蛋白质组学

纳米粒靶向药物的传输和释放

纳米粒靶向药物的传输和释放
 
一、靶向传输
    表面改性纳米粒另一个激动人心的应用是针对肿瘤和器官的靶向药物传输。如上所述,纳米粒在体内有长循环、隐性和立体稳定等特点。这些特点均有利于药物的靶向,是抗肿瘤药物、抗寄生虫药物的良好载体。   
    Kreuter等人利用聚山梨醇酯―80改性后的聚氰基丙烯酸丁酯纳米粒负载多种药物,使其成功地穿过血脑屏障。他们认为,改性后的纳米粒注入血液后,载脂蛋白E(apolipoproteinE)被吸附在纳米粒的外表。载脂蛋白E和低密度脂蛋白十分相似,利用这种相似性,纳米粒被大脑中低密度脂蛋白受体输运到大脑内部。
    纳米粒药物传输系统相对于传统的药物传输系统的优势还体现在另外一些具体的领域,其中之一是动脉血管手术后再狭窄(restenosis)的预防。血管的再狭窄是动脉手术后所面临的主要难题之一。为了防止血管平滑肌细胞增生,药物必须能在较长时间内以较高的浓度传输。利用纳米粒传输药物的优点在于不需要很大的剂量,因为纳米粒体积很小而可以轻而易举地进入细胞内部或穿过结缔组织。一些药物包括生长抑制剂(antiproliferative agents)被用来测试这种传输方式。采用可降解的聚交酯PLA纳米粒子负载AGL―2043,输送到小鼠受伤的颈动脉和猪受伤的冠状动脉,它能够有效地防止其动脉血管再狭窄,并且发现颗粒小的PLA相比于尺寸大的纳米颗粒更加快速有效。Song等人发现,在纳米粒合成之后添加例如肝磷脂、二甲基溴化胺和纤维蛋白原等,可以延长纳米粒在血管中的停留时间。Suh等人合成了负载生长抑制剂的聚环氧乙烷―聚乳酸―羟基乙酸共聚物[ploy(ethyleneoxide)―PLGA]纳米粒。在初始的3天内,药物的初始释放率达到40%,但是85%的药物释放则需要4周以上的时间。这说明纳米粒对于长期药物的传输具有巨大的潜力。   
    淋巴靶向纳米粒药物传输也引起了人们的注意。药物通过内脏淋巴组织被吸收,避免了肝脏的体循环前代谢(pre―systemic metabolism),因此相对于口服后进入血液循环途径具有很大的优势。这对于抗癌治疗、黏膜免疫和手术前的淋巴结染色十分有利。纳米粒可以通过负载抗致敏性寡核苷酸(antisense oligonucleotides)和质粒DNA来治疗癌症和病毒性感染,也可以作为一种新的免疫手段。抗致敏性寡核苷酸稳定性不好,并且不能轻易渗入细胞内,但是它们却很容易被包裹在纳米粒内。
    纳米粒作为疫苗传输媒介的研究也取得了一些成果。在一些动物实验中,壳聚糖改性的纳米粒负载上流行性感冒、百日咳和白喉的疫苗在鼻部引起免疫反应,产生了强烈的免疫球蛋白IgG血清反应(serum responses)和免疫球蛋白IgA分泌反应(1gA secretory responses)。
    药物通过肠道内的淋巴吸收是人们关心的另一个领域。为了杀死肠胃细菌和寄生虫,必须使用大剂量的抗生素和抗寄生虫药物,因为它们只有10%~15%的吸收效率。由于纳米粒具有更好的黏附性,在对付这些病原体时只需要较小的剂量,因而显得更加有效。
    肺部是纳米粒药物传输的另一个靶向目标。它具有巨大的表面积,良好的黏膜渗透性,发展成熟的动脉血管系统,单薄的泡壁和低活性的药物代谢酶。当具有较多功能团的树枝状纳米粒聚酰胺―胺作用于肺部,从COX―mRNA的表达水平可以知道其比纯的药物作用更快。   
    纳米粒还可被用来进行黏膜表面的靶向传输。纳米粒的长效眼外(包括角膜和结膜)药物传输相对于传统方法是一大改进。研究发现,与自由状态下的药物相比,在48h内采用聚壳糖改性的纳米粒可以传输更多的药物到眼外组织,同时避免了眼内组织(虹膜和晶状体)与药物的接触。
二、药物释放
    由于在持续药物传输领域具有广阔的应用前景,纳米粒的药物释放特性已成为人们关注的热点之一。被包埋药物的释放速率受到很多因素的影响。与小的纳米粒相比,大的纳米粒具有更小的初始释放率(initial burst release)和更长时间的持续释放。此外,大的药物负载量往往会导致更大的初始释放率和更快的释放速度。例如,负载16.7%沙伏塞乎(savoxepin)PLA纳米粒在24h内会释放负载量的90%;而负载7.1%沙伏塞平PLA纳米粒的有效释放时间长达3周。通常认为。药物的初始释放率是由包埋不理想的药物或者是
吸附在纳米粒表面的药物引起的:当使用能够与药物相互作用的高分于材料时,如含有自由羧基的PLGA负载蛋白质时.初始释放率变得很低,在一些实例中甚至为零,药物释放的时间被大大延长。
    向以聚乳酸为主体的高分子材料中加入其他高分子材料同样可以用来控制药物的释放。例如,使PEG和PLA相互作用,形成PLA―PEG―PLA共聚物。使用该共聚物进行负载孕酮的研究,发现药物释放量随着PEG的含量和相对分子质量的增加而增加,也随着共聚物的总相对分子质量的减少而增加。使用较大相对分子质量的高聚物时,药物的初始释放率减小。PEG在共聚物中的含量不仅影响纳米粒的大小,也影响到纳米粒的降解。利用PLG―mPEG负载顺铂(cisplatin)可以得到相似的结果。因此,我们完全可以通过改变PEG的含量和相对分子质量来控制药物的释放速率。


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