【文章內(nèi)容簡介】 通過腎臟被排泄的速度，因而延長了在體內(nèi)的循環(huán)時間。據(jù)報道，在靜脈給藥幾小時后，仍可從血漿中檢測到完整的聚合物膠束。 表 52是 聚合物膠束負載的脂溶性藥物的部分實例。 表 52 部分脂溶性藥物在聚合物膠束上的負載 藥物 聚合物膠束 粒徑 （ nm） 文獻 兩性霉素 B PEO聚芐基天冬氨酸（ PBLA） 26 [16] 反義寡核苷酸 PEO聚賴氨酸 P(Lys) 50 [17] 順鉑 PEO聚 天冬氨酸 P(Asp) 16 [18] 吲哚美辛（鎮(zhèn)痛消炎藥） PEO聚己內(nèi)酯（ PCL） 145~165 [19] 安息香酸碘衍生物 PEO聚賴氨酸 P(Lys) 80 [20] 質(zhì)粒 DNA PEO聚賴氨酸 P(Lys) 140~150 [21] 阿霉素 （ DOX） PEO聚芐基天冬氨酸（ PBLA） 37 [22] 水溶性藥物 鹽酸普魯卡因 [23]是一種水溶性藥物。據(jù)報道 ，在 D， L聚丙交酯 /乙交酯共聚物（ PLGA）納米粒上，其載藥量可達到 10%。相應的包封率在 5%~14%左右。聚合物納米粒的尺寸在 150nm~210nm之間。 制備方法是采取溶劑置換法（納米沉淀法）。其原理是基于界面沉析，聚合物從一個半極性、與水相容的溶劑中，通過加入一定量的水，使之沉析出來。精確稱取 D， L聚丙交酯 /乙交酯共聚物（ PLGA） 50mg 以及特定量的藥物鹽酸普魯卡因溶于 5 mL 的乙睛中，在室溫、攪拌下，將此有機相混合物滴加至 15 mL 水相中，維持攪拌直到有機溶劑完全揮發(fā)。 水相的 pH 值在這一制備 過程中十分重要。水相 pH 值的增加，將導致鹽酸普魯卡因溶解性的降低。當水相 pH 值從 到 時，載藥量從 11%增加到 58%。這可能歸因與鹽酸普魯卡因在 時的離子化程度（溶解性）的改變，在 僅有 %的鹽酸普魯卡因離子化，而在 時，其離子化程度高達 99%。因此，降低藥物向 的水相的遷移，對于增加藥物在納米粒上負載量是有意義的。圖 57 為不同載藥量的 PLGA 納米粒的 TEM 照片。 145 圖 57 不同載藥量的 PLGA 納米粒的 TEM 照片。 左： 2%載藥量；中： 4%載藥量；右 ： 10%載藥量。 為了增加水溶性藥物與聚合物基體的結(jié)合性，可在聚合物基體中加入聚天冬氨酸，其作用相當于一種絡(luò)合劑。 這是由于陽離子的藥物與聚天冬氨酸結(jié)構(gòu)上的羧基發(fā)生靜電相互作用，增加藥物與聚合物基體的結(jié)合性。但是實驗發(fā)現(xiàn)，在加入聚天冬氨酸后，鹽酸普魯卡因的載藥量并沒有明顯的增加。而另一種陽離子水溶性藥物，二咪那嗪醋酸酯（一種抗寄生蟲藥）的載藥量從 %增加到 %，包封率從 %增加到 %。 盡管這兩種藥物均為陽離子型，分子結(jié)構(gòu)上均有胺基可與聚天冬氨酸結(jié)構(gòu)上的羧基發(fā)生靜電相互作用，但與聚合 物基體的結(jié)合性上存在較大差異。通過等溫滴定微量熱的進一步研究，發(fā)現(xiàn)兩種藥物與聚天冬氨酸復合物的熱行為不同。鹽酸普魯卡因與聚天冬氨酸作用時，是吸熱過程。而對二咪那嗪醋酸酯來說則是放熱過程。這個結(jié)果表明兩種藥物與聚天冬氨酸的親和性不同。這一點可從二者的化學結(jié)構(gòu)差異得到解釋：二咪那嗪醋酸酯的分子結(jié)構(gòu)上含有更多的胺基，因而具有更高的電荷密度，這有利于增強與聚天冬氨酸的相互作用。 紫杉醇（ paclitaxel），是一種從太平洋紫杉樹的樹皮和針葉中提取的抗癌藥，具有明顯的抗腫瘤作用。對子宮癌和乳腺癌、小核細胞和 大核細胞肺癌、腦瘤、頸瘤和轉(zhuǎn)移性黑色素瘤等有明顯的效果。紫杉醇在臨床應用上的主要困難是它不溶于水（大約 1μ g/mL）。 典型的紫杉醇制劑是一種聚氧乙基化蓖麻油（ Cremophor EL）和無水乙醇的濃縮液（每毫升含有6 毫克的 紫杉醇 ），在使用之前必須稀釋。為了達到足夠劑量的紫杉醇，聚氧乙基化蓖麻油的使用量較大。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)某些毒副作用，包括血管舒張、呼吸困難和血壓過低都歸因于聚氧乙基化蓖麻油。動物實驗和臨床試驗表明這種載體能夠引起嚴重的過敏癥狀。事實上，通過靜脈將藥物紫杉醇注射到大鼠體內(nèi)的急性致死毒性主要是由聚 氧乙基化蓖麻油所引起的。 這種紫杉醇制劑在臨床上并非對所有腫瘤都有療效，這可能是由于上述紫杉醇制劑不具有靶向性，故未進入某些腫瘤細胞組織。 制備水溶性的紫杉醇通常在紫杉醇的 2羥基或者 7羥基處引入可溶性基團（見圖 58），如琥珀 146 酸鹽和氨基酸得到紫杉醇前藥。但是這些前藥缺乏足夠的化學穩(wěn)定性。為了克服上述缺點，美國專利提出，在紫杉醇或紫杉萜的 2羥基或者 7羥基處（見圖 58）與水溶性聚合物（如聚谷氨酸，聚天冬氨酸）反應。這些復合物的抗腫瘤效 果十分明顯。再將此復合物按一般納米粒制備方法制成納米劑型。 該專利所描述的方法也可用于制備其它藥物與水溶性聚合物的復合物，例如 eropside、 teniposide,、 fludarabine（抗腫瘤藥） 、 阿霉素 、 紅比霉素、大黃素、 5氟尿嘧啶、 FUDR、雌二醇、喜樹堿、維生素 A酸、異搏定， epothilones和環(huán)孢菌素等，這些具有羥基的化合物能象紫杉醇（ paclitaxel）一樣通過類似的化學反應與水溶性聚合物反應。這種反應在化學中已經(jīng)研究得比較成熟。 圖 58 紫杉醇化學結(jié)構(gòu)（ R1， R2： H） 蛋白、肽 、核酸類 1．多肽類藥物的輸送體系 隨著生物技術(shù)的發(fā)展，多肽類藥物日益受到重視，尤其是 DNA 重組技術(shù)的發(fā)展使得這類藥物能以較大規(guī)模進行生產(chǎn)。然而多肽藥物在實際應用中受到一定的限制，這是由于肽在胃腸里被蛋白酶迅速降解。因此，它們通常采取靜脈給藥方式。又由于肽的生物半衰期很短，故需頻繁給藥。同時，多肽類藥物穿過生物屏障的能力較弱，這歸因于它的弱擴散作用和低分配系數(shù)。為了解決這些問題，對于多肽類藥物的安全而可控靜脈內(nèi)給藥，人們提出了生物降解納 米粒為載體的載藥系統(tǒng)。 由于丙交酯 /乙交酯共聚物（ PLGA ）的疏水性和酸性，蛋白和多肽在 PLGA中是不穩(wěn)定的。此外 ,蛋白類藥物從 PLGA基體中釋放時，存在一個爆釋現(xiàn)象。對此，人們采用不同的方法改變聚合物納米粒的表面特性，研制了一些新的納米粒載藥系統(tǒng)。在這些研究中，最初是將牛血清白蛋白（ BSA）負載在聚乙烯醇（ PVA）納米粒上，其后是負載在 PLGAPVA復合物納米粒上。 Gasper等 [24]的最新研究表明， PLGA的末端羰基具有較高的負載蛋白的能力，負載量可達質(zhì)量分數(shù)為 %，并且連續(xù)釋放約為 20天；另一方面，而末端酯化的羰基負載能力較低 (質(zhì)量分數(shù)為 % )，并且釋放時間約為 14天。 還有報道采用自乳化 /溶劑置換技術(shù)，制備了負載 PGDF 受體 β （ PGDFRβ）、 AG1295 的聚乳酸納米粒，并研究了它們的釋放動力學、體外釋放速率以及納米粒尺寸的影響。在對負載胰島素的 PLGA 147 納米粒（ 400nm）的肺部給藥系統(tǒng)的研究中，也是應用乳化溶液分散方法制備納米粒。與胰島素的水溶液噴霧相比，通過霧化法把 PLGA 納米粒的水分散體輸送到豚鼠中， 48 小時后，血糖水平明顯降低。在初始釋放期，從納米粒中釋放的藥物 約為 85%，藥物的釋放個可達數(shù)小時。 應用相轉(zhuǎn)變納米包囊技術(shù)，胰島素也成功包裹在不同的聚酯和聚酸酐納米粒上。被包囊的胰島素保持了它的生物活性，釋放胰島素的時間超過 6h。在含有富馬酸酐齊聚物和氧化鐵添加劑的 PLGA 納米粒中， %的胰島素鋅口服具有活性，同樣具有控制血糖水平的功能。 2．核酸的輸送和釋放 近年來，基因療法已經(jīng)成為一種治療疾病的新方法，但在臨床實踐中較難取得成功，主要原因在于缺乏一種有效的、定向的基因載體。因此， 基因 的 輸送 也 是對 載藥系統(tǒng)研究領(lǐng)域 的一個挑戰(zhàn) 性任務?？缮锝到饩酆衔锸?一種有潛力的載藥系統(tǒng)。其優(yōu)勢是高分子體系的穩(wěn)定性、易處理性。 用 聚合物 納米控釋系統(tǒng)輸送核苷酸有許多優(yōu)越性，如能保護核苷酸，防止降解；有助于核苷酸轉(zhuǎn)染細胞，并可起到定位作用；能夠靶向輸送核苷酸。 有 研究 表明，負載 寡核苷酸 的 聚氰基丙烯酸烷基酯納米粒，無論在緩沖液還是在細胞培養(yǎng)基中，結(jié)合在納米粒上的寡核苷酸都具有對抗核酸酶的作用，防止了核苷酸的降解，并通過細胞對納米粒的吞噬作用而增加了寡核苷酸進入細胞內(nèi)的量，同時增強了其在細胞內(nèi)的穩(wěn)定性。 Godard 等 [25]將膽固醇結(jié)合到十二聚體的寡脫氧核糖核酸上，形成復合物，該 復合物通過膽固醇基團吸附到聚氰基丙烯酸烷基酯納米粒上，然后轉(zhuǎn)染人類膀胱癌細胞 T24，該復合物能與 Haras 原癌基因 mRNA 變異區(qū)互補而形成雙螺旋，從而起到反義效果，抑制人類膀胱癌細胞 T24 在培養(yǎng)基中的增生。納米控釋系統(tǒng)在體內(nèi)同樣能保護寡核苷酸，防止降解， 例如 將 33PpdT16 特異地輸送到肝臟， 可 減少其在腎和骨髓中的分布。靜脈注射 5 分鐘，納米粒能部分地保護 pdT16，防止其在血漿和肝臟中降解，而游離的 pdT16 在此時已經(jīng)完全降解。 一般說來，這些納米粒都在 150nm 以下，并且至少 30%的納米粒都在 100nm 以 下。 在負載 核酸的納米粒的制備中，沉淀 /溶劑蒸發(fā)法是常用的方法。一般制備過程中是將聚合物溶解于含凝結(jié)劑和藥物的溶劑中（如三氟乙醇， TFE），再加入非溶劑使其沉淀出來。尤其是對剪切敏感分子（如 DNA），這種方法可避免機械應力作用對 DNA 的破 壞。用于制備這類納米粒的高分子材料包括 丙交酯 /乙交酯共聚物（ PLGA）、 聚ε 己內(nèi)酯、聚羥基丁酯和其它聚酯類。另外，在制備這類納米粒時，還使用某些凝結(jié)劑，常用的有聚 L賴氨酸、聚 d賴氨酸、肌胺、亞麻酸、乳酸 /賴氨酸共聚物、 1， 2二?；?3三甲基銨 丙烷（ TAP）、 1， 2二?；?3二甲基銨 丙烷（ DAP）、二甲基二十八烷基溴化銨 （ DDAB）等 。 148 另外，吸附于納米粒表面上的修飾物，可以防止被特定細胞表面識別，故能用于靜脈給藥。聚乙二醇（ PEG）即為這種修飾物。納米粒尺寸和多分散性可以用準彈性光散射法測定，納米粒尺寸也可以用透射電鏡進一步確證。核酸在納米粒上的負載效率為 30%~60%，可以用同位素標記質(zhì)粒法測定。32P 標記質(zhì)粒 DNA 進入 PLGA 納米粒的百分量如圖 59 所示。 圖 59 32P 標記質(zhì)粒 DNA 進入 PLGA 納米粒的百分量 (數(shù)據(jù)引自文獻 27) 在一個典型實例中，質(zhì)粒 DNA 的釋放周期超過 200 小時；在納米粒到達靶細胞之前，沒有 DNA的突釋現(xiàn)象。圖 510 顯示了納米粒中釋放出來的游離 DNA 量。 圖 510 納米粒中釋放出來的游離的 DNA 量 (數(shù)據(jù)引自文獻 27) 負載 質(zhì)粒 DNA 的聚合物納米粒的制備實例： 采用沉淀 /溶劑蒸發(fā)法。制備過程如下：丙交酯 /乙交酯共聚物（ PLGA， 75:25）溶于 三氟乙醇時間（ h） 149 （ TFE），濃度為 。凝結(jié)劑 二甲基二十八烷基溴化銨（ DDAB）另溶于 TFE，濃度為 10mg/mL。質(zhì)粒 DNA是從大腸桿菌（ ， strain DII5 alpha）中得到，采用改性的氯化銫分離技術(shù)，然后以 1mg/mL濃度懸浮于水中。首先，將 200μ L 的 DDAB 溶液倒入 3mL 的高分子溶液中，用移液管將 100μ L 的DNA 溶液慢慢加入到 TFE 溶液中。然后，將 5mL 50%的乙醇加入聚合物 /DDAB 液 / DNA 混合液中，形成負載 質(zhì)粒 DNA 的納米懸浮混合液。將整個的混合液加入到 10mL 水中，在 37℃和 103Pa 真空條件下，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器除去溶劑。納米?？梢杂?PLGA、聚ε 己內(nèi)酯、聚羥基丁酯等。該粒子可以在不同的聚合物濃度 （ mg/mL ~） 和不同的乙醇濃度下形成。 3．寡核苷酸在聚合物納米粒凝膠上的負載 [13] 將凍干的聚乙二醇 /聚乙烯亞胺納米粒凝膠按 10mg/mL 濃度，經(jīng)超聲處理 30 分鐘，重新分散在 的磷酸緩沖液中。寡核苷酸（ SODN）溶液的濃度通常為 8 mg/mL ~10mg/mL，在恒定的攪拌轉(zhuǎn)速下，將寡核苷酸（ SODN）溶液滴加入納米粒凝膠懸浮液，然后在 25℃下穩(wěn)定 1 小時。兩種溶液的比例關(guān)系定義為 N/P（即納米粒凝膠中 總氮摩爾數(shù)與寡核苷酸溶液中總磷摩爾數(shù)之比）。圖 511， 512是負載寡核苷酸的納米粒凝膠的 Zeta 電勢、平均粒徑與 N/P 比值的關(guān)系 (數(shù)據(jù)引自文獻 13)。 圖 511 負載寡核苷酸的納米粒凝膠的 圖 512 負載寡核苷酸的納米粒凝膠的 Zeta 電勢與 N/P 比值的關(guān)系 平均粒徑與 N/P 比值的關(guān)系 隨著 寡核苷酸負載的增加， Zeta 電勢是下降的。在 N/P 比值為 4 時， Zeta 電勢為零。這表明所加入的寡核苷酸分子基本上結(jié)合在納米粒凝膠上。由高壓液相色譜分析得知，此時的負載量為 150μ g/mg (納米粒凝膠 )。 圖 513 是未負載和負載寡核苷酸的納米粒凝膠的電鏡照片 (數(shù)據(jù)引自文獻 13)。可以清楚地看出，未負載寡核苷酸的納米粒凝膠顯示了完整而清晰的顆粒結(jié)構(gòu)。負載寡核苷酸的納米粒凝膠則顯得顆粒較密實，而且顆粒尺寸變小（約 80 nm）。其原因可能是由于負載寡核苷酸的納米粒凝膠