王淑鈺 薄純玲 王 杰 王 軒 茅沁怡 方 云

（1. 江南大學化學與材料工程學院，2. 江南大學至善學院，江蘇無錫，214000）

囊泡作為親水性和親脂性生物活性成分的藥物傳輸載體已經(jīng)得到廣泛研究并已有實際應用。囊泡通常由天然的、可生物降解的和無毒的分子制備，除了由磷脂制備的脂質(zhì)體外，脂肪酸也能夠形成囊泡[1-2]，且形成的囊泡是多分散的，尺寸可以從小囊泡到巨囊泡。脂肪酸比磷脂更廉價易得，因此，有作為磷脂替代品的可能，然而脂肪酸囊泡只能在很窄的pH范圍內(nèi)形成，因此，其在長期儲存過程中的不穩(wěn)定性和對周圍環(huán)境的熱力學敏感性，阻礙了脂肪酸囊泡作為藥物傳輸系統(tǒng)的適用性和有效性。由非離子表面活性劑形成的非離子囊泡雖然穩(wěn)定[3]，但囊泡粒徑較難控制且原料昂貴[4]。Teo[5]等人證實各種不飽和脂肪酸均能形成脂肪酸囊泡，最近Suk[6]等人發(fā)現(xiàn)：如果將脂肪酸囊泡的理念與非離子囊泡的理念相結合，僅需將少量非離子囊泡的囊材乙氧基化磷脂（DOPEPEG2000）加入到大量脂肪酸囊泡的囊材油酸（OA）中就能形成穩(wěn)定且粒徑較大的囊泡，這在藥品和日用化學品工業(yè)中具有應用價值。

1 DOPEPEG2000/OA復合脂質(zhì)體

圖1 不同pH值下OA的相變曲線

圖1為OA在不同pH下的相變曲線及形貌圖[6]，以此確定OA囊泡存在的主要pH區(qū)域。在pH高于10的情況下，相鄰的羧酸基團之間的離子排斥使油酸鈉呈澄清溶液；而加入HCl降低溶液的pH后，OA的羧酸基團開始質(zhì)子化并降低了靜電斥力；當溶液的pH逐漸接近OA的pKa（9.39）時，大約一半的羧酸基團被質(zhì)子化，故使溶液變得渾濁。質(zhì)子化的和電離的羧酸基團之間的氫鍵作用使其隨后自發(fā)形成OA囊泡的雙層膜。溶液pH在8.00～10.00之間時，通過光學偏光顯微鏡（OPM）和高分辨透射電子顯微鏡（HR TEM）觀察OA囊泡。根據(jù)中和終點計算OA的pKa。當向溶液中加入過量的HCl時，剩余的游離羧酸鹽被質(zhì)子化。因此，pH在6.50～8.00時，觀察到乳液液滴的出現(xiàn)。由于雙折射效應，OPM觀察到藍色和黃色干涉色的OA囊泡。由于雙層的有序分子組裝，雙折射效應由囊泡的不同折射率產(chǎn)生。圖1（ai，bi和ci）顯示不同pH環(huán)境中的OA。OA在不同pH下的HR TEM影像（圖1 aii，bii和cii）驗證了存在平均直徑為100～300nm的OA囊泡。

ζ電位或表面電荷對穩(wěn)定具有靜脈內(nèi)藥物傳輸作用的囊泡非常重要，雖然紅細胞膜帶負電荷，但囊泡負電荷過強會增加被從血液系統(tǒng)中清除的機會。0.05mol/L磷酸緩沖液中的OA囊泡的ζ電位高達-72 mV，但隨著DOPEPEG2000添量增加該絕對值急劇下降，如圖2a所示。當DOPEPEG2000∶OA為0.02∶1時，ζ電位值在-30mV左右，此時DOPEPEG2000在雙層中飽和，錨定在囊泡膜上長且體積龐大的聚乙二醇基團增加了對靜電荷的屏蔽能力，使ζ電位不隨時間的推移發(fā)生較大變化（圖2b），囊泡因而不會團聚被血液清除。

如圖3所示，DOPEPEG2000/OA比為0.02∶1的情況下，囊泡內(nèi)/外表面的曲率減小，DOPEPEG 2000/OA囊泡的平均粒徑減至最?。▓D3a）；由于其粒徑低于4000nm的毛細血管的尺寸，因而不會堵塞血流而被身體清除，且長時間內(nèi)粒徑穩(wěn)定（圖3b）。

圖2 pH8.5和30℃下DOPEPEG2000/OA囊泡的ζ電位

圖3 pH8.5和30℃下DOPEPEG2000/OA囊泡的粒徑

2 藥物包埋和緩釋

在Suk[6]等人的研究中，他們將亞葉酸鈣鹽，甲氨蝶呤，鹽酸多柔比星和鹽酸伊立替康4種抗癌藥物包埋到上述復合囊泡中，它們的logP值分別為-2.67，-0.50，+0.53和+2.78。DOPEPEG2000/OA囊泡成功地包埋了60%以上的各種抗癌藥物（圖4），其中親水性藥物亞葉酸鈣鹽和甲氨蝶呤位于囊泡的水性空腔中，而親脂性藥物阿霉素和伊立替康鹽酸鹽被包埋在囊泡的疏水雙層內(nèi)。由于親水性藥物在水性介質(zhì)中溶解度大并容易跨膜擴散，故親水藥物的包埋率低于親脂性藥物。這種跨膜擴散引起了藥物從囊泡到環(huán)境的泄漏，DOPEPEG2000/OA囊泡顯示出比文獻[3]更好的包埋率，那里只能包埋4%的親水性藥物平推后和60%的親脂性藥物。圖5顯示：圖4中的包埋體系24小時后釋放到擴散池中的藥物的百分比，加入DOPEPEG2000后藥物釋放增加，這是因為DOPEPEG2000可以促進囊泡的流動性，從而提高囊泡的透膜滲透性。其中葉酸，多柔比星和伊立替康釋放較慢，24小時后只釋放20%的藥物，而親水性藥物甲氨蝶呤釋放超過30%，這可能是因為甲氨蝶呤居中的logP可以使其位于水相和膜之間，更有利于透膜擴散因而釋放量高于其他藥物。此外，藥物釋放模式也會受到各種因素的影響，如藥物在不同pH梯度下的性質(zhì)，藥物與囊泡雙層間的相互作用以及擴散路徑長度等。

圖4 30℃和pH8.5下DOPEPEG2000/OA囊泡的包埋率

圖5 37℃和pH8.5下24小時后從DOPE-PEG2000/OA囊泡釋放

3 脂肪酸囊泡的潛在應用

3.1 透皮藥物傳輸

不飽和脂肪酸囊泡相對于常規(guī)脂質(zhì)體的主要優(yōu)點包括成本效益，增加的包封和加載效率以及適于滲透。Rajkamal[7]等人評估過不飽和脂肪酸囊泡介導的地塞米松的藥物傳輸，他們得出的結論是在不飽和脂肪酸囊泡介導的藥物傳輸中，透皮滲透和皮膚分配顯著高于普通藥物和普通凝膠制劑，并發(fā)現(xiàn)不飽和脂肪酸囊泡介導的藥物傳輸?shù)臐B透性達到普通藥物的4.7倍，表明不飽和脂肪酸囊泡是一種有前途的透皮藥物傳輸模式。

3.2 靜脈藥物傳輸

Suk[6]等人設計出DOPEPEG2000/OA囊泡（0.02∶1）的粒徑小于200 nm，其ζ電位值小于-20 mV（與紅細胞膜相比在可接受范圍內(nèi)），因而可應用于靜脈傳輸。研究結果進一步表明其對所有抗癌藥物的包埋率均在60%以上，其中大約20%～40%的藥物在24小時后釋放。

此外，馬潔等[8]還利用烷基糖苷修飾共軛亞油酸，將共軛亞油酸囊泡的pH窗口從原先的8.0～9.0遷移并擴張至6.0～8.0，從而與生命體系適應pH范圍相匹配，且囊泡形貌基本未改變，因而也具有經(jīng)皮或靜脈藥物傳輸?shù)臐摿Α?/p>

3.3 鈣響應性納米載體

以脂肪酸囊泡起到類膠囊物的作用，可以包裹香精或活性物，減少香精等被溫度或pH等外界條件影響的現(xiàn)象，在日用化學品和洗滌用品中具有應用前景。魏貝[9]等人制備了共軛亞油酸囊泡，在配方的軟水環(huán)境中穩(wěn)定，而應用時遇到硬水后膨脹破裂，因而可能用于包埋/釋放液體洗滌劑配方中的酶制劑和香精等敏感物質(zhì)。他們的實驗結果表明，交聯(lián)程度為70%的共軛亞油酸囊泡具有良好的鈣穩(wěn)定性，鈣離子濃度低于2.73mmol/L以下均可以穩(wěn)定，因而具有在硬水中膨脹并達到緩釋的效果；而自交聯(lián)程度越低的共軛亞油酸囊泡其鈣響應性越好，如交聯(lián)度為51%的共軛亞油酸囊泡在鈣離子濃度1.36mmol/L以下具有較大的膨脹度，而在1.36mmol/L以上就能夠迅速解體而達到一次性釋放，適用于洗滌劑用酶等活性物質(zhì)的快速釋放，提高洗滌性能。而且破裂后的脂肪酸囊泡在堿性洗滌條件下還能發(fā)揮皂類的助洗作用或消泡等輔助作用。

4 結論

脂肪酸囊泡因其原料價格廉價、來源廣泛、生物相容性好、制備過程簡單而具有部分替代脂質(zhì)體的潛能。乙氧基化磷脂穩(wěn)定的油酸囊泡部分解決了脂肪酸囊泡不夠穩(wěn)定的問題，而且粒徑大小易于控制且具有良好的穩(wěn)定性，因而已經(jīng)顯示在靜脈傳輸藥物中的應用潛能。其他脂肪酸油脂囊泡也顯示了在透皮藥物傳輸、鈣穩(wěn)定性等方面的良好表現(xiàn)，因此，有望成為一種新型納米載體，并在日用化學品和洗滌用品中具有應用前景。