载药纳米粒制备的研究进展

[摘要] 纳米粒是药物制剂领域的一项新兴的技术，其独特的理化性质，可以达到较好的靶向和缓释的效果，因而成为人们研究的热点。本文从纳米粒的材料和制备方法两方面，综述了纳米粒、固体脂质纳米粒、磁性脂质纳米粒的载体材料、制备方法的研究进展，并对其前景进行展望。

[关键词] 纳米粒；载体材料；制备方法

[中图分类号] R460.1 [文献标识码] A [文章编号] 1673-7210（2016）05（b）-0033-04

[Abstract] Nanoparticles is a new technology in the area of pharmaceutics. Its good target and delayed release effect come from it special physico-chemical property， which makes it become the focus in the study area of pharmaceutics. This article reviewed carrier material， the preparation methods and the research progress of nanoparticles， the particles and solid lipid nanoparticles and magnetic lipid nanoparticles. At last the article lookes forward the front review of drug-loading nanoparticles.

[Key words] Nanoparticles； Carrier material； Preparation methods

纳米粒是药物溶解、包裹于高分子材料中形成的粒径在10～100 nm范围内的固体胶体颗粒[1]，根据药物在载体材料中存在的形式，可以分为纳米球和纳米囊。药物溶解于骨架材料中，成型后以细小微粒或结晶分散于骨架材料，形成纳米球，而药物与材料不相混溶时，药物被载体材料包裹，形成纳米囊。

纳米粒10～100 nm范围内的粒径，可以隐藏药物的理化特性，药物在体内的过程依赖于载体的理化特性。普通纳米粒在静注之后，大都会被单核吞噬细胞系统（MPS）摄取，故能被动靶向治疗MPS相关疾病，但对其他系统疾病具有一定的局限性。将普通纳米粒修饰成长循环纳米粒，能够有效减小或避免纳米粒在体内对吞噬细胞的趋向性，或者将普通纳米粒连接上糖基、抗体、配体等，制备成主动靶向的纳米粒，是近年来的研究趋势[2]。本文就载药纳米粒的载体材料、制备方法的研究进展进行综述。

1 载体材料

1.1 生物不可降解型聚合物

此类载体在体内不能降解成可代谢产物，主要有聚丙烯酰胺类和聚甲基丙烯酸烷酯类。以聚丙烯酰胺类生物不可降解材料制备的纳米粒或纳米球，更多的应用于污水处理、造纸及石油钻采等领域[3]。王文喜[4]用聚甲基丙烯酸酯纳米粒作为反义寡核苷酸载体，能改变反义寡核苷酸在细胞内的分布，避免反义寡核苷酸被溶酶体内核酸酶的降解，增加其稳定性。但因此类聚合物在体内无法降解成可代谢产物，故较少采用此类载体材料作为体内制剂使用。

1.2 生物降解型聚合物

生物降解型聚合物包括聚氰基丙烯酸烷酯和聚酯类等化合物。前者主要为聚氰基丙烯酸的甲酯、乙酯、丁酯等，其代谢产物为甲醛，对机体有一定的毒性。聚酯类化合物有聚乳酸（PLA）、聚己内酯（PCL）、聚乳酸- 羟基乙酸共聚物（PLGA）等，聚酯类的载体，中间代谢产物为乳酸，在体内代谢最终以CO2、H2O的形式排泄，生物相容性更好，在研究和实际应用中更为常用。PLA、PLGA已获美国FDA 批准用于注射用药。用于治疗前列腺癌的曲普瑞林注射剂（Decapepty）即采用PLGA做骨架，制备而成的微球注射剂，每次注射可以在体内缓释30 d。

1.3 天然高分子材料

亲水性聚合物包括明胶、壳聚糖、海藻酸盐、明胶、蛋白等。天然高分子材料较为常用，性质稳定，生物相容性好。明胶可生物降解，抗原性小，较为常用，如蔡梦军等[5]以明胶为载体材料，制备阿霉素明胶纳米粒，得到粒径为100 nm左右，粒径分布均匀且具有缓释效果的纳米粒。

壳聚糖具有较好的生物黏附性、促吸收效应和酶抑制载体作用等特性，使其在生物黏附给药系统、透膜给药系统、靶向给药系统及缓控释制剂的开发中倍受青睐[6]。壳聚糖的结构中含有游离的氨基，呈弱碱性，能与芳香醛或脂肪醛反应生成西佛碱（Schiff's base），可利用此特点进行交联。壳聚糖的生物相容性和生物降解性能都非常优秀，在研究中，较多应用。制成纳米粒后，其生物学性质有所改变，在体内能完全降解且具有一定的缓释效果[7]。

蛋白类常用的有牛或人的血清白蛋白、玉米蛋白、鸡蛋白等，由于蛋白类交联较为容易，故研究中也常用其作为载体材料。白蛋白为内源性物质，研究发现，将其作为载体，可减少巨噬细胞对其吞噬，起到长循环的效果。由美国生命科学（American Bioscience）公司开发的白蛋白结合紫杉醇纳米粒注射混悬液（paclitaxel，ABRAXANE）2005年已经上市[8]，用于治疗转移性乳腺癌联合化疗失败后或辅助化疗6个月内复发的乳腺癌。

1.4 脂质材料

以生物相容性高的高熔点脂质载体材料制备的纳米球称为固体脂质纳米球（solid lipid nanospheres，SLN）。脂质材料包括饱和脂肪酸的甘油酯、硬脂酸、棕榈酸、甾体等。SLN的乳化可用磷脂等来乳化，乳化后，SLN其亲水部分朝向周围的分散介质，疏水部分插入颗粒核心。但SLN对疏水性药物包封效果较好，对水溶性的药物包封效果欠佳[9]。

1.5 磁性材料

目前较为常用的磁性材料是Fe3O4磁粉或磁流体。采用磁性材料制备的纳米粒在外加磁场的作用下发生定向移动，具有较强的靶向性[10]。磁性纳米粒的表面因Fe3O4的存在极易与商品化的硅烷试剂发生反应，使二氧化硅包覆在其表面而成复合纳米粒[11-12]。包覆在表面的二氧化硅层上的硅烷醇基团极易与硅烷试剂发生耦合反应，得到的纳米粒表面含有氨基、醛基等基团可以与多种生物分子发生键合反应。这使得磁性微球可以进一步进行修饰，达到主动靶向的目的。

2 制备方法

2.1 天然高分子载体纳米粒

2.1.1 白蛋白载体

2.1.1.1 超声乳化法 蛋白类载体材料，先将其乳化成大小均匀的乳滴，然后再通过化学或其他方法交联，较易制得微米级的制剂，但纳米级的制剂易受分子大小及纯度的影响，在制备中，1996年Müller等[13]采用超声乳化技术可以得到粒径小于200 nm的白蛋白纳米粒。王恺等[14]采用超声乳化-化学交联法制备丝裂霉素的白蛋白纳米粒，粒径在60～100 nm。此方法主要在于超声的过程可以让乳滴粒径更小，从而交联得到粒径更小的纳米粒。

2.1.1.2 溶剂-非溶剂化法 向白蛋白溶液中加入脱水剂如丙酮、乙醇等，白蛋白分子表面水化膜在脱水剂的作用下作用下被除去变性析出（去溶剂化），再采用化学交联剂或加热变性的方法固化纳米粒。加热的方法较易控制交联的程度，且毒性物质残留较少。如果采用化学交联剂如戊二醛或其他有机溶剂，则需除去残留戊二醛及有机溶剂以保证纯度。Langer等[15]用乙醇作脱水剂，加入到白蛋白溶液中，在NaCl存在条件下调整pH，得到的纳米粒粒径小于300 nm。此法通过pH和盐浓度的调整，白蛋白在远离其等电点时利用带电粒子之间的斥力，可制备粒径较小的纳米粒，相比较用戊二醛交联，毒性更小

2.1.1.3 pH-凝聚法 通过改变体系的pH值，可以使蛋白发生沉淀生成纳米粒。但仅通过改变体系的pH值制备纳米粒，不方便控制纳米粒的粒径。更多的是与盐浓度的调整结合或者加入其他溶剂来控制粒径，得到粒径均匀及外形圆整的纳米粒。Sanhti等[16]通过改变体系的pH、盐浓度，加入化学交联剂体积制备得到粒径为497.6 nm的纳米粒，外形圆整。

以上为较为常见的白蛋白纳米粒的制备方法，简单易行，溶剂残留少，制备效果佳。此外，还有报道采用快速膨胀超临界溶液法、机械研磨法等方法制备白蛋白纳米粒。

快速膨胀超临界溶液法为近10年来发展起来的一项制备超细粒子的新技术，此方法工艺流程简单，所需有机溶剂少，制备的粒子粒径均匀可调整，但产量小，且所需设备及生产调节要求高，故在药物制剂的实际生产和实验中较少报道，而主要见于化工类产品的生产和研究[17]。

机械研磨法是制备水溶性纳米粒的一种方法，将亲水性的大分子（如蛋白质、抗体、抗原、淀粉、环糊精、亲和素、链酶亲和素、聚乙二醇、聚乙烯醇、环芳烃等）与非极性或弱极性有机溶剂中具有特殊荧光性能或磁性的纳米颗粒直接混合，通过机械研磨的方法使亲水性大分子吸附在纳米粒上，待有机试剂完全挥发后，加入水或缓冲溶液溶解，再经过两次离心分离，便可制成纯的水溶性的纳米颗粒[18]。该方法已获得相关专利。

2.1.2 明胶载体

明胶具有良好的乳化性能，而且可以溶于热水，冷却后形成凝胶，利用此特性，可制备纳米球。采用先乳化，然后冷却胶凝的方法，即可制得纳米球。此方法可适用于热敏感药物。赵阳等[19]用乳化凝聚法制得低分子肝素明胶纳米粒，分散性好、粒径在40～100 nm圆形或椭圆形，包封率达80%以上。此方法简单易行，载体价廉易得，所需实验条件容易操作，所得产品质量较好，故见诸较多报道。

2.1.3 壳聚糖载体

2.1.3.1 化学交联法 壳聚糖是甲壳素脱乙酰基后的产物，结构中含有游离的氨基，能与芳香醛或脂肪醛反应生成Schiff's碱，利用此特点可与交联剂如戊二醛等反应来制备纳米粒。在此方法中被结合的氨基失去了靶向修饰的能力。郭英等[20]于采用化学交联法制备阿司匹林壳聚糖微球，制得的微球最小粒径可达到20 nm。制得的载药微球在16 h内对药物有良好的缓释作用，在25 h之内仍存在缓药效。

2.1.3.2 离子胶凝法 此方法通过壳聚糖带正电氨基与阴离子静电作用而发生物理交联反应形成纳米粒，在此过程中，起到阴离子作用的电解质的量直接影响到粒子的交联度，从而影响到粒径的大小、药物的释放[21]。同样，不同脱乙酰度及不同分子量的壳聚糖对纳米粒的药物释放也有影响。何文等[22]通过离子胶凝法制备了的壳聚糖纳米粒，结果表明，随着壳聚糖脱乙酰度的降低，纳米粒Zeta电位降低，粒径增大，药物包封率下降，且体外释药速度加快。

以上两种方法为最为常用的壳聚糖纳米粒制备方法。此外，去溶剂化法、乳化聚合法、液中干燥法也见诸报道，均能制得质量较好的壳聚糖纳米粒。

去溶剂化法又称沉淀析出法。其基本原理是：在高分子材料的水溶液中加入凝聚剂（为强亲水性物质如电解质硫酸钠、硫酸铵、氯化钠等），因水分子与凝聚剂结合，高分子物质的溶解度随之降低，形成分子间氢键，后从溶液中析出形成纳米粒[23]。

乳化聚合法是目前制备纳米粒的最主要方法之一。即利用表面活性剂作用将两种不相溶的溶剂制备成微乳，在微乳滴中经成核聚结团聚热处理后得到纳米粒。乳化聚合的成核机理主要是齐聚物成核与乳胶粒成核，是一种非连续成核的过程，即在乳胶粒生长阶段， 胶粒数目不变， 粒径不断增大。该法适用于在酸性介质中溶解度较大的药物[24]。

液中干燥法即将药物和高分子材料溶于有机溶剂作为油相，加乳化剂与水相制成O/W型乳状液。加热挥发有机溶剂即制得纳米粒。此法适合制备亲脂性药物纳米粒[25]。

2.2 固体脂质纳米粒的制备

2.2.1 纳米乳法

微乳法制备SLN。将熔融的脂质材料中加入乳化剂、药物及附加剂，通过搅拌，制成O/W型微乳，将微乳分散于冷水（2～3℃）中，便可形成SLN分散体系[26]。

2.2.2 高压乳匀法

也称之为熔融-匀化法，即在纳米乳法的基础上，将初乳在70℃以上高压均化，均化的过程使纳米粒粒径更小，更均匀。如杨时成等[27]采用此法制备喜树碱固体脂质纳米粒，初乳80℃通氮气41.4 MPa压力下在高压乳匀机上乳匀5次，得到平均粒径196.8 nm，均匀的纳米粒。

2.2.3 溶剂乳化蒸发法

溶剂乳化蒸发法是将药物和类脂混合物溶于合适的有机溶剂中， 加到含有乳化剂的水相中乳化，然后蒸去有机溶剂，便可形成SLN的稳定分散体系[28]。此方法可以避免药物遇热稳定性发生改变的问题。Zhang等[29]采用此法制得了丙酸倍氯米松-SLN，具有良好的缓释效果。

2.3 磁性纳米粒的制备

2.3.1 乳化聚合法

即在普通的聚合物、天然高分子材料等制备纳米粒的过程中，加入磁性物质，采用乳化聚合法使药物和磁性物质均匀分散在聚合物网状结构中。乳化聚合法根据载体材料的不同，具体的制备方法有所不同，如白蛋白微球通常用乳化-交联固化法或乳化-加热固化法制备；明胶微球可用乳化-交联固化法。通过调整搅拌速度可以控制所得微粒的粒径，得到微球或纳米粒。吴远等[30]采用化学沉淀法制备 Fe3O4超微磁粉，以聚 （5，5-二甲-三亚甲基碳酸酯-共-三亚甲基碳酸酯）为膜材，包裹纳米级Fe3O4磁粉，制备出丝裂霉素-聚碳酸酯磁性微球。该磁性微球具有良好的磁响应性能，体外对肝癌细胞Bel-7402有较强的细胞毒作用，裸鼠人肝癌模型靶向治疗实验显示良好的抑制肿瘤作用。对于肝靶向治疗，显示了很好的研究基础。

2.3.2 二步法

二步法即先制备磁性高分子聚合物微粒，再通过吸附或共价键与药物结合。也可以先制备载药微粒，然后再与磁性物质反应生成磁性纳米粒。石可瑜等[31]采用共沉淀法制备葡聚糖磁性毫微粒，再羧甲基化修饰得羧甲基葡聚糖磁性纳米粒，用高碘酸钠氧化，再与多柔比星药物分子通过Schiff反应偶联制得载药磁性纳米粒。制备的纳米粒直径56 nm，磁导向性能好，能有效定位于靶区，可以起到对肿瘤的定向治疗作用。

3 展望

纳米粒作为一种新型药物载体，其独特的物理化学性质，使之在抗肿瘤制剂的研究中，具有明显的优势。纳米级的粒径，使之能够透过肿瘤组织的血管壁间隙，使载药纳米粒能沉积在肿瘤组织部位，发挥抗肿瘤作用。此外，作为抗生素、抗病毒药物的载体，可以提高药物治疗细胞内细菌感染的作用；作为口服制剂的载体，可以防止药物在胃肠道的失活，提高其稳定性，提高生物利用度；作为黏膜给药的载体，可以延长其在作用部位的时间，提高疗效。在纳米粒上进行糖基、抗体、配体等修饰，又可让其具有主动靶向的作用。其制剂优势非常明显，制备方法研究也很多，但目前实验室研究报道较多，见诸报道的上市产品较少，其原因可能与辅料的安全性、制剂技术的稳定性有关。随着制剂技术和药用辅料的不断发展，纳米粒的研究和应用会有更广阔的空间。

[参考文献]

[1] 崔福德.药剂学[M].北京：北京卫生出版社，2011：395.

[2] 高凌燕，屠锡德，周建平.纳米粒给药系统制备的研究进展[J].药学与临床研究，2007，15（3）：179-183.

[3] 屈沅治，孙金声，苏义脑.聚丙烯酰胺类纳米材料的研究进展[J].油田化学，2006，23（3）：273-277.

[4] 王文喜.聚甲基丙烯酸酯纳米粒作为反义寡核苷酸载体的研究[D].杭州：浙江大学，2002.

[5] 蔡梦军，朱以华，杨晓玲.载药明胶纳米粒子的制备及体外释药特性研究[J].华东理工大学学报：自然科学版，2005，31（5）：612-615.

[6] 吴立明，习温瑜，管正红.壳聚糖纳米粒制备的研究进展[J].齐鲁药事，2008，127（10）：682-685.

[7] 徐连敏，陈改清.壳聚糖纳米粒的研究进展[J].国外医学：药学分册，2002，29（6）：329-332.

[8] 季秀峰，石莉，邓意辉.白蛋白纳米粒药物传递系统的研究进展[J].沈阳药科大学学报，2010（12）：968-978.

[9] 魏丽，郝存江，饶卫兵.固体脂质纳米粒新型给药系统的制备及展望[J].实验室科学，2009（5）：84-86.

[10] 朱瀛，陆伟根.磁性微球和磁性纳米粒的研究进展[J].中国医药工业杂志，2005，36（9）：581-584.

[11] Liu Y，Deng X. Influences of preparation conditions on particle size and DNA loading efficiency for poly（DL-lactic acid-polyethylene glycol）microspheres entrapping free DNA [J]. Journal of Controlled Release Official Journal of the Controlled Release Society，2002，83（1）：147-155.

[12] Deng X，Zhou S，Li X，et al. In vitro Degradation and release profile for poly-dl-lactide-poly（ethylene glycol）microspheres containing human serum albumin [J]. Journal of Controlled Release，2001，71（2）：165-173.

[13] Müller BG，Leuenberger H，Kissel T. Albumin nanospheres as carriers for passive drug targeting：an optimized manufacturing technique [J]. Pharmaceutical Research，1996，13（1）：32-37.

[14] 王恺，马光辉.白蛋白纳米球药物载体的制备及表征[J].过程工程学报，2004，4（2）：155.

[15] Langer K，Balthasar S，Vogel V，et al.Optimization of the preparation process for human serum albumin（HSA） nanoparticles [J]. Int J Pharm，2003，257（1-2）：169.

[16] Santhi K，Dhanaraj SA，Rajendran SD，et al. Nonhposomal approach a study of preparation of egg albumin nanopherescontaining amphotencin-B [J]. Drug Dev Ind Pharm，1999，25（4）：547.

[17] Maziani MJ，Sun YP. Protien-conjugated nanoparticles from rapid expansion of supercritical fluid solution into aqueous solution [J]. J Am Chem Soc，2003，26（12）：8015.

[18] 何治柯，梁建功，谢海燕，等.水溶性纳米粒子的制备方法：中国，CN 1431070A [P]. 2003-07-23.

[19] 赵阳，孙勇，李茂利.低分子肝素明胶纳米微球的制备及条件比较[J].中国生化药物杂志，2008，29（2）：124-126.

[20] 郭英，李酽，谢静.阿司匹林壳聚糖纳米缓释微球的制备及体外释放性能的研究[J].化学世界，2007，48（1）：38-41.

[21] 林爱华，刘奕明，平其能.壳聚糖纳米粒表面游离氨基与纳米粒特性研究[J].药学学报，2007，42（3）：323-328

[22] 何文，匡长春，张洪，等.壳聚糖的分子参数对载药壳聚糖纳米粒体外性质的影响研究[J].中国药学杂志，2005， 40（6）：438-453.

[23] 姚倩，侯世祥，何伟玲，等.表面氨基游离的白藜芦醇壳聚糖纳米粒制备方法研究[J].中国中药杂志，2006，31（3）：205-208.

[24] 朱秀清，孙敏，祝凡平，等.姜黄素聚氰基丙烯酸丁酯纳米粒的制备及理化性质研究[J].中药材，2010，33（5）：797-801.

[25] 黎洪珊，赵京玲，魏树礼.环孢菌素A聚乳酸纳米粒胶体的制备和大鼠的口服吸收[J].中国药学杂志，1999， 34（8）：532-536.

[26] 毛世瑞，王燕芝，纪宏宇.微乳化技术制备固体脂质纳米粒[J].药学学报，2003，38（8）：624.

[27] 杨时成，朱家壁，梁秉文，等.喜树碱固体脂质纳米粒的研究[J].药学学报，1999，34（2）：146.

[28] 聂庆，孙晓宇，汪世龙，等.固体脂质纳米粒的研究进展[J].华西药学杂志，2005，20（4）328-331.

[29] Zhang HH，Hu FQ，Yuan H，et al. Preparation of solid lipidnanoparticles with clobetasol propionate by a novel solvent diffusion method in aqueous system and physicochemi cal characterization [J]. Int J Pharm， 2002，239（1-2）：121.

[30] 吴远，叶红军，王家龙，等.丝裂霉素-聚碳酸酯磁性微球的制备及靶向治疗原发性肝癌的实验研究[J].华夏医学，2001，14（1）：1-3.

[31] 石可瑜，李朝兴，何炳林.磁导向阿霉素-羧甲基葡聚糖磁性毫微粒的研究[J].生物医学工程学杂志，2000，17（1）：21-24.

（收稿日期：2016-02-14 本文编辑：苏 畅）