中国医药工业杂志ChineseJoumalofPh枷aceuticals2006,37(3)i综述与专论≥7.f‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘‘・纳米混悬剂的制备方法及在药剂学中应用的研究进展朱建芬,,吴祥根:木(1.青岛市食品药品监督管理局,山东青岛266001;2.军事医学科学院毒物药物研究所,北京100850)摘要:纳米混悬剂可增大难溶性药物的溶解度,改变药物的体内动力学特征,提高安全性和有效性。综述了纳米混悬剂的制备方法及其在药剂学中应用的研究进展。关键词:纳米混悬剂;难溶性药物;粒径;溶解度;综述中图分类号:R944.9文献标识码:A文章编号:1001—8255(2006)03一叭96—05近lO年来,药物高通量筛选技术得到了广泛应用,但筛选出的活性化合物大多分子量高、疏水性强。据统计,目前至少有40%的药物因溶解度问题使用受到[.|。提高难溶性药物的溶解度和生物利用度一直是药学研究的一个热点。虽然可通过制成脂质体、固体分散体、环糊精包合物等方法提高药物溶解度,但均存在载药量低、制备工艺复杂及稳定性较差等问题。近年来国外研究者对纳米混悬剂(nanosuspensions)给予了高度重视。该剂型是加入适宜表面活性剂的纳米级“纯药物”的稳定胶状分散体系[z叫]。而传统意义上的纳米粒属基质骨架型,是由高分子聚合物裹载药物组成的固态胶状粒子,与纳米混悬剂的概念有别。此外,对纳米级药物进行表面修饰(如PEG化)后所得的粒子也属于纳米混悬剂的范畴[3]。本文综述了纳米混悬剂的制备方法及其在药剂学中的应用。1悬剂的药物粒子进行表面修饰以满足不同需要。1.1介质碾磨法(mediaIIlillingmemod)[6]该法需专门的介质碾磨机,系由碾磨室、碾磨杆和一个再循环室组成。碾磨室内装有碾磨介质、水、药物及相应的稳定剂。碾磨杆的高速剪切运动,使药物粒子之间及其与碾磨介质、碾磨室内壁发生猛烈碰撞,从而粉碎得到纳米级的药物粒子。得到的混合物通过滤网分离,使碾磨介质和大颗粒药物截留在碾磨室内,小粒子药物则进入再循环室。再循环室中药物粒径如达到要求则可直接取出,其余的进行新一轮碾磨。碾磨介质一般为玻璃粒子、氧化锆粉末或高交联度聚苯乙烯树脂。该法可在30~60商n内将药物碾磨成粒径小于200nm的粒子,已较广泛使用。本法的优点为:适用范围广,包括水和有机溶剂均不溶的药物;制备过程简单,易于扩大生产,且批间差异小;所制备的纳米混悬剂粒径分布窄;制备过程可控制温度,适于热不稳定性药物:能直接制得不同药物浓度(1~400m譬/m1)的纳米混悬剂。缺点是在碾磨过程中会出现碾磨介质的溶蚀、脱落,使纳米混悬剂中含有一定量的碾磨介质。如在制备纳米混悬剂时高交联度聚苯乙烯树脂材料会溶蚀、脱落,在纳米混悬剂中的含量小于0.005%,但仍可能会对人体产生不良影响,特别是注射给药时,危害更大。此外,对慢性疾病的治疗,残留的碾磨介质也可能导致严重后果[引。1.2高压匀质法(hi曲一pressurehomogenization)[7]先将药物微粉化制成混悬液,然后在高压匀质机高压泵的作用下强行高速通过匀化阀的狭缝,制纳米混悬剂的制备方法主要有碾磨法、高压匀质法、乳化法等[sqj。为得到稳定的纳米混悬剂,制备过程中需加入一些稳定剂,如泊洛沙姆、吐温.80、聚维酮、卵磷脂等。稳定剂可单用,也可多种配合使用。纳米混悬剂制备过程中还需加入缓冲液、盐、多元醇、渗透压调节剂和抗冻剂等附加剂,进一步优化处方。对易发生化学降解、光降解等的不稳定药物,可将纳米混悬剂制成冻干粉末,避光保存。此外,还可对纳米混收稿日期:2005一05.16作者简介:朱建芬(1977),女,硕士,从事药物制剂及其有效性研究。通讯联系人:吴祥根(1979),男,博士,从事药物新制剂的研究。1’el:OlO.83741075E-mail:wuxjanggen@126.com万方数据 中国医药工业杂志ChineseJoumalofPhannaceuticals2006,37(3)得纳米混悬剂。本法可一步完成,也可分两步完成,即经过两个串联的匀化阀,第一个匀质阀的压力降较大,主要起分散混悬剂的作用,第二个匀化阀的压力降低于第一个,以提高纳米混悬液的稳定性。本法除具备介质碾磨法的优点外,还适于制备注射用的无菌纳米混悬剂。但须预先将药物微粉化,制成粒径不大于25¨m的微粒。1.3乳化法和微乳法乳化法[8]是将药物溶解在有机溶剂中制成o,w型乳剂,乳滴内相中的药物成为纳米级粒子,再通过减压等方式使有机溶剂挥发,药物析出形成纳米混悬剂,通过超速离心分离得纳米级药物或进行浓缩。因此,通过控制乳滴的大小就可调节药物的粒径。有机溶剂一般选用乙酸乙酯、乙酸甲酯等。微乳法[,]制备纳米混悬剂的原理同上。选用与水部分互溶的有机溶剂如乳酸丁酯、三乙酸甘油酯等作为内相制备乳剂,然后用水稀释,使内相的有机溶剂被水溶解而使药物析出,然后通过超速离心分离出药物的纳米粒子或浓缩得到纳米混悬剂。优点为可通过控制乳滴的大小控制药物粒径:不需特殊的设备仪器;制备过程较简单,易批量制备。缺点是不适于既不溶于水、也不溶于有机溶剂的药物;须考虑有机溶剂的残留与安全性问题。2纳米混悬剂在药剂学中的应用纳米混悬剂在开发难溶性药物方面得到了日益广泛的应用,许多药物研发机构均对纳米混悬剂表现出浓厚的兴趣,并进行了研发。部分药物纳米混悬剂的研究概况见表l。表1国外部分药物纳米混悬剂的研究概况‘,1药物西罗莫司阿瑞吡坦山ymectacin治疗类别或适应证免疫抑制剂抗呕吐药抗癌药降脂药抗癌药哮喘药疱疹粘膜疫苗佐剂糖尿病给药途径口服口服静注口服鞘内注射肺部吸入口服口服目前状况己上市已上市Ⅱ期Il缶床I期临床I期临床I期I临床I期临床I期临床I期临床开发商ElanNanosystems(商品名R印amune)Nanosystems(商晶名Emend)E1anNanosystemsskyePharnlaskyePharmaElanNanosystemsNucrystBiosanteBiosanteElan非诺贝特自消安布地奈德银磷酸钙胰岛素湿疹,过敏性皮炎皮肤2.1口服给药Ljversidge等[Io]报道,在给予相同剂量时,平黏膜的黏附性较强,可延长药物在胃肠道的滞留时间,提高生物利用度,还有望实现对胃肠道寄生虫的靶向给药。生物黏附性由药物粒子的表面电荷、稳定剂的类型和用量决定。小球隐孢子虫(Cwp幻印or诚“mpnw“m)是引起HⅣ患者严重腹泻的主要致病菌,目前还没有特效药物和治疗方法。有效治疗必须克服两个难关,一是药物须直接作用于胃肠道黏膜上的病原菌;二是须克服患者因腹泻导致的药物流失。目前,布帕伐醌(buparvaquone)纳米混悬剂可符合上述两个要求。体内试验显示,生理盐水对照组、布帕伐醌普通混悬剂及其纳米混悬剂的大鼠胃肠道感染指数分别为2.0、1.47和1.02,如将布帕伐醌纳米混悬剂包裹在壳聚糖生物黏附基质中灌胃给予大鼠,大鼠的胃肠道感染指数还将进一步降至0.17[13J。临床研究表明,胃肠道淋巴组织的派伊尔淋巴均粒径169nm的达那唑纳米混悬剂在犬体内的Ck、A【,c和生物利用度分别为3.01¨g/1nl、16.5岭.h.1111—1和82%,而平均粒径10um的市售达那唑混悬液仅分别为0.20“g/m1、1.0岖.h.m1叫和5%。说明市售混悬液存在因溶解速度引起的生物利用度低等问题,而纳米混悬剂可较好地解决这些问题。微粉化两性霉素B混悬液口服治疗胃肠道的真菌病,药物吸收量极少,疗效较差,制成脂质体注射剂后感染指数为40%。若制备成纳米混悬剂服用,可使感染指数降至25%…]。口服纳米混悬剂还可缩短起效时间,减少对胃的刺激和因食物摄入对药效的影响。如将萘普生混悬液粒径从20~30“m降至270nm,达峰时间(‰。;)从33.5min缩短至23。7min[12_。纳米混悬剂药物粒径小、比表面积大,因此对万方数据 中国医药工业杂志ChineseJoumalofPhamaceuticals2006,37(3)结(Peyer’spatches)中巨噬细胞摄取的药物可通过肠系膜淋巴管转运至胸导管,然后进入全身血循环。该途径可避免口服给药的首过效应,并可望实现纳米混悬剂靶向于淋巴组织治疗由淋巴介导的疾病[14]。2.2注射给药注射给药,特别是静注时,药物必须是溶液或粒径小于5um的混悬液。纳米混悬剂药物粒径为纳米级,不会引起血管的栓矗与胶束溶液、脂质体和环糊精包合物等相比,药物的理化性质较稳定;在制备过程中使用的表面活性剂等添加剂相对较少,安全性较高。文献[6]报道,与目前临床常用的紫杉醇注射剂Taxol(用聚氧乙烯蓖麻油和乙醇作共溶剂的油性注射剂)相比,紫杉醇纳米混悬剂的大鼠耐受剂量比Taxol提高了4倍。移植MV.522型人肺肿瘤的大鼠模型试验表明,注射该混悬剂(100mg/l【g)的大鼠未死亡,而注射剂(30mg/埏)组大鼠的死亡率为22%。其它抗癌药物如依托泊苷、喜树碱等制成纳米混悬剂后,动物的耐受剂量均有所提高。此外,药物制备成纳米混悬剂后可大幅度提高疗效。用16一C小鼠肿瘤模型评价紫杉醇纳米混悬剂的疗效,试验表明其半数有效浓度为40ng/ml,而Tax01为200ng/ml。Kayser等…]研究显示,用二甲亚砜助溶的阿非迪霉素(aphidic01in)溶液及其纳米混悬剂的半数有效浓度分别为200和40ng/m1。对氯法齐明(clofazimine)纳米混悬剂及其注射剂的研究也得出相同结论[”]。有关纳米混悬剂注射后体内药物动力学特征的研究正在进行。若纳米混悬剂中药物粒子能快速溶解释放,则静注后药动学参数和组织分布等情况与溶液剂一致[16]。用于肌肉、皮下或真皮内注射的纳米混悬剂,与相同体积的其它剂型如普通混悬剂、脂质体、微球等相比,具有更大的载药量(>30%),注射部位的药液相当于药物贮库,能缓慢释药,延长作用时间。若纳米混悬剂药物粒子不能快速溶解,则主要被单核巨噬细胞系统和肝、脾的枯否细胞所吞噬。当药物进入枯否细胞的溶酶体后,可在其酸性环境中缓慢溶解,形成一定浓度梯度,药物沿浓度梯度依次扩散至细胞质和细胞外,因此具一定的缓释作万 方数据用。药动学特征表现为C。。。降低,f-,z延长。有利于减轻药物不良反应。在造血干细胞移植患者的临床研究中,给予相同剂量的依曲康唑纳米混悬剂与溶液剂(商品名Sporanox),前者Cm。;较低,主要药动学参数见表2[3'"]。用氯法齐明纳米混悬剂和脂质体对鸟分枝杆菌感染模型(Myco扫日c地疗“m口vf“minfectionmodel)小鼠进行静脉给药实验,结果表明纳米混悬剂同样可被动靶向于肝、肾等脏器,这对弓浆虫病,结核杆菌、李斯特杆菌等引起的感染性疾病的治疗十分有利[18]。表2依曲康唑溶液剂及其纳米混悬剂的主要药动学参数2.3眼部给药目前难溶性药物的眼部给药剂型主要是混悬液和软膏,可延长药物在眼部的滞留时间,增强疗效,同时减轻溶液剂引起眼部张力升高的问题。但药物在泪液中的溶解度还是影响疗效的关键。由于药物在泪液中的溶解度及溶解速度受泪液分泌的影响,因此普通混悬剂很难达到持续释放的效果。对于在泪液中难溶的药物,将纳米混悬剂包裹在适宜的凝胶基质或生物黏附性基质中,甚至制成眼用植入剂,可达到更好的缓释效果。Pignatello等[193采用可生物降解的亲水性聚合物对纳米混悬剂进行表面修饰后,眼部给药的缓释效果良好。2.4肺部给药纳米混悬剂药物粒径小,又有较强的生物黏附性,可较好地解决常用混悬型气雾剂或粉雾剂易截留在咽部和易被肺纤毛运动快速清除等问题,还可提高单次喷射给药剂量。研究表明,将喷雾剂药物粒径从4.4um减小到730nm,单次喷射给药剂量由227¨g提高到421¨g,且咽部截留量较少,到达肺泡的药量明显增加[zo|。I期临床研究中,布地奈德纳米混悬喷雾剂的粒径为75~300nm,其G。和如。分别为混悬喷雾剂(商品名PulIIlicortRespules,粒径中国医药工业杂志ChineseJoumalofPh锄aceuticals2006,37(3)4.4¨m)的2倍和l/2,被肺泡上皮细胞吸收的药物明显增多[:¨。此外,进入肺泡的纳米级药物粒子可通过巨噬细胞的吞噬而富集,因此对因肺泡巨噬细胞感染引起的疾病(如肺结核)治疗极为有利。还可利用肺泡巨噬细胞的转移特性输送药物至次级淋巴器官,对转移的结核杆菌也有作用[22]。3纳米混悬剂药物粒子的修饰通过对纳米混悬剂药物粒子进行修饰可实现主动靶向和长循环。纳米混悬剂(stealthnano.suspensions)是一个重要研究方向[3J。用PEG对药物粒子进行表面修饰可使其具有类似于脂质体逃逸单核吞噬细胞系统的性质,延长药物的在体循环时间,使之富集在肿瘤、炎症部位,甚至还可进入脑组织[23]。Kreuter等[24]成功将dalargin纳米混悬液用吐温一80和聚异丁基氰基丙烯酸进行表面修饰,使其具有脑靶向特性。现已成功用生物黏附性聚合物修饰布帕伐醌纳米粒子表面,使其靶向于小球隐孢子虫病灶,并能在病灶部位滞留较长时间,药物作用时间明显延长。与未修饰的布帕伐醌纳米混悬剂相比,前者的抗虫活性是后者的10倍…]。4结语纳米混悬剂技术最初主要是为了解决难溶性药物的制剂问题。但随着该技术的深入研究和应用,其可改变药物体内动力学特征等特点也逐渐被人们所认识。多肽蛋白质药物、难溶性药物或可溶性药物均可运用纳米混悬剂技术以提高安全性和有效性口]。对纳米混悬剂进行表面修饰也将是近几年该技术的一个研究重点。目前,国外对纳米混悬剂已进行了广泛的研究并获得了多项专利技术,如诺华公司的Hydros01技术、雅培公司的Nanomorph技术等[25]。笔者认为,主动将水溶性药物转化为不溶性复合物后利用纳米混悬剂在药物传送中的优势达到更佳临床用药效果的研究目前在国外刚起步,这将是纳米混悬剂今后的一个重要研究方向。编者注:目前,国内尚未开展纳米混悬剂的研究。本文报道了其制备方法和药剂学应用(主要结构框架来自于文品的剂型改进有现实的参考作用。万 方数据参考文献:[1]LipinskiCA.Dmg一1ikepropertiesandthecausesofpoorsolubilityandpoorpe肌eability[J].,P^Ⅱ,7竹acDz7撕fcDf^拈胁D出,2000,44(1):235.249.[2]NaGC,StevensHJJr'YuanBO.甜以Z.PhysicalstabilityofethyldiatrizOatenanocrystallinesuspensioninsteamsterilization[J].P^口,mRP5,1999,16(4):569.574.[3]RabinowBE.Nanosuspensionsindmgdelivery[J].肌盯RPvD删gD如cDv,2004,3(9):785-796.[4]RaoGC,Kumar,MS,MamivananN,甜以f.NanosuspensionsasthemOstprOmisingapprOachinnanoparticulatedrugdeliverysystems[J].P矗n,wz口zfP,2004,59(1):5—9.[5]PatravaleVB,DateAA,Kulk锄iRM.Nanosuspensi011s:apromisingdrugdeliverystrategy[J].I,P_ll以,7扎尸|Iln,聊以cDZ,2004,56(7):827.840.[6]Merisko—LiversidgeM,LiversidgeGG,CooperER.NaIlosizing:afomulationapproachfbrpoorly—water—solublecompounds[J].E蹦r‘,P|lz以,7nScf,2003,18(2):113—120.[7]KrauseKP,MullerRH.ProductionandcharacterizationofhighlycOncentratednanosuspensiOnsbyhighpressurehomogenization[J].砌f,P矗n,m,2001,214(1—2):21—24.[8]TrottaM,GallarateM,PattarinoF,PfⅡf.Emulsionscontain—ingpartiallywater—miscibles01VentsforthepreparatiOnOfdrugnanosuspensions[J].,CD玎f,.DffPdRPfP以JP,2001,76(1—2):119—128.[9]TrottaM,GallarateM,CarlottiME,Pf以f.PreparationofgriseofulVinnaIlopaniclesf而mwater—dilutablelIlicroemulsions[J].砌f‘,P矗n,阳,2003,254(2):235—242.[10]Live砌geGG,CundyKC.Paniclesizereductionforimpmve—mentoforalbioaVailabilityo仆ydrophobicdrugs:I.AbsoluteoralbioaVailabilityofnanocrystallinedanaz01inbea91edOgs[J].如f.,P矗以rm,1995,125(1):91—97.[11]Kayser0,0lbrichC,YardleyV甜以Fo册ulationofarnpho—tericinBasnanosuspensionfororaladministration[J].觑f‘,P矗口rm,2003,254(1):73—75.[12]LiversidgeGG,ConzentinoP.DmgparticlesizereductionfordecreasinggastricirritancyandenhancingabsOrptionOfnaproxeninrats[J].觑f,P^口,聊,1995,125(2):309—313.[13]sch01erN,KrauseK,KayserO,Pf以Z.AtovaquonenanosuspensiOnsshOwexcellenttherapeuticef艳ctinanew献‘,1和文献吲),颇具新颖性和实用性,对新药研究和老产・200.中国医药工业杂志ChineseJoumalofPhaⅡ11aceuticals2006,37(3)murinemodelofreactivatedtoxoplasmosis[J].A规fjmic,D扫[19]PignatelloR,BucoloC,SpedalieriG,甜口f.Rurbipmfen一10adedAgPnfsChP,”Dr矗Pr,2001,45(6):177l—1779.acrylatep01ymernanosuspensionsforophmalmicapplication[I4]ClarkMA,弪psonMA,HirStBH.ExpJo撼ngMcellsfordrug[J]。Bi册z罐据,励如,2002,23(15):3247—3255.andvaccinedelivery[J].AdvDr蹦gD已zivR8v,200l,50(1—[20]JacobsC,MullerRH.Productionandcharacterizationofa2):81—106.budesonidenanosuspensionfbrpulmonaryadnlinistration[J].[15]Kaysero.Nanosuspensionsffor曲efonnuiationofaph以icojinP矗盘煳戤s,2002:19(2):189一i94.tOimpmVedrugta唱etingeffectsagainstleishmaniainfected[21]I(raftWK,SteigerB,BeussinkD,甜以111ephamaco虹neticsmacrophages[J].砌f,P^。,协,2000,196(2):253—256,Ofnebulizednanocrystalbudesonidesuspensioninhealthy[16jMoschwitzerJ,AchleitnerG,PolTIperH,盯Ⅱ正DeVeIopmentvoIunteeI.S[J].,(Y加JD向口,讹以cDz,2004,44(i):67—72.ofanintraVenouslyinjectablechemicallystableaqueous[22]FosterKA,№danianM,AudusKL.Micmpaniculateuptakeomepraz01efo肌ulationusingnanosuspensiontechn0109y[J].mecbanismsof加一v订rDcellculturemodelsoftherespiratoryE“r.,P矗以,,H曰iop矗drm,2004,58(3):615—619.epitheljum[J]..,P向n,MP^以,w2dcof,200I,53(1):57—66.[17]WiuemsL,vanderGeestR。deBeuleK.Itraconazoleoral[23]MullerRH,KeckCM.Dnlgdeliverytomebrain—realizationsolutionandintravenousfo丌nulations:areviewofpha丌11aco—bynoveldrugcarriers[J].-,ⅣnnD5ci^7a,zDfPc^nDZ,2004,4hneticsandphamacodyn抓ics[J],伽nm口珊弛已r,2001,(5):47l一483.26(3):159.169.[24]KreuterJ,Nanopaniculatesystemsforbmindeliveryofdmgs[18]McIntireGL,BaconER,111igI(J,以nf.Timecourseofnodal[J].A咖DrHgDPffv尺Pv,2001,47(1):65181.enhancementwithCTX—raynanOpar【iclecontrastagents:[25]KeckCM,MullerR|LDnlgnanocrystalsofpoorlys01ubleeffectofpaniclesizeandchemicals咖ctIlre[J].觑vP盯尺ddfof,drugsproducedbyhighpressurehomogenisation[J].E“,,2000.35(2):91—96.P^DrJ钾Bi口p向口r,竹,2006,62(1):3—16.ProgressofmePreparationandApplicationsinPhamaceuticsofNanosuspensionsZHUJiarI—Fenl,WUXiang—Gen2宰以.Qf,zgdaD,'DDd口,zdDr“gA咖fH括f,诅fiDn,QfngdⅡD26600J?2.1nstitute研Phnrmncotogy口ndTox{cologMtheAcndemy甜Mmt8ryMedicnlsctence.Beqin8l00850)ABSTRACT:Nanosuspensionscanincreasethes01ubilityofinsolubledmgs,changethepharmacokineticsandimproVesafetyandefficacy.Thepmgressof协epreparationand印plicationsinpharmaceuticsofnaIlosuspensionsisreViewed.KeyWords:nanosuspension;insoJubledmg;paniclesize;solubility;reView《I《l好l《・《l酊l好・a矗a6酊-a&皤婚aa婚簖aa好-aaa乐a§a昏好・《laa皤好Ia§婚《’好・好-a舀好la§皤好・aaaaa昏皤S37.19含氨基或酚羟基的联苯化合物的合成LiuB等[瑟抛矗耐阳n题物的对甲苯磺酸盐,然后氨水游离得到标题物。该法操作简779]便,收率芳香醛计9例5l%~8l%。邻卤代的苯胺或苯酚与取代芳硼酸以KF为碱在钯(II)复合物[邱友春摘]S37.21羰基化合物的m溴化反应DasB等[死f旭^Pdm咒kff,2005,46:3041][蔡正艳摘]以NaHs0。.sioz为非均相催化剂,羰基化合物(脂肪酮、环酮、酰胺和B一酮酯)和M溴代琥珀酸亚胺在乙醚或四氯化碳中,B等[死f,n^Fd阳,z25~80℃反应,生成相应的0c一单溴代化合物。反应条件温和,时间短。15例收率6l%~95%。芳香醛与氨水回流所得沉淀与亚磷酸二乙酯反应得到Ⅳ-(芳基[王冠摘]万 方数据L已ff,2005,46:I催化下,发生suzuki偶联反应,得含氨基或酚羟基的联苯。氨基或羟基均不必保护,溴墩代时,收率高于氯。14例收率41%~92%。S37-20从芳香醛合成1.氨基膦酸酯KaloudinLPff,2005,46:2989]亚甲基)一l一氨基芳甲基膦酸二乙酯,继与对甲苯磺酸反应得到标