1、第五节 聚合物胶束、纳米乳、亚纳米乳的制备技术,聚合物胶束(polymeric micelles)是由合成的两亲性嵌段共聚物在水中自组装形成的一种热力学稳定的胶体溶液。,一、定义,亚纳米乳(subnanoemulsion) 粒径在100500nm之间，外观不透明，呈浑浊或乳状，稳定性也不如纳米乳，虽可加热灭菌，但加热时间太长或数次加热，也会分层。,一、定义,纳米乳(nanoemulsion)是粒径为10100nm的乳滴分散在另一种液体中形成的胶体分散系统，其乳滴多为球形，大小比较均匀，透明或半透明，经热压灭菌或离心也不能使之分层，通常属热力学稳定系统。,二、常用载体材料,（通常用合成的线形两亲
2、性嵌段共聚物）,聚合物胶束的载体材料：,亲水段材料：PEG,PEO,PVP 疏水段材料：聚丙烯，聚苯乙烯，聚氨基酸，聚乳酸，精胺或短链磷脂等,稳定的聚合物胶束，PEG段分子量通常要求在1000-15000之间，疏水段与此相当或稍小,选用乳化剂的原则： （1）要考虑乳化剂使纳米乳稳定的乳化性能， （2）要考虑毒性、对微生物的稳定性和价格等。,二、常用载体材料,纳米乳和亚微乳的制备材料：,乳化剂,助乳化剂,1.天然乳化剂,如多糖类的阿拉伯胶、西黄蓍胶及明胶、白蛋白和酪蛋白、大豆磷脂、卵磷脂及胆固醇等。,优点是无毒、廉价，缺点是一般都存在批间差异，对大量生产很不利。其产品的差异可能在生产的当时不显著
3、，但几个月之后就明显了，有许多都可能受微生物的污染（包括致病菌和非致病菌）。,2.合成乳化剂,纳米乳常用非离子型乳化剂，如脂肪酸山梨坦（亲油性）、聚山梨酯(亲水性）、聚氧乙烯脂肪酸酯（亲水性）、聚氧乙烯脂肪醇醚类、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物类、蔗糖脂肪酸酯类和单硬脂酸甘油酯等。非离子型的乳化剂口服一般没有毒性，静脉给药有一定毒性。,离子型,非离子型,合成乳化剂一般都有轻微的溶血作用，其溶血作用的顺序为：聚氧乙烯脂肪醇醚类聚氧乙烯脂肪酸酯类聚山梨酯类；聚山梨酯类中，溶血作用的顺序为：聚山梨酯20 聚山梨酯60聚山梨酯40聚山梨酯80.,2.合成乳化剂,3. 助乳化剂,助乳化剂可调节乳化剂的HLB值，
4、并形成更小的乳滴。助乳化剂应为药用短链醇或适宜HLB值的非离子表面活性剂。常用的有正丁醇、乙二醇、乙醇、丙二醇、甘油、聚甘油酯等。,三、聚合物胶束的制备,（一）形成机理 1.与表面活性剂分子缔合形成胶束的机理相似，但是由于聚合物在水中形成胶束的临界浓度小，且其疏水核心更稳定，故聚合物胶束可以经稀释而不易解聚合。 2.因而可以用作药物载体。,三、聚合物胶束的制备,（二）制备方法,1.自组装溶剂蒸发法 2.透析法 3.乳化-溶剂挥发法 4.化学结合法,四、纳米乳的制备,（一）纳米乳的形成条件与制备步骤,（1）需要大量乳化剂：纳米乳中乳化剂的用量一般为油量的 20%30%，而普通乳中乳化剂多低于油量
5、的10%。 （2）需要加入助乳化剂：助乳化剂可插入到乳化剂界面膜中，形成复合凝聚膜，提高膜的牢固性和柔韧性，又可增大乳化剂的溶解度，进一步降低界面张力，有利于纳米乳的稳定。,1.纳米乳的形成条件,2.制备纳米乳的步骤,（1）确定处方：处方中的必需成分通常是油、水、乳化剂和助乳化剂。当油、乳化剂和助乳化剂确定了之后，可通过三相图找出纳米乳区域，从而确定它们的用量。 （2）配制纳米乳：由相图确定处方后，将各成分按比例混合即可制得纳米乳，且与各成分加入的次序无关。通常制备W/O型纳米乳比O/W型纳米乳容易。,（二）自乳化,自乳化药物传递系统（self-emulsifying drug deliver
6、y systems,SEDDs)自身包含一种乳化液，在胃肠道内与体液相遇，可自动乳化形成纳米乳(O/W)。,（三）修饰纳米乳,用聚乙二醇（PEG）修饰的纳米乳可增加表面的亲水性，减少被巨噬细胞的吞噬，明显延长在血液循环系统中滞留的时间,称为长循环纳米乳。,五、亚纳米乳的制备,亚纳米乳常作为胃肠道给药的载体，其特点包括：提高药物稳定性、降低毒副作用、提高体内及经皮吸收、使药物缓释、控释或具有靶向性。,（一）亚纳米乳的制备与影响因素,一般亚纳米乳要使用两步高压乳匀机将粗乳捣碎，并滤去粗乳滴与碎片，使纳米乳的粒径控制在比微血管（内径4m左右）小的程度。 如果药物或其他成分易于氧化，则制备的各步都在氮
7、气下进行，如有成分对热不稳定，则采用无菌操作。,影响亚纳米乳形成的因素：,1.稳定剂的影响： 稳定剂可增大膜的强度、使药物的溶解度增大、使亚纳米乳的 电位绝对值升高，有利于亚纳米乳的稳定。 2.混合乳化剂的影响 单独使用一种乳化剂时，不能得到稳定的乳剂，使用两种或两种以上的乳化剂可在油-水界面形成复合凝聚膜，进而提高乳剂的稳定性。,（二）常用的附加剂,附加剂用于调节生理所需的pH值和张力。,pH调节剂：盐酸、氢氧化钠,等张调节剂：甘油,稳定剂：油酸及其钠盐、胆酸、脱氧胆酸及其钠盐 抗氧剂及还原剂：维生素E或抗坏血酸,六、质量评价,（一）乳滴粒径及其分布 1.电镜法：透射电镜（TEM）法 扫描电
8、镜（SEM）法 TEM冷冻碎裂法 2.其他方法：光子相关光谱法和计算机调控的 激光测定法等。,（二）药物的含量,纳米乳和亚纳米乳中药物含量的测定一般采用溶剂提取法。 溶剂的选择原则是：应最大限度地溶解药物，而最小限度地溶解其他材料，溶剂本身不应干扰测定。,（三）稳定性,纳米乳通常是热力学稳定系统，有些纳米乳在贮存过程中也会改变，即粒径变大，个别的甚至也会分层。 亚纳米乳在热力学上仍是不稳定的，在制备过程及贮存中乳滴都有增大的趋势。 亚纳米乳稳定性考察项目:是否分层、乳滴粒径分布，也可对电导、粘度、电位、pH值及化学组成（药物含量及有关物质）进行测定。1. 稳定性影响因素试验2. 加速试验3.
9、常温留样考察,脂质体与泡囊,脂质体(liposomes)是由磷脂和胆固醇组成，具有类似生物膜双分子层结构的封闭囊状体。,1. 定 义,单室脂质体 (单层磷脂双分子层膜),多室脂质体(1-5 m) MLVs(多层磷脂双分子层膜),大单室脂质体 LUVs (0.1-1m),小单室脂质体 SUVs (0.02-0.08m),SUV LUV MLV20-100nm 100-500nm 0.1-5m,2. 脂质体的作用特点,制备工艺简单，一般药物都较容易包封在脂质体中； 水溶性及脂溶性药物都可包裹在同一脂质体中，药物的包封率主要与药物本身的油水分配系数及膜材的性质有关； 脂质体本身对人体毒性小，并且脂质
10、体对人体无免疫抑制作用； 在体内使药物具有定向分布的靶向性特征，包括：被动靶向、物理和化学靶向、转移靶向、主动靶向；,5）药物包裹在脂质体中是非共价键结合，因此易与载体分离，进入体内可以在指定部位完全释放出来； 6）药物被包封于脂质体中，能够降低药物毒性，增强药理作用。 7）脂质体制剂能够降低药物的消除速率，延长药物作用时间，起到缓释、增加药物的体内外稳定性的作用。,2. 脂质体的作用特点,用于制备脂质体的磷脂有天然磷脂，如大豆卵磷脂、蛋黄卵磷脂等；合成磷脂，如二棕榈酰磷脂酰胆碱、二硬脂酰磷脂酰胆碱等。胆固醇也是两亲性物质，与磷脂混合使用，可制得稳定的脂质体，其作用是调节双分子层的流动性，降低
11、脂质体膜的通透性。其他附加剂有十八胺、磷脂酸等，这些附加剂能改变脂质体表面的电荷性质，从而改变脂质体的包封率、体内外稳定性、体内分布等其他相关参数。,3. 脂质体的制备,脂质体的制备方法有多种，根据药物的性质或研究需要来进行选择。 (1)薄膜分散法 这是一种经典的制备方法，它可形成多室脂质体，经超声处理后得到小单室脂质体。此法优点是操作简便，脂质体结构典型，但包封率较低。将磷脂、胆固醇等类脂质及脂溶性药物溶于氯仿中，然后将氯仿溶液在烧瓶中旋转蒸发，使其在内壁上形成一薄膜；将水溶性药物溶于磷酸盐缓冲溶液中，加入烧瓶中不断搅拌，即得脂质体。,3. 脂质体的制备,(2)逆相蒸发法 系将磷脂等脂溶性成
12、分溶于有机溶剂，如氯仿、二氯甲烷中，再按一定比例与含药的缓冲液混合、乳化，然后减压蒸去有机溶剂即可形成脂质体。该法适合于水溶性药物、大分子活性物质，如胰岛素等的脂质体制备，可提高包封率。,(3)注入法 有乙醚注入法和乙醇注入法。“乙醇注入法”是将磷脂等膜材料溶于乙醇中，在搅拌下慢慢注入于55-65含药或不含药的水性介质中，蒸去乙醇，继续搅拌12h，即可形成脂质体。,(4)超声波分散法 将水溶性药物在磷酸盐缓冲液中溶解，加至磷脂、胆固醇与脂溶性药物的有机溶液中，搅拌蒸发除去有机溶剂，残液经超声波处理，然后分离出脂质体，再混悬于磷酸盐缓冲液中，即得。,(6)其它 复乳法、冷冻干燥法、pH梯度法、前
13、体脂质体法等。,(5)钙融合法 磷脂酰丝氨酸等带负电荷的磷脂中，加入Ca2+，使之相互融合成蜗牛壳圆桶状，加入络合剂EDTA，除去Ca2+，即产生单层脂质体（LUV），此种方法的特点是形成脂质体的条件非常温和，可用于包封DNA、RNA和酶等生物大分子。,“主动载药”，即通过脂质体内外水相的不同离子或化合物梯度进行载药，主要有K+-Na+梯度和H+梯度(即pH梯度)等。,传统上，人们采用最多的方法是“被动载药”法。所谓“被动载药”，即首先将药物溶于水相或有机相(脂溶性药物)中，然后按所选择的脂质体制备方法制备含药脂质体。,4. 脂质体的载药,对于脂溶性的、与磷脂膜亲和力高的药物，“被动载药”法较
14、为适用。而对于两亲性药物，其油水分配系数受介质的pH值和离子强度的影响较大，包封条件的较小变化，就有可能使包封率有较大的变化，首选“主动载药” 方法。,长循环脂质体 免疫脂质体 糖基脂质体 温度敏感脂质体 pH敏感脂质体 磁性脂质体 声波敏感脂质体,5. 脂质体的修饰,（1）长循环脂质体或空间稳定脂质体 被神经节苷酯（GM1）、磷脂酰肌醇（PI）、聚乙二醇（PEG）、聚丙烯酰胺（PPA）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）等在脂质体表面高度修饰，交错重叠覆盖在脂质体表面，形成致密的构象云。这种立体保护作用取决于聚合物的柔性，位阻保护脂质体不被血液中的调理素（opsonin）识别、摄取，从而使脂质体清除速
15、率减慢，血液中驻留时间延长，使药物作用时间延长,（2）温度敏感脂质体，又称热敏脂质体 由Tc稍高于体温的脂质组成的脂质体，其药物的释放对温度具有敏感性。热敏脂质体的特点是在受热时，可将包封药物释放至无内吞作用的靶细胞，这种热释放取决于脂质体的Tc。,（3）pH敏感脂质体，又称为酸敏感脂质体 若干动物和人体肿瘤间质液的pH比正常组织低，设想组成的脂质体能在低pH范围内释放药物，因而设计了pH敏感脂质体。对pH敏感的类脂有N-十六酰L-高半胱氨酸(PHC)和游离的高半胱氨酸。,（4）光敏脂质体 光敏脂质体是将光敏物质的药物包裹在脂质体内用来进行光学治疗。当在一定波长的光照射时，脂质体膜与囊泡物质间
16、或脂质体之间发生融合作用而释放药物。制备了含胡萝卜素或全反视黄醇的光敏脂质体，光照后可发生不可逆光反应，从而影响膜的流动性，增加其通透性。,（5）免疫脂质体 掺入抗体形成被抗体修饰的具有免疫活性的脂质体称为免疫脂质体 （6）糖基脂质体，又称多糖被复脂质体 在脂质体双分子层中掺入多糖或糖脂后称之为多糖被复脂质体。糖基不同可改变脂质体的组织分布 ；脂质体稳定化和构造强化；有利于与抗体交联反应进行 。糖基物质有：唾液糖蛋白、神经节苷岩藻糖，半乳糖、甘露(聚)糖衍生物、右旋糖苷、支链淀糖、出芽短梗孢糖(CHP）等,6. 脂质体的质量评价,形态与粒径及其分布 包封率与载药量的测定：渗漏率的测定:磷脂的氧化程度-氧化指数氧化指数=A233/A215 5. 符合制剂通则的规定,
