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1、靶向制剂兰州大学药剂教研室兰州大学药剂教研室主讲教师主讲教师:孟庆刚孟庆刚第一节 概述靶向制剂概念是EhrlichP在1906年提出。靶向制剂又称靶向给药系统(targetingdrugsystem，TDS)，是载体将药物通过局部给药或全身血液循环而选择性地使药物浓集于靶器官、靶组织、靶细胞且疗效高、毒副作用小的给药系统，为第四代药物剂型，且被认为是抗癌药的适宜剂型。一、靶向制剂的分类与作用特点一、靶向制剂的分类与作用特点靶向制剂最初意指狭义的抗癌制剂，随着研究的逐步深入，研究领域不断拓宽，从给药途径、靶向的专一性和持效性等方面均有突破性进展，故还应广义地包括所有具靶向性的药物制剂。(一一)靶
2、向制剂的分类靶向制剂的分类1、按载体的不同，靶向制剂可分为脂质体、毫微粒、毫微球、复合型乳剂等；2、按给药途径的不同可分为口腔给药系统、直肠给药系统、结肠给药系统、鼻腔给药系统、皮肤给药系统及眼用给药系统等；3、按靶向部位的不同可分为肝靶向制剂、肺靶向制剂、脑靶向制剂等。4、按靶向部位和作用方式分类药物的靶向从到达的部位讲可分三级，即：第一级指到达特定的靶组织或靶器官；第二级指到达特定的细胞；第三级指到达细胞内特定的部位。5、从方法上分类，靶向制剂可大体分为被动、主动、物理化学靶向制剂三种。(1)被动靶向制剂(passivetagetingpreparation)即自然靶向制剂，通常粒径在2.
3、510m时，大部分积集在巨噬细胞；小于7m时，一般被肝、脾的巨噬细胞摄取；200400nm的纳米粒集中于肝后迅速被肝清除；小于10nm的纳米粒则缓慢积集于骨髓；大于7m的微粒通常被肺的最小毛细血管床以机械滤过的方式截留，被单核白细胞摄取进入肺组织或肺气泡。单核巨噬细胞系统对微粒的摄取主要由微粒吸附血液中的调理素(opsonin，包括IgG、补体C3b或纤维结合素fibronectin)和巨噬细胞上有关受体完成的：吸附调理素的微粒粘附在巨噬细胞表面，然后通过内在的生化作用(内吞、融合等)被巨噬细胞摄取。被动靶向制剂的载体：乳剂(有淋巴亲和性)、脂质体、微球和纳米粒(nanoparticale，包
4、括纳米囊nanocapsule和纳米球nanosphere，具有缓释、靶向、保护药物、提高疗效和降低毒副作用的特点)等。(2)主动靶向制剂(activetargetingpreparation)主动靶向制剂是用修饰的药物载体作“导弹”，将药物定向地运送到靶区浓集发挥药效，如连接特定的配体、单克隆抗体或前体药物。如果微粒要通过主动靶向到达靶部位而不被毛细血管(直径47m)截留，通常粒径不应大于4m。主动靶向制剂包括修饰的药物载体和前体药物与药物大分子复合物两大类制剂。修饰的药物载体：修饰脂质体免疫脂质体、长循环脂质体(long-circulatingliposome)、糖基修饰脂质体、修饰纳米球
5、(PEG修饰纳米球、免疫纳米球)、修饰微乳、修饰微球等。前体药物：抗癌药(制成磷酸酯或酰胺类前体药物)、脑部靶向(增加脂溶性)、结肠靶向等。药物大分子复合物：药物与聚合物、抗体、配体以共价键形成的分子复合物，主要用于肿瘤靶向研究。(3)物理化学靶向制剂(physicalandchemicaltargetingpreparation)物理化学靶向制剂是应用某些物理化学方法使靶向制剂在特定部位发挥药效。物理化学靶向制剂：磁导向制剂(磁性微球、磁性纳米囊)、热敏感制剂(热敏脂质体、热敏免疫脂质体)、pH敏感制剂(pH敏感脂质体、pH敏感的口服结肠定位给药系统)、栓塞靶向制剂等。(二二)靶向制靶向制剂
6、的作用特点的作用特点 靶向制剂应具有以下作用特点：使药物具有药理活性的专一性，增加药物对靶组织的指向性和滞留性，降低药物对正常细胞的毒性，减少剂量，提高药物制剂的生物利用度。成功的靶向制剂应具备定位浓集、控制释药以及无毒可生物降解三个要素。(三)靶向性评价药物制剂的靶向性可由以下三个参数来衡量：(1)相对摄取率rere=(AUCi)p/(AUCi)s式中，AUCi由浓度-时间曲线求得的第I个器官或组织的药时曲线下面积；脚注p和s药物制剂和药物溶液。re1，有靶向性；re1，无靶向性。(2)靶向效率tete=(AUC)靶/(AUC)非靶式中，te表示药物制剂和药物溶液对靶器官的选择性。te1表示
7、药物制剂对靶器官比某非靶器官有选择性。(3)峰浓度比CeCe=(Cmax)p/(Cmax)s式中，Cmax峰浓度；脚注p和s药物制剂和药物溶液。Ce愈大，表明改变药物分布的效果愈明显。二、靶向制剂的研究动态二、靶向制剂的研究动态1、具有专一指向性的靶向制剂、具有专一指向性的靶向制剂化疗仍是目前常用的癌症治疗手段之一，通过向肿瘤组织输送药物来杀死癌细胞，但同时对人体健康细胞也有损害。因此研制具有免疫促进作用的靶向制剂，对于根治肿瘤有着重要价值。关于肝靶向制剂如用糖蛋白、脂蛋白、胆酸(盐)等改进手段可使载体向肝组织选择性地传输活性物质，最近报道将5-FU、胰岛素制成的毫微粒，主要靶向部位在肝脏。盐
8、酸川芎嗪(LTH)有扩张肺血管、降低肺动脉高压的作用，可用于肺动脉高压症的防治。研究者制成LTH肺靶向微球，从热解稳定性、载药量和体外释放模式等方面进行了研究；LTH靶向制剂经人的实验研究表明粒径在530m范围内的易浓集于肺，过小易到达肝，过大易在静注时栓塞。脂质体用作皮肤局部给药的载体，如益康唑脂质体制成凝胶、软膏剂用于治疗皮肤真菌感染；亚硝酸控制解聚法制得低分子肝素脂质体喷雾凝胶，能明显促进透皮吸收，优于普通软膏剂和水凝胶剂。2、具有靶向和缓、具有靶向和缓(控控)释双重功能的靶向制剂释双重功能的靶向制剂 90年代起国外研究出第二代脂质体，称为空间脂质体或长循环脂质体。以往脂质体因在体内与促
9、进吞噬细胞具有吞噬能力的调理素结合或通过受体介导途径迅速被单核吞噬细胞降解，故半衰期短，而限制其大生产和临床应用。靶向微球也具有靶向和缓释双重作用。有关具有定位、控释作用的靶向制剂。如结肠靶向粘附释药系统(CSSBDDS)的研究，据报道这种释药系统使药物经口服后，避免在上消化道释放，而将药剂运送到人体回盲肠后开始崩解和释放出药物，且在一定时间内粘附于结肠粘膜表面，以一定速度释放药物，从而达到提高药物局部浓度和生物效性的目的。另报道利用胃肠道生理学的“恒定性”，研制出胃肠定位释放的微粒给药系统，例如日本研制成一种在病人口服后23h到大肠才溶解的制剂，具有靶向和定位作用。3、脂质体、微球剂在基因治
10、疗中的应用脂质体、微球剂在基因治疗中的应用 90年代初期，科学家们已对人类基因组作为药物设计中的靶受体进行研究，并预测这将是本世纪最具魅力的研究领域，据近年报道脂质体有关基因治疗方面的研究正在深入，通过脂质体介导比利用病毒转导进行基因转移具有以下优势：脂质体与基因的复合过程比较容易；脂质体是非病毒性载体，与细胞膜融合将目的基因导入细胞后，脂质即被降解无毒，无免疫原性；脂质体携带的基因可能转运到特定部位；转染过程方便易行，重现性好等。经对阴离子脂质体、pH敏感脂质体、免疫脂质体、融合脂质体和阳离子脂质体在基因治疗中的比较，认为阳离子脂质体具有寿命较长，转染效率较高以及能够运载复杂的大分子物质等特
11、点。第二节第二节 被动靶向制剂被动靶向制剂被动靶向制剂系利用药物载体(drugcarrier，即将药物导向特定部位的生物惰性载体)，使药物被生理过程自然吞噬而实现靶向的制剂。一、脂质体(一)脂质体的定义及其结构原理 脂质体(liposomes，或称类脂小球，液晶微囊)是指将药物包封于类脂质双分子层形成的薄膜中间所制成的超微型球状体，是一种类似微型胶囊的新剂型。1971年英国莱门(Rymen)等人开始将脂质体用药物载体。脂质体是以磷脂、胆固醇等类脂质为膜材，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。脂质体透射电镜图(二)根据结构不同
12、，脂质体可分为三类1、单室脂质体(unilamellarvesicles,ULV)球径0.020.08m为小单室脂质体(singleunilamellarvesicles,SUV)，0.11m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液，绝大部分为单室脂质体。2、多室脂质体(multilamellarvesicles,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。3、大多孔脂质体
13、(Multivesicular vesicles,MVV)球径约0.130.06m，单层状，比单室质体可多包封10倍的药物(三)制备脂质体的材料 脂质体的膜材主要由磷脂与胆固醇构成，这两种成分不但是形成脂质体双分子层的基础物质，而且本身也具有极为重要的生理功能，由它们所形成的“人工生物膜”易被机体消化分解，不像合成微囊(如尼龙微型胶囊)那样往往在机体中难以排除。1、磷脂类 磷脂类包括卵磷脂、脑磷脂、大豆磷脂以及其它合成磷脂等都可以作为脂质体的双分子层基础物质。我国研究脂质体，以采用大豆磷脂最为适宜，因其成本比卵磷脂低廉，乳化能力强，原料易得，是今后工业生产脂质体的重要原料，而卵磷脂的成本要比豆
14、磷脂高得多，不宜大量生产。磷脂为天然生理化合物，其生理功能：(1)可使巨噬细胞应激性增强，即巨噬细胞数增加，吞噬功能增强；(2)使血红蛋白明显增高；(3)增加红细胞对抵抗力，使红细胞在低渗液中避免溶血作用；(4)磷脂与胆固醇在血液中应维持一定比例，磷脂在血浆中起着乳化剂的作用，影响胆固醇化脂肪的运输沉着，静脉给予磷脂，可促进粥样硬化斑的消散，防止胆固醇引起的血管内膜损伤；(5)能增强纤毛运动，肌肉收缩，加速表皮愈合，增强胰岛素功能、骨细胞功能及神经细胞功能。2、胆固醇 胆固醇与磷脂是共同构成膜和脂质体的基础物质。胆固醇具有一定的抗癌功能，在人体血液中的白细胞中有一种称为“噬异变细胞的白血球”分
15、泌出一种抗异变素来杀伤和吞噬异变癌细胞，从而使癌细胞去活力。血液中的胆固醇是维持这种噬异变细胞白血球生存必不可少的物质。如果血液中胆固醇过低，噬异变细胞白血球对癌症的辨别能力和分泌抗异变素的能力显著降低。所以认为胆固醇也具有一定的抗癌能力。还有报道指出卵磷脂能够使胆固醇阻留在血液中，使血液中胆固醇量提高，有利于抗癌作用的发挥。(四)脂质体结构原理脂质体结构原理与由表面活性剂构成的胶团不同，后者是由单分子层组成，而脂质体是由双分子层所组成。胶团溶液用肉眼观察，呈透明状；而脂质体是用类脂质(如卵磷脂，胆固醇等)构成双分子为膜材包合而成。磷脂的结构式中含有一个磷酸基团和一个含氨的碱基(季铵盐)，均为
16、亲水性基团，还有两个较长的烃链为亲油团。分子中磷酸部分极性很强，溶于水；但烃链R与R为非极性部分，不溶于水。把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-水的界面上，它们的极性部分在水里，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，其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而形成球状。胆固醇亦属于两亲物质，其结构上亦有亲油和亲水两种基团，从胆固醇的结构来看，其亲油性较亲水性强。用磷脂与胆固醇作脂质体的膜材时，必须先将类脂质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
17、向排列的双分子层所组成。(五)脂质体的制法 脂质体的制法常用的有下列几种方法：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。2、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
18、室脂质体，粒径绝大多数在1m以下。3、超声波分散法 将水溶性药物溶于磷酸盐缓中，加入磷脂，胆固醇与脂溶性药物共溶于有机溶剂的溶液，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，所以多室脂质体经超声波进一步处理亦能够得到相当均匀的单室脂质体。4、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，冷冻干燥制成冻干燥制剂，惟全部操作应在无条件菌条件下进行。5、其它方法，如逆相蒸发法、复乳法、熔融法、表面活性剂处理法、离心法、前体脂质体法和钙融合法等。(
19、六)脂质体的作用特点 脂质体在体内细胞水平上的作用机制有吸附、脂交换、内吞(endocytosis)、融合(fusion)等。1、膜间转运与接触释放体内作用途径2、吸附与融合3、内吞脂质体广泛用作抗癌药物载体，具有以下作用特点：1、淋巴系统定向性 抗癌药物包封于脂质体中，能使药物选择性地杀伤癌细胞或抑制癌细胞的繁殖，增加药物对淋巴的定向性，使抗癌药物对正常细胞和组织无损害或抑制作用，改变药物在组织中分布。因此，用脂质体为载体的抗癌药物新剂型能使药物的疗效提高，减少剂量，降低毒性，减轻变态和免疫反应。如甲氨蝶呤的脂质体给小鼠静脉注射后，被巨噬细胞吞噬速度快，不象游离药物3小时内即被肾排泄；6小时
20、后在肝、脾、肾、肠、肺等组织中的浓度比游药物高20倍。Juliano等对放线菌素D、长春花碱、柔红霉素、阿糖胞苷脂质体的体内分布进行了研究，发现制成脂质体后组织内分布大大改变，在组织中包封的药物量大大增加。如阿糖胞苷脂质体注射16小时后，包封药物在肝中的浓度比游离药物大68倍，包封的阿糖胞苷在316小时内消除很少，尤其在肝中；放线菌素D脂质体注射3小时后，各种组织中包封的药物为游离的2-20倍；丝裂霉素C包封于脂质体中，静脉给药后，此超微粒载体能透入癌细胞内，然后逐渐释放药物，引起癌细胞裂解与死亡。有关抗癌药物采用脂质体为载体的报导很多，其它尚有氟脲嘧啶、博莱霉素、门冬酰酶、8-氮杂鸟嘌呤、6
21、-巯嘌呤等。这些化疗药物包封于脂质体中，给带瘤小鼠腹腔注射后，存活率和存活时间都有不同程度的增加。2、脂质体中药物释放过程 包在脂质体内药物释放，有的是通过内吞作用被体内网状内皮系统的吞噬细胞作为外来异物所吞噬。有的是融合作用(Fusion)，即脂质体的膜材与细胞膜构成物相似而融全进入细胞内。凡带电荷和液体中性的脂质体主要通过细胞内吞作用进入溶酶体，然后裂解释放出药物。由于溶酶体的通透性有限，故分子的药物就不能释放到细胞的其它部位，而融合作用往往不受这种限制，因此脂质体的释放药物是具有选择性的。3、使抗癌药物在靶区具有滞留性 由于肿瘤细胞中含有比正常细胞较高浓度的磷酸酶及酰酶、因此将抗癌药物包
22、制成脂质体，不仅由于酶使药物容易释出，且可促使药物中肿瘤细胞部位特异地蓄积。因此，如将包封于脂质体的抗癌药物直接注入瘤体，能使局部有效的药物浓度维持较长的时间，利于杀癌细胞。4、脂质体在体内的生物运转 静脉注射甲氨喋呤脂质体制剂，考察它的血药浓度及各脏器的分布。结果显示与静注单纯的甲氨喋呤喋比较，脂质体制剂长时间高浓度地滞留于血液中，而尿中排泄却显著迟缓。且经超声波处理的脂质体比用薄膜分散法制成的脂质体维持更高的血药浓度。如以对照(静注甲氨喋呤水溶液)4小时的血药浓度为1，则薄膜分散法制剂的血药浓度为10，超声波处理的脂质体制剂为70。各脏器中的分布浓度差别更大，对照组中，各脏器的分布浓度都很
23、低，而脂质体制剂组中，脾和肝的分布浓度非常高，这种体内分布的奇特现象可能与脂质体所带电荷状态以及它与脏器细胞膜的相互作用形式相关。5、延缓释药 药物包封于脂质体后在体内延缓释放，延长作用时间，如将白蛋白、放线菌素D和5氟脲嘧啶包封于经超声波处理的大脂质体中，注射于小白鼠睾丸中能延缓释药。6、控制药物在组织内分布与在血液内的清除率 小分子药物如氟脲嘧啶等可以从载休扩散到血液中；大分子药物如酶类不易扩散，主要转运到肝和脾，而放线菌素D、秋水仙碱则留在载体内并到达靶区。文献报导当柔红霉素分别与NAD(辅酶)和聚谷氨酸结合时，能大大增加这两种药物在脂质体中的滞留时间。通过改变脂质体的面积大小，表面电荷
24、和组成成份，可以改变脂质体在给药部位的消除速度以及进入靶区的速度。毫微型的脂质体经静脉注射后，在血液中可维持较长时间，并可直接到达肿瘤组织内，而同样的脂质体经肌肉注射后，则集中于淋巴结中。7、对瘤细胞的亲合性 国内文献报导利用显微放射自显影方法，研究H-油酸在艾氏腹水癌细胞的代谢定位。取接种艾氏腹水癌细胞7天后的小白鼠，将H-油酸的剂量以100mg/kg由小鼠尾静脉注入，1小时后的显微放射自显影表明，H-油酸分布在腹水癌细胞周围，可以看到大量的H-油酸的放射性铝颗粒定位在癌细胞膜上，并具有一定亲合力。油酸在艾氏腹水癌的代谢定位，尤其是在细胞核及分裂相细胞的纺锤体中分布，可能与油酸的抗癌作用密切
25、相关。8、其他用途 除了抗癌药物外，亦有其它药物如锑制剂包成脂质体，疗效也明显增加。据文献报导将抗利什曼原虫病的锑剂制成脂质体，对利什曼原虫感染的田鼠进行疗效实验，在两组田鼠感染三天后。分别给药，10天或17天后观察达到扑灭原虫率99.8%所用的剂量，脂质体组为4 mg/kg体重，而对照组(不包成脂质体)416mg/kg。因此包成脂质体的锑剂的疗效比不包者高100倍左右，所以锑剂包成脂质体对治疗细胞内寄生虫感染的疾病尤为适用。酸不稳定性抗生素如青霉素G或V的钾盐口服容易被胃酸破坏，如制成脂质体，则可保护和改善不稳定性抗生素的口服吸收效果。二、乳剂(一)概述乳剂(emulsions)是由一种或一
26、种以上的液体以液滴状态分散在另一种与之不相混溶的液体连续相中所构成的一种不均匀液体分散体系。乳剂的靶向特征是对淋巴的亲和性。(二)淋巴定向性药物经淋巴转运的可能途径：1、由血液循环向淋巴转运；2、由消化道向淋巴转运；乳剂口服小肠淋巴胸淋巴管（而不是进入肝门静脉）3、由组织向淋巴转运。(三)乳剂的释药机制1、透过油膜扩散；2、载体传递转运；3、胶束转运；4、薄膜透过机制；5、透过油膜的溶解机制等(四)影响乳剂释药特性与靶向性的因素1、乳滴粒径；静注乳剂乳滴在0.10.5m时，则为肝、脾、肺和骨髓的单核-巨噬细胞系统的巨噬细胞清除；在212m时，可被毛细血管摄取，其中712m的乳滴可被肺机械性滤取
27、。2、油相的影响；3、乳化剂的种类和用量；4、乳剂的类型。三、纳米乳与亚纳米乳(一)概述纳米乳(nanoemulsion，亦称胶束乳)是粒径为10100nm的乳滴分散在另一种液体中形成的胶体分散体系，乳滴多为球形，大小比较均匀，透明或半透明，经热压灭菌或离心也不能使之分层，属于为热力学稳定系统。纳米乳可自动形成或轻度振荡即可形成。亚纳米乳(subnanoemulsion)粒径在100500nm之间，外观不透明，呈浑浊或乳状，稳定性不及纳米乳，虽可加热灭菌，但加热的时间太长或数次加热，也会分层。亚纳米乳的制备须提供较强的机械分散力。（二）常用乳化剂与助乳化剂1、天然乳化剂：亲水性强，在水中粘度大
28、，对乳化液有较强的稳定作用，易需变质而失去乳化作用，宜新鲜配制使用。如阿拉伯胶、西黄蓍胶及明胶、白蛋白和酪蛋白、大豆磷脂、卵磷脂及胆固醇等。2、合成乳化剂可分为离子型和非离子型两大类，纳米乳常用非离子型乳化剂。非离子型乳化剂有脂肪酸山梨坦(span类，亲油性)、聚山梨酯(tween类，亲水性)、聚氧乙烯脂肪酸酯(Myij，卖泽类，亲水性)、聚氧乙烯脂肪醇醚(Myij，卖泽类，亲水性)、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物类(聚醚型，泊洛沙姆poloxamer或普流罗尼克pluronic)、蔗糖脂肪酸酯和单硬脂酸甘油酯等。硬脂酸单甘油酯可作为O/W型或W/O型的乳化剂或稳定剂。表面活性剂一般都有轻微的溶血作用
29、，其溶血作用的顺序为：聚氧乙烯脂肪醇醚类聚氧乙烯脂肪酸酯类聚山梨酯类；聚山梨酯类中，聚山梨酯20聚山梨酯60聚山梨酯40聚山梨酯80。3、助乳化剂(auxilialyemulsifyingagents)可调节乳化剂的HLB值，并形成更小的乳滴。助乳化剂应为药用短链醇或适宜HLB值的非离子型表面活性剂。常用的有正丁醇、乙二醇、乙醇、丙二醇、甘油、聚甘油酯等。（三）纳米乳的制备1、纳米乳的形成条件(1)需要大量乳化剂因纳米乳乳滴小，界面积大，需更多乳化剂才能乳化。纳米乳化剂的用量一般为油量的2030%，而普通乳中乳化剂多低于油量的10%。2)需要加入助乳化剂助乳化剂可插入到乳化剂界面膜中，形成复合
30、凝聚膜，提高膜的牢固性和柔顺性，又可增大乳化剂的溶解度，进一步降低界面张力，有利于纳米乳的稳定。纳米乳的超低界面张力对稳定性起着重要作用，通常Cs；在微球与释药介质的界面上药物的浓度为零，则：m0-m=A(2C0DCst)1/2 或m0-m=kt1/2。当微球中固态药物先溶解成饱和溶液(浓度为Cs)，在漏槽条件下Cs微球外药浓度，浓度梯度为常数，释药前一阶段符合零级动力学，则：m0-m=DKt Cs/h=Kt 式中，D是扩散系数，K为分配系数，m0、m分别是微球在开始和t时间的含药量，C0微球中药物浓度，Cs药物的溶解度，h为厚度，A为界面面积。(2)影响微球释药的因素 与药物性质有关的药物解
31、离常数、药物在聚和物相及水相的溶解度、扩散能力和分配系数、药物的多晶性、粒径；与材料有关的聚合物的分子量和Mav、结晶度、交联度、多孔性、孔隙弯曲度、膨胀特性及降解特性、膜的厚度、水合界面层厚度；其它因素如载药量、稀释剂、增塑剂、填充剂、扩散剂、介质的pH值。(3)微球的体内筛分 生物筛分系微球进入体内后，微球在胃肠道、单核-吞噬细胞系统或其它管道的运动过程中，可能发生不均匀分布，包括不均匀转动；不均匀释放。(四)微球的制备1、明胶微球的制备含药明胶液含乳化剂的蓖麻油V乳化W/O型乳状液饱和戊二醛甲苯溶液固化乳离心破乳沉降球异丙醇脱水+乙醚洗、干燥 粉状含药明胶微球例如5-氟脲嘧啶于20明胶中
32、，含量为16.8mg/ml，加注射用油如麻油，加热至50，将两相(即注射用油与5-氟脲嘧啶明胶胶液)混匀，在70水浴中用超声波处理，使含药凝胶分散于注射用油中，凝胶微粒径为1-3mm，如用山梨醇半油酸酯化蓖麻油的聚乙酰酯类作稳定剂，可增加微球的稳定性。2、白蛋白微球的制备血清白蛋白的磷酸盐缓冲液0.2ml+分散剂(如聚山梨酯20)油相(橄榄油25ml)V搅拌W/O型乳状液25%戊二醛溶液交联微球甘氨酸除去剩余戊二醛，洗涤，过筛微球抗癌药物制成微球后能改善在体内的吸收、分布，由于这种微球对癌细胞有亲和力，故能浓集于癌细胞周围，特别对淋巴系统有指向性。五、毫微粒五、毫微粒 (一一)定定义 纳米粒纳
33、米粒(nanoparticles)由高分子物质组成的骨架实体，药物可以溶解、包裹于其中或吸附在实体上，粒径在11000nm，50250nm。(二二)分分类 纳米粒可分为骨架实体型的纳米球和膜壳药库型的纳米囊。(1)nanospheres：药物吸附、嵌入或溶解在载体中；(2)nanocapsules：药物吸附、包裹在载体中(三三)特性与特性与应用用1、特性特性 药物与纳米粒载体结合后，可隐藏药物的理化特性，其体内过程依赖于载体的理化特性。具有缓释、靶向、保护药物、提高疗效和降低毒副作用的特点。纳米囊和纳米球可经静脉注射，一般被单核-巨噬细胞系统摄取，主要分布于肝(6090%)、脾(210%)、肺
34、(310%)，少量进入骨髓。2、应用(1)作为抗肿瘤药物的载体；(2)提高抗生素和抗真菌、抗病毒药物治疗细胞内细胞感染的功效；(3)作为口服制剂，可防止多肽、疫苗类等药物在消化道失活，提高药物口服稳定性，提高生物利用度；(4)作为粘膜给药载体。(四)纳米粒与纳米囊的制备方法 1、乳化聚合法 以水作连续相的乳化聚合法是目前制备纳米球(囊)的主要方法之一，一个固态的纳米球(囊)通常由103105个聚合物分子组成。(1)聚氰基丙烯酸烷酯(polyalkylcyano-acrylate,PACA)纳米球(囊)聚合引发剂：水中OH-离子。通常制得的聚合物平均分子量低，纳米球也软且易粘连，需应用稳定剂，如
35、右旋糖酐。影响粒径的重要因素：溶液的pH值和单体的浓度。本法制得的纳米囊或纳米球中药物的收率在15%90%范围内，亲脂性药物收率较高。(2)聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate,PMMA)纳米球(囊)聚合反应引发：射线辐射或化学引发剂(如过硫酸钾)。聚合物的平均分子量及纳米囊或纳米球的粒径均随单体浓度的增大、引发剂浓度的降低及温度的降低而增大。制备PMMA纳米球时一般不加乳化剂，但加入高分子保护胶如蛋白质可使粒径分布变窄。2、天然高分子凝聚法 天然高分子材料可由化学交联、加热变性或盐析脱水法凝聚成纳米囊或纳米球。(1)白蛋白纳米球 水相(白蛋白和药物)+油相乳化乳状
36、液滴加到热油(100180)中白蛋白变性型成纳米球乙醚分离、洗涤。常用油相有液体石蜡或棉籽油。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。(2)明胶纳米球 制备明胶纳米球时，先胶凝后化学交联。(3)多糖纳米球 0.2mol/L磷酸盐缓冲液(多糖+药物水相)+丙烯酸环氧丙酯(或加有偶联剂)室温搅拌，反应10天 离心，分离，即得。3、液中干燥法 纳米球或纳米囊的粒径取决于溶剂蒸发之前形成的乳滴的粒径，可以通过搅拌速率、分散剂的种类和用量、有机相及水相的比例、粘度、容器及搅拌器的形状和温度等因素调节4、自动乳化法 自动乳化的基本原理是：在特
37、定性条件下，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，即得到纳米球。(五)固体脂质体纳米粒的制备 1、定义 固体脂质体纳米粒(solid lipid nanospheres,SLN)系指以生物相容的高熔点脂质为骨架材料制成的纳米球。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。2、SLN的特点 SLN既具有聚合物纳米球的物理稳定性高、药物泄漏少、缓释性好的特点，又兼有脂质体毒性低、易大规模生产的优点。3、SLN的制备方法 (1)熔融-匀化法(melt-homogenization)此法是将熔融的高熔点脂质、磷脂和表面活性剂在在70以上高压匀化，
38、冷却后即得粒径小(约300nm)、分布窄的纳米球。本法常有药物析出。(2)冷却-匀化法(cold-homogenization)此法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510的温度进行多次高压匀化。本法适用于对热不稳定的药物，但得到的SLN粒径较大。(3)纳米乳法 此法系先在熔融的高熔点脂质中加入磷脂、助乳化剂与水制成纳米乳或亚纳米乳，再倒入冰水中冷却即得纳米粒。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，其分子长度通常约为乳化剂分子长度的一半。(六)影响纳米粒的包封率、收率及载药量的因素 制备纳米时，应
39、根据材料和药物性质及使用要求选择合适的制备方法和制备工艺。指标有粒径和形态、释药特性、收率、包封率、载药量、微粉特性、稳定性、水中分散性、吸湿性等。在乳化聚合法中，影响包封率、收率和载药量的因素有：(1)工艺和附加剂；(2)纳米粒表面的电性；(3)介质的pH值和离子强度。(七)纳米粒的质量评定(1)形态、粒径及其分布；(2)再分散性；(3)包封率与渗漏率；测定方法有透析法、凝胶柱法、低温超离心法等。(4)突释效应；在开始0.5h内的释放量应低于40%。(5)有机溶剂的残留量。(八)纳米粒的技术问题(1)载药量(包裹率)；(2)纯化(一般为注射用)；(3)贮存稳定性；(4)灭菌降解等。第三节 主
40、动靶向制剂主动靶向制剂包括经过修饰的药物载体和前体药物与药物大分子复合物两大类制剂。一、修饰的药物载体(一)修饰的脂质体1、长循环脂质体(long-circulating liposomes)脂质体表面经适当修饰后，可以避免单核-巨噬细胞系统吞噬，延长在体内循环系统的时间。如PEG修饰的脂质体2、免疫脂质体 在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3、糖基修饰脂质体 不同的糖基结合在脂质体表面，到体内可产生不同的分布。如带有半乳糖残基时，可被肝实质细胞所摄取；带有半甘糖残基时，可被K细胞所摄取；带有氨基甘露糖衍生物时，能集中分布在肺内。(二)修饰的
41、纳米乳如布洛芬锌微乳以磷脂和poloxamer388分别作乳化剂，豆油为油相，二者粒径无差，静注相同剂量时，前者在循环系统中很快消失，并主要分布在肝、脾、肺。而后者由于poloxamer388的亲水性使微乳表面性质改变，在循环系统中维持时间长，药物在炎症部位的浓度较前者高7倍。(三)修饰的微球免疫微球系用聚合物将抗原或抗体吸附或交连形成的微球。(四)修饰的纳米球1、PEG修饰的纳米球 用双嵌断PLA/PGA共聚物与PEG(分子量35020000)以液中干燥法制备的纳米球。2、免疫纳米球 单抗与药物纳米球结合通过静脉注射，可实现主动靶向。二、前体药物前体药物(prodrug)是活性药物衍生而成的
42、药理惰性物质，能在体内经化学反应或酶反应，使活性的母体药物再生而发挥其治疗作用。双重前体药物(proprodrug)1、抗癌药前体药物 制成磷酸酯或酰胺类前体药物。2、肝癌靶向基因治疗体内基因治疗的一个关键问题就是靶向问题。肝癌基因治疗中常使用某些“自杀基因”，这些基因的表达产物可将无毒的药物前体转化为细胞毒药物，产生对肝癌细胞的杀伤作用。将“自杀基因”应用于体内时，必须考虑的一个问题是“自杀基因”只在肝癌细胞特异性表达，而在正常细胞中不表达。应用肝癌特异性转录调控序列(如白蛋白转录调控序列、AFP转录调控序列、白蛋白和甲胎蛋白联合转录调控序列)调控目的基因向肝癌细胞转移时，必须选择良好的载体
43、，目前此类载体有：腺相关病毒载体、逆转录病毒载体、腺病毒载体。3、脑部靶向前体药物 增强脂溶性。4、脑靶向药质体血脑屏障(BBB)的存在，使很多药物不能进入脑部，限制了脑部疾病的药物治疗。一种具有BBB透过性特殊功能的药质体(pharmacosomes，PS)作为脑靶向给药系统的设想。首先通过化学合成的方法在药物分子中引入烷烃链，然后再用物理化学方法将这种交联了烷烃链的药物分子制备成纳米囊(nanocapsules)。利用烷烃链的引入使分子亲脂性大大提高，以及PS具有的柔性膜结构，可弹性变形“挤入”BBB，从而在静脉给药后达到脑靶向给药的目的。与普通的纳米粒、脂质体和固体类脂纳米粒(solid
44、lipidnanoparticles，SLN)不同，PS中药物既为活性成分又充当药物载体，因而具有独特优点：避免了一般纳米粒载体材料或其降解产物的毒性；可解决一般纳米粒，SLN和LP载药量低的难题。PS变形“挤入”BBB示意图5、结肠靶向前体药物 口服结肠给药系统(oral colon specific drug delivery system，OCSDDS)6、结肠靶向黏附给药系统研究结肠靶向生物黏附释药系统(colonsitespecificbioadhesivedrugdeliverysystem，CSBDDS)是现代药物制剂高新技术之一。目前对大肠疾病(如结肠癌、息肉、各种急慢性炎症)
45、都采取手术切除或传统的灌肠或口服给药方式。无论口服或灌肠方法，都无法使药物在结肠部位保持较高的浓度。利用大肠中存在的特种酶与细菌，使载体在其作用下发生降解，可以实现结肠定位释药的目的。但由于药物在大肠中滞留时间因个体而异，约160，因此有相当数量药物被排泄。为此，研究的重点转向了寻找黏附力强的黏附材料。为了将药物的定位释放与延长药物在靶位的滞留时间统一在一个载体上，以聚丙烯酸为骨架、酰基化的岩藻糖胺(FUCN)为支链、4，4-dlvinylazobenzene(DVAB)交联的偶氮网络聚合物P(AA-PUCN-Co-DVAB)为结肠靶向黏附释药系统的载体，利用大肠中存在大量偶氮还原酶使载体降解
46、而释药。此载体不仅本身的黏附力强，降解后载体碎片也具有较强黏附性，而且用FUCN聚丙烯酸中COOH酰基化，防止了载体因酸度降低而引起的酶活性降低，以此达到定位黏附与定向释放的双重目标。三、药物大分子复合物药物大分子复合物系指药物与聚合物、抗体、配体以共价键形成的分子复合物，主要用于研究肿瘤靶向的研究。EPR效应(enhancedpermeabilityandretentioneffect)：肿瘤血管对大分子物质的渗透性增加，以致大分子物质滞留并蓄积于肿瘤组织的量增加。第四节第四节 物理化学靶向制剂物理化学靶向制剂物理化学靶向制剂是应用某些物理化学方法使靶向制剂在特定部位发挥药效。一、磁性靶向制
47、剂 磁性制剂是将药物与铁磁性物质共同包裹于高分子聚合物载体中。用于体内后，利用体外磁场的效应引导药物在体内定向移动和定位集中，主要用作抗癌药物载体动物实验及临床观察证明，磁场具有确切的抑制癌细胞生长作用，可使患者肿瘤缩小，自觉症状改善等。这种磁性载体由磁性材料和具有一定通透性但又不溶于水的骨架材料所组成，用体外磁场将其固定于肿瘤部位，释放药物，杀伤肿瘤细胞。这样既可避免伤害正常细胞，又可减少用药剂量，减轻药物毒副作用，加速和提高治疗效果，显示特有的优越性。此制剂还可运载放射性物质进行局部照射，进行局部定位造影，还可以用它阻塞肿瘤血管，使其坏死。通常用的铁磁性物质有磁铁矿羰基铁、正铁酸盐、铁镍合
48、金、铁铝合金、r-三氧化二铁、氧化钻、三氧化二锰、BaFe12O19及RCOMnP等。这些物质都具有较高的磁导率(一)磁性微球1、概述 注射用的磁性微球是由铁磁性物质的超微粒子和骨架(高分子聚合物)物质组成，作为抗肿瘤药物的载体。用人血清蛋白将柔红素盐酸盐与巯基嘌呤包成带磁性的微球，制成了一种新型的药物载体制剂，称为磁性微球。试用于治疗胃肠道肿瘤，服用这种制剂后，在体外适当部位用一适当强度磁铁吸引，将磁微球引导到体内特定的靶区，使达到需要的浓度。这种载体的特点：(1)减少用药剂量 因为将药物随着载体被吸收在靶区周围，使靶很快达到构所需的浓度,在其它部位分布量的相应的减少，因此可降低用药剂量。(
49、2)口服后药物极大部分在局部作用 相对地减少了药物对人体正常组织的副作用，特别降低对肝、脾、肾等造血和排泄系统的损害。(3)加速产生药效，提高疗效。2、制备磁性微球的原料及成品必需符合以下技术要求：(1)载体的骨架物质同在体内能代谢，代谢产物应无毒性，并在一定时间内排出体外。(2)微球中所含的不能生物降解的铁磁性粒粒子直径一般应在10-20m之间，最大不超过100m。供注射用者的粒径应在1-3m以下，其间保持一定相斥力，不聚集成堆，不堵塞血管，在毛细血管内能均匀分布并扩散到靶区，产生疗效。(3)具有最大的生物相溶性和最小的抗原性。(4)所含铁磁性物质，在一定强度的体外磁场作用下，在大血管中不停
50、留，而靶区毛细血管中停留。(5)具有运转足够量药物能力，而且有一定的机械强度和生物降解速度。释药速度适宜，保证在靶区释放出大量药物。3、制备方法(1)加热固化法取人血清蛋白250mg，牛血清蛋白0.02ml，盐酸阿霉素3mg和超微铁矿粒子(10-20m)72mg，加不制成混悬液，将此混悬液加至60ml棉籽油中，在4用超声波(100W)匀化1min，然后将此匀化液逐渐滴加至100ml预热至110-165搅拌(160rpm)的棉籽油中，加热10min后，冷至25，并不断搅拌，加60ml无水乙醚，离心(2000g)15min后，倾出清液。这样反复洗4次后在4暗处空气干燥24h，冻干于4贮存。(2)加