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一、前言
脂质体作为一种新型的载药系统,得到广泛的应用和研究。评价脂质体质量的指标有外观、粒径分布和包封率等。其中包封率是衡量脂质体内在质量的一个重要指标。对于亲脂性药物,由于其对磷脂膜的亲和性,可以在制备过程中得到很高的包封率,且不易渗漏。而亲水性药物在制备时则必须包封在脂质体囊内部或多层脂质体层间的水性介质中,除一些特殊药物外包封率普遍不高,且易泄露。制备中为了得到更大的包封率,不得不增加囊内的容积,而这与控制脂质体在有效的粒径范围内又相互矛盾。
二、制备方法
1、常规方法
对于一些亲水性药物,使用常规的制备方法也可以得到满意的包封率。胡静等用简单的薄膜水化-机械分散法研究了硫唑嘌呤(Aza)脂质体包封率的影响因素。这些因素包括卵磷脂与胆醇摩尔比、缓冲液(PBS)pH值、水相用量及药脂重量比。通过正交设计得到最佳处方所制得的3批硫唑嘌呤脂质体形态圆整,大小均匀,粒度范围0.01~0.42μm,包封率均达30%以上。但在实验中发现药脂重量比增加时,包封率反而下降,这说明Aza的利用率在减少。
2、三维网状脂质体
亲水性药物在脂质体内包封的多少取决于在脂质体形成时其在囊内溶液和囊间溶液中的分配,此比率越高,包封率也越高。因此提高囊内溶液的体积可以提高药物的包封率。M. Brandl等通过提高单位体积内磷脂的浓度,以增加在内相中的体积同时又不改变脂质体的形状和大小,从而增加药物的包封率。它将磷脂溶解在水性介质中达到200-300mM浓度,形成一种半固体的糊状物,再用一步高压匀质法使磷脂“强制水化”制成了“Three-dimensional liposome network”。通过电镜观察,发现这种糊状物包埋了水溶性的标记药物,而且还具有缓释作用。所谓一步高压匀质法就是将磷脂粉末和药物分散在水或磷酸盐缓冲液中,轻微振摇后在GM Lab 40 匀质机中高压匀质切割即得脂质体。
3、将药物引入制好的空白脂质体中
由于脂质体一般为混悬液,在储存和运输中难免出现渗漏,聚合等现象影响了包封率和粒径。采用空白脂质体加药物的方法可能可以解决这一问题。
Anye首先提出了前提脂质体(proliposome )的概念,将水溶性甘露醇分散在脂质体膜材的乙醇溶液中,挥干乙醇制的粉状的前体脂质体,此前体脂质体是以甘露醇为主要支架,磷脂膜粘附在其上的结构。该前体脂质体易于保存。药物则溶解在水中,临用前与前体脂质体混合,药物随水分子进入脂质体内,即得含药脂质体制剂。翟光喜等将此方法用于低分子肝素,制得用于静脉注射的脂质体制剂。测得平均包封率为37.3%。这种制剂包封率主要受甘露醇与类脂的总量和配比以及混合的时间影响。在稳定性问题解决的同时,也存在粒径较大且不易控制等问题。还须进一步的研究加以解决。他还将肝素加入少量PBS成糊状,再加入商品化的Natipide Ⅱ空白脂质体,研磨后加入抗氧剂和防腐剂,加PBS稀释后即得。药物在研磨中被包入空白脂质体凝胶颗粒中,再加入大量的水破坏凝胶状态,形成混悬液。试验所的包封率在43%左右。该制备方法中,温度对包封率又较大影响,温度升高时,脂质体流动性变大,膜内包封的药物易于渗漏。研究发现加药顺序、孵化时间、孵化温度、外水相pH值等都对药物的包封率有影响。由于采用主动载药法制备脂质体的包封率高、渗漏小,非常适合于工业化大生产。
4、反复冻融法 亲水性药物脂质体无论是在制备还是储存过程中都存在一个渗漏的问题,药物分配在外水相增多,使包封率降低。反复冻融法被证明是一种有效的保护药物不渗漏的方法。与其他方法相比,冻融法具有操作简单,包封率高,药物避免接触有机溶媒等特点。张奇等使用了冻融法制备氟尿嘧啶脂质体,并考察了其稳定性。作者使用对水溶性药物包封率较高的逆向蒸发法制备了5-FU脂质体的混悬液后,置冰箱内反复冻融3次,发现药物的包封率比冻融前明显提高(由约25%上升到45%左右)且离心加速实验的稳定性也比冻融前好得多。这是由于冰冻使磷脂周围药物浓度增高,在反复冻融过程中粒径小的脂质体互相融合成稍大脂质体,粒径趋于均匀化,使脂质体包封率明显提高。但作者并没有控制冻融后脂质体的粒径分布。董泽民在研究赖氨匹林的鼻腔给药脂质体时也使用了冻融法。他先将磷脂等制成空白脂质体后,把药物和甘露醇溶于其中冻干,加入缓冲液振摇分散,再冻干即得。这样制得的重建性脂质体的包封率为55.94%。由于制作过程无需加热,尤其适用于对热不稳定的水溶性药物。Wei Liang等在研究含有ATP的免疫脂质体的制备时也使用到此方法。作者将包有ATP的PEG修饰脂质体结合上单克隆抗体2G4以增加其靶性,在结合的过程中未发现有ATP的泄漏。作者将脂质体材料和PEG溶于氯仿中旋转挥干成膜,加入溶有ATP的缓冲液,强力蜗旋后反复冻融5次后过膜均化,再过柱分离得脂质体,再进行进一步化学修饰。制备方法在冻融后过聚碳酸酯的膜可使脂质体的离径缩小(约200nm),且分布窄。作者认为冻融法提高包封率的机理可能是形成了某种暂时的孔洞是药物在平衡前由外相进入了内水相中。
5、使用糖保护剂防止载药脂质体的渗漏有研究表明,在脂膜中加入蛋白,糖等类物质,会使其稳定性提高。李晓燕等探讨了具有疏水链的糖保护剂癸烷基葡萄糖(β-DG)对于延缓脂质体渗漏的影响。实验使用超声法制备了水溶性药物盐酸氯喹的小单层脂质体,发现在制膜时加入β-DG,由于长链的亲脂性,使其均匀的分散在双分子层中,改变了膜的通透性,不仅提高了脂质体对药物的包封率(上升了5%),还有效地防止了药物泄漏(降低了一个数量级)。证明了癸烷基葡萄糖是一种有效的脂质体渗漏保护剂。但加入量不宜过多,因为过多的非脂类分子进入脂膜,会影响脂膜的稳定性,反而会使泄漏量上升。
6、其他新进展对于亲水性药物脂质体,最新研究并不局限于传统的脂质体制剂的研究模式,而是灵活积极地采用其他剂型的优点和方法,提高药物的包封率和稳定性。小分子水溶性药物在普通的水凝胶中可以被很快的释放出来,这是由于水凝胶中含有大量的水分(>90%)并且有很大的孔洞,因此达不到缓释的作用。近年来有人将此类药物包裹在脂质体中,再分散在凝胶里,可以明显延缓药物的释放,药物穿透脂质层的过程成为限速步骤。M arija等研究了5-氟脲嘧啶的凝胶脂质体(liposome gels)的制备和体外释药特性。使用脂质成膜水化的方法制备脂质体,用缓冲液洗涤后加入冻干保护剂蔗糖进行冻干,后加入到具有壳聚糖骨架结构的凝胶中即得,药物的体外释放受脂质的组成和水化成膜的条件影响,符合Higuchi扩散模式。与对照的5-FU水凝胶相比有明显的缓释作用。
三、结语
脂质体作为一种新型的药物传递系统正越来越被人们重视,通过自身的性质或对其表面的修饰可以得到不同的靶相给药或缓控释的目的。对于不同的亲水性药物,如何能有效地提高其包封率并降低在储存中渗漏,不仅要借鉴先进的技术和辅料。还需要根据制剂设计要求找出最合适的制备工艺。
脂质体作为一种新型的载药系统,得到广泛的应用和研究。评价脂质体质量的指标有外观、粒径分布和包封率等。其中包封率是衡量脂质体内在质量的一个重要指标。对于亲脂性药物,由于其对磷脂膜的亲和性,可以在制备过程中得到很高的包封率,且不易渗漏。而亲水性药物在制备时则必须包封在脂质体囊内部或多层脂质体层间的水性介质中,除一些特殊药物外包封率普遍不高,且易泄露。制备中为了得到更大的包封率,不得不增加囊内的容积,而这与控制脂质体在有效的粒径范围内又相互矛盾。
二、制备方法
1、常规方法
对于一些亲水性药物,使用常规的制备方法也可以得到满意的包封率。胡静等用简单的薄膜水化-机械分散法研究了硫唑嘌呤(Aza)脂质体包封率的影响因素。这些因素包括卵磷脂与胆醇摩尔比、缓冲液(PBS)pH值、水相用量及药脂重量比。通过正交设计得到最佳处方所制得的3批硫唑嘌呤脂质体形态圆整,大小均匀,粒度范围0.01~0.42μm,包封率均达30%以上。但在实验中发现药脂重量比增加时,包封率反而下降,这说明Aza的利用率在减少。
2、三维网状脂质体
亲水性药物在脂质体内包封的多少取决于在脂质体形成时其在囊内溶液和囊间溶液中的分配,此比率越高,包封率也越高。因此提高囊内溶液的体积可以提高药物的包封率。M. Brandl等通过提高单位体积内磷脂的浓度,以增加在内相中的体积同时又不改变脂质体的形状和大小,从而增加药物的包封率。它将磷脂溶解在水性介质中达到200-300mM浓度,形成一种半固体的糊状物,再用一步高压匀质法使磷脂“强制水化”制成了“Three-dimensional liposome network”。通过电镜观察,发现这种糊状物包埋了水溶性的标记药物,而且还具有缓释作用。所谓一步高压匀质法就是将磷脂粉末和药物分散在水或磷酸盐缓冲液中,轻微振摇后在GM Lab 40 匀质机中高压匀质切割即得脂质体。
3、将药物引入制好的空白脂质体中
由于脂质体一般为混悬液,在储存和运输中难免出现渗漏,聚合等现象影响了包封率和粒径。采用空白脂质体加药物的方法可能可以解决这一问题。
Anye首先提出了前提脂质体(proliposome )的概念,将水溶性甘露醇分散在脂质体膜材的乙醇溶液中,挥干乙醇制的粉状的前体脂质体,此前体脂质体是以甘露醇为主要支架,磷脂膜粘附在其上的结构。该前体脂质体易于保存。药物则溶解在水中,临用前与前体脂质体混合,药物随水分子进入脂质体内,即得含药脂质体制剂。翟光喜等将此方法用于低分子肝素,制得用于静脉注射的脂质体制剂。测得平均包封率为37.3%。这种制剂包封率主要受甘露醇与类脂的总量和配比以及混合的时间影响。在稳定性问题解决的同时,也存在粒径较大且不易控制等问题。还须进一步的研究加以解决。他还将肝素加入少量PBS成糊状,再加入商品化的Natipide Ⅱ空白脂质体,研磨后加入抗氧剂和防腐剂,加PBS稀释后即得。药物在研磨中被包入空白脂质体凝胶颗粒中,再加入大量的水破坏凝胶状态,形成混悬液。试验所的包封率在43%左右。该制备方法中,温度对包封率又较大影响,温度升高时,脂质体流动性变大,膜内包封的药物易于渗漏。研究发现加药顺序、孵化时间、孵化温度、外水相pH值等都对药物的包封率有影响。由于采用主动载药法制备脂质体的包封率高、渗漏小,非常适合于工业化大生产。
4、反复冻融法 亲水性药物脂质体无论是在制备还是储存过程中都存在一个渗漏的问题,药物分配在外水相增多,使包封率降低。反复冻融法被证明是一种有效的保护药物不渗漏的方法。与其他方法相比,冻融法具有操作简单,包封率高,药物避免接触有机溶媒等特点。张奇等使用了冻融法制备氟尿嘧啶脂质体,并考察了其稳定性。作者使用对水溶性药物包封率较高的逆向蒸发法制备了5-FU脂质体的混悬液后,置冰箱内反复冻融3次,发现药物的包封率比冻融前明显提高(由约25%上升到45%左右)且离心加速实验的稳定性也比冻融前好得多。这是由于冰冻使磷脂周围药物浓度增高,在反复冻融过程中粒径小的脂质体互相融合成稍大脂质体,粒径趋于均匀化,使脂质体包封率明显提高。但作者并没有控制冻融后脂质体的粒径分布。董泽民在研究赖氨匹林的鼻腔给药脂质体时也使用了冻融法。他先将磷脂等制成空白脂质体后,把药物和甘露醇溶于其中冻干,加入缓冲液振摇分散,再冻干即得。这样制得的重建性脂质体的包封率为55.94%。由于制作过程无需加热,尤其适用于对热不稳定的水溶性药物。Wei Liang等在研究含有ATP的免疫脂质体的制备时也使用到此方法。作者将包有ATP的PEG修饰脂质体结合上单克隆抗体2G4以增加其靶性,在结合的过程中未发现有ATP的泄漏。作者将脂质体材料和PEG溶于氯仿中旋转挥干成膜,加入溶有ATP的缓冲液,强力蜗旋后反复冻融5次后过膜均化,再过柱分离得脂质体,再进行进一步化学修饰。制备方法在冻融后过聚碳酸酯的膜可使脂质体的离径缩小(约200nm),且分布窄。作者认为冻融法提高包封率的机理可能是形成了某种暂时的孔洞是药物在平衡前由外相进入了内水相中。
5、使用糖保护剂防止载药脂质体的渗漏有研究表明,在脂膜中加入蛋白,糖等类物质,会使其稳定性提高。李晓燕等探讨了具有疏水链的糖保护剂癸烷基葡萄糖(β-DG)对于延缓脂质体渗漏的影响。实验使用超声法制备了水溶性药物盐酸氯喹的小单层脂质体,发现在制膜时加入β-DG,由于长链的亲脂性,使其均匀的分散在双分子层中,改变了膜的通透性,不仅提高了脂质体对药物的包封率(上升了5%),还有效地防止了药物泄漏(降低了一个数量级)。证明了癸烷基葡萄糖是一种有效的脂质体渗漏保护剂。但加入量不宜过多,因为过多的非脂类分子进入脂膜,会影响脂膜的稳定性,反而会使泄漏量上升。
6、其他新进展对于亲水性药物脂质体,最新研究并不局限于传统的脂质体制剂的研究模式,而是灵活积极地采用其他剂型的优点和方法,提高药物的包封率和稳定性。小分子水溶性药物在普通的水凝胶中可以被很快的释放出来,这是由于水凝胶中含有大量的水分(>90%)并且有很大的孔洞,因此达不到缓释的作用。近年来有人将此类药物包裹在脂质体中,再分散在凝胶里,可以明显延缓药物的释放,药物穿透脂质层的过程成为限速步骤。M arija等研究了5-氟脲嘧啶的凝胶脂质体(liposome gels)的制备和体外释药特性。使用脂质成膜水化的方法制备脂质体,用缓冲液洗涤后加入冻干保护剂蔗糖进行冻干,后加入到具有壳聚糖骨架结构的凝胶中即得,药物的体外释放受脂质的组成和水化成膜的条件影响,符合Higuchi扩散模式。与对照的5-FU水凝胶相比有明显的缓释作用。
三、结语
脂质体作为一种新型的药物传递系统正越来越被人们重视,通过自身的性质或对其表面的修饰可以得到不同的靶相给药或缓控释的目的。对于不同的亲水性药物,如何能有效地提高其包封率并降低在储存中渗漏,不仅要借鉴先进的技术和辅料。还需要根据制剂设计要求找出最合适的制备工艺。