多糖新型制剂的研究进展

曾祥乐，王海蓉，张雅文，赫慧馨，袁心怡，易 洋，李见春

(蚌埠医学院药学院，安徽 蚌埠 233030)

多糖(polysaccharide)是由多个单糖脱水缩合而成，是一类分子结构复杂、品种繁多的天然聚合物，分子量从几千到几百万不等[1]。多糖广泛存在于动物、植物、微生物中，是生命活动中必不可少的生物大分子[2]，它是组成细胞壁的重要成分之一，也是动植物储藏的养分，部分多糖在机体内具有特殊的作用，如肝素的抗凝血作用，细菌细胞壁中多糖的抗原作用等。近些年，随着研究者对多糖研究的不断深入，其多种生物活性被逐一发现，并且被应用于医药研发中，如抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、抗凝血、免疫调节、降血糖等[3]。多糖具有多种生物活性、广泛的来源、较高的生物相容性、较优的降解性、较低的毒性同时其结构中含有大量的羟基、羧基等易修饰的基团，使其成为天然提取药物的重要组成部分，具有良好的应用前景[4]。目前，在国内批准注册上市的多糖剂型注射剂、乳膏剂、片剂、凝胶剂、胶囊剂等剂型。但由于多糖存在稳定性差、结构复杂、生物利用度低、作用机制不明确等问题限制了它在传统制剂中的应用。随着科技的进步，能够增加药物的稳定性、靶向性、提高药物的生物利用度的新型制剂不断出现，如脂质体、纳米粒、微囊微球、聚合物胶束、微乳、囊泡等，为多糖制剂的开发提供了一种新思路、新方向。

1 多糖类脂质体

脂质体(liposomes)是一类可以将药物包封于类脂质双分子层结构的囊泡中所制成的微球形载体制剂[5]，直径大小一般为25～1000 nm。制备脂质体的膜材料主要为类脂类，最常用的为磷脂分子。如图1所示，磷脂分子是由一个亲水头部与两个疏水尾部组成，当磷脂分子分散于水相时，因排斥水相，疏水尾部聚集在一起，亲水的头部暴露在水相，形成具有双分子层结构的脂质载体。脂质体与生物膜的磷脂双分子层结构相似且同时具有亲水亲油的性质，既可包载脂溶性物质，也可以包载水溶性物质[6]。与传统制剂不同，脂质体可提高药物的生物利用度、增加难溶性药物的溶解度。同时，脂质体具有毒性低，承载能力高、缓释、控释等特点。此外，对脂质体的脂质双分子层进行修饰可将药物运送至特定的靶器官，使药物在靶器官浓集，增加药效，降低药物对其他组织器官的毒性，减少药物的不良反应[7-9]。基于以上优点，脂质体在药物新型制剂研究中受到愈加广泛的关注，多种多糖的脂质体制剂也逐渐被开发，并通过口服、注射等给药途径作用于机体。

图1 磷脂分子、脂质体示意图

在近几年报道的文献中，研究者通过不同的制备方法制备了多糖脂质体，并详细的阐述了其膜材、理化性质、制备方法以及制剂效果。Zhang[10]等人以大豆磷脂、胆固醇和维生素E为膜材，采用薄膜分散-超声法制备黄芪多糖脂质体(APSL)。制备的APSL能增强大黄鱼原发性头肾巨噬细胞的吞噬能力。体内实验表明，APSL通过提高血清抗氧化酶超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性，进而降低过氧化产物丙二醛含量，表现出较好的抗氧化活性。Wu[11]等人采用逆向蒸发法制备甘草多糖脂质体(GPSL)，该法以大豆磷脂与胆固醇为膜材，所制备GPSL呈均匀的球形、平均粒径为136.4 nm。体外细胞实验结果显示各浓度GPSL促进未成熟鸡骨髓源性树突状细胞(chBM-DCs)的增殖优于甘草多糖(GPS)组。在增强成熟chBM-DCs诱导T细胞增殖、调节成熟chBM-DCs对IL-2、INF-γ、IL-10等细胞因子表达等方面，GPSL表现出显著优势。Sun[12]等人以大豆磷脂与胆固醇为膜材，采用逆向蒸发法制备麦冬多糖脂质体(OPL)，制备的OPL呈球状、平均粒径为245.3 nm且稳定性较好。体外试验结果显示OPL在一定浓度范围内，促进巨噬细胞生长的能力显著大于麦冬多糖(OP)和空白脂质体。在该浓度内，OPL组的iNOS浓度远远大于OP组，因此，OPL具有活化巨噬细胞的作用且效果明显优于OP组。对细胞因子的检测结果显示，OPL组的IL-1、TNF-α、MCP-1、MIP-1的浓度均高于OP组。综上所述，脂质体技术应用于多糖，可增强其多种生物活性，成为多糖新型制剂研究的一个重要方向。

2 多糖类胶束

胶束(micelle)是由表面活性剂在极性溶剂如水中组装形成的纳米大小的胶体粒子。结构中含有极性的亲水基团与非极性的疏水基团。当其在极性溶剂表面饱和时，多余的表面活剂疏水基向内，形成胶束的内核；亲水基向外，形成胶束的外壳[13]。胶束具有较高的体内外稳定性和良好的生物相容性等特点，作为水介质中的药物载体，可使非极性药物分子在胶束核心内溶解，进而增加难溶性药物的溶解度，同时还有利于药物的靶向递送，降低药物对其他组织器官的毒性，减少药物的不良反应，并具有缓释、控释药物，实现长效的作用[14]此外，通过将特定的分子修饰在胶束表面时，胶束可以获得更高的组织特异性和细胞摄取，如图2所示。

图2 表面活性剂、胶束示意图

多糖具有良好的水溶性，结构中含有丰富的羟基、羧基等易修饰的基团，因此，目前所报道的有关多糖胶束的文献偏向于将多糖作为载体材料使用，研究者将疏水基团与可溶性多糖接合制备胶束包载难溶性药物或直接将难溶性药物与可溶性多糖接合制备胶束。Wang[15]等人利用组氨酸和硬脂酸对白芨多糖进行修饰，成功构建了组氨酸-硬脂酸-白芨多糖两亲性共聚物。所制备的胶束呈球形，在不同的pH下，粒径与电位发生较大变化，表现出pH敏感的特性。细胞实验结果显示共聚物胶束可提高阿霉素对MCF-7细胞的抑制作用，并增强细胞对药物摄取；此外，共聚物胶束可提高阿霉素在肿瘤部位的蓄积，增强药物的抗肿瘤疗效。Thotakura[16]等人将壳聚糖结构中的氨基与硬脂酸中的羧基通过化学反应接合形成两亲性的聚合物，采用超声分散法制备包载他莫昔芬胶束体系。该聚合物载体可降低他莫昔芬的溶血效应，可增加他莫昔芬对MCF-7细胞的毒性且胶束包载后的药物血液循环较好，停留时间增长。Wang[17]等人通过酯化反应将黑木耳多糖与组氨酸接合形成两亲性共聚物，采用溶剂蒸发法制备了黑木耳多糖-组氨酸-紫杉醇聚合物胶束体系，所得聚合物胶束呈球状，紫杉醇的包封率为80.3%。在pH 5.0时胶束的释放度大于pH 6.5和pH 7.4时的释放度，猜测在酸性条件下组氨酸被质子化，导致胶束体系解体和紫杉醇的释放。相比于游离紫杉醇，包载紫杉醇的胶束体系显著抑制肿瘤的生长。基于以上内容，作为药物载体系统，胶束已显示出通过增加多糖稳定性和可控的药物释放特性来改善疏水药物的递送的潜力。因此，多糖胶束的开发将极大的促进多糖类药物的应用。

3 多糖类微囊、微球

微囊(microcapsules)是指以天然的或合成的高分子材料为囊壳包裹药物形成的微型胶囊。微球(microspheres)是指药物分散或吸附在高分子材料骨架中形成的球状或类球状实体。二者的区别主要体现在结构上，微囊是包囊结构，而微球是药物与骨架均匀混合而成。

根据粒径的不同可将微囊分为纳米囊(10～100 nm)、亚微囊(0.1～1 μm)、微囊(1～250 μm)。微囊由囊芯物和囊材组成，其中囊芯物可以是固体或液体。因此，微囊具有使液体药物固体化的特点。作为药物的载体，使用不同的囊材可产生不同的制剂效果，如提高药物的靶向性、缓释与长效性、栓塞性、稳定性以及掩盖药物的不良气味等[18]。制作微囊的过程称为“微囊化”，随着微囊化技术不断成熟，微囊在食品、药品等领域的应用愈加广泛。

部分多糖存在稳定性差、结构复杂、生物利用度低等问题，因此，多糖微囊化有助于克服其本身的一些不足，如提高多糖药物的生物利用度，增加多糖的稳定性等。Shao[19]等人以麦芽糊精和蛋白质为囊材，采用喷雾干燥法制备灵芝多糖微囊，所制备的微囊呈球状，平均粒径为5 μm。微囊化可明显增加灵芝多糖的稳定性且该微囊具有良好的控释能力，可实现药物作用的长效性。决明子是一种常见的中药，其多糖提取物具有增强免疫、抗氧化、抗菌等作用。但由于决明子多糖分子量大，不易吸收，限制了它的应用。人将决明子多糖包裹在酵母微囊中，所得微囊包埋率为49.3%。相比于决明子多糖，决明子多糖酵母微囊对HepG2细胞的增殖抑制作用明显增高[20]。

微球粒径一般在1～250 μm范围内，属于骨架型微粒。与传统制剂相比，药物制成微球后可以掩盖药物的不良气味，降低药物的不良反应、提高药物的稳定性，使液体药物固体化便于使用、转运和储存。选择使用生物降解性和降解时间可控性的高分子材料，可以实现缓控释效果，将药物集中在相应的靶器官、靶组织或靶细胞，提高药物在病变部位的靶向浓集作用，增加药物疗效，减少给药频率，提高患者的顺应性。此外，微球在制剂过程中可做为中间体，可根据需要制成多种剂型，如胶囊剂、片剂、注射剂等。微球给药系统逐渐成为了药剂学研究的热点。

在近几年报道的有关多糖的文献中，研究者们将多糖与微球联系在一起，多糖的微球制剂逐渐显示出其特有的优势。孙[21]等人以壳聚糖为载体，采用喷雾干燥法制备黄芪多糖微球。所得微球呈圆球状，载药量为25.99%，该微球用于治疗大鼠变应性鼻炎。结果显示：黄芪多糖微球明显改善大鼠鼻炎症状；可减少炎性细胞对鼻黏膜的浸润，减轻鼻炎的病理学改变。程杰[22]等人采用乳化交联法制备仙人掌多糖明胶微球，。所得微球光滑圆整，粒径为7.24 μm。体外抗氧化性研究结果显示：仙人掌多糖明胶微球对羟基自由基、氧自由基都有明显的清除作用。罗仕华[23]等利用乳化-冷凝-化学交联法制备白芨多糖空白微球，所得微球呈圆形。在不同pH值时，溶胀无明显变化，因此，该微球可做为栓塞制剂的新载体。

基于以上内容，多糖微囊与微球的开发可克服多糖本身的一些缺点，如稳定性低、生物利用度差等。同时，微囊与微球可做为制剂过程中的中间体，进一步制成不同的剂型，极大的拓展了多糖的应用。

4 总结与展望

多糖因其广泛的来源及多种生物活性受到人们的青睐。随着研究不断的深入，研究者们提供了许多有关多糖提取、分离、纯化、鉴定的方法。但传统的剂型已经不能满足人们对多糖药物的需求。因此，多糖新型制剂的研发被日益重视。目前，多糖已被制成多种剂型，如脂质体、胶束、微囊微球等。这些新剂型有助于增加多糖的稳定性和生物利用度，延长药物的作用时间，提高药物的靶向性，降低药物的不良反应等，极大的拓展了多糖的临床应用。但载药量低、制剂技术复杂、缓释效果不理想、靶向性差等问题仍然是多糖新型制剂开发的重点及难点，也是亟需解决的问题。