微粒给药系统不同给药途径的研究进展

微粒给药系统不同给药途径的研究进展 [真诚为您服务] 【摘要】 按给药途径综述国内外文献近年来微粒给药系统的研究与应用进展。微粒给药系统具有增加药物溶解度、提高药物生物利用度、降低药物刺激性和延缓药物释放、增强靶向性与皮肤渗透性等作用。表明微粒给药系统能改善药物的理化性质及生物学性质，应用前景广阔。 【关键词】 微粒给药系统 给药途径 溶解度 生物利用度 刺激性 靶向性 渗透性 微粒给药系统(microparticle drug delivery system,MDDS)近年来成为国内外一个重要的研究热点，是给药系统中发展较快的领域。这是由于MDDS有助于提高难溶性药物的溶解度及生物利用度;改善药物的稳定性;具有明显的缓释作用;不同大小的微粒分散体系在体内分布上具有一定的选择性，从而具有靶向性,1,。在药剂学中，将直径在10-9,10-4 m范围的分散相构成的分散体系统称为微粒分散体系，由微粒分散体系可构成多种微粒给药系统。粒径在500,100 μm范围内属于粗分散体系的MDDS，主要包括混悬剂、乳剂、微囊、微球等;粒径小于1 000 nm属于胶体分散体系的MDDS，主要包括脂质体、纳米乳、纳米粒等。现在MDDS的研究热点主要在微乳、脂质体、纳米粒、微球这几方面,2,。下面主要从口服、注射、经皮、眼部、鼻腔这几个常用给药途径总结国内外文献，对MDDS的热点研究应用进行归纳、分析与总结。 1 口服给药 药物在胃肠道溶解度、生物膜透过性、对胃肠道pH及酶的稳定性是影响口服药物生物利用度及临床疗效的重要因素。因此对于易分解的药物包括蛋白质、多肽类药物，必须有合适的载体系统使药物被胃肠吸收而进入体内。 1.1 提高药物生物利用度 固体脂质纳米粒(solid lipid nanoparticles，SLN)是由多种类脂材料如脂肪酸、脂肪醇及磷脂等形成的固体颗粒。其性质稳定，在体内对单核细胞吞噬系统有黏附性，使其在网状内皮系统的分布增加。环孢素A是临床最常用的免疫抑制药物，广泛应用于控制异体器官移植手术后的排斥反应。但其口服生物利用度低，体内消除快导致需要多次给药，同时毒副作用大。Müller 等,3,研制了环孢素A的SLN，口服后，血药浓度在14 h内恒定在200,800 ng/mL，作用持久，副作用小。而市售的Sandimmum Neroal给药2 h后出现血药浓度峰值超过1 400 ng/mL，这一浓度往往导致肾毒性、肝毒性、运动性脊髓综合征等副作用。市售制剂在达到血药浓度峰值后，血药浓度急剧下降，作用维持时间较短。SLN提高生物利用度与SLN黏附于吸收部位，同时由于粒度小，与胃肠黏膜接触面积大而增加吸收并减少不规则吸收有关。喜树碱(CA)的SLN研究也证明了这一观点 ,4,。 自微乳化体系( system,SMEDDS)是由油相、表面活性剂、助表面活性剂和药物组成的均一、澄清的液体，一般最后制成软胶囊应用。SMEDDS口服后，通过胃肠道蠕动可自发形成粒径小于100 nm的纳米乳剂,极大地增加了药物表面积，有利于增加难溶性药物溶出度，提高生物利用度,5，6,。水飞蓟宾由于水溶性和脂溶性都很差，口服生物利用度极低。赵锦花等,7,制备了由23.9,蓖麻油、23.9,丙二醇及47.8,聚氧乙烯(60)氢化蓖麻油组成的水飞蓟宾SMEDDS，其在水中自发形成平均粒径57 nm的纳米微乳，大鼠口服后，Cmax = 653.1 ng/mL，AUC0,12 h=2468.6 h?ng?mL-1，而水飞蓟宾混悬剂的Cmax =58.0 ng/mL，AUC0,12 h=177.2 h?ng?mL-1，说明水飞蓟宾自微乳化浓缩物吸收明显提高。 纳米混悬剂是采用少量表面活性剂稳定纯药物粒子所形成的一种亚微米胶体分散体系，使得一些溶解性差的药物能够发挥出更好的疗效。例如治疗HIV患者卡氏肺囊虫感染的新药——布帕伐醌，其普通的微粉化制剂口服吸收差，生物利用度低于15,，因此用药剂量达750 mg/d。将这种药制备成纳米混悬剂，口服后生物利用度可达40,，疗效增强2.5倍，口服剂量可以降低,8,。 1.2 避免多肽类药物胃肠道失活 胰岛素口服被胃酸和消化酶灭活而失去药效，因此，目前胰岛素均为皮下注射治疗糖尿病。由于胰岛素需要终身用药，注射给药造成病人顺应性差。多年来，胰岛素非注射给药的研究一直引人关注。研究人员采用逆相蒸发超声法制备了粒径为83.3 nm胰岛素纳米脂质体，经大鼠口服给药后，0.5 h血糖平均下降89.3,，维持50,左右的降血糖水平2 h。而同法给予胰岛素溶液、生理盐水和空白纳米脂质体的对照组均无降血糖的作用。初步证实纳米脂质体对胰岛素在胃肠道的活性有保护作用，并可以促进胰岛素的口服吸收 ,9,。SLN可能通过其他 转运途径促进吸收，如通过细胞的吞噬作用，SLN借助与细胞膜上某些蛋白质的特殊亲和力而附着于细胞膜上，通过细胞膜的凹陷进入细胞内完成转运，保护多肽类药物免受胃肠道消化酶的降解，同时控制药物从脂质基质中的释放速度 ,10,。 2 注射给药 注射给药具有起效快，疗效好的特点，又有长效及靶向的作用。快速起效主要采用药物的水溶液，而要达到长效及靶向则需要采用合适的载药系统，MDDS在这方面的研究非常活跃。 2.1 增强药物靶向性 2.1.1 肿瘤组织靶向 紫杉醇是通过促进细胞微管聚合和稳定已聚合微管来阻止癌细胞分裂的药物。一般情况下注射紫杉醇，在肿瘤部位和正常组织均有分布，组织选择性差，导致血液毒性、神经毒性、肝毒性等副作用。李立民等,11,分别以嵌段(聚乳酸聚乙二醇)和非嵌段(聚乳酸)共聚物作为载体材料，制备包载紫杉醇的纳米粒，与市售注射剂为对照，考察大鼠单剂量腹腔注射7.5 mg/kg后，心、肝、脾、肺、肾、髂淋巴结等组织的药物分布情况,以Re表示在某一器官或组织内纳米制剂与市售注射制剂的药物分布比值,结果表明两组纳米粒制剂的淋巴组织靶向效率均比市售注射剂高。两亲性嵌段共聚物纳米粒可明显增强药物淋巴靶向性，靶向效率Re,7.01，并显著减少肝(Re,0.31)、脾(Re,0.42)等组织的分布，而且Cmax和AUC分别为市售制剂的4.17倍和5.56倍。普通共聚物纳米粒靶向效率Re,3.49，Cmax和AUC分别为市售制剂的2.83倍和2倍。普通共聚物纳米粒靶向性与微粒对淋巴系统的天然趋向有关;而两亲性嵌段共聚物纳米粒淋巴靶向性更显著是由于其表面存在亲水柔性外壳，被腹腔液中的巨噬细胞吞噬机会减少导致淋巴引流摄取的机会大为增加。 MDDS静脉注射，可延长药物在体循环系统或靶部位停留时间的作用。Wong等,12,研究一种新型的聚合脂质纳米粒( nanoparticle，PLN)，采用抗癌药多柔比星为模型药物，将其分散到硬脂酸和三硬脂酸甘油酯中制备PLN，使用实体瘤模型研究了多柔比星PLN、空白PLN和多柔比星普通制剂的药理作用，发现多柔比星PLN明显抑制了肿瘤的生长，肿瘤生长延迟时间相对普通制剂延长了1倍(P<0.01)，并且导致肿瘤细胞坏死，有杀瘤作用，毒理学研究表明采用多柔比星PLN注射给药，药物主要分布在肿瘤组织，因而系统吸收少，毒性较普通制剂大为减小。 2.1.2 脑靶向 由于血脑屏障的存在，使很多药物难于到达脑部，使脑部疾病的治疗受到严重 影响，也是目前靶向给药的研究热点。例如脑型疟疾由于抗疟特效药奎宁难于透过血脑屏障，治疗难度极大，患者染病后死亡率高。Gupta等,13,采用乙醇注入法制备盐酸奎宁SLN，然后在PBS中用乙基二甲基氨丙基碳化二亚胺作为交联剂使铁转运蛋白和盐酸奎宁SLN发生交联，制得的铁转运蛋白修饰的盐酸奎宁SLN粒径108,126 nm，包封率38.4%,42.7%。大鼠静脉注射后结果表明，修饰后的SLN更多地被脑组织摄取因而血药浓度较低，给药2 h后脑中药物浓度达到峰值为1.490 mg/kg，随后缓慢下降，6 h后仍有0.922 mg/kg的药物，而血药浓度峰值为0.621 mg/kg，未被修饰的SLN给药2 h后脑中药物浓度达到峰值为0.320 mg/kg，血药浓度峰值为0.798 mg/kg，而药物溶液则表现出极低的脑组织分布，给药1 h后脑中药物浓度达到峰值为0.164 mg/kg，而血药浓度峰值高达为7.342 mg/kg 。证明SLN由于其高度亲脂性和微小的粒径，增强了透过血脑屏障的能力，因而具有一定的脑靶向性;此外脑腔膜细胞上有丰富的铁转运蛋白受体，所以对铁转运蛋白修饰的SLN具有特殊亲和性，因而结合两者的优势，修饰后的SLN表现出更好的脑靶向性。 2.1.3 肺靶向 糖皮质激素类药物的药理作用广泛，因而副作用也多，因此开发糖皮质激素的靶向制剂很有必要。Xiang等,14,采用高压均质法制备醋酸地塞米松SLN，以使醋酸地塞米松通过肺靶向治疗支气管哮喘、急性肺损伤和非典型性肺炎等肺部疾病，平均粒径552 nm，大鼠静脉注射醋酸地塞米松SLN和溶液后，SLN在肺部分布较多，AUC为溶液的100倍，SLN在其他组织分布较少，显示出良好的肺靶向性。SLN能达到肺靶向性主要与其粒径和生物黏附性有关。 2.2 缓释作用 朱艳等,15,采用复乳法(W/O/W)制备了胸腺肽α1聚乳酸羟基乙酸嵌段共聚物微球，1个月的体外累积释放达90,以上，可以达到缓释作用持续1个月的效果。长春瑞滨酒石酸氢盐是临床上常用的抗癌药，但是体内半衰期很短，细胞毒性大。这些缺点限制了它的临床使用，You等,16,采用冷冻均质法制备了长春瑞滨酒石酸氢盐SLN。药物释放试验表明药物持续48 h缓慢释放，血药浓度维持在治疗窗内，对癌细胞的细胞毒性作用增强而对正常细胞影响较小。 采用PEG修饰的各种微粒体系利用聚乙二醇的长链在脂质体表面形成空间位阻和亲水保护层，能阻止体内免疫细胞对脂质体的识别和摄取，从而延长药物体内滞留时间的研究报道数量众多，如托泊替康PEG修饰长循环脂质体,17,、柔红霉素PEG修饰脂质体,18,和PEG修饰纳米囊,19,等。 2.3 减少血管刺激性 近年，以提高难溶性药物的溶解度、减少静脉刺激性等为目的载药型静脉脂肪乳(一般粒径均为100,1 000 nm的亚微乳)，如地西泮、异丙酚、依托咪酯 等静脉注射乳剂先后上市。大蒜油难溶于水，以为增溶剂，将其制备成大蒜油注射剂容易导致溶血反应发生，并且大蒜油具有较强的血管刺激性，将其制成静脉注射乳后，既确保了疗效，增加了溶解度，也减轻了溶血及血管刺激性;同时大蒜油包裹于内相，掩盖了其不良味道,20,。另一篇报道中，Hwang等用大豆油、磷脂等制备了维A酸的微乳给药体系，将维A酸包封在微乳中可以提高其溶解度和化学稳定性，减小其血管刺激性，避免静脉炎的发生,21,。 3 经皮给药 经皮给药由于避免肝首过效应、血药浓度平稳、药效维持时间长等优点，近年的市场增长速度高于其他给药剂型，但皮肤角质层屏障阻碍药物皮肤穿透，克服角质层屏障是研究开发这类制剂的关键。研究表明，MDDS在这方面也有广阔的应用前景。 3.1 增强药物皮肤渗透性 布洛芬口服给药后有5,,15, 的患者出现上腹疼痛、恶心和溃疡等胃肠道不良反应，布洛芬微乳皮肤具有很强的透皮能力,22,，透皮速率高达189 μg?cm-2?h-1，可开发为布洛芬透皮制剂。微乳增强布洛芬透皮能力的机制主要是处方中乳化剂能形成细小的乳滴，从而增加了比表面积，载药体系的热力学活性增强，导致其渗透能力增强。 传递体(transfersomes)是在脂质体的磷脂成分中加入表面活性物质如胆酸钠等，使其类脂膜具有高度变形能力，从而增强药物皮肤渗透性,23,。如Subheet等,24,研制的地塞米松传递体，其透皮速率较普通脂质体提高了2倍。非离子表面活性剂泡囊(niosomes)是合成的非离子性表面活性剂与胆固醇形成的一种单层或多层的药物载体，它的毒性小，制剂稳定，具有生物相容性与生物可降解性,23,。在增强药物皮肤渗透性方面的研究报道也很多,25-27,。 3.2 增强药物皮肤潴留 恶性皮肤黑色素瘤是发生在皮肤的色素性肿瘤，目前临床治疗常用静脉滴注抗癌药物盐酸米托蒽醌，但这种治疗方法的最大缺陷是缺乏选择性，有严重的骨髓抑制作用。临床上希望能提高其皮肤潴留从而开发成经皮给药剂型来治疗恶性皮肤黑色素瘤。研究报道，脂质体包封药物经皮给药，可促进药物透过角质层，在皮肤的表皮层和真皮层之间大量聚集发挥治疗作用。陈彤,28,采用薄膜法制备盐酸米托蒽醌脂质体，以静脉注射盐酸米托蒽醌溶液为对照，进行盐酸米托蒽醌脂质体大鼠在体经皮给药实验。结果大鼠在体经皮给药，所得皮肤药时曲线符合一室模型，2 h皮肤中分布达高峰，Cmax为(2.075?0.098)μg/g，AUC为15.01 μg?h?g-1;静脉注射给药，所得皮肤药时曲线符合二室模型，AUC为10.74 μg?h?g-1，与经皮给药组相比，差异有统计学意义(P<0.05)。而其他组织、器官中的药物浓度均远低于对照。微粒化后的盐酸米托蒽醌经皮给药优势明显。 抗炎药经皮给药希望达到缓释的效果，增加这类药物的皮肤潴留性，可以使药 物缓慢透皮释放，达到延长作用时间的效果。Joshi等,29,研制了塞来考昔纳米粒，并将其制备成凝胶,并研究了塞来考昔纳米粒凝胶的体外释放性和透皮扩散性，同时用塞来考昔普通凝胶作为对照,结果表明塞来考昔纳米粒凝胶使主药皮肤潴留性增强从而加快了起效时间，而且药理作用维持24 h，相比普通制剂的4.7 h大大延长。 3.3 降低药物毒副作用 雷公藤甲素是从卫矛科植物雷公藤中分离出的活性最高的环氧化二萜内酯化合物，其在治疗治疗类风湿关节炎及变态反应皮肤病上疗效卓越，所以应用十分广泛。但是雷公藤甲素经皮给药毒副作用极大，其对皮肤有很强的刺激性，经皮系统吸收后存在心、肝、肾、骨髓损伤。为了减小雷公藤甲素经皮给药的毒副作用，Chen,30,等以油酸为油相，聚山梨酯80为表面活性剂，丙二醇为助表面活性剂制备了0.025,雷公藤甲素微乳,大鼠体外透皮研究显示，与含0.025,雷公藤甲素的20,丙二醇水溶液相比，雷公藤对皮肤的刺激性明显减小，微乳组用药后皮肤未出现红肿溃烂而且系统吸收极少，对照组出现严重皮肤红肿、溃烂、刺激性极大,说明微粒化的雷公藤甲素在释药性质上发生了改变，减小了毒副作用。 4 其他给药途径 4.1 眼部给药 MDDS运用在眼科可以提高药物的眼部吸收，改善其治疗指数，减少其不良反应，是目前眼部给药系统研究的热点问题。如Fialho等,31,制备了地塞米松的O/W 型微乳滴眼液，增强了眼对药物的吸收。传统滴眼液的黏度约为20 mPa?s，制成的微乳制剂的黏度约为40 mPa?s，较大的黏度使得微乳滴眼液有更高的渗透率，较长的药物释放时间和较好的耐受性。微乳滴眼液的AUC是传统滴眼液的2倍多，提高了生物利用度，还可能减少日用药次数。Adibkia等,32,对吡罗昔康纳米混悬滴眼剂的研究也证明了MDDS可使药物能很好地被房水转运，黏附到受损的眼部黏膜上发挥治疗作用，研究还发现药物不能与完整未发生病变的眼部黏膜结合，所以很快消除掉，这样又减小了药物的副作用，治疗更具选择性。此外，MDDS运用到眼部给药还可实现长达28 d的缓释作用,33,。 4.2 鼻腔给药 MDDS鼻腔给药可能是向脑输送药物的一种新途径。Vyas等,34,以氯硝西泮为模型药物，研究了氯硝西泮分别以微乳鼻腔黏膜给药、微乳口服给药、溶液口服给药、微乳静脉给药后，药物在大鼠脑和血液的分布情况，大鼠用药0.5 h后，脑,血液的吸收比值依次为0.67、0.50、0.48和0.13。给药8 h后，微乳鼻腔黏膜给药脑,血液的吸收比值是微乳静脉给药的2倍，显示鼻腔黏膜给药后大量药物分布在脑部，表明鼻腔黏膜给药后脑靶向性更好。程巧鸳等,35,考察神经毒素()纳米粒经大鼠鼻腔给药后的脑药物动力学特征，证明了以纳 米粒为载体，可显著增加其鼻腔吸收入脑(Cmax=3.98 ng/mL)，且能较快达到峰浓度(tmax=46.38 min)，消除缓慢(t1/2(β)=132.45 h-1)，普通 制剂经鼻腔给药后无法在脑组织中检出。 5 总结与展望 随着新药开发周期的延长及新药研发费用的不断上涨，通过新的给药系统开发新产品已成为全球新药研发的重要发展方向。MDDS是给药系统中研究最为活跃的领域之一，其具有给药途径广，能改善药物的理化性质及生物学性质，从而提高药物的生物利用度、延长药物作用时间、实现药物体内靶向定位等特点，应有前景广阔。除已上市的产品，大量MDDS正处于临床前及临床研究之中，相信未来将有更多的MDDS产品问世。 【参考文献】 ,1, (Nanoparticles and ,J,(Expert Rev 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