蛋白质组学

药用纳米粒的制备

药用纳米粒的制备
20世纪80~90年代,人们对药物缓释系统的研究主要着眼于增加药物利用率和降低材料的毒副作用。早期的纳米 、微米粒子主要由聚烷基氰基丙烯酸盐合成。微米粒子因其体积过大,不能从肠腔进入体内淋巴循环系统而不适用于口服药物。
另一方面,纳米载药粒子因噬菌作用导致其降解速率过快,影响其在静脉内的吸收和利用。近年来,人们通过对纳米粒子的表面修饰而解决了上述问题。纳米粒由于其特有的优点,如在生物体液及贮存中较稳定,制备易于工业化,能增加药物或蛋白质的稳定性,已成为近年来的研究热点。
在药物传输研究领域一般将纳米粒的尺寸界定在10―l 000 nm。药物被溶解、诱捕、包裹或附着在纳米粒基质上,依赖其制备方法可得到纳米粒,包括纳米球和纳米囊。纳米球是一种基质系统,属基质骨架型,药物均匀分散在基质中。
纳米囊是一种囊状系统,属药库膜壳型,药物被限制在被聚合物膜包围的腔中。
聚合物纳米粒用作高效药物运送载体引起了人们浓厚的兴趣,聚合物纳米粒通常指天然或人工合成的直径小于1um的粒子。许多聚合物纳米粒在药物传递方面具有缓释、控释、稳定药物、增强靶向性、提高疗效、降低毒副作用等优越性。
天然聚合物(如蛋白质、多聚糖等)因纯度差异,以及交联会引起药物变性而限制了其应用发展,因此以合成聚合物为载体,将生物活性物质以最佳的速率和剂量运送到特定的作用靶位成为近年来研究的主攻目标。
目前,用于纳米药物载体研究的主要合成聚合物有聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸共聚乙醇酸(PLGA)、聚己内酯(PCL)、聚氰基丙烯酸烷基酯、聚羟基丁酸、聚原酸酯、聚酐和多肽。这些聚合物都有非常好的生物兼容性。另外,聚合物纳米粒降解速率及药物的释放速率能得到人工控制,比如,增加PLA的疏水性或PGA的亲水性等。
脂质体是另一种曾被看好的纳米药物缓释器,因其具有保护药物降解、靶向药物到达活性部位以及降低毒副作用等独特优点而取代传统的制剂形式作为潜在药物载体。
然而,脂质体又因具有低包封率、脂质体膜易于降解、药物快速渗漏、重复性差等不足,限制了其应用发展,而体内不稳定性是其致命弱点。相对而言,固态生物可降解纳米粒子凭借其稳定性和独特的可控缓释能力,表现出极大的优越性。
纳米粒子超越微米粒子的优越性还体现在它们更适合静脉内传输,体内最小的毛细管直径大约在5~6um,因此,选用的粒子半径必须大大小于5tzm,并且不发生团聚现象,才能避免血管阻塞。
随着分子生物学及其技术的发展,多肽类药物显示出优于传统药物的治疗效果,但多肽类药物又有其固有的缺点,如口服时易被蛋白水解酶降解、T1/2极短须重复注射给药等等,这些缺点限制了它们的临床应用。纳米粒载体系统可以较好地克服这些缺点,它可使此类药物口服有效。
药物靶向性是指药物能高选择性地分布于作用对象,从而增强疗效,减少不良反应。
其作用对象从靶器官、靶细胞到细胞内靶结构,此三级靶向治疗均可通过纳米控释系统得以完成。纳米粒子或纳米胶囊在与药物形成复合物后,根据不同的治疗目的,选择不同的方式进入机体,经血液循环选择性定位于特定的组织和细胞,以达到治疗的目的。纳米控释系统经过适当的修饰,还可以通过血脑屏障,将药物输送到中枢神经系统而发挥作用。
从理论上讲,利用基因治疗的方法可以通过修复那些异常的基因而治疗相应的疾病。但在实际的治疗过程中,基因治疗还存在着许多的困难÷现在使用的方法还很原始。其中一个问题就是如何避开人体自身免疫系统而将外源基因导人体内细胞,目前应用最多的是以自然界中存在的病毒作为基因治疗载体。
但免疫学研究认为,以病毒作为基因治疗载体不可避免地会遇到严重的免疫反应问题,甚至致人死亡,此种病症在国外已有报道。因此,在进行基因治疗时就需要一个安全的载体来代替传统的病毒载体。
贝克及其同事研究出了一种树枝状的多聚物,由于它具有精确的纳米结构,同时其表面与内部都可以携带分子,使之成为一个很好的DNA导入细胞的载体。大鼠、小鼠实验结果表明这种载体没有任何毒副作用,而且基因转移效率很高,这样就解决了基因治疗中免疫反应这个难题。
如上所述,纳米粒载体系统是一种非常有前途的药物新剂型。基于所需的不同药物传送途径和药物本身的性质,人们已经找到了多种纳米粒药物载体的合成方法,并且通过调节不同的参数来合成具有所需性质的纳米粒。
纳米粒药物载体的4个最主要的性质分别为大小、包封率、泽塔(zeta)电压(表面电荷)、缓释率。以下将主要总结制备聚合物纳米粒的不同方法,包括不同种类的聚合物、稳定剂以及不同合成方法对聚合物纳米粒结构和性质的影响。另外,还将讨论表面改性、药物包封及其在靶向控释系统中的应用。

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