，在水溶液中自发组装形成胶束。三嵌段多为ABA型，即疏水链段的两端为亲水链段。1.嵌段聚合物胶束二、聚合物胶束的分类与载体材料 两亲性嵌段共聚物亲水段材料一般用聚乙二醇（PEG）、聚氧乙烯（PEO）、聚维酮（PVP）、壳聚糖和透明质酸等；疏水段材料主要有聚乳酸、聚己内酯、聚氨基酸、聚丙烯、聚苯乙烯、精胺或短链
49、磷脂等。对于亲水段为PEG的两亲性嵌段共聚物，若要获得稳定的聚合物胶束，PEG段分子量通常要求在100015000之间，疏水段与此相当或稍小。2.接枝聚合物胶束二、聚合物胶束的分类与载体材料两亲性接枝共聚物通常由疏水（或亲水）的骨架主链与亲水（或疏水）的支链构成，在水溶液中可自组装形成具有核-壳结构的胶束。如图12-13C，此两亲性接枝共聚物由疏水骨架链和亲水支链构成，其内核由疏水骨架链组成，外壳则是由亲水的支链组成。3.聚电解质胶束二、聚合物胶束的分类与载体材料将含有聚电解质链的嵌段共聚物与带相反电荷的另一聚电解质共聚物在水溶液中混合时，通过带相反电荷嵌段之间的静电相互作用，形成以聚电解质复
50、合物为疏水内核，以不带电荷的亲水嵌段为壳的聚电解质胶束。三、聚合物胶束的形成机理 聚合物胶束的形成机理与小分子表面活性剂胶束相似。当两亲性共聚物在水相中浓度很小时，聚合物分布在水的表面，疏水嵌段向外，亲水性嵌段向内。当水表面的聚合物达到饱和后，继续增加聚合物浓度，聚合物分子会转入溶液内部，由于水分子间强大的偶极引力，使其疏水嵌段受到排斥产生疏水相互作用，诱导疏水段聚集，从而自组装形成聚合物胶束。四、聚合物胶束的制备方法 1.物理包载法 适用于疏水性药物。（1）直接溶解法 （2）透析法 （3）自组装溶剂挥发法 （4）乳化-溶剂挥发法 将疏水性药物溶于与水不互溶的有机溶剂中，形成有机相；聚合物溶解
