謝元彪，許俊男，陳穎翀，劉 陽，岳鵬飛，鄭 琴，楊 明

（江西中醫(yī)藥大學(xué)現(xiàn)代中藥制劑教育部重點實驗室 南昌 330004）

納米晶體技術(shù)在難溶性藥物中的應(yīng)用進(jìn)展與思考＊

謝元彪，許俊男，陳穎翀，劉 陽，岳鵬飛＊＊，鄭 琴，楊 明＊＊

（江西中醫(yī)藥大學(xué)現(xiàn)代中藥制劑教育部重點實驗室 南昌 330004）

納米晶體技術(shù)為改善難溶性藥物或難溶性中藥成分的溶解度和生物利用度提供了一種新的途徑。本文主要綜述了藥物納米晶體的制備方法、納米晶體技術(shù)在難溶性藥物中的應(yīng)用，同時對藥物納米晶體制劑存在的一些問題進(jìn)行了總結(jié)與思考，以期為進(jìn)一步促進(jìn)納米晶體技術(shù)在難溶性藥物研發(fā)中的應(yīng)用提供參考。

納米晶體技術(shù) 難溶性藥物 生物利用度 應(yīng)用進(jìn)展

一直以來，溶解度差、生物利用度低是困擾難溶性藥物成藥與臨床療效的關(guān)鍵問題。中藥中許多有效成分（如黃芩素、穿心蓮內(nèi)酯、姜黃素等）同樣存在溶解度差、生物利用度低等問題，嚴(yán)重限制了這類藥物的臨床應(yīng)用[1]。納米晶體（Nanocrystals，NC）可顯著改善難溶性藥物的溶解度和生物利用度，它是藥物在穩(wěn)定劑作用下分散于介質(zhì)中（通常為水），利用高壓均質(zhì)或控制析晶等納米化技術(shù)形成的藥物納米膠體分散體系。納米晶體具有載藥量高、比表面積大、與生物膜粘附時間長以及易于產(chǎn)業(yè)化等特點，而且作為中間制劑技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于各種給藥途徑制劑的制備[2]。本文主要綜述了藥物納米晶體的制備方法、納米晶體技術(shù)在難溶性藥物中的應(yīng)用，同時針對藥物納米晶體制劑存在的一些問題進(jìn)行了思考與討論，以期為難溶性藥物的開發(fā)與應(yīng)用提供借鑒與參考。

1 藥物納米晶體的制備方法

目前，納米晶體的制備技術(shù)可分為兩類：top-down技術(shù)和bottom-up技術(shù)。Top-down技術(shù)指利用機(jī)械力如研磨或均質(zhì)等使藥物粒徑減小的方法，包括介質(zhì)碾磨法、高壓均質(zhì)法等。Bottom-up技術(shù)指將含有藥物的良溶劑加入到另一種不良溶劑中，藥物濃度過飽和而析出結(jié)晶的方法，包括微量沉淀法、超臨界流體法等[3]。

1.1 Top-down技術(shù)

1.1.1 介質(zhì)碾磨法

介質(zhì)研磨法（Media Milling，MM）是指將以一定比例混合的藥物、穩(wěn)定劑和水，加入裝有研磨介質(zhì)的封閉研磨腔內(nèi)，在高速轉(zhuǎn)動下使藥物粒子之間、藥物粒子與碾磨介質(zhì)及器壁之間發(fā)生持續(xù)的強(qiáng)烈撞擊和剪切力，從而制得納米晶體粒子的方法[4]。該方法的優(yōu)點為制備過程簡單、操作性強(qiáng)、工藝穩(wěn)定，所制備的納米晶體粒徑分布窄，適用于水和非水溶劑均不溶的藥物，且因制備過程可控制溫度而適用于熱不穩(wěn)定性藥物。目前，常用的碾磨介質(zhì)包括玻璃珠、陶瓷珠（鈰或釔穩(wěn)定的氧化鋯）、不銹鋼珠和高交聯(lián)度聚苯乙烯樹脂等，但在制備樣品過程中，需關(guān)注研磨介質(zhì)的質(zhì)量和耐用性，避免研磨介質(zhì)和容器壁的磨損而造成產(chǎn)品的污染[5]。該方法制備的藥物納米晶體的粒徑主要與研磨介質(zhì)的大小及用量、研磨時間和速度、藥物濃度等因素密切相關(guān)[6]。鐘榮玲等[7]采用MM制得平均粒徑約為150 nm的姜黃素納米晶體混懸劑，并考察了其在大鼠體內(nèi)的藥代動力學(xué)參數(shù)，結(jié)果顯示：姜黃素納米晶體混懸劑和姜黃素原料藥的Cmax分別為863.1±390.4、91.8±22.9 μg·L-1，AUC0-t分別為5 050.2 ±3 290.9、464.5±102.1 μg·h·L-1，說明納米晶體混懸劑能明顯促進(jìn)姜黃素的吸收，提高其生物利用度。

1.1.2 高壓均質(zhì)法

高壓均質(zhì)法（High Pressure Homogenization，HPH）是指先將難溶性藥物經(jīng)微粉化預(yù)處理后制得粗混懸液，然后在高壓勻質(zhì)機(jī)高壓泵的作用下高速通過勻化閥的狹縫，利用造成的空穴效應(yīng)、撞擊效應(yīng)和剪切效應(yīng)而制得納米晶體混懸劑的方法。該方法制備的納米晶體平均粒徑較小，粒度分布較窄，且重現(xiàn)性好，適用于水和非水溶劑均難溶的藥物。該法制備的藥物納米晶體的粒徑主要與均質(zhì)壓力、均質(zhì)循環(huán)次數(shù)、藥物本身的硬度、藥物的初始粒徑和穩(wěn)定劑類型等因素有關(guān)[8]。張小飛等[9]采用HPH制備了平均粒徑為396.4±67.2nm的姜黃素納米混懸劑，大鼠口服給藥后體內(nèi)的藥動學(xué)結(jié)果表明，姜黃素納米混懸劑的AUC0-t、Cmax分別為原料藥的3.64和6.15倍，口服生物利用度顯著提高。

1.1.3 沉淀法—高壓均質(zhì)組合法

該方法聯(lián)合沉淀法與高壓均質(zhì)法，一方面可以借助沉淀法獲得粒徑小于25 μm的晶體粒子，從而減少高壓均質(zhì)機(jī)狹縫堵塞的風(fēng)險，提高高壓均質(zhì)過程中藥物粒徑減小的效率；另一方面可以借助高壓均質(zhì)法的均化作用使藥物晶型趨于完美，并克服沉淀法所得的晶體粒子粒徑分布不均勻、產(chǎn)生Ostwald熟化現(xiàn)象的問題，增加納米晶體粒子的物理穩(wěn)定性[6]。Zhang等[10]采用該方法制備了平均粒徑為335±18 nm的黃芩素納米混懸劑，并考察了口服給藥后大鼠體內(nèi)藥動學(xué)參數(shù)，結(jié)果表明：黃芩素納米混懸劑的相對生物利用度為原料藥的1.67倍。

1.1.4 凍干或噴干分散法—高壓均質(zhì)組合法

該方法是指將溶有難溶性藥物和穩(wěn)定劑的溶液經(jīng)冷凍或噴霧干燥，使藥物均勻分散于穩(wěn)定劑骨架而制備藥物分散物，然后將其重新分散到水中進(jìn)行高壓均質(zhì)而制備藥物納米晶體的方法。該法既可以使藥物表面充分被穩(wěn)定劑吸附修飾而減少高壓均質(zhì)過程中粒子的聚集，又可以使粒子達(dá)到微米級而提高高壓均質(zhì)過程中藥物粒徑減小的效率[11]。M?chwitzer等[12]采用噴霧干燥和高壓均質(zhì)組合法制備乙酸氫化可的松納米晶體，結(jié)果表明：經(jīng)噴霧干燥后的乙酸氫化可的松在1 500 bar下均質(zhì)循環(huán)1次就可得到所需粒徑的納米晶體。Salazar 等[13]采用冷凍干燥與高壓均質(zhì)組合法制備了格列本脲納米晶體混懸劑，與直接高壓均質(zhì)法相比，在1 500 bar的壓力下均質(zhì)循環(huán)5次，粒徑即可減小到355 nm，表明該方法明顯提高了藥物粒徑減小的效率。

1.2 Bottom-up技術(shù)

1.2.1 微量沉淀法

微量沉淀法是指在攪拌條件下將難溶性藥物的良溶劑溶液加入到可混溶的不良溶劑中，通過控制析晶條件來構(gòu)建納米晶體的方法。該方法的優(yōu)點是操作簡單，可一步完成，對儀器的要求不高、成本低，制得的粒子粒徑小、分布窄。晶核形成、成長是該方法析晶過程中的兩個關(guān)鍵步驟，不穩(wěn)定的粒子易發(fā)生重結(jié)晶，導(dǎo)致晶體的聚集、沉降，從而影響藥物的穩(wěn)定性。該方法的缺點是制備過程中使用了有機(jī)溶劑，存在有機(jī)溶劑殘留問題，且不適用于既不溶于水又不溶于非水溶劑的藥物[14]。Gao等[15]采用該方法制備了槲皮素納米晶體混懸劑，其平均粒徑為251.6±24.6 nm，多分散系數(shù)為0.23±0.08，Zeta電位為?23.3±1.3 mV。

1.2.2 超臨界流體法

超臨界流體法根據(jù)超臨界流體在結(jié)晶過程中所起作用的不同，主要分為超臨界流體快速膨脹技術(shù)（Rapid Expansion of Supercritical Solution，RESS）和超臨界反溶劑技術(shù)（Supercritical Antisolvent，SAS）。RESS法是指將藥物溶解在超臨界液體（如CO2）中，當(dāng)該液體通過微小孔徑的噴嘴減壓霧化時，隨著超臨界液體的迅速氣化從而析出納米晶體固體粒子。RESS法的優(yōu)點在于技術(shù)簡單、成本較低，使用了對環(huán)境無害的溶劑，可制備出高純度的無任何有機(jī)溶劑殘留的納米晶體固體粒子。其缺點在于超臨界流體消耗大，且不適用于在超臨界流體中不溶解的藥物。SAS法是指將難溶性藥物溶解在可與超臨界流體相混溶的“反溶劑”中并同時霧化，在高壓下超臨界流體可以完全吸收“反溶劑”而析出納米晶體粒子。SAS法的主要優(yōu)點是可用于不溶于超臨界流體的藥物，應(yīng)用更廣泛[11,16]。Zhang等[17]采用SAS法制備了400-800 nm的芹菜素納米晶體，晶型未發(fā)生變化，大鼠體內(nèi)藥動學(xué)結(jié)果表明，芹菜素納米晶體的AUC和Cmax比原料藥分別增長3.4倍和3.6倍，生物利用度顯著提高。

上述藥物納米晶體常用制備方法的比較結(jié)果如表1所示。

2 納米晶體技術(shù)在難溶性藥物給藥中的應(yīng)用

納米晶體因粒徑小、比表面積大而可提高難溶性藥物的溶解度和生物利用度，其作為中間制劑技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于口服、注射、眼部、肺部、透皮等多種給藥途徑，并經(jīng)表面修飾后還可選擇性靶向給藥，具有廣泛的應(yīng)用前景。

2.1 口服給藥

提高難溶性藥物的口服生物利用度一直是藥劑學(xué)工作者面臨的挑戰(zhàn)之一。納米晶體因藥物粒徑小、比表面積大，對黏膜具有一定的黏附性，口服給藥后可延長其在胃腸道內(nèi)的滯留時間，增加在胃腸道中的吸收，提高藥物的生物利用度，從而為難溶性藥物的口服給藥提供了一種新的途徑。高緣等[18]采用反溶劑重結(jié)晶結(jié)合高壓均質(zhì)法制備了黃芩素納米混懸液，其在大鼠體內(nèi)藥代動力學(xué)實驗結(jié)果顯示：與原料藥相比，黃芩素納米混懸液經(jīng)口服給藥后的相對生物利用度為166.1%，且達(dá)峰濃度顯著提高，達(dá)峰時間明顯縮短，表明黃芩素納米混懸液可顯著提高黃芩素口服給藥的生物利用度。

2.2 注射給藥

難溶性藥物的傳統(tǒng)注射制劑存在患者順應(yīng)性差、不良反應(yīng)較多等問題而使其臨床使用受到極大地限制。與傳統(tǒng)注射劑相比，納米晶體注射劑因無需載體材料而沒有賦形劑的毒性，且不受包封率及載藥量的制約，能夠滿足高劑量、高濃度的制劑需求，這對于高劑量藥物的注射給藥具有顯著的優(yōu)勢[19]。李林穗等[20]采用沉淀法-高壓勻質(zhì)組合法制備了多烯紫杉醇納米混懸劑，平均粒徑為184±80 nm，藥物濃度為5 mg·mL-1，其飽和溶解度是原料藥的3.15倍，且48 h的體外累積溶出百分率是原料藥的3倍以上，結(jié)果表明：多烯紫杉醇納米混懸劑改善了藥物的體外溶出速率，增加了載藥量，且提高了制劑的生物安全性，可供靜脈注射使用。

2.3 眼部給藥

一般的難溶性藥物眼藥制劑給藥后經(jīng)淚液沖刷或從鼻淚管流失，藥效維持時間短，生物利用度低、給藥頻繁、患者順應(yīng)性差等，這對需要進(jìn)行長期冶療的眼部疾病療效較差。若將難溶性藥物制成納米晶體，則有利于增加黏膜的黏附性，促進(jìn)藥物吸收，減少對眼部的刺激，能提高藥效、降低給藥次數(shù)、提高患者的順應(yīng)性[21，22]。Ali等[23]分別采用沉淀法及介質(zhì)磨法制備了氫化可的松納米晶體混懸液，通過其在家兔體內(nèi)的實驗結(jié)果表明，納米晶體混懸液的AUC和MRT分是溶液劑的2倍和1.6倍。李偉等[24]采用薄膜分散-高壓乳勻法制備了嗎替麥考酚酯納米混懸劑，其在兔眼中的藥代動力學(xué)實驗結(jié)果表明，1 h后納米混懸劑的角膜黏附性比粗混懸劑滴眼液增高了5.24倍，且在淚液和房水中的生物利用度分別提高了229.24%和246.12%，納米混懸劑可以促進(jìn)和提高嗎替麥考酚酯眼局部給藥后角膜黏附和藥物吸收。

表1 藥物納米晶體常用制備方法的對比分析

2.4 肺部給藥

肺部給藥系統(tǒng)是指能將藥物傳遞到肺部、產(chǎn)生局部或全身治療作用的給藥系統(tǒng)，具有肺局部藥物濃度高、無首過效應(yīng)、藥物吸收快等優(yōu)勢，可廣泛用于治療肺炎、肺癌、哮喘、急性肺損傷等肺部疾病[25]。運用納米晶體技術(shù)制備的肺部給藥系統(tǒng)具有穩(wěn)定性高、肺部黏附性好、肺部藥物濃度高、用藥次數(shù)少、毒性低等特點，可顯著改善傳統(tǒng)肺部給藥制劑的缺點。Zhang等[26]采用微射流法制備了粒徑122.5±6.3 nm的布地奈德納米混懸劑，肺部給藥1 h后，肺部的藥物濃度可達(dá)到872.9 ng·g-1，顯著高于正常顆粒和微粉化粒子，說明與正常顆粒和微粉化顆粒相比，納米混懸劑更易分布于肺部，從而提高肺部的藥物濃度。

2.5 透皮給藥

納米晶體具有良好的局部給藥和透皮特性，可以增強(qiáng)難溶性藥物的溶解性，顯著提高藥物的生物利用度，促進(jìn)藥物透皮吸收、提高藥效、降低副作用[19]。沈成英等[27]采用高壓均質(zhì)法制備靈芝三萜納米混懸劑，然后進(jìn)一步制成納米凝膠劑，體外皮膚滯留實驗結(jié)果表明，靈芝三萜納米凝膠劑24 h藥物累積滲透量和皮膚滯留量分別為50.73±4.97 μg·cm-2、475.89±10.74 μg·cm-2，明顯高于靈芝三萜凝膠劑，說明將靈芝三萜制成納米混懸凝膠劑，能夠增加藥物的皮膚滯留量，提高藥物在皮膚局部的生物利用度。

2.6 靶向給藥

基于納米技術(shù)的靶向給藥系統(tǒng)（Targeted Drug Delivery，TDD）對不同的器官均有靶向作用，能夠?qū)⑺幬餄饧诎胁课唬鴮Ψ前衅鞴儆绊懞苄?，從而提高藥效，降低毒副作用，可改善體內(nèi)藥效學(xué)和藥代動力學(xué)特征，對腫瘤得治療有重大意義[28]。通過控制粒徑大小或?qū)ζ溥M(jìn)行表面修飾，藥物納米晶體可以選擇性地靶向某些特定部位，如肺、腦或骨髓等組織。Zhang等[29]對喜樹堿納米晶體的抗腫瘤作用研究結(jié)果表明，納米晶體組在荷瘤小鼠的腫瘤部位的藥物濃度顯著高于游離藥物組，且體內(nèi)循環(huán)時間長，說明納米晶體的抑瘤效率高于游離藥物，且對腫瘤具有靶向作用。

3 藥物納米晶體制劑存在的問題與思考

3.1 藥物納米晶體制劑的穩(wěn)定性

在藥物納米晶體制劑的制備過程中，如何保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性是研究者面臨的一個難點問題。藥物納米晶體制劑只有在人體內(nèi)再分散后仍呈納米晶體混懸狀態(tài)，才能達(dá)到理想的治療效果，若其給藥后在人體內(nèi)聚集成塊，則失去了納米化和固體化的意義。目前，納米晶體混懸給藥系統(tǒng)的固體化研究還處于起步探索階段，影響納米晶體混懸給藥系統(tǒng)固體化再分散性的關(guān)鍵因素與機(jī)制研究，仍然是亟待解決的關(guān)鍵問題。

表2 已上市的藥物納米晶體產(chǎn)品

3.2 藥物納米晶體制劑的體內(nèi)外相關(guān)性及安全性評價

目前，關(guān)于藥物納米晶體制劑的體內(nèi)外相關(guān)性及安全性評價的研究報道相對比較少[30]。如何針對藥物納米晶體制劑的特殊性建立合適的體內(nèi)外相關(guān)性分析模型，以及對藥物納米晶體制劑更全方位的安全性評價方法，對藥物納米晶體制劑的發(fā)展具有重要的意義。

3.3 藥物納米晶體制劑的工業(yè)化生產(chǎn)

納米晶體技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在已有十幾年的時間，然而利用納米晶體技術(shù)上市的藥物納米晶體產(chǎn)品數(shù)量不多[31]，已上市的藥物納米晶體產(chǎn)品如表2所示。要將藥物納米晶體制劑的實驗研究成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)化大批量生產(chǎn)，還需要克服諸如設(shè)備能耗高、易磨損，質(zhì)量難以精確控制等方面的問題。

4 結(jié)語與展望

藥物納米晶體的制備方法各有特點，為獲得理想的納米晶體產(chǎn)品，需根據(jù)難溶性藥物的自身特點來選擇合適的制備方法，并選擇適宜的穩(wěn)定劑。納米晶體技術(shù)可提高難溶性藥物的溶解度和生物利用度，可被廣泛應(yīng)用于多種給藥途徑，包括口服給藥、注射給藥、肺部給藥、眼部給藥、透皮給藥和靶向給藥等，具有廣闊的應(yīng)用前景。同時，納米晶體技術(shù)因其獨特的優(yōu)勢，可以為解決難溶性中藥有效成分和有效部位的溶解性差和生物利用度低等問題提供新的途徑。未來研究中，提高藥物納米晶體制劑產(chǎn)品的穩(wěn)定性、建立合適地體內(nèi)外相關(guān)性分析模型、全方位的安全性評價以及工業(yè)化大生產(chǎn)等將是藥物納米晶體制劑研究的熱點。

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31 車爾璽,姜同英,王思玲. 納米晶體技術(shù)在水難溶性藥物口服制劑中應(yīng)用的研究進(jìn)展. 沈陽藥科大學(xué)學(xué)報,2010,27(12): 1003-1008.

A Progress and Thinking on the Application of Nanocrystals Technology to Poorly Soluble Drugs

Xie Yuanbiao, Xu Junnan, Chen Yingchong, Liu Yang, Yue Pengfei, Zheng Qin, Yang Ming
(Key Laboratory of Modern Preparation of Traditional Chinese Medicine of Ministry of Education, Jiangxi University of Traditional Chinese Medicine, Nanchang 330004, China)

Nanocrystals technology, as a novel approach, has improved the solubility and bioavailability of poorly soluble drugs or the insoluble components of traditional Chinese medicine (TCM). This paper chiefly reviewed the preparation methods of nanocrystals and the application of nanocrystals technology to poorly soluble drugs, and put forward some problems and thinking of drug nanocrystals preparations to make it availible to optimize the later development and improvement of nanocrystals technology applied to poorly soluble drugs.

Nanocrystals technology, poorly soluble drugs, bioavailability, a progress on the application

10.11842/wst.2016.10.020

R94

A

（責(zé)任編輯：馬雅靜，責(zé)任譯審：朱黎婷）

2016-09-19

修回日期：2016-10-03

＊ 國家自然科學(xué)基金委地區(qū)基金項目（81560656）：難溶性中藥成分納米晶體固體粒子化構(gòu)筑及其片劑化應(yīng)用基礎(chǔ)研究，負(fù)責(zé)人：岳鵬飛；江西省自然科學(xué)基金委一般項目（20161BAB205221）：腦靶向納米晶體給藥系統(tǒng)的構(gòu)建與評價研究，負(fù)責(zé)人：岳鵬飛；江西省研究生創(chuàng)新專項資金項目（YC2015-S349）：基于“ApoE蛋白吸附”假說的黃芩苷納米晶體腦靶向遞藥規(guī)律的研究，負(fù)責(zé)人：謝元彪。

＊＊ 通訊作者：岳鵬飛，博士，副教授，主要研究方向：藥物新劑型與新技術(shù)研究；楊明，本刊編委，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向：中藥新型釋藥系統(tǒng)研究。