固体脂质纳米粒及其脑靶向作用的研究进展

李海珍，胡彦武 ，姚慧敏

固体脂质纳米粒（Solid Lipid Nanoparticle，SLN）的概念是在1991年由Müller首次提出，以固态的天然或合成的高熔点类脂作为载药材料，使药物包裹于脂质中或分散在纳米粒表面形成粒径约为50～1000nm的固态胶体的新型药物传递载体，可替代脂质体、微乳、聚合物胶束等传统药物递送系统［1］.SLN结合了其他几个新型载体系统的优点，既有聚合物纳米粒的高生物相容性和物理稳定性，避免药物氧化、降解或泄漏以及可控制药物释放及良好的靶向性［2］，又兼有脂质体、乳剂的低毒性、操作简单，可用于大规模生产的优点［2-4］.此外，由于SLN的药物是包裹在脂质材料内部，因此解决了药物水溶性差的问题，同时可延长药物的半衰期，从而克服了其他载体系统存在的生物利用度低等问题［4］.

本文就近年来国内外固体脂质纳米粒的制备方法与技术，理化性质的测定及临床应用，尤其是作用于脑靶向的应用进行综述.

1 固体脂质纳米粒的制备技术与方法

1.1 辅料

SLN是由脂质材料、乳化剂、水及有机溶剂组成.SLN能否形成取决于脂质材料的类型，通常使用的天然或合成材料作为骨架脂质，常用脂质的材料包括三酰甘油酯（三月桂酸甘油酯、三硬脂酸甘油酯等）、部分甘油酯（山嵛酸甘油酯、肉豆蔻甘油酯等）、脂肪酸（硬脂酸、软脂酸）、类固醇激素（胆固醇）和蜡（棕榈酸鲸蜡酯）等具有有生物相容性，体内降解、低毒性的脂质材料［5］.此外，一些研究表明，加入一定比例的液态脂质，如油酸、中链甘油三油脂等，可提高药物的包封率及载药量.因此，实验中应根据药物性质及制备方法等处方设计因素选择合适的脂质材料.

表面活性剂的类型和用量与SLN的粒径、包封率等性质密切相关.不同的制备方法或阶段表面活性剂有乳化剂和稳定剂作用，作为乳化剂可降低溶液的表面张力；作为稳定剂使纳米粒稳定分散，稳定SLN.此外,乳化剂的混合使用能有效防止颗粒团聚［6-7］，因此在制备过程中常使用两种或两种以上混合表面活性剂.常用的表面活性剂有胆酸盐类（去氢胆酸钠、胆酸钠等）、磷脂类（大豆卵磷脂、蛋黄磷脂等）、短链醇类（丁酸、丁醇等）以及非离子表面活性剂（如泊洛沙姆系列、聚山梨酯系列等）［8-9］.

1.2 SLN制备方法

1.2.1 乳化蒸发-低温固化法

将适量的药物和载药脂质溶于适当的有机溶剂（75～80℃）中形成有机相，另取表面活性剂溶于纯水中作为水相（75～80℃），在恒温条件下（75～80℃）将有机相加入水相中高速搅拌乳化并除去有机溶剂，冰水浴固化一段时间后，经0.45微孔滤膜过滤即得SLN［10］.与其他制备方法相比较，此方法具有设备简单易得，成本较低，所得SLN混悬液分散均匀，适合实验室研究使用等特点.Yadav A等［10］制备的白藜芦醇SLNs（R-SLNs）的粒径为286nm，药物包封率为91.25%，具有缓释作用，脑内白藜芦醇（RSV）含量为游离RSV时的4.5倍.神经行为学分析表明，R-SLNs成功地改善了bccao大鼠的认知功能，有希望作为治疗与年龄相关的神经退行性疾病的一种新治疗策略.张洪等［11］采用乳化蒸发-低温固化法成功制备了稳定的索拉非尼SLN，所制得的SLN呈类球形，平均粒径为（108.2±7.0）nm，分布均匀，平均包封率为（73.49±1.87）%，体外试验结果表明其具有缓释作用.Xiaolie He等［12］采用乳化低温凝固法合成了姜黄素和右旋氨基丁醇固体脂质纳米粒（Cur-DL-SLNs），并采用MTT法、流式细胞仪检测细胞摄取等方法研究了纳米粒在皮质酮诱导的大抑郁模型中的抗抑郁活性，结果表明,Cur-DL-SLNs可能成为治疗重度抑郁症的有效手段.

1.2.2 微乳法

首先将药物与脂质材料水浴加热熔融后加入乳化剂、助乳化剂和纯水制备透明或半透明O/W或W/O型微乳，然后将微乳快速分散于0～2℃纯水中即得SLN.该法的缺点是乳化剂用量大，不易除去，且载药量较低；此外，由于微乳是热力学稳定体系，当温度发生改变时纳米粒可恢复成微乳［13］.优点是设备简单容易操作，基本无需使用三氯甲烷等有毒有机溶剂，有利于大规模生产的实现.李楠等［14］采用微乳法，根据伪三元相图法考察筛选微乳中油相、乳化剂、助乳化剂三相因素，确定最佳微乳处方；以包封率和载药量为指标，采用正交试验进行最终SLN处方优化，所得姜黄素SLN粒径较小，包封率及载药量较好.Elham sadati Behbahani等［15］以硬脂酸和三棕榈酸甘油酯为固体脂质，Tween 80和Span 80为表面活性剂，通过微乳液和超声法制备了姜黄素SLNS（Cur-SLNs），在中心复合设计基础上采用响应面法对考察SLNS的平均直径和包封效率关系.结果表明，Cur-SLNs呈球形，平均直径21nm，粒径和包封率分别为112.0±2.6nm和98.7±0.3%，且具有缓释效果.朴林梅［16］考察不同方法制备月见草油SLN，与其他方法相比较，微乳法制备的SLN包封率高且粒径较小，可确定为制备方法.同时进行SLN质量评价和药效学评价，实验表明月见草油SLN稳定性良好，可用于治疗急性高脂血症.

1.2.3 薄膜-超声法

将药物和载药脂质溶于有机溶剂中旋转蒸发，形成均匀薄膜，与含表面活性剂的水相混合，冰水浴条件下超声后得SLN.此方法操作简便，但不易成膜且成膜不均匀，所制备的SLN粒径分布较广，易产生金属污染.该方法适合小分子成份如黄酮类、倍半萜类等药物制备.罗小燕［17］等人使用薄膜-超声法以包封率为指标，采用正交设计优化法优化处方，所制备的芦丁SLN具有缓释效果.严春临等［18］以薄膜-超声法吴茱萸次碱SLN（Rut-SLN），采用星点设计对处方的药脂比、初乳化剂与脂质质量比、乳化剂质量三个因素进行优化，以粒径、包封率和Zeta电位为评价指标，采用效应面法选取最佳处方，所得Rut-SLN性质稳定、包封率高.侯军［19］以硬脂酸为脂质，卵磷脂为载体，采用旋转薄膜蒸发法制备盐酸小檗碱SLN（BH-SLN），以包封率为指标，采用正交试验筛选处方，结果表明，药脂比、硬脂酸和卵磷脂质量比、Tween-80浓度是影响包封率和载药量的主要因素，体外释放试验也表明BH-SLN具有缓释效应.

1.2.4 高压匀质法

将药物和载药脂质加热熔融，边搅拌边加入含表面活性剂的水溶液中制成初乳，经高压匀质机均质数次，冷却至室温即可形成SLN混悬液.高压均质法是目前工业化大规模生产纳米粒的主要方法，制得SLN粒径较小；同时又存在对设备的要求较高，制得纳米粒相对不稳定，易受温度影响而析出脂质等问题.周华峰等［20］采用高压均质法制备咪喹莫特SLN透皮吸收制剂，其优化条件下制备的药物SLN对皮肤无刺激性，有较好的体外释放性能及皮肤贮存能力，有望作为咪喹莫特透皮给药新制剂.Rompicharla SVK等［21］采用高压匀质法，以胆固醇为脂质，以泊洛沙姆-188为稳定剂制备姜黄素SLN（cur-SLN），采用质量优化设计法进行处方优化.优化的SLN粒径较小、分布较窄，包封率为76.9±1.9%，并通过DSC、FTIR、XRD和药物释放对SLN进行了进一步表征；体外细胞实验表明，与游离姜黄素相比，cur-SLN具有更好的细胞毒性和摄取性，而且SLN诱导的细胞凋亡明显增加，为该制剂在临床上用于癌症治疗提供了可能.Elisabett等［22］研究结果表明，高压均质法生产的黄体酮SLN（PRG-SLN）有良好的物理和化学稳定性，均质均匀，在生产后6个月内无团聚现象，对PRG具有较高的包封率，能有效控制PRG的释放和皮肤吸收率.

1.2.5 超声分散法

取药物与载药脂质加热熔融后作为油相，将含表面活性剂的水溶液趁热加入油相中搅拌后，用带探头的超声分散仪在一定温度下超声分散，将分散后的液体在搅拌下迅速加入分散相（0～2℃）中，搅拌固化后得SLN.该方法工艺简单易于操作，制得纳米粒粒径较小，且不用使用有机溶剂，但其制得的混悬液浓度较低.吕佳等［23］使用超声分散法制备了苦参碱SLN用于肝纤维化的治疗，采用正交试验优选处方工艺，制备的SLN性质稳定，粒径较小且分布均匀.Mara Ferreira等［24］以十六烷基棕榈酸酯为基质将水溶性差的药物甲氨蝶呤（MTX）包裹于SLN中，并采用依那西普（etanercep）与SLNS结合的联合治疗方法.脂质纳米粒直径从292nm到356nm，与人角质细胞和成纤维细胞具有生物相容性.体外研究表明，MTX在生理和皮肤模拟环境下具有较好的缓释特性.猪耳皮肤渗透试验表明，MTX-SLNS和MTX-etanercep-SLNS可显著提高MTX的生物利用度.Kamel M Kamel等［25］用70%乙醇提取肉桂和牛至的活性成分，采用超声分散法制备肉桂和牛至提取物SLN，并采用壳聚糖包裹形成核/壳纳米颗粒，且物理化学性质稳定.实验结果证实，这两种提取物对结肠癌具有细胞毒活性，此外，其与5-氟尿嘧啶可降低毒副作用.

2 药物固体脂质纳米粒的理化性质及表征

2.1 外观形态检测

一般采用负染法进行检测，取稀释的SLN于铜网上，加2%的磷钨酸染色后使用透射电镜观察其外形及粒径，一般以完整、分布均匀的球形或类球形为最好.

2.2 粒径及Zeta电位检测

SLN的外观形态、粒径及Zeta电位检测是其处方优化时考察的重要指标.粒径及Zeta电位检测最常用的检测仪器是激光粒度测定仪及激光电位粒径分析仪，可以同时对二者进行检测，也有单独使用光子相关光谱、电位分析仪等仪器检测电位，使用粒径检测仪等检测粒径.SLN的粒径应在50～1000nm的且呈正态分布，Zeta电位一般控制在-20～-45mV.

Zeta电位是指粒子表面与中性溶液之间的电位差，根据扩散双电层原理，纳米粒分散体系的稳定性主要取决于Zeta电位的大小，粒子表面电荷量直接影响粒子间斥力势能和溶剂化作用的大小，进而影响非均相体系的稳定性［26］.Zeta电位（绝对值）高的粒子间的电荷排斥作用大，因而不容易发生聚集，使整个体系处于相对平衡的状态.

2.3 包封率与载药量

包封率（Entrapment efficiency，EE）与载药量（Loading efficiency，LE）的检测需先测定药物总量W总和未包进纳米粒的药物的量W游离，然后按照下列公式［27］计算SLN的包封率及载药量.

式中W载体是纳米粒中载体的质量.

药物总量测定是使用有机溶剂（甲醇、无水乙醇等）或物理方法（如高速离心）将纳米乳破乳后测定的药物的含量即为W总测，将SLN与游离药物分离后测定溶液中药物的含量为W游离.文献报道［28］，分离SLN与游离药物的方法主要有超速离心法、葡聚糖凝胶层析柱法、超滤离心法、透析法等.

葡聚糖凝胶层析柱法是利用分子筛的原理，将未进入凝胶孔内的大分子物质先洗脱下来，进入凝胶孔的小分子药物被洗脱下来，从而分离纳米粒和游离药物.此方法重现性好、快速有效、但成本较高［29］.超速离心法是将SLN溶液加入超速离心管中，利用离心力将纳米粒与游离药物分离，方法简单快速［30］.超滤法是将SLN加入适当截留分子量的超滤离心管中，离心将固体脂质纳米粒与游离药物分离，此方法在常温下进行，设备简单无相变，易于操作［31］.透析法是利用小分子物质可通半透膜而大分子则无法通过的性质，把药物放入置于透析介质中的透析袋中，游离药物可透过透析袋渗出到透析袋外，而纳米粒则因较大粒径而截留在透析袋内而达到分离效果［32］.

SLN的载药量及包封率与药物的溶解性有关.脂溶性药物在水中溶解性差，易与载药脂质相结合，其纳米粒在水中分散量较小，包封率高；水溶性药物则相反，不易与脂质结合，包封率较低［33］.

2.4 体外释放度

SLN通常有3种包封结构模型：（1）固溶体模型，药物以分子形态分散于脂质材料中；（2）核-壳模型，药物聚集于外壳，表现为突释行为；（3）核-壳模型，药物浓集于内核，表现为缓释行为.因此，考察体外释放度可以初步判定药物包裹模型.其方法是将药物脂质置于透析袋中，在与释药部位相似生理环境的溶液中进行体外释放度的测定.

2.5 结晶度和多晶型分析

脂质纳米粒的结晶度和晶型可以反映脂质与药物相互作用的程度，是考察SLN性能的重要指标之一.示差扫描量热分析（Differential scan⁃ningcalorimetry，DSC）是测量输入到试样和参比物的热流量差或功率差与温度或时间的关系，可检测结晶相变的的特征；X-射线衍射（X-ray dif⁃fractometry，XRD）是利用晶体形成的X射线衍射，对物质进行内部原子在空间分布状况的结构分析方法，可检测药物晶型，这两种技术广泛用于药物晶型的检测.Rompicharla SVK等［21］采用DSC和XRD对cur-SLN进行表征，二者结果均显示游离姜黄素具有结晶性质，而cur-SLN则丧失了结晶性质，表明药物处于熔融状态，包裹于脂质 中.Kuldeep Rajpoot等［22］对 奥 沙 利 柏 SLN（op-SLN）进行表征，其中XRD谱图中奥沙利铂药物具有特征衍射峰，而op-SLN XRD谱中特征峰消失，表明奥沙利铂的以非晶形状态分散于SLN中；DSC研究中奥利沙铂在259.7℃有一熔融峰，在奥沙利铂op-SLN图中则无此熔融峰，表明药物此时处于非晶形状态，结果与XRD相吻合.

3 SLN作用于脑靶向的研究

3.1 脑靶向作用的限制

中枢神经系统疾病如脑梗死、脑肿瘤、偏头痛、血管性痴呆等发病率在逐年持续增高，但由于血脑屏障阻碍药物作用于治疗部位，目前上市药物无法发挥预期作用.血脑屏障（brainbloodbar⁃rier，BBB）存在于中枢神经系统（Central Nervous System，CNS）与血液间，是维持脑部自身的微环境动态平衡的生理屏障，由脑毛细血管内皮细胞、完整结构基膜和神经胶质膜3层结构构成，属于神经血管单元［35］，它不仅有供给脑组织营养的作用，也可通过调节外周血液与CNS之间物质交换，限制血液中的有害物质进入脑组织，保证脑内环境的相对稳定，对大脑形成保护作用.然而其独特结构也是药物作用于脑组织的最大屏障，几乎阻碍了所有大分子药物（如基因片段、酶类等）及98%的小分子药物透过BBB到达CNS.故而多数药物无法到达作用靶点或作用靶点的药物浓度低于最低有效治疗浓度而不能发挥药效，从而限制了很多药物应用于CNS疾病［36］.除此之外，外排蛋白如P-糖蛋白（P-gp）的作用也成为脂溶性的小分子药物进入脑组织的障碍.

3.2 脑靶向制剂的研究

目前，能够绕过BBB直接进入到CNS的给药方式及提高药物透过血脑屏障量的脑靶向制剂已经成为治疗CNS相关疾病的有效手段.理想的脑靶向制剂应具备趋脑性和透过BBB有效性［37］.根据BBB的独特结构和转运性质，目前常用的促进药物通过BBB的方法包括制备前体药物、血脑屏障的可逆开放法，即添加适量渗透促进剂使有效物质能够穿过BBB作用于脑部、改变给药途径如脑植入或运用载体系统如聚合物纳米粒、固体脂质纳米粒等实现脑靶向给药［38］.

此外，有研究证实，鼻粘膜给药可使药物避开BBB直接作用于大脑，张文静［39］制备的富马酸喹硫平SLN原位凝胶（QF-SLN-gel）通过鼻腔给药，不仅可以避开BBB直接进入大脑，避免首过效应，而且鼻粘膜的黏附量增加，提高其在脑内含药量，而达到靶向作用.

3.3 SLN作用于脑靶向研究

SLN作为载药入脑的新型给药系统受到国内外高度关注.但对其透过BBB机制研究不甚明确，可能的机制有：（1）SLN粒径较小，可以直接穿过血脑屏障而发挥药效；（2）免疫吞噬细胞转运，大脑处于免疫系统的监控下，免疫细胞如中性粒细胞、巨噬细胞等可以选择性地跨过BBB到达 CNS［40］.因此，载药 SLN 可被免疫细胞吞噬后释放并扩散入脑.Afergan E［41］实验表明，完整的脂质体可通过被单核细胞吞噬而透过BBB进入大鼠和兔的脑组织.（3）与脑血管内皮细胞发生膜融合［42］，BBB结构与内皮组织紧密相连，有研究表明［43］带有负电荷的SLN可通过内皮细胞的连接处直接进入脑部.（4）减少P-gp的外排作用，研究表明［44］，SLN包裹能有效躲避P-gp的外排作用，增加药物在大脑内皮细胞中的积聚.（5）表面活性剂作用，SLN含表面活性剂，可提高细胞膜对脂质的溶解度，从而增加血管内皮细胞膜的流动性，提高了BBB对药物的通透性；此外网状内皮系统具有吞噬作用，能将SLN从血液中除去，通过对纳米粒的结构修饰，可延长纳米粒体内循环时间，并避开网状内皮系统的清除作用［45］.

4 结论与展望

固体脂质纳米粒（SLN）作为一种新型药物递送系统具有许多优点，它可以解决许多用药限制的难题，在化学药品、生物制品及中药制剂领域广泛应用.同时，SLN也存在一些如载药量低，易泄露等问题，需要对SLN进行进一步研究，对脂质材料进行修饰或开发新的载体来克服这些问题.随着这些问题的解决，SLN可实现规模化生产，广泛地应用于临床治疗中.