纳米制剂技术应用于孕激素类药物的研究进展*

徐娟，李鹏，陈晓锋，王慧萍，宁丽峰

(国家卫生健康委科学技术研究所，北京 100081)

纳米技术是近年来发展的新型技术，是对物质进行制备研究和工业化，利用纳米尺度(10-9～10-7m)物质进行交叉研究和工业化的一门综合性技术体系[1]。

纳米技术研究的主要内容包括纳米结构、纳米粒子、纳米材料和纳米器件。国际上公认0.1～100 nm为纳米尺度空间，100～1000 nm为亚微米体系，小于1 nm为原子团簇。纳米空间是介于宏观和微观之间的相对独立的中间领域[2]。

药剂学领域中的纳米研究始于20世纪70年代的纳米脂质体、聚合物纳米囊和纳米球等多种纳米载体。纳米研究涉及的给药途径包括注射、口服和眼部给药等。在药物传输系统领域，纳米粒的尺寸一般界定在1～1000 nm，包括亚微米粒子。研究表明，药物传输系统中的纳米粒及相关纳米技术可通过促进药物溶解、改善药物吸收、提高药物靶向性，达到提高药物有效性的目的[2]。目前广泛用作药物载体的可生物降解纳米颗粒具有包封性好、控释性好、生物利用度高、毒性小等优点[3]。

性激素类药物包括天然性激素(雌激素、雄激素和孕激素)和具有类似性激素生物活性的化合物。纳米制剂技术在雌激素类药物[4-5]、雄激素类药物[6-9]和孕激素类药物都有广泛应用。本文着重介绍纳米制剂技术在孕激素类药物中的应用。孕激素由卵巢的黄体细胞分泌，以孕酮(黄体酮)为主。孕酮在肝脏中灭活成雌二醇后与葡萄糖醛酸结合经尿排出体外。孕激素类药物的结构中通常含有甾体母核，普遍存在水溶性差的问题。纳米制剂技术通过提高该类药物的水溶性，进而增强该类药物的生物利用度,减少临床毒副作用。

1 黄体酮

黄体酮又称孕酮激素、黄体激素，是卵巢分泌的具有生物活性的主要孕激素。黄体酮和雌性激素密不可分，都是重要的女性激素。雌性激素的作用主要是促使女性第二性征发育成熟，黄体酮是在雌性激素作用的基础上，进一步促进第二性征的发育成熟，两者之间有协同作用。口服后，黄体酮迅速被胃肠道吸收，随后在肝内迅速代谢导致失活，所以黄体酮原形一般不能口服。因为黄体酮溶解性差以及为了产生局部富集作用，在临床上经常采用黄体酮注射给药，肌内注射后迅速吸收，血中半衰期仅数分钟。纳米制剂技术可以控制黄体酮释放，延长黄体酮递送，具有减少剂量及相关副作用的潜力。

HEBA等[10]设计了一种可肌内注射的天然黄体酮缓释制剂。具体方法是首先制备孕酮纳米乳(纳米粒子的平均粒径为267 nm)，然后将其分散在热敏凝胶基质中。药动学研究表明，与对照黄体酮混悬液相比，在热敏凝胶中形成的纳米级天然黄体酮，显著维持了天然黄体酮的作用，可每36 h注射一次。该方法有望提供比使用半合成黄体酮更安全的选择。

疏水段的存在可以有效控制疏水药物的释放，BAI等[11]报道以甲基丙烯酸乙酯-嵌段-聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)两亲性嵌段共聚物包覆磁性纳米粒子作为新型疏水药物载体。结果表明，纳米粒在22 h后释放37%的黄体酮，远低于自由释放(14 h后99%)，很好地控制了黄体酮的释放。

磁性纳米粒子，如超顺磁性氧化铁纳米粒子(SPIONs)等，因其生物相容性、生物选择性、长循环性和化学稳定性而成为治疗和诊断药物。近年来，磁性纳米粒子在生物医学领域的潜在应用呈指数级增长。使用磁性纳米颗粒的纳米聚集体作为黄体酮控释载体，RAGAB等[12]制备了由聚氧乙烯-聚丙烯氧化物嵌段共聚物和环绕纳米颗粒磁芯的β-环糊精形成的纳米聚集体。纳米团聚体直径分别为(293.00±14.65) nm和(90.20±4.51) nm。纳米团聚体的聚合物组成和初始药物浓度对药物包封效率和释放动力学均有显著影响，平均药物包含率为16.11%～83.25%，显示出明显的缓慢释放率。作者通过对药物释放动力学模型的数学曲线拟合，研究了药物释放机制：Peppas模型显示出与所检查的释放曲线具有良好的相关性(相关系数R2为0.85～0.99)。黄体酮释放指数<0.5，说明其扩散机制为Fickian。对于黄体酮这种具有初始爆破效应的样品，改进的Peppas模型可以更好地理解其释放机制。因此作者认为，通过纳米聚集物的扩散可延长黄体酮递送，具有减少剂量及相关副作用的潜力。MOHAMMED等[13]开发了含有黄体酮与乙二醇壳聚糖涂层的新式金属聚合物混合纳米颗粒，制备了粒径10～20 nm球形超顺磁性包覆纳米粒子。结果表明，聚合物-金属杂化纳米颗粒也是一种很有前途的可用于药物控释的纳米载体系统。

经皮给药可以有效减少口服黄体酮的副作用。ELGINDY等[14]研制了新型自组装液晶纳米颗粒(LCNPs)，用于非侵入性黄体酮经皮给药治疗激素紊乱。具体方法是以单油酸甘油酯为原料，采用乳化法制备了LCNPs。纳米颗粒直径为101～386 nm，粒径分布窄，包封率≥94%。LCNPs通过药物扩散机制转运，成功维持黄体酮释放近24 h。体外研究显明，与黄体酮悬浮液相比，黄体酮负载的LCNPs的透皮通透性增强6倍。这种经皮给药的黄体酮LCNPs，可显著减少其口服的副作用。ESPOSITO等[15]也对黄体酮纳米粒皮肤传递系统的性能进行了研究。他们在人体内进行了一项基于胶带剥离的研究，以研究纳米粒作为孕酮皮肤给药系统的性能，并用光学显微镜对带状剥离角质层进行分析。结果同样表明，相比于口服给药，黄体酮纳米粒皮肤传递系统具有极大优势。

聚二甲基硅氧烷和银纳米粒子的加入对二氧化硅干凝胶的物理化学性质以及黄体酮的释放行为可以产生影响，BANAEE等[16]以四乙氧基硅烷为硅基体前驱体，聚二甲基硅氧烷和银纳米粒子为添加剂，采用溶胶-凝胶法制备了纯二氧化硅、硅-硅橡胶、硅-银纳米颗粒和硅-硅橡胶-银纳米颗粒干凝胶。体外研究表明，黄体酮具有双相释放特性，其释放机制以扩散为主。聚二甲基硅氧烷和银纳米粒的加入可控制黄体酮释放速度。研究表明，这些干凝胶除可用于黄体酮的局部递送。

聚乙二醇可用于纳米粒修饰，XIE等[17]采用纳米乳法制备了聚乳酸/聚乙二醇-聚乳酸杂化黄体酮缓释纳米粒，并对其在SD大鼠体内的药动学进行了研究。结果表明，由于聚乙二醇的修饰，这种缓释纳米粒可以作为小剂量黄体酮缓释的安全传递平台。

2 炔诺酮

炔诺酮为19-去甲基睾酮衍生物，是一种口服有效的孕激素，主要与炔雌醇合用作为短效口服避孕药。口服炔诺酮易吸收，经0.5～4 h即可达到血药浓度峰值。炔诺酮半衰期为5～14 h，血浆蛋白结合率约80%，生物利用度平均为64%。纳米制剂技术可进一步提高炔诺酮的生物利用度。为提高生物利用度，提高患者依从性，ALTAANI等[18]制备、表征了以壳聚糖为基础的口服炔诺酮缓释/控释液体药物制剂(LMF)。具体方法是：炔诺酮包裹在不同浓度的低分子量壳聚糖中，用10%～15%的聚山梨酯80与油酸对聚电解质复合物进行均质化，形成纳米乳，平均直径为(10.5±0.57) nm，包封率为(95.28±1.75)%，每毫升含有炔诺酮145.5 μg。该纳米乳可控制炔诺酮从LMF零级释放96 h，提高了生物利用度。

3 米非司酮

米非司酮为强抗孕激素，能与孕酮受体及糖皮质激素受体结合，对子宫内膜孕酮受体的亲和力比黄体酮强5倍，对受孕动物各期妊娠均有引产效应，可作为非手术性抗早孕药。口服1～3 h后，米非司酮即可达到血药浓度峰值。其血浆蛋白结合率为98%，生物利用度为70%，消除半衰期约为18 h。纳米制剂技术可延长米非司酮释放，提高米非司酮的生物利用度，进而减少其用药量。

以DL-丙交酯/乙二醇酯共聚物(PLGA)为原料，HE等[19]制备了含有米非司酮的纳米粒子，使米非司酮的释放持续至少3 d，以提高米非司酮口服生物利用度。含有米非司酮的50/50 PLGA 纳米粒子的平均粒径分别为516 nm和468 nm，20%载药量时，药物包封率为75.6%。72 h体外累积释放米非司酮的50/50 PLGA 纳米粒与20%载药量分别为60%和48%。大鼠体内实验表明，PLGA纳米颗粒可提高米非司酮的生物利用度。

为提高壳聚糖纳米粒的生物利用度和抗癌活性，ZHANG等[20]研制了一种基于壳聚糖纳米粒的药物传递系统。具体方法是利用壳聚糖与三聚磷酸酯之间的离子凝胶技术，制备了米非司酮负载的壳聚糖纳米粒，并优化了制备条件，以获得更好的包封效率和载药量。在最佳条件下制备的微球粒径平均为200 nm。结果表明，米非司酮被成功地包裹在壳聚糖纳米粒中，包封效率和载药量分别为86.6%和43.3%。体外释放动力学研究表明，米非司酮是由壳聚糖纳米粒以缓释方式释放的。与游离米非司酮相比，米非司酮-壳聚糖纳米粒在多个癌细胞系中显示出更高的抗癌活性。雄性大鼠口服米非司酮-壳聚糖纳米粒的药动学研究显示，与米非司酮相比，0～24 h，血液浓度-时间曲线下面积(AUC)增加了3.2倍。这些结果表明，米非司酮-壳聚糖纳米粒可以作为米非司酮传递系统，提高米非司酮的抗癌活性和生物利用度。

GAO等[21]制备了含有米非司酮和共轭上皮细胞黏附分子抗体(aEpCAM)的可生物降解纳米材料作为转移性癌症预防剂。流式细胞仪定量检测和aEpCAM竞争性实验证明，该功能纳米粒能够特异性靶向作用于结直肠癌细胞，并与细胞培养基或血液中的细胞结合。这种特异性结合导致捕获细胞下调，并使其进入G0/G1期，显著抑制癌细胞与内皮细胞间的异质粘附。

4 去氧孕烯

去氧孕烯为口服强效孕激素，其孕激素活性较炔诺酮强18倍。去氧孕烯最大特点是无雄激素作用，还可升高高密度脂蛋白。去氧孕烯本身无活性，进入内脏和肝脏后，去氧孕烯迅速完全代谢为其活性代谢物3-酮基-脱氧炔诺酮，后者在口服后1～3 h即达到血药浓度峰值，消除半衰期约为16 h。纳米制剂技术可有效控制去氧孕烯的释放。采用乳液溶剂扩散法，LIN等[22]制备了去氧孕烯聚乳酸纳米粒，通过单因素和正交设计实验探讨了合成工艺参数，并优化了制备工艺，阐明了其体外释放特性。结果表明，药物与材料比、水与有机相比、聚乙烯醇浓度对去氧孕烯包含率有显著影响。优化后的去氧孕烯聚乳酸纳米粒为圆形或球形，平均直径为209 nm，包含率为79.60%，载药量为6.81%。去氧孕烯聚乳酸纳米粒早期释放去氧孕烯较快，后期释放较慢，说明与去氧孕烯相比，纳米粒具有明显的缓释作用。去氧孕烯纳米粒体积小、制备简单、载药量高，具有广阔的应用前景。

5 环丙孕酮醋酸酯

环丙孕酮醋酸酯是一种抗产生男性性征的孕激素，是高效抗雄性激素药物。口服环丙孕酮醋酸酯50 mg，3 h达到血药浓度峰值，最大血清浓度约为140 ng·mL-1。纳米制剂技术可增加环丙孕酮醋酸酯的吸收，控制其释放速度。

环丙孕酮醋酸酯与载药固体脂质纳米粒、纳米结构脂质载体、纳米乳、微球的药物-颗粒之间存在相互作用，STECOVA等[23]的研究结果表明，与纳米结构脂质载体和微球的脂质基质结合后，环丙孕酮醋酸酯的吸收增加了2～3倍，因此用环丙孕酮醋酸酯纳米系统局部治疗痤疮和其他皮脂腺疾病是一个不错的治疗选择。BLASCHKE等[24]也研究了环丙孕酮醋酸酯经皮给药系统，结果表明纳米颗粒作为药物载体，可增强环丙孕酮醋酸酯经皮给药。这种增强与药物分子-脂质载体系统的相互作用密切相关。

采用溶剂扩散蒸发法制备脂质纳米粒是一种常用方法，PARISA等[25]制备并探讨了不同尺寸范围的脂质基纳米载体用于环丙孕酮醋酸酯的局部给药。药物包封率为99.03%，载药量为1.91%。释药研究表明，50%～75%的药物可在24 h内从纳米颗粒释放。这些脂质纳米粒释放环丙孕酮醋酸酯的速度明显慢于透析管中游离药物的渗透速度，证实了该释放系统能够控制环丙孕酮醋酸酯的释放速度。

6 醋酸甲地孕酮

醋酸甲地孕酮属于17α-羟孕酮类衍生物，是一种高效的合成孕激素类药物，主要用于晚期乳腺癌和子宫内膜癌的治疗，可改善晚期肿瘤患者的食欲和恶病质。2005年7月，美国食品药品管理局(FDA)批准帕尔制药公司的醋酸甲地孕酮纳米结晶浓口服混悬剂上市，用于治疗确诊的艾滋病患者厌食、恶病质或无法解释的体质量明显下降。但该制剂口服吸收非常有限，受食物影响较大。

通过溶解度、相图和释放度的研究，LI等[26]制备了醋酸甲地孕酮纳米乳并评价了其与纳米结晶浓口服混悬剂的口服生物利用度。在喂食和禁食条件下，对6只雄性狗进行了随机双向交叉实验。结果表明，与醋酸甲地孕酮纳米结晶浓口服混悬剂相比，醋酸甲地孕酮纳米乳在空腹条件下的口服生物利用度提高了5倍，且在进食后的吸收曲线更稳定。

GUK等[27]开发了纳米结晶醋酸甲地孕酮并研究了食物对其药动学的影响。该研究包括单剂量的禁食(39例)和进食(40例)。在给药后120 h测量血浆浓度，发现食物可提高生物利用度2.2倍，降低吸收率常数0.58倍。

7 结束语

纳米技术已给人类生活带来了种种变化，引起了比微米技术更为深远的大规模变革。纳米技术在药学领域中体现了强大的生命力，使药物生产实现低成本、高效率、自动化、大规模，药物作用实现器官靶向化。运用纳米技术的药物及其制剂克服了传统药物及其制剂的许多缺陷以及无法解决的问题，为新型给药系统的研究提供了新途径。纳米技术与孕激素药物的结合，将给孕激素药物的发展带来革命性变革。虽然纳米技术的许多设备与工艺还处于研发阶段，存在诸如粉体团聚、分利分级、生产安全性等问题，但是在以生命科学为主题的21世纪，纳米技术必将与药学科学进一步紧密结合，推动药学研究的迅速发展。