1961年,Alec Douglas. Bangham和R. W. Horne用經(jīng)過(guò)負(fù)染的磷脂調(diào)試電子顯微鏡時(shí),他們?cè)陔婄R下觀察到磷脂形成了類似細(xì)胞質(zhì)膜的結(jié)構(gòu),并于1964年發(fā)表了他們拍攝的電鏡照片。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)磷脂分散在水中時(shí)會(huì)形成多層小囊泡,而且每一層均為脂質(zhì)雙分子層,各層之間被水相隔開(kāi)。他們將這種內(nèi)部是一定量水由單層或多層同心(或非同心)磷脂雙分子層包裹的人工囊泡稱為脂質(zhì)體(Liposome)。由于脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)類似生物膜,故又稱人工生物膜 。脂質(zhì)體是作為生物膜模型提出的,近年來(lái),脂質(zhì)體在給藥系統(tǒng)研究領(lǐng)域中已成為研究的熱點(diǎn),非常引人矚目。
脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)類型
脂質(zhì)體的基本結(jié)構(gòu)和類型可分為單層脂質(zhì)體和多層脂質(zhì)體。含有單層雙分子層磷脂膜的囊泡稱為單層脂質(zhì)體(unilamellar vesicle, ULV)即單室脂質(zhì)體。單室脂質(zhì)體又分為小單室脂質(zhì)體(small unilamellar vesicular,SUV,粒徑 < 100 nm)即納米脂質(zhì)體(nanoliposomes)、大單室脂質(zhì)體(1arge unilamellar vesicular,LUV,粒徑 > 100 nm )和巨大大單室脂質(zhì)體(giant unilamellar vesicle,GUV,粒徑 > 1000 nm)。含有多層雙分子層磷脂膜的囊泡稱為多層脂質(zhì)體(multilamellar vesicle,MLV,粒徑100~1000 nm)。含有多個(gè)單室脂質(zhì)體的囊泡稱為多室脂質(zhì)體(multivesicular vesicle,MVV,粒徑 > 1000 nm)。
構(gòu)建脂質(zhì)體的材料
磷脂和膽固醇是制備脂質(zhì)體的重要脂質(zhì)載體材料,是生物細(xì)胞膜的主要成分,又是機(jī)體內(nèi)源性物質(zhì)。具有良好的生物相容性和可降解性,無(wú)毒無(wú)免疫原性。制備脂質(zhì)體的磷脂分為天然磷脂和合成磷脂。天然磷脂常用的是中性的磷脂酰膽堿(PC),由于天然磷脂分子中的脂肪酸鏈均含有不飽鍵,在空氣中容易氧化、水解,使脂質(zhì)體脂膜的微粘度降低,流動(dòng)性增大,使裝載的藥物滲漏,脂球易聚集沉淀 。合成磷脂常用的是二棕櫚酰磷脂酰膽堿(DPPC)、二硬脂酰磷脂酰膽堿(DSPC)、二棕櫚酰乙醇胺(DPPE)、二油酰磷脂酰膽堿(DOPC)、二油酰磷脂酰甘油(DOPG)、磷脂酰乙醇胺(PE)及鞘磷脂(SM)。合成磷脂不易氧化水解,制備的脂質(zhì)體穩(wěn)定性較高 。負(fù)電磷脂常用的是磷脂酸(PA)、磷脂酰肌醇(PI)、脂酰絲氨酸(PS)和磷脂酰甘油(PG)。正電磷脂常用的是:十八胺(SA)。膽固醇可調(diào)節(jié)磷脂雙層的流動(dòng)性,降低膜的通透性,減少藥物的滲漏。膽固醇能保持脂膜一定的柔韌性,以增加脂質(zhì)體應(yīng)對(duì)外部條件的變化。膽固醇可保護(hù)磷脂被氧化,膽固醇還可增加脂膜的穩(wěn)定性。在體內(nèi),沒(méi)有膽固醇成分的脂質(zhì)體容易與血漿中的蛋白質(zhì)(白蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白、巨噬細(xì)胞)作用導(dǎo)致物理不穩(wěn)定性。
載藥脂質(zhì)體及藥物裝載
1971年Ryman等用脂質(zhì)體作為藥物載體做成治療制劑。脂質(zhì)體可以在同一系統(tǒng)中提供親水和親脂的環(huán)境,其載藥方式取決于藥物的脂水分配系數(shù)。水溶性藥物包裹在脂質(zhì)體的內(nèi)水相、脂溶性鑲嵌在脂質(zhì)體的脂雙層中、兩親性藥物作為組分構(gòu)成脂雙層或通過(guò)技術(shù)處理將表面修飾劑連接在脂質(zhì)體表面均稱為載藥脂質(zhì)體。脂質(zhì)體作為藥物遞送系統(tǒng)受關(guān)注和益處是能有效地包裹各種水溶性的、離解常數(shù)不同的大小分子??刂苿┝窟_(dá)到在滿足療效的條件下減小給藥劑量,降低副作用。通過(guò)修飾脂質(zhì)體的表面和改進(jìn)功能提高脂質(zhì)體的靶向性,控制循環(huán)時(shí)間和作用部位。脂質(zhì)體作為藥物遞送系統(tǒng)發(fā)展至今已經(jīng)可以裝載化療藥物、抗微生物及病毒(SARS、HIV、AIV、RV等)藥物 、抗寄生蟲(chóng)藥物、基因物質(zhì)、疫苗、治療蛋白質(zhì)、抗炎癥藥物、激素和天然藥物等。載藥脂質(zhì)體具有被動(dòng)靶向性和主動(dòng)靶向性(表面修飾的脂質(zhì)體)、緩釋性,藥物經(jīng)脂質(zhì)體包覆保護(hù)藥物、提高藥物的穩(wěn)定性、減少敏感組織對(duì)毒性大藥物的暴露,降低藥物毒性。脂質(zhì)體的研究已經(jīng)從早期的,普通的普通脂質(zhì)體向多功能脂質(zhì)體的方向發(fā)展,并且已經(jīng)在許多方面顯示出其潛在的應(yīng)用價(jià)值。但是,由于脂質(zhì)體理想配方、穩(wěn)定性及給藥的實(shí)施等方面的困難,目前上市的脂質(zhì)體制劑的數(shù)量有限。
脂質(zhì)體的制備
經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,脂質(zhì)體的載藥研究已經(jīng)取得長(zhǎng)足的進(jìn)步。脂質(zhì)體的制備方法較多,脂質(zhì)體類型不同,制備方法不同。目前制備SUV多采用超聲波分散法、溶劑注入法和凍融出擠法。制備LUV采用反相蒸發(fā)法、凍融擠出法和溶劑注入法。制備MLV采用冷凍干燥法。制備MVV(W/O/W)采用二次乳化法。這些方法均屬于藥物的被動(dòng)包封法。為提高藥物的包封率發(fā)展出藥物的主動(dòng)包封法(遙控裝載法),主要有硫酸銨梯度法、醋酸鈣梯度法、其它離子梯度法、pH誘導(dǎo)囊泡化等開(kāi)啟了脂質(zhì)體載藥的新思路 。
脂質(zhì)體的質(zhì)控
脂質(zhì)體是粗分散體系,脂質(zhì)體的脂膜雙分子層具有一定流動(dòng)性,脂質(zhì)體混懸液在貯存期間易發(fā)生聚集、融合、沉淀及藥物滲漏造成脂質(zhì)體的不穩(wěn)定。脂質(zhì)體的物理穩(wěn)定性極易受自身的組成、裝載藥物及外界環(huán)境的影響。在體內(nèi),血清中的各種蛋白、酶等都會(huì)破壞脂質(zhì)體。此外,單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)的吞噬作用也會(huì)影響脂質(zhì)體的穩(wěn)定性。
脂質(zhì)體的質(zhì)量控制主要從粒度分布及平均粒徑、表面形態(tài)、包封率、載藥量、穩(wěn)定性、磷脂的氧化程度、相變溫度、有機(jī)溶劑的殘余量和滅菌效果幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。
脂質(zhì)體的表面修飾
傳統(tǒng)脂質(zhì)體是用天然磷脂和膽固醇制備,由于天然磷脂容易氧化、水解,所以穩(wěn)定性較差,難以滿足藥物制劑穩(wěn)定性的要求,使應(yīng)用受到了很大限制。目前,多采用在脂質(zhì)體表面添加聚乙二醇(PEG200-20000)及其衍生物的方法制備長(zhǎng)循環(huán)脂質(zhì)體,提高脂質(zhì)體的物理穩(wěn)定性,減小脂質(zhì)體與血漿蛋白的作用,延長(zhǎng)體內(nèi)循環(huán)時(shí)間,同時(shí)保護(hù)脂質(zhì)體不被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)(RES)識(shí)別、攝取及吞噬。PEG修飾類型分為雙功能PEG修飾(HCOO-PEG-COOH、NH2-PEG-NH2、OH-PEG-COOH、OH-PEG-NH2NH2、PEG-COOH等),直鏈PEG修飾(mPEG-SC、mPEG-SCM、mPEG-SPA、mPEG-OTS、mPEG-SH、mPEG-SS等)和分岔PEG修飾((mPEG)2-NHS、(mPEG)2-NH2等)。聚乳酸(PLA)、聚丙烯酰胺(PAA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚羥基乙酸(PLGA)等也可用于脂質(zhì)體的表面修飾。用保護(hù)性聚合物對(duì)磷脂進(jìn)行修飾可以制備特殊功能脂質(zhì)體。用帶堿性基團(tuán)雙功能PEG修飾的磷脂制備的脂質(zhì)體具有酸敏功能,將藥物精確投送到呈弱酸性的腫瘤部位??梢杂肞EG化的磷脂制備溫度敏感脂質(zhì)體(TSL),將藥物定向投送到溫度相對(duì)較高的炎性部位靶向釋藥。又如將DPPC和DSPC混合磷脂制備的甲氨喋呤TSL注射于Lewis肺癌小鼠,用微波將腫瘤部位加熱至42℃,將甲氨喋呤定向遞送至腫瘤部位。將小干擾RNA載于正電脂質(zhì)體遞送,可提高對(duì)癌細(xì)胞的抑制率 。將磁性載體材料摻入脂質(zhì)中制備的磁性脂質(zhì)體,由于其良好的載藥性、磁靶向性以及生物相容性而受到廣泛的重視 。膜融合脂質(zhì)體是高效的抗腫瘤疫苗載體,可提高免疫小鼠的免疫反應(yīng)。研究顯示,脂質(zhì)體經(jīng)過(guò)表面修飾、結(jié)合一些新的給藥方式及技術(shù)手段有利于通過(guò)血腦屏障(BBB),顯著提高藥物的治療效果。
脂質(zhì)體研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域
目前脂質(zhì)體研究及運(yùn)用的熱點(diǎn)有六個(gè)領(lǐng)域。1.是模擬生物膜的研究。脂質(zhì)體可作為一種模擬生物膜的簡(jiǎn)單模型,研究藥物及天然產(chǎn)物有效成分與脂質(zhì)體模擬生物膜的相互作用,研究膜結(jié)構(gòu)與藥物釋放性能之間的關(guān)系。2.改進(jìn)脂質(zhì)體制劑藥物的可控釋放。脂質(zhì)體可控藥物傳輸系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)藥物在病灶部位的靶向釋放,有利于提高藥效,降低藥物的毒副作用,在疾病治療方面具有誘人的應(yīng)用潛力和廣闊的應(yīng)用前景。3.改進(jìn)脂質(zhì)體的體內(nèi)循環(huán)。降低藥物的血清清除及網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)對(duì)其的吞噬作用,具有在達(dá)到目標(biāo)病灶部位之前不釋放藥物分子,到達(dá)病灶部位后才以適當(dāng)?shù)乃俣柔尫懦鏊幬锓肿拥奶匦?,延長(zhǎng)藥物作用時(shí)間,改變藥物的組織分布,降低藥物對(duì)正常細(xì)胞的毒性等。4.脂質(zhì)體的靶向化設(shè)計(jì)及體內(nèi)靶向給藥。研究靶向化脂質(zhì)體的體內(nèi)藥物動(dòng)力學(xué)、組織分布動(dòng)力學(xué)、靶向化評(píng)價(jià)、靶向給藥機(jī)制及治療效果??拱┲|(zhì)體共遞送系統(tǒng)(共載脂質(zhì)體)對(duì)腫瘤的抑制作用和抗藥耐藥性研究 等。抗癌脂質(zhì)體利用EPR效應(yīng)、免疫脂質(zhì)體在腫瘤的靶向治療中可顯著提高治療效果,減輕藥物的副作用 。近幾年,一批具有靶向性的抗腫瘤脂質(zhì)體相繼問(wèn)世。如多柔比星脂質(zhì)體、兩性霉素B脂質(zhì)體、阿糖胞苷脂質(zhì)體、長(zhǎng)春新堿脂質(zhì)體 。5.在體外培養(yǎng)中將核酸和其它生物活性物質(zhì)導(dǎo)向細(xì)胞內(nèi),近年來(lái),脂質(zhì)體作為DNA載體可將DNA有效地傳送到靶細(xì)胞,提高了基因治療研究中的安全性和有效性。運(yùn)用IRIV疫苗脂質(zhì)體治療甲型肝炎和流感,用SP-B和SP-C蛋白脂質(zhì)體治療呼吸窘迫綜合癥(RDS)。6.復(fù)合脂質(zhì)體的研究運(yùn)用。如雌二醇脂質(zhì)體用于更年期治療、維替泊芬脂質(zhì)體治療老年性黃斑、退化及病理性近視,眼組織胞漿菌病等。
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