中药ST纳米注射剂的研究

 

近年来，SARS、禽流感等由病毒性致病因子引起的传染性疾病大规模爆发引起卫生领域和社会的严重关注。而现有化学药物面对对病毒性疾病显然力不从心。中药抗病毒药物在临床治疗中以其药效确实、毒副作用小而在抗病毒类药物中占有重要地位。随着世界对于病毒性传染疾病治疗的要求提高，中药应该扮演更加重要的角色。而抗病毒研究也成为中药今后研究的重点之一。中药材荆芥（Schizonepeta tenuifolia Briq.）为唇形科一年生草本植物荆芥的干燥地上部分，具有祛风解表，宣毒透疹，散瘀止血之功效，主治风寒感冒，咽喉肿痛及多种皮肤病，为中医临床常用药物。从中药荆芥中提取、分离得到一具有明显生物活性的单体化合物ST，药效学研究结果表明，ST具有很强的抗病毒活性以及明显的解热、镇痛、抗过敏等作用。但由于ST的溶解度小，若采用常规制剂很难解决其因溶解性差而导致的制剂生物利用度低的问题。因此选用合适的剂型和制剂工艺提高生物利用度，更好地发挥疗效成为当务之急。 纳米技术以其独特的“小尺寸效应”为人类开拓了一片认识事物的新天地，利用纳米技术提高药物生物利用度在西药领域已有明确共识。

 

因此，本作品拟利用纳米药物载体携带药物ST来改善这一问题，制成新型的中药ST纳米制剂。 我们已经成功合成出载药纳米材料聚乳酸（PLA），并将其与ST相结合制成ST纳米球。但在研究中发现，PLA的结晶性很强，降解速率慢，一般需要3个月以上，而且还存在亲水性能差等不足。因此，我们拟采用已得到美国FDA认可的纳米药物载体材料——聚乳酸乙醇酸（PLGA）进行研究。聚乳酸乙醇酸(PLGA)是由乳酸和乙醇酸(又称羟基乙酸)以不同比例嵌段共聚而成，它兼有二种聚酯材料的优势，具有质量稳定、生物惰性、生物可降解性、降解速度可调节性等优点，通过调节PLA/PGA的比率，达到所期望的药物释放速率。因此，与单纯的PLA相比，PLGA具有独到之处，近年来被大量用作纳米药物控释系统的骨架材料，能起到延延长药物作用时间，提高药物疗效的目的。

 

所以，在已有的基础上，我们拟研究合成出载药纳米材料PLGA，将其与ST相结合制成ST纳米球，使药物分子固载到纳米粒子中。然后将载药纳米粒制备成新型的纳米药物注射剂，按照中药新药研究的有关要求，开展中药ST纳米注射剂的制剂工艺、主要的药效学以及初步的药代动力学研究。

纳米技术（Nanotechnology）是研究尺寸在0.1-100nm之间的物质组成体系的运动规律、相互作用以及实际应用中相关问题的科学，其涵义是在纳米尺寸（10-9～10-7m）范围内认识和改造自然。纳米技术的内容包括纳米体系物理学、纳米化学、纳米材料学、纳米生物学、纳米电子学、纳米加工学和纳米力学等，其中生物医药方面的研究是纳米科技一个十分重要的方面。将纳米技术应用于药学领域产生了纳米分散系。纳米分散系以其独特的量子效应和表面性能，成为近年来药学领域研究的热点。

 

纳米分散系的分类

1．纳米分散系分为纳米药物和纳米载体（含药）两种类型。纳米药物：将药物本身（如化学原料药和中药等）制备成的纳米数量级的粒子称为纳米药物，后者被称为纳米中药。纳米载体：用适当材料制成的大小在纳米数量级的粒子被称为纳米载体，包括纳米粒(nanoparticles,NP)，纳米球(nanospheres,NS)，纳米囊（nanocapsules,NC），纳米胶束(nanomicelle,NM)，纳米脂质体(nanoliposomes,NL)，纳米乳剂(nanoemulsion,NE)和纳米凝胶(nanogel)等。随着研究的深入，除了普通的纳米载体外，又发展了固体脂质纳米载体、磁性纳米载体、长循环纳米载体、温度敏感性纳米载体、PH敏感性纳米载体、免疫纳米载体等新型给药系统。

 

 2.  纳米分散系的制备 纳米分散系的制备包括物理分散法（如乳化-溶剂挥发法等）和化学反应法（如聚合法）等。所用的材料包括药物（中药和化学药品）的固体粉末、天然的高分子、合成的聚合物、聚合物的单位（液体）以及类脂材料等。对于不同的材料要采用不同的制备方法，以下介绍我们主要采用的制备方法。乳化-溶剂挥发法 属于物理分散法。本法是制备纳米载体比较常用的方法，又称为液中干燥法。常见的载体材料为合成的高分子，如聚乳酸(PLA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)等α-羟基酸类。其他分散方法 还包括溶剂－非溶剂法、乳化-溶剂扩散法、盐析法、乳化聚合法等。

 

3 . 纳米分散系的应用纳米载体是目前纳米分散系在药学中应用最为广泛的领域，主要作为多肽蛋白类药物、抗肿瘤药物、基因输送、抗感染药物、眼科药物等的载体。作为多肽蛋白类药物的载体 纳米载体用于口服给药报道较多，但比较有前途的是作为多肽蛋白类药物的载体，如胰岛素[1]和环孢素A[2]。研究发现多肽蛋白类药物制成纳米载体后，可极大地改善药物在胃肠道的吸收[3]。 作为抗肿瘤药物的载体 纳米载体可明显延长药物在体内的作用时间，改变其体内分布，对于自然靶标（如肝、脾等）的治疗非常有利。因此，纳米载体可提高抗肿瘤药物在肿瘤部位的浓度和滞留时间，从而增强疗效，降低毒副作用。研究较多是阿霉素[4]和紫杉醇[5]。用于基因输送的载体 用生物降解型的高分子材料制备的纳米粒用于基因输送有很多优点，如稳定、无毒、无抗原性，具有生物相容性、控释作用（可延长基因表达时间）以及对基因的保护作用等。近年来纳米粒作为基因输送载体的研究报道较多，例如H Mao等[6]制备的脱乙酰壳多糖-DNA纳米微粒以及Gonza’lez Ferreiro等[7]制备的反义寡核苷酸藻酸盐/聚Ｌ赖氨酸纳米粒。用作抗感染药物的载体 纳米载体通过延长药物的作用时间，使药物进入炎症部位的机会增加；另一方面纳米载体对网状内皮系统（RES）有明显的靶向性，因此可以增加药物在感染部位的积蓄，有利于抗微生物药物的治疗。主要是用于抗病毒药物[8]和抗菌药物[9]。

用于眼科药物的载体 纳米载体表面具有一定的黏附性，可使其在眼部的滞留时间延长，减少泪液对药物的清除；而且制备纳米载体的材料多为亲脂性高分子化合物，较容易透过角膜，使房水和角膜组织中药物浓度增加，有利于药物对眼部病症的治疗。如透明质酸(HA)包衣的聚己内酯(PCL)纳米球滴眼剂[24]以及妥布霉素固体脂质纳米粒滴眼液[10]。

 

4. 存在的问题稳定性 目前纳米分散系的主要问题是稳定性比较差，在贮存过程中易发生粒子聚集沉降、粒径增大以及药物泄漏等。其中，聚合物纳米粒是最为稳定的，问题较严重的是纳米脂质体(NL)和固体脂质纳米粒(SLN)。两者在贮存中易发生凝胶化引起粒径增加，同时脂质体膜会破裂导致药物渗漏。研究发现[11]，纳米分散系经冷冻干燥、蒸发干燥或喷雾干燥后转变为固体制剂可获得长期的稳定性,且便于药物的存储、运输和使用。包封率和载药量 纳米分散系另一大问题就是体系的包封率和载药量低。这不仅直接导致药物和载体材料的损失，也间接带来纳米分散系的毒性和成本问题。比较突出的是亲水性药物的包封率和SLN的载药量。Hyuk等[12]试验发现，通过调节PH值或者采用化学结合的方法，能够增加亲水性药物在聚合物纳米粒中的包封率和载药量，延长药物的释放。而SLN载药量一般只有1%~5%(W/W)，虽然也有提高SLN载药量的报道，如利多卡因和依托咪酯载药量为10%～20%，辅酶Q10为20%，泛癸利酮可达50%[13]，但过高的载药量又可能导致SLN凝胶化。因此，载药量问题限制了SLN的广泛应用。突释效应 突释效应是由吸附在纳米体系表层药物的快速释放以及内部药物通过粒子表面孔洞的扩散造成。这个问题在NL 和SLN中普遍存在。Muhlen等[14]以丁卡因和依托咪酯为模型药物制得的SLN进行体外药物释放研究显示，药物在数分钟内即完全释放，且与所选用的类脂种类无关。药物的突释可能引起局部药物浓度过高，从而产生毒性反应。毒性 聚合物纳米粒(PN)因在制备过程中有机溶剂残留严重以及聚合物材料缓慢降解造成蓄积毒性的缺陷，安全性不如NL、SLN理想。Muller等[15]以HL60细胞和人体粒性白细胞的生存情况为指标，研究了不同材料纳米粒的体外细胞毒性，结果发现浓度为0.05%聚甲基氰基丙烯酸酯(PMCA)、0.35%聚已基氰基丙烯酸酯(PHCA)、0.5%乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米粒，细胞全部致死。另外PN可增加药物被细胞的摄取，使某些原先难以穿透细胞膜的药物可以借此进入胞内小体(溶酶体等)，可能导致难以预料的毒性作用。成本 到目前为止，国内外成功上市的纳米药物还很少，原因主要是载体材料价格昂贵、不易获得，制备工艺复杂，生产条件要求高，这些都造成了纳米制剂成本高的问题。

 

5. 结语 综上所述，作为一种新型给药系统，纳米分散系可以提高药物在靶部位或吸收部位的浓度，改变其体内分布和药动学过程，达到增加吸收、提高疗效和降低毒性等作用。尽管目前纳米分散系还存在上述问题，但随着制剂技术的不断更新进步和日益现代化，这些问题有望在不久的将来得以解决，未来会有更多的纳米制剂面市。因此，纳米分散系的研究具有广阔的开发与应用前景。

 

参考文献：

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1. 在以下基础上进行研究：

(1)以D,L-乳酸（D,L-LA）和乙醇酸（GA）为原料，采用熔融聚合法直接合成高分子纳米材料聚乳酸乙醇酸（PLGA），并采用凝胶渗透色谱（GPC）等对其进行表征。通过调节LA/GA的比率，控制聚合物PLGA的组成、分子量和降解速度，优化制备工艺。

(2)将合成的聚合物PLGA，采用乳化－相分离的方法制成空白纳米粒，并用透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、激光光散射粒度分析仪等对纳米粒的形态与结构进行考察。

(3)采用物理或化学方法，将纳米材料PLGA与药物ST相结合制备ST纳米粒。用单因素法和正交设计法，综合考察制备过程中影响载药纳米粒性质的关键因素，优选出最佳制备工艺。

(4)采用水解实验和体内埋植实验，通过粘度测定、失重、1H-NMR、DSC、X-ray衍射等手段研究PLGA共聚物的体内外降解行为和生物相容性，使之符合中药制剂药用辅料的安全性要求。

 

2．将载药纳米粒制备成中药ST纳米注射剂，按照中药新药研究的有关要求，进行注射剂的制剂工艺优选、质量标准研究和稳定性试验。

 

3．进行抗病毒、抗炎、解热、等主要的药效学研究以及初步的药代动力学研究，考察PLGA载药纳米粒的体内外释药行为。

2006.9－2006.10：查阅国内外文献，进行综述分析和课题设计，制订合理的实验计划及进度安排。2006.11－2006.12：开展中药ST纳米注射剂的制剂工艺研究。2007.1－2007.3：进行主要的药效学研究以及初步的药代动力学研究。2007.4－2007.5：总结上述各项研究成果，提出中药ST纳米注射剂的制备工艺及说明；完成课题所有实验数据的处理和分析，并撰写论文。

ST具有很强的抗病毒活性以及明显的解热、镇痛、抗过敏等作用，但因溶解性差而导致常规制剂生物利用度低的。通过本课题的研究，合成出可应用于中药ST的新型纳米载体材料，将该载体用于中药ST制剂中，达到提高药物生物利用度、控制药物释放的目的，为中药ST纳米注射剂开发成新药奠定基础。