張 楊 王慶衛(wèi) 李 夢(mèng) 蔡元元 李 旸
鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院藥學(xué)院 河南省鄭州市 201609
藥物輸送中殼聚糖納米粒的應(yīng)用
張 楊 王慶衛(wèi) 李 夢(mèng) 蔡元元 李 旸
鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院藥學(xué)院 河南省鄭州市 201609
藥物輸送系統(tǒng)中,納米技術(shù)是現(xiàn)在的一個(gè)熱點(diǎn),納米技術(shù)相對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)具有高度專一性和組織靶向性。殼聚糖作為納米給藥系統(tǒng)的載體,則具有毒性低,生物體內(nèi)可降解性高和低過敏率的優(yōu)點(diǎn)。本文重點(diǎn)闡述了殼聚糖作為載體的納米給藥系統(tǒng)在抗癌藥物、抗病毒藥物和口服藥物制劑中的應(yīng)用和發(fā)展。
殼聚糖;納米粒;藥物輸送
納米粒( nanoparticles)是現(xiàn)今給藥系統(tǒng)中的重點(diǎn)研究對(duì)象,它是以天然高分子物質(zhì)作為載體把適用藥品包裹起來,進(jìn)入人體后由血液系統(tǒng)進(jìn)行超微粒分散把藥物擴(kuò)散到組織靶位點(diǎn)[1]。由于載體的緣故,藥物向組織靶位輸送和藥物釋放控制可以提高局部藥物濃度,進(jìn)而發(fā)揮巨大的藥效性能,也讓納米粒藥物在藥物輸送系統(tǒng)中起著越來越大的作用。殼聚糖( chitosan)[2]以自身低毒性、低過敏率、低成本、可生物體內(nèi)降解等諸多優(yōu)勢(shì)成為了納米載體中廣泛獲得關(guān)注的材料。殼聚糖納米載體作為藥物輔助材料已經(jīng)獲得美國(guó)FDA的批準(zhǔn)。
殼聚糖是一種天然高分子聚合物,對(duì)外呈正電性,具有良好生物應(yīng)用性和生物相容性,是藥物制劑中載體開發(fā)的熱點(diǎn)。殼聚糖又稱作幾丁聚糖,是甲殼素經(jīng)過萃取得到的化合物再經(jīng)過乙?;频?,具體成分是由的兩個(gè)分子N-乙酰胺基葡萄糖和脫乙酰胺基葡萄糖由乙酰基共價(jià)而成。甲殼素和殼聚糖之間的區(qū)別則是其中N-乙酰氨基葡萄糖的含量,如果超過50%我們認(rèn)為是甲殼素,如果低于50%我們認(rèn)為是殼聚糖[3]。N-乙酰氨基葡萄糖的含量就意味著乙?;矁r(jià)的兩個(gè)分子的數(shù)量比例,也因此呈現(xiàn)不同的性質(zhì)。殼聚糖是一種天然含氮多糖,分子鏈接的位置含有大量的-NH2 和-OH 基團(tuán),不易與其他物質(zhì)反應(yīng),具有一定的活性。殼聚糖可溶于酸,幾乎不溶于堿,殼聚糖的質(zhì)量參數(shù)決定于它的黏度,不同黏度的殼聚糖可用于不同使用途徑的藥物載體。
殼聚糖納米粒的制備方法主要是乳化交聯(lián)法、聚合物分散法、離子交聯(lián)法、和溶劑蒸發(fā)法和復(fù)合凝聚法等[4]。首先,要把甲殼素聚合物的內(nèi)容物進(jìn)行徹底的分散化,然后再進(jìn)行快速固化,這樣可以保障殼聚糖納米粒的含量不會(huì)低于可用值。由于殼聚糖納米粒的制作是個(gè)復(fù)合凝聚的過程,自然有著自發(fā)分離的趨向,N-乙酰胺基葡萄糖和脫乙酰胺基葡萄糖兩種大分子的相互作用在外加電場(chǎng)的作用下會(huì)引發(fā)團(tuán)聚體上浮,最終從上清液中分離出來。分離過程中要點(diǎn)是分散程度和外加電場(chǎng)力的大小,制作過程中一個(gè)要注意的是外界施加的機(jī)械力或者降低表面張力能夠充分分散殼聚糖,否則殼聚糖過于集中,造成納米粒制作的不夠均勻而失敗,外加的電場(chǎng)力要根據(jù)殼聚糖材料密度來進(jìn)行具體設(shè)定。
3.1 蛋白多肽類藥物緩控釋制劑
普通蛋白多肽類的藥物在體內(nèi)吸收主要阻礙是胃腸內(nèi)的PH值過低,引起蛋白質(zhì)的變性、氧化、水解失活等現(xiàn)象,藥物吸收量極少。而經(jīng)過殼聚糖納米粒包裹的蛋白肽類藥物經(jīng)可以不受到腸胃里PH值過低的影響[5],也不會(huì)受到膽汁中的多肽蛋白酶的分解。同時(shí)納米粒還可以明顯控制藥物的釋放速度,平衡血液中的藥物濃度,增加在小腸中的吸收總量,提高生物利用水平。
3.2 抗癌藥物的遞送
目前醫(yī)學(xué)界癌癥治療的一個(gè)主要困難是抗癌藥物無法在體內(nèi)明確靶向定位,大部分常規(guī)的抗癌治療如放療化療都是不識(shí)別細(xì)胞成分大面積殺傷,造成病人有著巨大的副作用。殼聚糖納米粒運(yùn)輸系統(tǒng)由于外層包裹技術(shù)可以把藥物顆粒做到50~200nm的粒徑[6],這個(gè)非常小的直徑可以不通過細(xì)胞的轉(zhuǎn)運(yùn)就滲透入腫瘤組織,并且在腫瘤組織中堆積,造成對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺滅。在乳腫瘤的治療中還可以用殼聚糖鑲二氧化硅載體做出以PH值介導(dǎo)的靶向治療藥物,由于大多數(shù)癌癥腫瘤都有著不同于正常組織的PH值(一般是偏低)[7],這就形成了殼聚糖二氧化硅載體的準(zhǔn)確靶向治療系統(tǒng)。
3.3 基因治療的非病毒載體
腫瘤治療中,基因療法是現(xiàn)今最為有效的方法之一?;虔煼ㄖ校糜谥委煹姆遣《据d體需要具備粒徑小,抗酸堿,不易被免疫細(xì)胞識(shí)別滅活等特點(diǎn)。殼聚糖納米粒分子可以與DNA緊密結(jié)合形成復(fù)合體,使得細(xì)胞液中的DNA降解酶無法降解藥物,這就大大的提高了基因療法的質(zhì)量,保障了藥物準(zhǔn)確的到達(dá)腫瘤部位,具有明確的DNA和RNA傳遞能力。基因療法中的轉(zhuǎn)染率也由于殼聚糖的疏水基團(tuán)而提高。
殼聚糖納米粒在未來的藥物制劑科學(xué)上前景廣闊,現(xiàn)今已經(jīng)作為藥物的控釋劑和透粘膜靶向輸送普遍存在于各類藥品,可以明顯提高藥品、基因和多肽類藥品的生物穩(wěn)定性,在人體有著明顯排斥反應(yīng)的細(xì)胞、DNA、非病毒基因的人體靶向輸送,提高轉(zhuǎn)染率方面也有著重要的作用。作為一種天然生物聚合物,大多數(shù)殼聚糖納米粒載體還是處在實(shí)驗(yàn)室水平,并未釋放出它的全部潛力,希望在未來的研究中,不斷優(yōu)化殼聚糖的衍生品結(jié)構(gòu)和性質(zhì),使之為人類造福。
[1]Farokhzad OC,Langer R.Impact of nanotechnology on drug delivery[J].ACS Nano,2009,3(01): 16-20.
[2]Elgindy NA.Albumin-based nanoparticles as potential controlledrelease drug delivery systems[J].J Control Release,2012,157(02):168-182.
[3]羅 忠,蔡開勇,張蓓璐,等.介孔硅納米儲(chǔ)存器在智能藥物釋放系 統(tǒng) 的 應(yīng) 用[J].化 學(xué) 進(jìn)展,2011,23(11):2326-2338.