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【摘要】淀粉因其良好的生物相容性而常被用作药物载体。本文综述了近年来各种淀粉载体的研究进展，讨论淀粉微球、微孔淀粉和直链淀粉-脂质复合物的制备方法、形成机理和结构特征。提出了淀粉载体存在的一些问题及其在医药领域的应用前景。
【关键词】淀粉微球;微孔淀粉;直链淀粉-脂质复合物;淀粉载药
淀粉微球（MS）用作药物载体具有无毒性、无抗原性、易储存、价格低廉的特点。但载有药物的MS用静脉注射时，易引起微循环栓塞。微孔淀粉（PS）是一种具有蜂窝状多孔的变性淀粉，其多孔结构赋予其优良的控释、吸附及包埋性能，可以用作口服药物的载体，在医药领域备受关注。近年来，一些学者发现直链淀粉可与脂质相互作用，形成直链淀粉-脂质复合物（ALC）。该复合物用作药物载体时，兼具MS的多数优点，同时还能阻止脂质氧化变性。此外，该复合物颗粒大小较MS小[1]，用于静脉注射时，能有效降低微循环栓塞的几率。目前国内对ALC的研究主要集中在食品上，在载药方面的研究较少。因此，我们综述了淀粉载体的研究现状，以期为加速其在淀粉载药方面的应用提供依据。
1.淀粉微球及改性淀粉微球
物理法常采用球磨技术，常利用摩擦、碰撞等机械力，在一定液体环境中使淀粉颗粒破碎，形成MS。张伟等[2]以玉米淀粉为原料，以乙醇或水为溶剂，采用球磨技术制得MS。但MS形态大小不易控制，加上微球制备周期较长，工业化较为困难。
化学法多用淀粉分子链上的羟基吸附铁离子（Fe3+）和亚铁离子（Fe2+）后，制备磁性淀粉微球（MSM）。强碱溶液溶解淀粉后，加入Fe3+与Fe2+，两种离子在强碱性环境中瞬间水解并结晶，形成Fe3O4或Fe2O3磁性颗粒，吸附在MS表面，制得MSM。邱礼平等[3]以高链玉米淀粉、FeCl3和FeCl2为基本原料，制备了磁性交联淀粉微球（MCSM）。该微球粒径为微米级，相对保持了原淀粉的形状，磁性粒子凝集覆盖于淀粉颗粒表面。此方法制得的微球粒径较小，载药用于静脉注射引起栓塞的几率相对较低。
反相微乳法是一种新兴的制备MS的方法，其反应机理主要是先用水溶解可溶性淀粉，同时加入药物混合，然后将混合溶液和油相混合，形成油包水的混合乳液，在搅拌的同时，加入交联剂，使交联淀粉微球从溶液中析出。杨小玲等[4]通过醇解和酶解预处理玉米淀粉后，以预处理的淀粉和β-环糊精为原料，采用反相微乳法制得了复合淀粉微球。
2.微孔淀粉及改性微孔淀粉
PS可通过酸解、酶解等方法制备，由于酶处理PS效率高于酸处理PS，所以常以酶解法制备PS。朱建军等[5]通过氢氧化钠溶液先将马铃薯淀粉进行糊化处理，将预糊化淀粉经阿托品与脱水山梨醇单油酸酯乳化处理后，以无水醇作为成孔剂加入到溶液中，然后用高速机械搅拌器，在适当的温度下加入ECH进行交联，得到了新型多孔淀粉微球（PSM）。PSM具有强的亲水性及吸水性，在医药凝胶及药物控释载体和片剂崩解剂具有广阔前景。
陈家文等[6]将淀粉溶解在NaOH水溶液中，然后，在高压静电场的作用下，将混合溶液滴加到由氯化钙， ECH和水-醇的体系中温和搅拌。待反应结束，通过超临界干燥技术获得钙改性多孔淀粉微球（Ca-PSM）。研究显示，该微球具有良好的止血功能，且表面多孔，具有较好的吸附性。袁怀波等[7]利用糖化酶及α-淀粉酶复合处理木薯淀粉，制备了木薯微孔淀粉，然后将其进行了羧甲基化处理，得到了木薯羧甲基微孔淀粉。该改性微球具有较高的黏度，吸水性及吸油性均有明显提高。
3.直链淀粉-脂质复合物及酯化直链淀粉-脂质复合物
直链淀粉具有外部親水、内部疏水的螺旋空腔结构。有研究利用直链淀粉分子的疏水螺旋空腔结构，制得了ALC。将直链淀粉溶解于二甲亚砜（DMSO）中并加热处理，可使直链淀粉的链状结构发生旋转，形成内部疏水、外部亲水的左手螺旋空腔结构。脂质分子或纳米级疏水药物的非极性部分，通过疏水作用力进入直链淀粉的螺旋空腔结构中，形成稳定复合物结构[8]。ALC是一种微胶囊载体，可以阻止螺旋内部的脂质氧化分解，并可控释药物。
碱液分散法是先将淀粉溶解在碱性溶液中，再加入脂质进行反应，加酸中和后可制得ALC。林若慧等[9]利用碱液分散法，以高链玉米淀粉和亚油酸、a-亚麻酸等为原料，KOH为碱性溶液，制得了各脂肪酸相应的脂质复合物。表征结果表明，不同的脂质与淀粉反应后的产物形态结构不同。
V-型直链淀粉因具有大的疏水空腔螺旋结构，可作为纳米级疏水药物的载体。但由于淀粉分子螺旋结构中强的氢键和范德华力，导致空腔中的脂质或纳米级疏水药物释放困难。丙酰化可以显著降低ALC的稳定性，并促进其螺旋结构解离。
4.结论及展望
载药淀粉微球可以通过与多种药物的结合，优化药物的性能，减少药物副作用，但其未广泛在临床中使用。究其原因主要是因为微球颗粒形态大小不易控制，易引起微循环栓塞。其次，载药微球制备过程中有机溶剂残留问题。MSM及磁性交联双醛淀粉微球，兼具淀粉微球的生物相容性以及磁响应性，在磁靶向载药方面有极大的应用前景。PS及改性微孔淀粉具有优良的物理吸附性、缓释性，作为口服药物载体。ALC及酯化直链淀粉-脂质复合物，制备方法较简单且方法多，在制备方面优于淀粉微球。其缺点主要是对所载药物要求较高，必须是纳米级疏水药物。直链淀粉-脂质复合物与磁性材料结合，将是磁靶向载药的另一可行方案。
参考文献
[1]贾祥泽，等.直链淀粉-脂质复合物的形成及其结构性质研究进展[J].食品与发酵工业，2017，43（03）：276-284.
[2]张威.球磨—交联改性玉米淀粉的制备及载药性研究[D].江南大学，2009.
[3]邱礼平.磁性淀粉微球形成机理及其应用动力学研究[D].华南理工大学，2004.
[4]杨小玲，赵琴.淀粉微球及磁性淀粉微球的制备研究[J].化学与黏合，2016，38（02）：91-93+97.
[5]Zhu JJ， et al. Preparation and characterization of a new type of porous starch microspheres （PSM） and effect of physicochemical properties on water uptake rate[J].Int J Biol Macromol， 2018， 116： 707-714.
[6]Chen JW，et al. Fabrication of porous starch microspheres by electrostatic spray and supercritical CO and its hemostatic performance[J].Int J Biol Macromol， 2019， 123： 1-9.
[7]袁怀波，于乐，陈宗道.木薯羧甲基微孔改性淀粉的制备及性质研究[J].中国食品学报，2007（05）：91-96.
[8]贾祥泽，等.直链淀粉-脂质复合物的形成及其结构性质研究进展[J].食品与发酵工业，2017，43（03）：276-284.
[9]林若慧.脂肪酸—直链淀粉复合物的制备及其氧化稳定性的研究[D].广东工业大学，2011.
基金项目：国家级大学生创新创业训练项目计划项目（201911840021）
【关键词】淀粉微球;微孔淀粉;直链淀粉-脂质复合物;淀粉载药
淀粉微球（MS）用作药物载体具有无毒性、无抗原性、易储存、价格低廉的特点。但载有药物的MS用静脉注射时，易引起微循环栓塞。微孔淀粉（PS）是一种具有蜂窝状多孔的变性淀粉，其多孔结构赋予其优良的控释、吸附及包埋性能，可以用作口服药物的载体，在医药领域备受关注。近年来，一些学者发现直链淀粉可与脂质相互作用，形成直链淀粉-脂质复合物（ALC）。该复合物用作药物载体时，兼具MS的多数优点，同时还能阻止脂质氧化变性。此外，该复合物颗粒大小较MS小[1]，用于静脉注射时，能有效降低微循环栓塞的几率。目前国内对ALC的研究主要集中在食品上，在载药方面的研究较少。因此，我们综述了淀粉载体的研究现状，以期为加速其在淀粉载药方面的应用提供依据。
1.淀粉微球及改性淀粉微球
物理法常采用球磨技术，常利用摩擦、碰撞等机械力，在一定液体环境中使淀粉颗粒破碎，形成MS。张伟等[2]以玉米淀粉为原料，以乙醇或水为溶剂，采用球磨技术制得MS。但MS形态大小不易控制，加上微球制备周期较长，工业化较为困难。
化学法多用淀粉分子链上的羟基吸附铁离子（Fe3+）和亚铁离子（Fe2+）后，制备磁性淀粉微球（MSM）。强碱溶液溶解淀粉后，加入Fe3+与Fe2+，两种离子在强碱性环境中瞬间水解并结晶，形成Fe3O4或Fe2O3磁性颗粒，吸附在MS表面，制得MSM。邱礼平等[3]以高链玉米淀粉、FeCl3和FeCl2为基本原料，制备了磁性交联淀粉微球（MCSM）。该微球粒径为微米级，相对保持了原淀粉的形状，磁性粒子凝集覆盖于淀粉颗粒表面。此方法制得的微球粒径较小，载药用于静脉注射引起栓塞的几率相对较低。
反相微乳法是一种新兴的制备MS的方法，其反应机理主要是先用水溶解可溶性淀粉，同时加入药物混合，然后将混合溶液和油相混合，形成油包水的混合乳液，在搅拌的同时，加入交联剂，使交联淀粉微球从溶液中析出。杨小玲等[4]通过醇解和酶解预处理玉米淀粉后，以预处理的淀粉和β-环糊精为原料，采用反相微乳法制得了复合淀粉微球。
2.微孔淀粉及改性微孔淀粉
PS可通过酸解、酶解等方法制备，由于酶处理PS效率高于酸处理PS，所以常以酶解法制备PS。朱建军等[5]通过氢氧化钠溶液先将马铃薯淀粉进行糊化处理，将预糊化淀粉经阿托品与脱水山梨醇单油酸酯乳化处理后，以无水醇作为成孔剂加入到溶液中，然后用高速机械搅拌器，在适当的温度下加入ECH进行交联，得到了新型多孔淀粉微球（PSM）。PSM具有强的亲水性及吸水性，在医药凝胶及药物控释载体和片剂崩解剂具有广阔前景。
陈家文等[6]将淀粉溶解在NaOH水溶液中，然后，在高压静电场的作用下，将混合溶液滴加到由氯化钙， ECH和水-醇的体系中温和搅拌。待反应结束，通过超临界干燥技术获得钙改性多孔淀粉微球（Ca-PSM）。研究显示，该微球具有良好的止血功能，且表面多孔，具有较好的吸附性。袁怀波等[7]利用糖化酶及α-淀粉酶复合处理木薯淀粉，制备了木薯微孔淀粉，然后将其进行了羧甲基化处理，得到了木薯羧甲基微孔淀粉。该改性微球具有较高的黏度，吸水性及吸油性均有明显提高。
3.直链淀粉-脂质复合物及酯化直链淀粉-脂质复合物
直链淀粉具有外部親水、内部疏水的螺旋空腔结构。有研究利用直链淀粉分子的疏水螺旋空腔结构，制得了ALC。将直链淀粉溶解于二甲亚砜（DMSO）中并加热处理，可使直链淀粉的链状结构发生旋转，形成内部疏水、外部亲水的左手螺旋空腔结构。脂质分子或纳米级疏水药物的非极性部分，通过疏水作用力进入直链淀粉的螺旋空腔结构中，形成稳定复合物结构[8]。ALC是一种微胶囊载体，可以阻止螺旋内部的脂质氧化分解，并可控释药物。
碱液分散法是先将淀粉溶解在碱性溶液中，再加入脂质进行反应，加酸中和后可制得ALC。林若慧等[9]利用碱液分散法，以高链玉米淀粉和亚油酸、a-亚麻酸等为原料，KOH为碱性溶液，制得了各脂肪酸相应的脂质复合物。表征结果表明，不同的脂质与淀粉反应后的产物形态结构不同。
V-型直链淀粉因具有大的疏水空腔螺旋结构，可作为纳米级疏水药物的载体。但由于淀粉分子螺旋结构中强的氢键和范德华力，导致空腔中的脂质或纳米级疏水药物释放困难。丙酰化可以显著降低ALC的稳定性，并促进其螺旋结构解离。
4.结论及展望
载药淀粉微球可以通过与多种药物的结合，优化药物的性能，减少药物副作用，但其未广泛在临床中使用。究其原因主要是因为微球颗粒形态大小不易控制，易引起微循环栓塞。其次，载药微球制备过程中有机溶剂残留问题。MSM及磁性交联双醛淀粉微球，兼具淀粉微球的生物相容性以及磁响应性，在磁靶向载药方面有极大的应用前景。PS及改性微孔淀粉具有优良的物理吸附性、缓释性，作为口服药物载体。ALC及酯化直链淀粉-脂质复合物，制备方法较简单且方法多，在制备方面优于淀粉微球。其缺点主要是对所载药物要求较高，必须是纳米级疏水药物。直链淀粉-脂质复合物与磁性材料结合，将是磁靶向载药的另一可行方案。
参考文献
[1]贾祥泽，等.直链淀粉-脂质复合物的形成及其结构性质研究进展[J].食品与发酵工业，2017，43（03）：276-284.
[2]张威.球磨—交联改性玉米淀粉的制备及载药性研究[D].江南大学，2009.
[3]邱礼平.磁性淀粉微球形成机理及其应用动力学研究[D].华南理工大学，2004.
[4]杨小玲，赵琴.淀粉微球及磁性淀粉微球的制备研究[J].化学与黏合，2016，38（02）：91-93+97.
[5]Zhu JJ， et al. Preparation and characterization of a new type of porous starch microspheres （PSM） and effect of physicochemical properties on water uptake rate[J].Int J Biol Macromol， 2018， 116： 707-714.
[6]Chen JW，et al. Fabrication of porous starch microspheres by electrostatic spray and supercritical CO and its hemostatic performance[J].Int J Biol Macromol， 2019， 123： 1-9.
[7]袁怀波，于乐，陈宗道.木薯羧甲基微孔改性淀粉的制备及性质研究[J].中国食品学报，2007（05）：91-96.
[8]贾祥泽，等.直链淀粉-脂质复合物的形成及其结构性质研究进展[J].食品与发酵工业，2017，43（03）：276-284.
[9]林若慧.脂肪酸—直链淀粉复合物的制备及其氧化稳定性的研究[D].广东工业大学，2011.
基金项目：国家级大学生创新创业训练项目计划项目（201911840021）