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一文认识先进纳米技术在药物制剂中的应用

       

  纳米药物是指通过纳米技术直接将原料药物加工成纳米尺寸。药剂学中纳米药物粉体颗粒的尺寸界定在1~1000纳米之间。药剂学中的纳米粒可以分成两类:纳米载体和纳米药物。纳米载体系指溶解或分散有药物的各种纳米粒,如纳米脂质体、聚合物纳米囊、纳米球、聚合物胶束等。

  纳米粉体药物制备的关键是控制药物颗粒的大小和获得较窄且均匀的粒度分布,减少或消除粒子团聚现象,保证用药有效、安全和稳定。目前纳米药物分体制备技术可分为3类,即机械粉碎法、物理分散法和化学合成法。除传统的机械粉碎设备的改进,如振动磨、气流粉碎机、超声喷雾器等外,目前,研究开发出了新的机械粉碎技术,如超临界流体技术、超临界流体-液膜超声技术、高压均质法-气穴爆破技术等先进技术及相关设备。

  机械破碎法设备除了振动磨、气流粉碎机、超声喷雾器等外,目前,还研究开发出了新的机械粉碎技术,如超临界流体技术、超临界流体-液膜超声技术、高压均质法-气穴爆破技术等先进技术及相关设备。

  高压均质法一气穴爆破法系利用高压均质设备,在高压下将微粉化药物与表而活性剂溶液挤出直径约25μm的孔隙。由于被挤流体在孔隙中的动压瞬间极大地增加,而在挤出孔隙时则其静压迅速减小,在室温条件下发生水的剧烈沸腾,产生气穴现象和爆裂,足以使药物微粉进一步崩碎。经过10~20次循环可得到粒子大小在100~1 000nm、固体含量10%~20%的纳米混悬剂。

  目前,常用的物理分散法有:乳化-溶剂挥发法、溶剂扩散法、高压乳化法、逆向蒸发法、熔融分散法和溶剂蒸发法等方法。

  乳化溶剂挥发法基本包括四个步骤:药物的加入、乳滴的形成、溶剂的去除、微球的干燥和回收。乳滴的性能是乳化-溶剂挥发法的关键因素,决定微球的粒径和粒径分布。

  乳化-溶剂挥发法优点是(1)操作简单方便。(2)能够提高药物稳定性。(3)能够延缓药效释放。

  高压乳化法其原理是用高压推动液体通过狭缝,流体在短距离内加速到非常高的速率,利用非常高的剪切力和空穴力撕开颗粒至亚微米尺度。该法包括两种基本技术:热乳匀法和冷乳匀法。

  逆向蒸发法是将磷脂等膜材料有机溶剂,加入待包封的药物水溶液进行短时超声,直到形成稳定的W/O性乳状液,减压蒸发除去有机溶剂,应用适当的方法除去未包人的药物,即得纳米药物粉体颗粒。

  溶剂蒸发法一般采用聚合物和药物的有机溶液与水在乳化剂存在下形成稳定乳液,经高压匀乳或超声后,在连续搅拌及一定温度和压力条件下蒸去溶剂即得纳米混悬液或假胶。影响药物粉体粒子大小的因素有乳化剂、相比例、搅拌速度和蒸发速度等。

  乳化聚合是一种经典的、常用的高分子合成方法,系将两种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作州下形成微乳液,在微乳滴中单体经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米药物粉体粒子。影响药物粉体粒子大小的因素包括:pH、乳化剂和稳定剂种类及用量、单体浓度等。

  目前,乳化聚合法已应用于制备阿苯达唑口服纳米球、口服胰岛素毫微球、口服胰岛素聚维酮一脂质体、缓释的左炔诺孕酮纳米粒。

  乳液法中是指通过纳米微乳化技术制成的一类粒径在纳米级、各向同性且热力学和动力学稳定的胶体分散体系。其工艺过程是:

  在表面活性剂和水等存在下直接将药物粉碎成纳米混悬剂,适合于包括口服、注射等途径给药,以提高吸收或靶向性。通过对附加剂的选择可以得到表面性质不同的微粒,特别适合于大剂量的难溶性药物的口服吸收和注射给药。纳米粒可以提高药物溶出度,也可以提高溶解度,还可以增加粘附性,形成亚稳晶型或无定形以及消除粒子大小差异产生的过饱和现象等。

  纳米粒在体内有长循环、隐形和立体稳定等特点,这些特点均有利于增加药物的靶向性,是抗肿瘤药物、抗寄生虫药物的良好载体。例如用聚山梨酯80对纳米粒进行表面修饰,显著提高了药物的脑内浓度,改善了脑内实质性组织疾病和脑神经系统疾病的治疗有效性。口服给予纳米脂质体、聚合物纳米粒,能增加其在肠道上皮细胞的吸附,延长吸收时间。

  目前,纳米载体携带大分子药物增进其吸收、稳定和靶向具有良好的发展前景。作为生物大分子的载体,纳米药物粉体粒子可以用于口服、注射、肺吸入等多种途径,适合多肽与蛋白质、DNA、齐聚寡核苷酸、基因治疗等各类治疗药物。

  如超小型的血糖检测系统,通过植入皮下监测血糖水平,可适时准确地释放出胰岛素。一种称之为“微型药房”的微型芯片,具有上千个小药库,每一个小药库里容纳25纳升的任何药物,装有“智能化”的传感器,可以适时和适量地释放药物。

  设计一种装备纳米泵的人工红细胞,携氧量是天然红细胞的200倍以上。当因心脏发生意外,突然停跳时,可将其注入人体,提供生命赖以生存的氧。这种“细胞”是个约1微米大小的金刚石的氧气筒,内部有1000个大气压,泵动力来自血清葡萄糖。它输送氧的能力是同等体积天然红细胞的236倍,并维持生物活性。

  利用纳米技术把新型基因材料输送到已经存在的DNA里,而不会引起任何免疫反应。纳米级介孔粉体材料是提供此类输送的良好候选材料,作为药物的纳米载体,携带药物分子进入人体的血液循环,可使药物在无免疫排斥反应的条件下,发挥治病的效果。