【摘要】:由于現(xiàn)代納米技術(shù)的迅速發(fā)展以及納米藥物載體無法代替的優(yōu)勢,納米藥物輸送體系得以建立起來,并且展示出了非凡的效果,攻克了醫(yī)藥領(lǐng)域的許多傳統(tǒng)難題。因此本文主要介紹了納米藥物輸送體系中的幾種常見的納米藥物載體的基本情況,列舉了它們常用的制備方法,其中較詳細(xì)地描述了它們最常應(yīng)用的制備方法。
【關(guān)鍵詞】:納米藥物載體;基本情況;制備方法
納米科技的發(fā)展及納米藥物輸送體系的建立使得醫(yī)藥領(lǐng)域很多傳統(tǒng)難題得以解決,納米藥物載體相比于傳統(tǒng)藥劑具有無法比擬的優(yōu)勢。首先納米藥物載體粒徑小,比表面積大,其次在它表面經(jīng)靶向基團(tuán)修飾后可實現(xiàn)靶向給藥,使得藥物利用度有很大程度地提高,同時納米載體可延長藥物的消除半衰期,大大提高了藥物的穩(wěn)定性,提高療效并減少副作用。目前,常見的納米藥物載體有脂質(zhì)體、高分子聚合物、金納米顆粒、介孔二氧化硅、量子點等。
一、脂質(zhì)體
1965年,英國學(xué)者Bangham和Standish將磷脂分散在水中進(jìn)行電鏡觀察時發(fā)現(xiàn)了脂質(zhì)體。磷脂分散在水中自然形成多層囊泡,每層均為脂質(zhì)的雙分子層;囊泡中央和各層之間被水相隔開,雙分子層厚度約為4nm。后來,將這種具有類似生物膜結(jié)構(gòu)的雙分子小囊稱為脂質(zhì)體。1971年,英國Rymen等人開始將脂質(zhì)體用作藥物載體。
脂質(zhì)體是由磷脂分子在水相中通過疏水作用形成的,因此制備脂質(zhì)體所強調(diào)的不是膜組裝,而是如何形成適當(dāng)大小、包封率高和穩(wěn)定性高的囊泡。制備的方法不同,脂質(zhì)體的粒徑可從幾十納米到幾微米,并且結(jié)構(gòu)也不盡相同。目前,制備脂質(zhì)體的方法較多,常用的有薄膜分散法、反相蒸發(fā)法、溶劑注入法和復(fù)乳法等,這些方法一般稱為被動載藥法,而PH梯度法、硫酸銨梯度法一般稱為主動載藥法。其中,薄膜分散法是最原始但又是迄今為止最基本和應(yīng)用最廣泛的脂質(zhì)體的制備方法。將磷脂和膽固醇等類脂及脂溶性藥物溶于有機溶劑,然后將此溶液置于一大的圓底燒瓶中,在旋轉(zhuǎn)減壓蒸干,磷脂在燒瓶壁上會形成一層很薄的膜,然后加入一定量的緩沖溶液,充分震蕩燒瓶使脂質(zhì)膜水化脫落,即可得到脂質(zhì)體。這種方法對水溶性藥物可獲得較高的包封率,但是脂質(zhì)體粒徑在0.2-5um之間,可通過超聲波儀處理或者通過擠壓使脂質(zhì)體通過固定粒徑的聚碳酸酯膜,在一定程度上降低脂質(zhì)體的粒徑。
二、高分子聚合物
高分子聚合物是指一類由許多相同的、簡單的結(jié)構(gòu)單元通過共價鍵重復(fù)連接而成的高分子量化合物,其相對分子質(zhì)量通常在10~106以上的大分子物質(zhì),其分子所含原子數(shù)通常數(shù)幾萬、幾十萬甚至高達(dá)幾百萬個。
天然聚合物多從自然植物經(jīng)物理或化學(xué)方法制取,合成聚合物由低分子單體通過聚合反應(yīng)制得。聚合方法通常有本體(熔融)聚合、溶液聚合、乳液聚合和懸浮聚合等,依據(jù)對聚合物的使用性能要求可對不同的方法進(jìn)行選擇,如帶官能團(tuán)的單體聚合常采用溶液或熔融聚合法。
三、金納米顆粒
金納米顆粒主要是膠體金,也稱金溶膠,是由金鹽被還原成原金后形成的金顆粒懸液。膠體金顆粒由一個基礎(chǔ)金核及包圍在外的雙離子層構(gòu)成,緊連在金核表面的是內(nèi)層負(fù)離子,外層離子層則分散在膠體間溶液中,以維持膠體金游離于溶膠間的懸液狀態(tài)。膠體金顆粒的基礎(chǔ)金核并非是理想的圓球核,較小的膠體金顆粒基本是圓球形的,較大的膠體金顆粒(一般指大于30nm以上)多呈橢圓形。
金納米顆粒的主要還原材料是氯金酸,常用的還原劑有檸檬酸鈉、鞣酸、抗壞血酸、白磷、硼氫化鈉等。根據(jù)還原劑類型以及還原作用的強弱,可以制備0.8-150nm不等的膠體金。最常用的制備方法是檸檬酸鹽還原法,首先將氯金酸配制成0.01%水溶液,取100mL加熱至沸,然后在攪動下準(zhǔn)確加入一定量的1%檸檬酸三鈉水溶液,繼續(xù)加熱煮沸15min(此時可觀察到淡黃色的氯金酸水溶液在檸檬酸鈉加入后很快變灰色,繼而轉(zhuǎn)成黑色,,隨后逐漸穩(wěn)定成紅色,全過程約2-3min)。最后冷卻至室溫后用蒸餾水恢復(fù)至原體積。用此法可制備16-147nm粒徑的膠體金,金顆粒的大小取決于制備時加入的檸檬酸三鈉的量。
四、介孔二氧化硅
介孔二氧化硅具有有序且連續(xù)可調(diào)的介孔結(jié)構(gòu),大的比表面積,優(yōu)良的生物相容性及表面功能基團(tuán)易于被修飾等特性,更是成為藥物輸送體系研究的熱點。
介孔二氧化硅納米顆粒的合成始于20世紀(jì)90年代,Yanagisawa和Kresge分別在1990和1992年合成了具有六方、立方孔道,孔徑為2-10nm的MCM-41、MCM-48型介孔二氧化硅材料,并將其用于工業(yè)催化。目前常用的合成方法有溶膠-凝膠法、水熱合成法、相轉(zhuǎn)變法、沉淀法和微波合成法等。其中,應(yīng)用最多的是溶膠-凝膠法和水熱合成法,這兩種方法主要是以有機硅源為原料,以有機表面活性劑為模板來形成納米顆粒,然后再通過溶劑萃取或高溫煅燒過程去除模板,形成具有介孔結(jié)構(gòu)的納米二氧化硅顆粒。由于介孔二氧化硅具有骨架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、孔徑規(guī)則且在2-50nm范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)、表面富含羥基易于修飾等優(yōu)點,因此,可以有效裝載和輸送不同大小和種類的藥物。
五、量子點
量子點是由有限數(shù)目的原子組成,三個維度尺寸均在納米數(shù)量級。量子點一般為球形或類球形,是由半導(dǎo)體材料制成的、穩(wěn)定直徑在2~20 nm的納米粒子。量子點是在納米尺度上的原子和分子的集合體,既可由一種半導(dǎo)體材料組成,也可以由兩種或兩種以上的半導(dǎo)體材料組成。作為一種新穎的半導(dǎo)體納米材料,量子點具有許多獨特的納米性質(zhì)。
迄今量子點的制備方法,主要有物理方法和化學(xué)方法,以化學(xué)方法為主。量子點的軟化學(xué)制備方法有兩種:一種是采用膠體化學(xué)的方法在有機體系中合成,另一種是在水溶液中合成。金屬有機合成法:點的研究是20世紀(jì)90年代最早從鑲嵌在玻璃中的CdSe量子點開始的。CdSe納米晶體的制備是一個最成功的例子。1993年,Bawendi等第一次使用二甲基鎘(Cd(CH3)2)、三辛基硒化膦作為前體,三辛基氧化膦(TOPO)作為配位溶劑,合成了高效發(fā)光的硒化鎘量子點,由于CdSe納米顆粒不溶于甲醇,可以加入過量甲醇,通過離心分離得到CdSe納米顆粒,其量子產(chǎn)率約為10%。水相直接合成法:在水相中直接合成量子點具有操作簡便、重復(fù)性高、成本低、表面電荷和表面性質(zhì)可控,容易引入功能性基團(tuán),生物相容性好等優(yōu)點,已經(jīng)成為當(dāng)前研究的熱點,其優(yōu)良的性能有望成為一種有發(fā)展?jié)摿Φ纳餆晒馓结?。?dāng)前,水相直接合成水溶性量子點技術(shù)主要以水溶性巰基試劑作穩(wěn)定劑。近些年來又發(fā)展了用其它類型試劑做穩(wěn)定劑制備水溶性量子點的方法,Sondi等用氨基葡聚糖作穩(wěn)定劑,在室溫下合成了CdSe量子點。
納米藥物載體由于無法比擬的優(yōu)勢,使得它在醫(yī)藥生物領(lǐng)域發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,并且在之后很長的一段時間內(nèi)會一直被利用,來解決醫(yī)學(xué)上的疑難雜癥,特別是對癌癥的治療。因此,熟悉納米藥物載體以及它常用的制備方法,可以讓我們更好地來制造它,利用它,發(fā)展它。