纳米结构脂质载体的制备与应用研究进展

曹丰亮，郭晨煜，李其禄，翟光喜

(1.山东大学 校医院，山东 济南 250061;2.山东大学 药学院，山东 济南 250012)

固体脂质纳米粒(solid lipid nanoparticles，SLN)是20世纪90年代初发展起来的一种性能优异的新型亚微粒给药系统。其以天然或合成的固态类脂化合物为载体，将药物包裹于类脂核中制成纳米尺度固态胶粒。由于材料在室温是固体，脂质纳米粒既具有聚合物纳米囊和纳米球的物理稳定性高、药物泄漏少、缓释性和靶向性、可以灭菌等特点，又兼有脂质体毒性低、易于大规模生产的优点，且有多种制备方法，可经多种途径给药［1－3］。但是，SLN也存在一些潜在的问题，如突释、载药能力有限、药物储存过程中易发生泄漏、以水分散体形式存在时分散液中的水分含量过高等［4－5］。

为了弥补SLN存在的不足，一种新的亚微粒给药系统——纳米脂质载体(NLC)被开发［6］，它与SLN的主要区别是:采用混合脂质为载体，将常温下为液态的脂质加入到固态脂质中，晶体的混乱度增加，使载体形成含纳米隔室的特殊脂质骨架。这种特殊的纳米结构能够容纳更多的药物分子，提高药物的载药量与包封率，避免储存过程中包封药物的泄露，增加了体系的稳定性，更好地控制药物的释放效果，应用范围较 SLN更为广泛［7－10］。本文就 NLC的主要制备方法及其应用进行综述。

1 NLC的制备方法

1.1 高压匀质法

高压匀质法是NLC制备中最常用的一种方法，其分为热乳匀法和冷乳匀法。热乳匀法是利用高压乳匀机，将混合脂质、磷脂和表面活性剂与药物相混，在脂质熔点以上的温度熔融，将熔融物分散至表面活性剂的水性溶液中制成初乳，再用高压乳匀机循环乳化冷却后制得。本法首先制得的是纳米乳或亚微乳，冷却得NLC。冷乳匀法主要用于对温度敏感的药物或亲水性药物，是将药物与脂质熔融后于液氮中冷却并粉碎，随后通过高速搅拌与水相形成冷的粗分散液，在室温或室温以下通过高压乳匀机来制备NLC。高压匀质法制备的粒子粒径小，分布窄，且避免采用有机溶剂，操作简便，易于控制，适于工业化生产。Yue等［11］通过热乳匀法制备了辅酶Q10的NLC，首先药物与辛酸/癸酸三甘油酯在60℃下熔融，然后加入到相同温度含有大豆卵磷脂的丙二醇溶液中分散均匀得到初乳，随后在180 mPa的压力下，高压乳匀循环5次，最后搅拌冷却至室温即得。制得的NLC平均粒径为60 nm，粒径分布均匀，并且在6个月的储存期内稳定性良好，未发生聚集的现象。Soutoa等［12］也采用此法，以甘油三棕榈酸酯－辛酸甘油三酯(7∶3)为混合脂质、5%四丁酚醛为乳化剂，90℃熔融后分散在同温度的含表面活性剂的水相中，搅拌处理得初乳，在500 mPa压力下，用高压乳匀机循环乳化3次，冷却得NLC制剂。

1.2 溶剂扩散法

将药物和脂质材料溶于有机溶剂中(油相)，然后将有机相注入水相中，搅拌，冷却至室温即得NLC。本法制备工艺简单，可以用来制备热敏性药物的NLC制剂，但一个明显的缺点是有机溶剂很难除掉，因此限制了通过此法制备临床可应用的NLC制剂。Zhang等［13］将紫杉醇/阿霉素、油酸和单硬脂酸甘油酯/叶酸－硬脂酸化学结合体溶于热的乙醇中，搅拌下迅速分散至同温水相中，冷却制得NLC制剂。以人乳腺癌细胞(MCF－7)，人卵巢癌细胞(SKOV3)和它们的多药耐药细胞(MCF－7/ADR，SKOV3－TR30)为模型对制备的NLC制剂进行了细胞毒性和逆转活性的研究。结果表明，与单纯的药物溶液相比，以NLC对细胞毒性药物进行包裹，类脂基质能够使转运进入细胞的药物增加，对药物敏感型和多药耐药性细胞的毒性也显著增大。特别是以单硬脂酸甘油酯/叶酸－硬脂酸化学结合体修饰得到的NLC制剂，有可能会成为逆转人类癌细胞多药耐药性的良好载体。Hu等［14］以尼莫地平为模型药物，采用改进的溶剂扩散法，以药物饱和水体系为分散介质，制备了尼莫地平NLC。与分散介质为纯水的体系相比，制备的NLC制剂的包封率和载药量明显提升。此方法可以增加小分子亲脂性药物在脂质基质中的包封率。

1.3 微乳法

先将混合脂质加热熔融，再将药物、表面活性剂、水加入到熔融脂质中，制成温热的O/W型微乳，然后在搅拌条件下将微乳分散于冷水中，即得NLC。该法制备简单，粒子粒径小，且分散过程不需要额外的能量。Joshi等［15］以此法制备了伐地考昔NLC。将月桂酸甘油酯、丙二醇单月桂酸酯60℃熔融后加入药物作为有机相，将Solutol HS 15和PEG－35蓖麻油溶于水中作为水相。搅拌下将油相加入水相中得微乳，将热的微乳分散于冰水中即得 NLC混悬液。Xia等［16］也以此法制备了全反式维甲酸NLC。

1.4 超声法

将药物和脂质等加热形成熔融体，作为有机相，将加入表面活性剂等物质的水溶液作为水相，水相与有机相在机械搅拌下混合形成初乳，用带有探头的超声仪进行超声分散即可。该法的优点是适合工业化生产，避免采用对人体有害的有机溶剂，操作简便、快速。但粒子粒径较大，不适于热敏性药物，易发生金属离子污染。Wang等［17］报道以熔融的棕榈酸鲸蜡酯、亚麻籽油、丁丙诺啡丙酸盐和单甘油酯作为油相，以泊洛沙姆407的水溶液作为水相，分别加热至85℃后，在高速剪切的条件下将水相加入到油相中形成初乳，然后探头超声30 min即可得到丁丙诺啡丙酸盐的NLC制剂。体外的红细胞溶血和乳酸脱氢酶释放试验证明了这种制剂的低毒性和安全性。与其水溶液相比，该制剂注射后能够明显延长药物的止痛作用并且在10 h内保持高活性。Shen等［18］也通过此方法制备了环孢菌素A的NLC制剂。

1.5 乳化蒸发－低温固化法

将药物与脂质溶于有机溶剂中构成有机相，将表面活性剂溶于水中构成水相，加热至相同温度，在机械搅拌下将油相倾入水相中，继续搅拌将有机溶剂蒸发，所得混合物快速分散于冰水中，搅拌即得NLC。本方法具有快速、简便、对仪器要求低的优点，缺点是不适合扩大生产，有机溶剂残留。Jia等［19］通过此法制备了水飞蓟宾NLC，首先将药物，单硬脂酸甘油酯，中链油以及卵磷脂溶于乙醇中作为油相，以F68的水溶液作为水相，在75℃下将油相缓慢地滴加到水相中搅拌乳化4 h形成初乳，随后将其加入到冰水中迅速冷却得到水飞蓟宾NLC。得到的NLC粒径分布均匀，平均为(232.1±8.3)nm，Zeta电位为(－20.7±1.5)mV。经静脉注射后，与水飞蓟宾溶液相比，水飞蓟宾NLC具有较高的相对生物利用度，并且表现出了长循环的性质。Dai等［20］也通过此法成功制备了粒径分布均匀，稳定性良好的冬凌草甲素NLC。

2 NLC作为药物载体的应用

2.1 作为口服给药的载体

将难溶性药物或易被消化酶破坏的药物如抗生素、多肽类、酶类药物等制成NLC口服制剂后，粒子可通过淋巴系统吸收，其独特的药物保护作用及控释特性可减缓粒子在体内的降解与消除，从而提高药物的生物利用度，减少不规则吸收。Zhuang等［21］通过高压乳匀的方法制备了长春乙酯的NLC制剂。与药物的混悬液相比，长春乙酯NLC的口服相对生物利用度明显提高，达到了322%，并且有明显的缓释效果。Chen等［22］分别以单甘脂和大豆卵磷脂为乳化剂制备了洛伐他汀NLC，口服药动学实验表明，当以大豆卵磷脂为乳化剂时，洛伐他汀的口服绝对生物利用度由4%提高到了13%，当以单甘脂为乳化剂时，其提高到了24%。另外，戴幼琴等［23］以单硬脂酸甘油酯和辛酸癸酸三甘油酯为载体材料，以聚乙二醇硬脂酸酯40为表面活性剂制备了尼莫地平的NLC制剂。大鼠的口服药动学实验结果表明，与市售的尼莫同相比，尼莫地平NLC的口服相对生物利用度是其2.8倍，认为NLC能够增加药物的淋巴吸收，避免首过效应，从而增加药物的生物利用度。

2.2 作为注射给药系统的载体

一般将NLC制成胶体溶液或冻干粉针后即可用于静脉注射，达到缓释、延长药物在循环系统或靶部位的停留时间等目的。Joshi等［24］将水难溶性的抗疟药蒿甲醚用微乳法制备成NLC。以感染柏格鼠疟原虫的小鼠为模型，将蒿甲醚NLC与常规注射剂注射给药后，对二者的抗疟活性进行评价。结果表明，蒿甲醚NLC的抗疟活性明显增强，作用时间延长至20 d以上，且31 d后注射蒿甲醚NLC的小鼠的存活率高达60%(市售注射剂为0)。Li等［25］将高脂溶性的蟾蜍二烯羟酸内酯通过熔融－超声的方法制备成NLC制剂。体外的细胞毒性试验表明，对于人星形细胞瘤(U87－MG)和人胃癌细胞(HGC－27)，药物的NLC制剂表现出与药物类似的细胞毒性，并且优于上市制剂。药动学结果表明，与药物的溶液相比，蟾蜍二烯羟酸内酯NLC经注射后表现出较高的生物利用度和较低的血浆清除率。在体内的抗肿瘤活性研究中，以注射sarcoma－180癌细胞的昆明小鼠为模型，药物的NLC制剂在体内表现出了优于药物溶液的抗肿瘤活性。另外，溶血实验和急性毒性实验也表明这种NLC制剂的低毒性和安全性。张馨欣等［26］对羟基喜树碱注射液，羟基喜树碱NLC以及经聚乙二醇修饰的羟基喜树碱NLC在体内的药动学和靶向性进行了研究。结果表明，与药物的注射液相比，NLC制剂和聚乙二醇修饰的NLC制剂均能够明显提高药物在血浆中的滞留。并且，NLC制剂能够靶向于肝和脾，而聚乙二醇修饰的NLC制剂由于表面亲水性基团的作用可以避免网状内皮系统的吞噬，延长药物的体内循环时间，并且表现出明显的肝靶向性。

2.3 作为经皮给药系统的载体

NLC与SLN相似，其小颗粒尺寸可以在皮肤上形成黏附性能的薄膜，使包裹于NLC中的药物免受化学分解，同时还可以调控药物的释放，保护皮肤，防止多次用药造成的皮肤萎缩。Puglia等［27］将两种治疗肌肉骨骼疾患(包括类风湿性关节炎、骨关节炎、强制性脊柱炎等)的非甾体抗炎药酮洛芬和萘普生制备为NLC制剂。研究表明，该粒子能减少药物透皮量，降低药物在角质层的渗透和累积，同时与药物溶液相比，显著延长了药物的抗炎作用。Junyaprasert等［28］以棕榈酸鲸蜡酯和辛酸/癸酸三甘油酯为载体材料，采用高压乳匀的方法制备了辅酶Q10NLC，在4，25和40℃下储存12个月，制剂的稳定性良好，Zeta电位均高于40 mV。以人皮肤为模型，比较了不同处方的辅酶Q10NLC制剂的体外透皮情况，发现药物的释放量以及闭塞效应对于药物向皮肤深层的透过起着重要的作用。朱姚亮等［29］以高压乳匀的方法制备了盐酸曲安奈德NLC，并以离体的猪耳皮肤为模型研究药物的体外透皮行为。结果表明与市售的药物溶液相比，盐酸曲安奈德的NLC制剂能够明显提高药物在皮肤中的滞留并降低药物的皮肤透过量，有望实现局部抗炎的目的。

2.4 作为基因转染的载体

基因治疗是将外源正常基因导入到靶细胞后，修复遗传错误或产生治疗因子(如多肽、蛋白质、抗原等)。转运基因的载体一般分为两类:病毒载体和非病毒载体。病毒载体可高效转运基因，但其局限性如载体免疫源性、致瘤性，转运DNA量有限以及花费高等限制了其应用。NLC属于非病毒载体，它不仅能够克服病毒载体的以上缺点，且稳定性高，可以进行灭菌及冻干操作，已经成为人们研究的热点［30］。Zhang等［31］以十六醇酸－聚乙烯亚胺为修饰剂，用溶剂挥发法制备了多聚阳离子NLC。以人肺腺癌细胞株SPC－A1和中国仓鼠卵巢细胞为模型进行转染，结果表明，在处方中加入三油酸甘油酯后制备的多聚阳离子NLC，其转染效率与LipofectamineTM2000相当，但是优化得到的NLC在10%血清存在下，对各类细胞的转染效率无明显改变，而LipofectamineTM2000则明显降低，故认为多聚阳离子NLC是一种高效的基因转染载体。邹伟伟等［32］制备的阳离子PLA－PEG纳米粒，可以制备满足细胞转染要求的阳离子载基因纳米粒。

2.5 作为疫苗的潜在新型辅料

NLC使用生物相容性好的脂质材料制备，在体内可发生降解。将NLC进行空间修饰使其稳定性增加，混合脂质在体内的降解变慢，从而使制备的疫苗制剂能较长时间地存在于体内，疫苗也就较长时间地暴露于免疫系统中，显示出比传统制剂更高的免疫应答率。

2.6 其他方面的应用

纳米结构脂质载体NLC还有望可以作为肺部给药载体［33］、眼部给药载体［34］和防晒品载体［35］。

3 展望

NLC作为新一代的脂质纳米粒，是一种性能优异的新型给药系统，其独特的优点和广泛的应用范围在新药开发中极具发展前景。随着对NLC载体材料、释药机制、分子结构、体内动力学和药效学等方面研究的逐渐深入，载药NLC技术必将不断完善，将为NLC的工业生产和临床应用创造良好的条件。

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