型給藥系統(tǒng)：聚合物膠束與泡囊

1、新型給藥系統(tǒng)——聚合物膠束與泡囊,陸 彬四川大學(xué)華西藥學(xué)院,聚合物膠束與泡囊,2,,一、前言 二、聚合物膠束與泡囊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 三、聚合物膠束與泡囊的緩釋性和體內(nèi)分布 四、臨界膠束濃度與聚合物膠束 五、制備聚合物膠束的材料 六、聚合物膠束的制備方法 七、聚合物膠束的應(yīng)用實(shí)例 八、制備泡囊的材料 九、泡囊的制備方法 十、泡囊的應(yīng)用實(shí)例 十一、結(jié)語,聚合物膠束與泡囊,3,一、前 言,膠束(micelles，

2、亦稱膠團(tuán))是膠體分散系中的一種，屬于締合膠體。膠束在藥學(xué)中長期用于難溶性藥物的增溶，聚合物膠束(polymeric micelles)不僅用于增溶，而且可以作為藥物載體。如難溶于水的兩性霉素B，用PEG-聚（?-苯甲酰-天冬氨酸酯）制成聚合物膠束，溶解度可提高到5 g/L，是原來溶解度的1萬倍。近年來，聚合物膠束用作載體成為給藥系統(tǒng)研究的熱點(diǎn)，可以用于提高藥物穩(wěn)定性，延緩釋放，提高藥效，降低毒性，和具有靶向性。如將P388白血病大鼠用阿

3、霉素及其聚合物膠束進(jìn)行藥理對照實(shí)驗(yàn)，阿霉素中毒劑量是30 mg/kg，而其聚合物膠束是600 mg/kg，即膠束使其毒性大為降低。用聚乙二醇/磷脂酰乙醇胺聚合物膠束（低濃度時(shí)很穩(wěn)定，粒徑7~35 nm），發(fā)現(xiàn)與血漿無明顯作用，在血液循環(huán)中能長時(shí)間存在，且在荷Lewis肺癌的小鼠癌組織及EL T4淋巴癌中濃集，如包載難溶的抗癌藥，也在癌中濃集，說明該膠束有良好的穩(wěn)定性和靶向性。,聚合物膠束與泡囊,4,,由磷脂類和膽固醇的雙分子層組成的脂質(zhì)

4、體，其膜具有類似生物膜結(jié)構(gòu)成為藥物的優(yōu)良載體。其主要特點(diǎn)是具有靶向性、緩釋性、細(xì)胞親和性和組織相容性。 脂質(zhì)體存在的問題主要是不太穩(wěn)定，包括藥物易滲漏、磷脂易受氧化和降解等。近年發(fā)展成泡囊(niosomes，亦稱囊泡或類脂質(zhì)體)及聚合物泡囊(polymer vesicles 或polymersomes) ，它們作為藥物載體與脂質(zhì)體的體內(nèi)外性質(zhì)極其相似，但較脂質(zhì)體穩(wěn)定，比膠束和納米乳載水溶性藥量大，是一類極有前途的新

5、型給藥系統(tǒng)。 一般泡囊是由非離子型表面活性劑形成，而聚合物泡囊則由雙親性嵌段共聚物形成，條件是親水段和疏水段的長度合宜或分子結(jié)構(gòu)中親水段與疏水段相間排列適當(dāng)。泡囊和聚合物泡囊均可在水中自組裝形成。,聚合物膠束與泡囊,5,二、聚合物膠束與泡囊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),聚合物膠束和泡囊均可由合成的雙親性表面活性劑在水中自組裝形成。但聚合物膠束是內(nèi)核疏水、外層親水的實(shí)心結(jié)構(gòu)，空白膠束粒徑通常在10~50 nm之間。結(jié)構(gòu)見右上圖。

6、 膠束核心包載固態(tài)疏水藥物后可成為納米球或亞微球，包載液態(tài)疏水藥物后可成為納米乳或亞微乳，粒徑均大于空白膠束。膠束也可在其親水基團(tuán)之間包載親水藥物，但載藥量較低。見右下圖。 所謂“自組裝”，即在水溶液中雙親性分子的疏水段被水分子排斥而聚集，從而自動(dòng)形成親水段向外的締合結(jié)構(gòu)。,,聚合物膠束與泡囊,6,,泡囊通常由非離子型表面活性劑形成，具有封閉的雙層結(jié)構(gòu)，殼層內(nèi)外均是親水基團(tuán)（右圖用圓圈表示），

7、空的中心可容納水性介質(zhì)，夾在兩層親水基團(tuán)中間的是疏水基團(tuán)，雙分子層單室泡囊示意圖見右上。 泡囊亦可由雙親性線形嵌段共聚物在溶液中自組裝形成單分子層膜，稱為聚合物泡囊。 右下圖是由聚甲基苯基硅烷-聚氧乙烯嵌段共聚物形成的泡囊示意圖，其外殼內(nèi)側(cè)和外側(cè)均是親水基團(tuán)聚氧乙烯，殼層中心為疏水的聚甲基苯基硅烷。 泡囊的大小通常在幾十納米至幾十微米。由于具有較大的中空親水區(qū)，對水溶性

8、藥物的包封率高，在殼層的疏水區(qū)也可以包載疏水藥物，但載藥量較小。,聚合物膠束與泡囊,7,,脂質(zhì)體與聚合物泡囊均可由“成膜”和“水化”兩步形成，如右上圖。 兩者的主要區(qū)別取決于雙親性材料的分子量，見右下圖。分子量小于100者不能形成聚集體 (n.a.)；100~1000之間形成脂質(zhì)體；1000以上則形成聚合物泡囊。而且，隨著材料分子量增大，聚集體的穩(wěn)定性增大至一定值，膜的流動(dòng)性和透過性降低。故聚合物泡囊的穩(wěn)定性明顯

9、高于脂質(zhì)體，而膜的透過性較低（緩釋性更高）。,聚合物膠束與泡囊,8,,雙親性嵌段共聚物在溶液中可以自發(fā)形成膠束，亦可形成共聚物泡囊，其中決定性因素是親水段（如POE或PEG）在分子中所占的體積比(fOE）。 fOE0.5時(shí)親水段很大，形成錐形分子（右圖右上），也形成球形膠束。 當(dāng)fOE 在0.2~0.42時(shí)， （見右上圖的左）可形成殼層結(jié)構(gòu)，即聚合物泡囊（ 右中圖的左）。

10、當(dāng)fOE在0.42~0.5時(shí)，形成 蟲狀（或棒狀 ）膠束（見右下圖）。,聚合物膠束與泡囊,9,,脂質(zhì)體同PEG共價(jià)結(jié)合得到隱形（或長循環(huán)）脂質(zhì)體。但發(fā)現(xiàn)，所得隱形脂質(zhì)體中PEG的摩爾比最高不能超過11％。認(rèn)為PEG比例過高（包括用PEG 5000代替2000），均導(dǎo)致錐形分子而形成膠束 ，而所得脂質(zhì)體中PEG的比例仍未提高。 右圖 ，隱形脂質(zhì)體膜中PEG化的分子比例不高（約為10％）。其余 每個(gè)雙親性嵌

11、段聚合物均100％PEG化，則可形成泡囊膜，因?yàn)槭杷危ň鄱《┱家话胍陨?，即fPEG處于0.2~0.42。這種隱形聚合物泡囊不僅比隱形脂質(zhì)體的血循環(huán)時(shí)間延長2倍以上，而且穩(wěn)定性也高，對脂溶性及雙親性藥物的載藥量也大為提高，因?yàn)槟さ氖杷畬雍穸却蟠笤黾印?聚合物膠束與泡囊,10,,三、聚合物膠束與泡囊的緩釋性和體內(nèi)分布 （一）緩釋性 通常疏水性藥物用膠束包載，親水性藥物用泡囊包載，均可在體內(nèi)外具有較

12、明顯的緩釋性。如氯硝西泮制成PEG-聚（?-芐基-1-谷氨酸酯）膠束后，在pH 7.4 PBS中進(jìn)行體外釋放70天才釋藥40％。,聚合物膠束與泡囊,11,,又如布洛芬(難溶于水)泡囊的材料為 Span 60/膽固醇/ 二鯨蠟磷酸酯(組成比為 47.5/47.5/5)，在人工胃液中比原藥釋放慢（右上圖），在人工腸液中比原藥釋放更慢(右下圖)。因該泡囊在微堿性溶液中更穩(wěn)定。 又如羧基熒光素，其幾種劑型的釋藥速率如下

13、： 游離羧基熒光素>W/O型乳劑>泡囊,聚合物膠束與泡囊,12,,（二）體內(nèi)分布 粒子型給藥系統(tǒng)在體內(nèi)的分布主要取決于粒徑和粒子表面特性（如親水性和電荷）。 粒徑小于50 nm的膠束和泡囊具有優(yōu)良的組織透過性，尤其是可在具有滲漏性血管的組織（如腫瘤、炎癥區(qū)或梗死區(qū)）聚集，即所謂增強(qiáng)透過和滯留效應(yīng)（EPR），因而具有天然的被動(dòng)靶向作用。其粒徑又大于可以被腎排泄的

14、程度，而小于可以被單核細(xì)胞非特異攝取的限度，可以延長在體內(nèi)的時(shí)間。也使其可以用亞微米微孔法過濾除菌。膠束還具有克服血­-腦屏障（blood-brain barriers,BBB）的功能。,聚合物膠束與泡囊,13,,粒徑小的泡囊由于有細(xì)胞相容性，易透過皮膚。如雌二醇泡囊透過人體角質(zhì)層的量，泡囊為膠態(tài)時(shí)比原藥增加1.5~ 2.4倍，液態(tài)泡囊則增加4.8~9.5倍。 又如甲磺酸用8-聚氧乙烯月桂醇酯制成泡囊，體

15、外透皮量為13.6?2.3 ng?h-1cm2,是普通泡囊的6.2倍，認(rèn)為是改變了角質(zhì)層的超微結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了皮膚的透過性。 靜注粒徑0.1~2.0 ?m的泡囊，會很快被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)吸收而從血液中清除，最終到達(dá)肝臟的枯否氏細(xì)胞的溶酶體中。7~25 ?m的泡囊可以被肺毛細(xì)血管機(jī)械截留，具有肺靶向性。栓塞后是否帶來毒副作用，視粒子型載體的性質(zhì)而定。 如靜注阿霉素泡囊釋藥時(shí)間延長1/2，可提高肝中

16、藥物濃度，肝中代謝物增加2倍，肺中含量也增大，清除率和分布體積明顯降低，心臟中藥物半衰期降低，提高了對心臟的保護(hù)力。,聚合物膠束與泡囊,14,,四、臨界膠束濃度與聚合物膠束 在水溶液中加入表面活性劑后，溶液的界面張力迅速降低，當(dāng)表面活性劑分子在水溶液表面的濃度達(dá)飽和后，如果繼續(xù)加入表面活性劑，其分子就會急速轉(zhuǎn)入溶液內(nèi)部，形成親水基向外、疏水基向內(nèi)的表面活性劑分子締合體，即膠束。在非水溶液中，

17、過量的表面活性劑會形成親水基向內(nèi)、疏水基向外的分子締合體，稱為反膠束。 表面活性劑分子締合形成膠束時(shí)的最低濃度稱為臨界膠束濃度(CMC)。反膠束往往不象水溶液的膠束有確定的CMC值。,聚合物膠束與泡囊,15,,在CMC前后很小的濃度范圍內(nèi)，溶液的物理化學(xué)性質(zhì)，如液體的界面張力、滲透壓、粘度、密度、摩爾電導(dǎo)等都發(fā)生了急劇的變化。CMC值常因溶劑不同而變化，溶液的溫度、pH值、離子強(qiáng)度等對膠束CMC值也有影響。在一定溫度下，

18、不同表面活性劑的CMC不同，形成膠束的分子締合數(shù)也不同，小分子表面活性劑的膠束，通常締合數(shù)在幾十到幾百之間。能形成膠束的最低溫度稱為臨界膠束溫度，高于此溫度膠束將解締合成單體。,聚合物膠束與泡囊,16,,通常結(jié)構(gòu)相似的表面活性劑，其烴基的碳鏈增長，CMC值明顯降低；非離子型表面活性劑的CMC比離子型的小得多（約1:100），而非離子型表面活性劑膠束的分子締合數(shù)卻大得多（可達(dá)數(shù)千）。 藥學(xué)中常用的低分子表面活性劑對難溶

19、藥物的增溶效果較好，但其CMC值較高，不能用作藥物載體，因?yàn)榻?jīng)稀釋的膠束不穩(wěn)定（如在靜注后受血容量的影響會解締合），故作為給藥系統(tǒng)的載體，必須使用兩親性聚合物作材料。,聚合物膠束與泡囊,17,,五、聚合物膠束的材料 一般用兩種聚合物組成的嵌段聚合物，通常用線形嵌斷共聚物，其親水區(qū)的材料主要是聚乙二醇（PEG）、聚氧乙烯（PEO）或聚乙烯吡咯烷酮（PVP），構(gòu)成疏水區(qū)的材料主要是聚氧丙烯、聚苯乙烯、聚氨基酸、

20、聚乳酸、精胺、短鏈磷脂等。這兩類材料可以構(gòu)成各種二嵌斷（AB）或三嵌斷（BAB）兩親性共聚物。由于合成時(shí)可以控制親水段和疏水段的長度及其摩爾比，可以制得不同分子量和不同親水?疏水平衡的共聚物。要能形成比較穩(wěn)定的膠束，PEG段的分子量通常在1 000~15 000范圍，而疏水段的分子量與此相當(dāng)或稍小。文獻(xiàn)中也有用兩個(gè)親水聚合物共聚，再在其中之一接上疏水藥物（如紫杉醇、順鉑或疏水的診斷試劑等）形成疏水核芯。,聚合物膠束與泡囊,18,,聚合物

21、膠束的形成除借助疏水段的van der Waals力以外，還可以借助靜電引力。水溶性的兩種帶相反電荷的嵌段共聚物分子，可借靜電引力形成聚合物膠束，如將聚氧乙烯（PEO）同聚天冬氨酸（PAsp）組成的帶負(fù)電荷聚合物PEO-?-PAsp，和帶正電荷的聚合物PEO-聚羥氨酸兩種溶液混合攪拌，形成分子間自組裝復(fù)合物，可用于制備聚合物膠束（或納米粒）。由于其制備條件溫和，特別適用于包載生物技術(shù)藥物，如多肽、蛋白質(zhì)類、酶和基因等。,聚合物膠束與泡囊

22、,19,,六、聚合物膠束的制備方法 聚合物膠束的制備一般分直接溶解法和透析法兩種。水溶性較好的材料（如pluronics類）可直接溶解于水（可加熱溶解），濃度超過溶解度后即可形成透明的聚合物膠束溶液。水溶性差的材料必須同時(shí)使用有機(jī)溶劑，先在有機(jī)溶劑（或含水的混合溶劑）中溶解，再透析除去有機(jī)溶劑，可制得聚合物膠束。 載藥聚合物膠束制備方法與聚合物膠束類似，有的很簡單，將材料（如表面活性劑）先在水

23、中溶解、分散，再加入疏水性藥物的適當(dāng)溶液攪拌即成。此外有以下方法。 （一）物理包裹法 1. 自組裝溶劑蒸發(fā)法 將材料與藥物溶于有機(jī)溶劑中，再逐漸加到攪拌的水中，形成聚合物膠束后，加熱將有機(jī)溶劑蒸發(fā)除去，即得。,聚合物膠束與泡囊,20,,2. 透析法 將兩親性聚合物溶解在N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、二甲基亞砜（DMSO）或N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）中，溶解后加入難溶于水的被

24、載藥物，攪拌過夜，再將混合溶液置透析袋中，用水透析5?9 h，透析后冷凍干燥即得。如用兩親性嵌斷共聚物聚乙二醇-聚谷氨酸芐酯作材料，同藥物萘普生一起溶于DMF（或THF 四氫呋喃）中，60℃保溫，轉(zhuǎn)至透析袋中用水透析，定時(shí)換水后，將被透析液離心，上清液0.45 ?m微孔過濾，即得萘普生膠束，粒徑35~245 nm，其中較大者外殼厚度約20 nm。共聚物中疏水段愈長者粒徑愈大（同時(shí)對萘普生增溶的效果亦愈大），用THF作溶劑者粒徑遠(yuǎn)小于用D

25、MF者，共聚物/溶劑比愈大者粒徑也愈大。,聚合物膠束與泡囊,21,,3. 乳化-溶劑揮發(fā)法 將難溶藥物溶于有機(jī)溶劑，同時(shí)將聚合物以合適方法制成澄清的聚合物膠束水溶液，再在劇烈攪拌下將有機(jī)溶液倒入聚合物膠束溶液中，形成O/W型乳狀液，繼續(xù)攪拌使有機(jī)溶劑揮發(fā)，濾去游離的藥物及其它小分子后，冷凍干燥即得。此法所得的聚合物膠束載藥量比透析法略高。 （二）化學(xué)結(jié)合法 利用藥物與聚合物疏水鏈上的活性

26、基團(tuán)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將藥物共價(jià)結(jié)合在聚合物上，所制得載藥聚合物膠束，可有效避免腎排泄及網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的吸收，提高生物利用度。但本法需要有能夠反應(yīng)的活性基團(tuán)，應(yīng)用上受到限制。,聚合物膠束與泡囊,22,,七、聚合物膠束的應(yīng)用實(shí)例 （一）順鉑 PEG-PAsp膠束 順鉑（CDDP）是廣泛應(yīng)用的抗癌藥，但有水溶性差和毒副作用等缺點(diǎn)，而且因?yàn)槟I小球清除作用高而使其在血中的半衰期非常短。制成CDDP聚合物膠束后可克

27、服這些缺點(diǎn)。 由于CDDP中的配體Cl ?可以離解，也可在不含氯離子的介質(zhì)中被COO ?取代，取代產(chǎn)物又可以在生理鹽水介質(zhì)中使Cl ?恢復(fù)原位形成CDDP。將CDDP同 水中的PEG-PAsp（聚天冬氨酸）相混，CDDP同PAsp自發(fā)結(jié)合（成為鉑的配合物），形成載藥聚合物膠束，其粒徑僅約20 nm，而且粒徑分布很窄。此膠束在含氯離子的溶液中即釋放出CDDP。,,聚合物膠束與泡囊,23,,經(jīng)測定，形成載藥聚合物膠束的最佳CD

28、DP/Asp比是0.5。所得的PEG-PAsp(CDDP)膠束可以在生理鹽水（0.15 mol/L NaCl）中通過配體氯離子取代反應(yīng)釋放CDDP，介質(zhì)中氯離子濃度愈大釋藥愈快。在37℃時(shí)經(jīng)過開始約10 h的時(shí)滯（或稱為誘導(dǎo)，無釋放，主要發(fā)生配體交換），然后可持續(xù)釋藥50 h。釋藥速率與聚合物膠束中PAsp的鏈長呈負(fù)相關(guān)。時(shí)滯這正好有利于聚合物膠束經(jīng)靜注后達(dá)到腫瘤才釋藥，兩者需要的時(shí)間大體相當(dāng)。 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，聚合

29、物膠束比原藥CDDP的血中AUC提高5.2倍，比腫瘤中AUC提高14倍，而腎毒性等毒副作用大為降低。如在PEG-PAsp嵌段共聚物中加入不同量的PAsp聚合物，與CDDP一道制備載藥聚合物膠束，則聚合物膠束的粒徑隨聚合物的量增大而增大，時(shí)滯亦延長。聚合物膠束用純水近千倍稀釋，未見有明顯的解締合或釋藥現(xiàn)象（72 h釋放低于0.5％），說明聚合物膠束非常穩(wěn)定。,聚合物膠束與泡囊,24,,（二）阿霉素 PEG-PBLA膠束

30、將阿霉素(DOX)通過透析法或乳化法包入PEG-PBLA（聚?-芐基-L-天冬氨酸）嵌段共聚物膠束，PBLA中的芐基可以同包裹的DOX通過p-p作用使載藥聚合物膠束穩(wěn)定。所得的載藥量可達(dá)5%~18%。載藥后的膠束因疏水核心更穩(wěn)定，故比空白膠束穩(wěn)定，能夠抗稀釋而不離解，也不同血中的蛋白作用。這種載藥聚合物膠束靜注后對C26小鼠的抗癌效果也遠(yuǎn)優(yōu)于原藥DOX。,,聚合物膠束與泡囊,25,,（三）吲哚美辛 PVP-b-PLA膠束

31、 Benahmed比較研究了以PLA作疏水段、以PVP或PEG作親水段的兩種嵌段共聚物：PVP-b-PLA共聚物和PEG-b-PLA共聚物，以難溶于水的吲哚美辛（IDM）作模型藥物，將共聚物與IDM一道溶于DMF或乙醇，用水透析，再濾膜過濾，即可得粒徑40~100 nm的聚合物膠束，其締合度為100~300。但如果制備的濃度增大，粒徑也增大，最大可達(dá)500 nm。,聚合物膠束與泡囊,26,,PVP-b-PLA膠束優(yōu)于PEG-b

32、-PLA膠束： （1）增溶量更大，使IDM溶解度最大可達(dá)22％（ PEG-b-PLA僅12％~14％）。原因可能是IDM不僅處于疏水核心，還可以同PVP中的酰胺形成氫鍵，故親水外殼中亦能包載，增溶更顯著。 （2）CMC值更小，在2~15 mg/L范圍，即膠束穩(wěn)定性高，更能經(jīng)受體液的稀釋。 （3）凍干時(shí)不需另加保護(hù)劑，因PVP就是很好的凍干保護(hù)劑，而PEG作凍干保護(hù)劑時(shí)，會促進(jìn)粒子聚合而

33、降低穩(wěn)定性。,聚合物膠束與泡囊,27,,（四）阿霉素 PEG-PAsp膠束 將阿霉素（DOX）中的伯氨基同PEG-PAsp中PAsp（聚天冬氨酸）段的羧基經(jīng)共價(jià)結(jié)合，制成PEG-PAsp(DOX)嵌段聚合物。PAsp中的羧基大約50％同DOX結(jié)合，使PAsp的疏水性增強(qiáng)。加之具有一定自締合特性的DOX通過?-?鍵作用，使核芯的聚集力明顯加強(qiáng)形成聚合物膠束，有利于通過物理作用進(jìn)一步增加對DOX的載藥量，而且聚合物膠

34、束的穩(wěn)定性很高。用作親水段的PEG具有長循環(huán)的效果。PEG-PAsp(DOX)的PEG段分子量為12 000，在小鼠體內(nèi)的循環(huán)半衰期t1/2為7 h，如PEG段分子量分別為5 000和1 000時(shí)，t1/2分別為1.5h和低于1h。由于具有EPR效應(yīng)，易聚集于實(shí)體瘤而發(fā)揮藥效。,聚合物膠束與泡囊,28,,(五）喜樹堿 PEG-PBasp膠束 用蒸發(fā)法將喜樹堿（CPT）包載成PEG-PBasp（聚苯甲天冬氨酸）膠束，平均粒徑1

35、92 nm，CPT包封收率63％. 1.體內(nèi)分布 見右圖，膠束在結(jié)腸癌中的分布遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過原藥。,聚合物膠束與泡囊,29,,2.抑瘤效果 對結(jié)腸癌的抑瘤效果，聚合物膠束明顯優(yōu)于原藥，見右圖。 右上圖是單次注射，下圖是3次注射。注射聚合物膠束的瘤體體積均明顯小于原藥。,聚合物膠束與泡囊,30,,（六）聚離子絡(luò)合物膠束 由完全溶于水的兩種帶相反電荷的嵌段共聚

36、物組成。首先發(fā)現(xiàn)的是用聚PEG-聚L-賴氨酸（帶正電）與聚PEG-聚?,?-天冬氨酸（帶負(fù)電）組成的聚離子絡(luò)合物膠束（PIC） ，粒徑很窄。由靜態(tài)光散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，PIC的締合數(shù)同帶電部分的長度密切相關(guān)，因而可以通過改變賴氨酸與天冬氨酸的聚合比來控制PIC核芯的大小。而當(dāng)PEG分子量不變時(shí)，PIC親水殼的厚度不會變化，說明PIC為單核，即兩種嵌段共聚物的疏水段合而為一形成膠束的核芯，其外層被PEG伸展的柵欄式鏈所包圍。

37、 將難溶藥物的有機(jī)溶液同以上兩種聚合物的溶液混合，利用前述的制備方法即可得載藥聚合物膠束。,聚合物膠束與泡囊,31,,（七）pH敏感膠束 1. 萘普生pH敏感膠束 用透析法制備萘普生的聚乙二醇?聚谷氨酸芐酯膠束，聚合物材料的分子量分別為1.17×104和1.37×104時(shí)，制得載藥膠束平均粒徑分別為123.6和192.0 nm，載藥量分別為18.9%和23.7%，用后者

38、進(jìn)行體外釋放試驗(yàn)，結(jié)果見右圖。在pH 1.1和4.0的緩沖液中釋藥十分緩慢，在pH 7.4及pH 10的介質(zhì)中釋放明顯加速。有可能應(yīng)用于腸溶制劑。 原因是萘普生具有羧基，隨介質(zhì)pH升高而離解度增大，在疏水核心中不穩(wěn)定而易溶出。,聚合物膠束與泡囊,32,,2. 阿霉素 pH敏感膠束 （1）用聚-L-組氨酸（polyHis）/PEG嵌斷共聚物或聚-L-乳酸 （PLLA）/PEG嵌斷共聚物，以透析法

39、作成阿霉素膠束時(shí)，膠束也具有pH敏感性。將PLLA/PEG與polyHis/PEG兩種共聚物混合，可以得到在pH 7.4穩(wěn)定、但在pH 7.2~6.6釋放阿霉素的膠束。 該膠束可利用腫瘤細(xì)胞外的微酸性環(huán)境而加速釋藥，提高抗癌藥的藥效。,聚合物膠束與泡囊,33,,（2）阿霉素 PEO2- PLLA膠束 A. 制法 將PEO2-PLLA（聚2-乙基-2-惡唑啉-b-聚

40、L乳酸）共聚物溶于DMF，加入阿霉素鹽酸鹽（及與其等摩爾的三乙胺，中和其HCl），用水透析3天（6 h換一次水），收集膠束，凍干即得。 B. 體外釋放 在pH 7.4緩沖液中釋放很慢（24 h釋放約25％），在pH 5.0緩沖液中24 h釋放65％。見右圖。 有利于在血循環(huán)中比較穩(wěn)定，而進(jìn)入細(xì)胞后（溶酶體pH 4~5）可加速釋藥。 C．細(xì)胞毒性 載藥膠束對正常細(xì)胞無毒性，但能

41、降低非小細(xì)胞肺癌CL3的活性。,聚合物膠束與泡囊,34,,（八）葛根素殼聚糖 衍生物膠束 1. 制法 合成了雙親性聚合物(2-羥基-3-丁氧基)-丙羧甲基殼聚糖，CMC=0.5 mg/ml，將聚合物溶于pH 4.8 PBS中，加入葛根素乙醇溶液（水中微溶），37?C攪拌20 h即形成載藥膠束，經(jīng)離心、濾膜過濾除去不溶物及大顆粒即得。 右左圖：空白膠

42、束 右右圖：載藥膠束（因載藥而變大，疏水核心變黑）,聚合物膠束與泡囊,35,,2. 體外釋放 在pH 6.8 PBS中的釋放見右圖，曲線1時(shí)為原藥溶液，5 h釋放95％,曲線3為膠束，20 h 釋放75％，60 h釋放80％。說明膠束緩釋明顯。,聚合物膠束與泡囊,36,,八、制備泡囊的材料 （一） 膜材料 雙親性非離子型表面活性劑，分

43、子結(jié)構(gòu)中有親水和疏水兩種基團(tuán)，在水中不解離。親水基團(tuán)主要是醚基或羥基等含氧基團(tuán)，如聚氧乙烯基或以多元醇為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)；疏水基團(tuán)包括長鏈脂肪酸、長鏈脂肪醇和芳烴基等。兩種基團(tuán)以酯鍵或醚鍵相結(jié)合。 常用的有： (1) 單（雙）烷基聚丙三醇醚類； (2) 脫水山梨醇脂肪酸酯類（Span類）； (3) 聚氧乙烯脫水山梨醇脂肪酸酯類（Tween類）；

44、 (4) 聚氧乙烯脂肪酸醚類（Brij類） (5) 合成的雙親性嵌段共聚物，可形成聚合物泡囊。,聚合物膠束與泡囊,37,,（二）其它材料 膽固醇（CHOL）：是一種生物表面活性劑，也是人體細(xì)胞膜性激素、皮質(zhì)激素及膽酸的基本成分，參予維持免疫細(xì)胞活性與血液中白細(xì)胞活力等重要生理活動(dòng)。泡囊中加入膽固醇一般可提高膜的穩(wěn)定性、降低通透性、提高包封率與載藥量。 二鯨蠟磷酸酯（DCP

45、）：膜中加入后可提高泡囊荷電量，提高膜的穩(wěn)定性，增大多室泡囊雙分子層的間距、增大泡囊的容積、增大粒徑與包封率。,聚合物膠束與泡囊,38,,九、泡囊的制備方法 制備方法與脂質(zhì)體相似。主要有5種：乙醚注入法、薄膜分散法、逆相蒸發(fā)法、超聲波法和復(fù)乳法。 薄膜分散法制得的主要是多室泡囊，其余方法主要得到單室泡囊。逆相蒸發(fā)法要先制備W/O型乳狀液，含藥的液相能與表面活性劑充分接觸，可獲得大單室泡囊，包封率也

46、較高。 分離泡囊與未包封的藥物，常用透析法、離心法、薄膜過濾法和凝膠柱色譜法。 目前研究的包封藥物，水溶性的有阿霉素鹽酸鹽、葡萄糖酸鋅鈉、硫酸長春新堿、異煙肼、多肽、疫苗等；水不溶或略溶的有布洛芬、甲氨蝶呤、雌二醇、紫杉醇、利福平、卡鉑、羥基喜樹堿等。,聚合物膠束與泡囊,39,,十、泡囊的應(yīng)用實(shí)例 （一）卡鉑泡囊 卡鉑（carboplatin, CBP）

47、為白色粉末，水中略溶，醇、丙酮、三氯甲烷或乙醚中不溶，見光易分解。對小細(xì)胞肺癌、卵巢癌、睪丸腫瘤和頭頸部鱗癌有較好療效。主要毒性為骨髓抑制，也可引起胃腸道毒性、耳毒性和過敏反應(yīng)等。我們將其制成非離子型表面活性劑泡囊，靜注后集積于肺靶區(qū)，提高對肺癌的療效，降低毒副作用。效果優(yōu)于目前臨床用的注射用卡鉑?，F(xiàn)簡介于后。,聚合物膠束與泡囊,40,,1. 卡鉑泡囊的制備 采用薄膜分散法，其工藝條件經(jīng)單因素試驗(yàn)篩選，均勻設(shè)計(jì)優(yōu)選

48、。工藝基本過程為： 表面活性劑溶于乙醚?減壓蒸發(fā)除去乙醚?器壁形成均勻薄膜?加入溶有卡鉑的緩沖溶液?振搖得膠體溶液?加入甘露醇?分裝?冷凍干燥?得疏松粉末。,聚合物膠束與泡囊,41,,2.形態(tài)與性質(zhì) 掃描電鏡圖見右。 粒徑范圍2.0~11.0 ?m，平均3.72 ?m，跨距0.66，非正態(tài)分布。 包封率29.2%，電中性，相對黏度(1.03?0.01) ?10-3 Pa?s，密度(

49、1.0192? 0.0001)g/ml，臨界相對濕度72.68%，37?C/RH75%貯存3個(gè)月藥物含量無顯著變化。,,聚合物膠束與泡囊,42,,3. 體外釋放 體外累積釋放數(shù)據(jù)見右上表。釋藥t1/2比原藥延長9.14倍。 4. 靶向性評價(jià) 結(jié)果見右下表。 與原藥相比，泡囊的最大攝取率以肺最大(為3.43），靶向效率增加0.5~9倍，峰濃度比以肺最大（1.5倍），肺靶

50、向性顯著。而原藥(S)主要分布于血液中。,聚合物膠束與泡囊,43,,5. 藥代與藥效 肺中藥時(shí)曲線用3P87程序擬合，泡囊與原藥均可用二室模型描述。卡鉑泡囊在肺中的藥量清除率為0.10 ?g?h?g-1, 肺AUC從原藥67.90提高到232.75 ?g?h?g-1,提高約3倍。說明泡囊使藥在肺中濃度下降緩慢，生物利用度大大提高。 荷瘤（肺部S-180）小鼠靜注后，泡囊抑瘤效果有提高，腫瘤數(shù)比

51、同劑量原藥的少，有顯著性差異。,聚合物膠束與泡囊,44,,6. 急性毒性 本課題的泡囊粒徑2~11 ?m，可被肺毛細(xì)血管截留，雖有肺靶向性，會不會因栓塞肺毛細(xì)血管帶來毒副作用？急性毒性試驗(yàn)表明：沒有。載藥泡囊、原藥和空白泡囊的LD50分別為192.2?18.9, 150.8?15.1（文獻(xiàn)值153.6）和 3,980?304 mg/kg。說明空白泡囊毒性很小，載藥泡囊毒性亦低于原藥。 但我們用卡

52、鉑的肺靶向明膠微球，則發(fā)現(xiàn)微球的LD50（95.7?11.4 mg/kg)小于原藥，表明明膠微球?qū)Ψ蚊?xì)血管栓塞后有一定毒性。,聚合物膠束與泡囊,45,,（二）流感病毒疫苗泡囊 1. 制備 將Span 40或60、膽固醇、DCP溶于15 ml氯仿?60～65?C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)形成薄膜?通氮除氧得干膜?加5 ml PBS于60 ?C將膜水化?于室溫同流感病毒滾動(dòng)溫育12 h 再超聲2 min?在1 bar

53、 氮?dú)夥障掠镁厶妓狨ケ∧ぃ?.45 ?m）過濾除去大顆粒?再超離心分離?于-10、-80 ?C及液氮分別處理后凍干。試驗(yàn)結(jié)果說明疫苗制成泡囊后活性沒有喪失。 包封率結(jié)果：用Span 60者均高于Span 40。 粒徑：用Span 60者263?56 nm 用Span 40者341?91 nm,聚合物膠束與泡囊,46,,2. 包封率

54、泡囊用Sephadex -50柱分離，洗下的泡囊用2 ml PBS (含0.025% Triton X-100，一種含PEG的非離子型表面活性劑)破壞泡囊后檢測。 各組測定結(jié)果見右圖。即Span 60組的包封率較高，含膽固醇愈多包封率愈高。,聚合物膠束與泡囊,47,,3. 體外釋放 凍干泡囊加PBS于37?C測定釋放。 含Span 60的B組釋放較快，釋放65％約需24

55、 h，含Span 40的A組釋放65％約需48 h。（兩組Span/CHOL/DCP的摩爾比均為47/47/6） Span作為表面活性劑是形成泡囊的材料，膽固醇使泡囊的膜穩(wěn)定且提高包封率，DCP也起穩(wěn)定劑作用，防止泡囊聚集。,聚合物膠束與泡囊,48,,（三）甲氨蝶呤泡囊 甲氨蝶呤(MTX)幾乎不溶于水 ，是一種廣譜抗癌藥，臨床用于各種類型的急性白血病、惡性葡萄胎絨毛膜上皮癌、乳腺癌、肺癌、

56、頭頸癌、睪丸癌等的治療。但其毒副作用大，尤其肝腎損害、骨髓抑制和腸道反應(yīng)嚴(yán)重。故研制其泡囊。 1. 制備 在混合溶劑（氯仿/乙醇體積比4/1）中溶解Span（或Tween）與膽固醇?55?C水浴真空旋轉(zhuǎn)蒸干有機(jī)溶劑?加入MTX溶液?超聲，即得。 條件優(yōu)選結(jié)果，超聲以50?C時(shí)超聲40 min最好。,聚合物膠束與泡囊,49,,2. 包封率 不同表面活性劑

57、結(jié)果見右上圖，以Span 40或60的包封率最高。 不同比例的Span 60 與CHOL時(shí)，以Span 60/ CHOL體積比＝5/3時(shí)包封率最高，見右下圖。,聚合物膠束與泡囊,50,,3. 藥物釋放 在人工胃液（右上圖）和人工腸液（右下圖）中，泡囊比原藥溶液均有明顯的緩釋性。,聚合物膠束與泡囊,51,,（四）紫杉醇泡囊 紫杉醇在氯仿中易溶，在甲醇、乙醇、乙醚

58、、丙醇中溶解，在水中不溶，為從植物紫杉樹干和樹皮中提取開發(fā)的天然抗癌藥物，對多種腫瘤有良好的治療作用，但毒副作用嚴(yán)重。 1.制備 采用逆相蒸發(fā)法，避光進(jìn)行。工藝如下： 將膽固醇、雙鯨蠟磷酸脂、?-生育酚(31:7:2)和紫杉醇溶于氯仿中?減壓蒸發(fā)形成脂質(zhì)膜?加乙醚溶解和Tween 60或80的Tris/HCl緩沖液?超聲成溶液?減壓除去乙醚至凝膠形成?繼續(xù)減壓蒸發(fā)至形成水混懸

59、液?通氮除盡乙醚?冰浴超聲，得泡囊。,聚合物膠束與泡囊,52,,2. 粒徑 7.0 ?m以下的占總數(shù) 用Tween 60者 92.27% 用Tween 80者 93.83% 3. 紫杉醇收率 用Tween 60者 98.3

60、5% 用Tween 80者 97.97% 4. 電荷 在pH 7.4 PBS中各泡囊均帶負(fù)電荷。,聚合物膠束與泡囊,53,,（五）頭孢菌素類藥物泡囊 研制了頭孢噻吩鈉、頭孢唑啉鈉、頭孢呋辛鈉、頭孢曲松鈉、頭孢噻肟鈉、頭孢哌酮鈉等的泡囊。藥物水溶液濃度1.0 g/L，用混合溶劑氯仿/乙醇（體積比4/1）溶解Span和CHOL。

61、 1.制備 用薄膜超聲法，步驟如下： 混合Span溶液和CHOL溶液?50?C真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除盡有機(jī)溶劑形成薄膜?加入藥物溶液? 50?C超聲40 min，即得。,聚合物膠束與泡囊,54,,2.包封率 不同Span的影響見右上表。以Span 40者的包封率較高。 Span 40 與膽固醇（CH）比例的影響見右下表。以比例4:3和 4:4者包封率較高。

62、 3. 穩(wěn)定性 放置1個(gè)月包封率未變。 4. 體外釋放 泡囊有緩釋性，如頭孢呋辛鈉泡囊2 h 僅釋放20％，而原藥釋放80％。,聚合物膠束與泡囊,55,,（六）阿司匹林泡囊 以陽離子表面活性劑磷酸三酯(PTA)和陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)為混合材料。 （一）制備 將純

63、水或0.001 mol/L阿司匹林（水中微溶）與不同比例PTA/SDS混合液(總濃度0.005 mol/L)相混?輕微振蕩?得淡藍(lán)色泡囊混懸液。 （二）粒徑 隨PTA/SDS的摩爾比增大空白泡囊粒徑亦增大。 PTA/SDS摩爾比 1/9 1/5 2/8 3/7

64、 粒徑/nm 82.3 112.0 129.5 151.1 多分散度 0.226 0.115 0.191 0.221 如僅單用PTA，則只能制得膠束。加入SDS后，PTA分子穿插于SDS之間使粒徑增大成泡囊；隨PTA分子增多，泡囊粒徑增大。

65、 （三）包封率 隨PTA/SDS的摩爾比增大泡囊的包封率亦增大。 PTA/SDS摩爾比 1/9 1/5 2/8 3/7 包封率/% 44 51 56 62 將包封率62％的泡囊從25?C

66、加熱至35、45、55、65、75?C（每個(gè)溫度恒溫2h），包封率幾乎直線降低， 75?C時(shí)成36％。,聚合物膠束與泡囊,56,,（七）瑞香素泡囊 瑞香素微溶于水，臨床主要用于血栓栓塞性脈管炎、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、冠心病和中藥麻醉劑。用PTA/SDS作材料，以同上方法制備泡囊，也發(fā)現(xiàn)當(dāng)PTA/SDS摩爾比為3/7時(shí)粒徑最大，包封率最高。 而且，摩爾比3/7時(shí)的緩釋作用也最明顯，同原藥相比，釋藥的 t0.

67、75在胃液中延長6倍，在腸液中延長3.4倍。,聚合物膠束與泡囊,57,,（八）羥基喜樹堿PEG化聚合物泡囊 羥基喜樹堿(HCPT)主要用于肝癌、大腸癌、肺癌和白血病的治療，但水中難溶(3.6 mg/L),而用pH?8的緩沖液溶解后，其分子結(jié)構(gòu)內(nèi)酯環(huán)打開，抗癌活性就降低90％。研制其泡囊用于小鼠S-180肉瘤的治療。 1. 制備

68、 以Span 60為膜材料，內(nèi)加PEG化的PHDCA (聚十六烷基氰基丙烯酸酯)、膽固醇，使泡囊降解變慢且可在血中長循環(huán)，有利于藥物到達(dá)靶區(qū)。 采用薄膜分散-水化超聲法制備，步驟為： 將HCPT(或125I-HCPT)、Span 60、PEG-PHDCA溶于有機(jī)溶劑?旋轉(zhuǎn)蒸干?抽真空過夜?攪拌下注入水相? 70?C水化30 min ?400 W超聲乳化5 min ?得半透明膠體溶液?0.