論納米技術(shù)在中藥開發(fā)中的應(yīng)用

1、 論納米技術(shù)在中藥開發(fā)中的應(yīng)用 關(guān)鍵詞：納米技術(shù) 納米中藥 制備技術(shù)應(yīng)用前景 中國(guó)論文 職稱論文 【摘要】 本文綜述了納米科技與中藥制劑相結(jié)合的開展 ，闡述了納米中藥的概念、 特性，介紹了納米中藥的制備技術(shù) ，另外探討了收集納米粒子的方法 ，最后，著重展望了納米技 術(shù)在中藥制劑中廣泛的應(yīng)用前景。 【關(guān)鍵詞】 納米技術(shù) 納米中藥 制備技術(shù) 應(yīng)用前景 1引言 納米技術(shù)是一門在 0 1100nm空間尺度內(nèi)操縱原子和分子 ，對(duì)材料進(jìn)行加工、制造出具 有特定功能產(chǎn)品的高新技術(shù) 1。自1981年創(chuàng)造掃描隧道顯微鏡以來(lái)，納米技術(shù)在材料領(lǐng)域已 經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用，在納米材料的制備工藝、設(shè)備性能研究等許多方面取

2、得了令人可喜的 進(jìn)展。逐步形成了納米材料學(xué)、 納米電子學(xué)等2。納米技術(shù)亦逐漸向著生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域滲透 3， 包括臨床診斷用的納米材料、保健品及日用化學(xué)納米材料 ，其中藥物載體以其緩釋性、一定 的組織靶向性和特有的藥理作用而日益受到科學(xué)界的關(guān)注。 自1998年起國(guó)內(nèi)學(xué)者開始納米 中藥的探索。 中藥在我國(guó)有著幾千年的悠久歷史，其獨(dú)特的藥效在世界醫(yī)學(xué)界占有舉足輕重的地位。 但傳統(tǒng)的加工方法使得中藥服藥量大且機(jī)體吸收率低 ，很難充分發(fā)揮其效能且口感不好 4。 其重要的原因之一就是產(chǎn)品劑型落后。目前中藥大局部為傳統(tǒng)劑型 ，如湯劑、丸劑、沖劑、 散劑等。近年來(lái)，已有局部中藥開始應(yīng)用現(xiàn)代劑型如滴丸、 緩釋劑劑型

3、等5，但數(shù)量少，品種也 比擬單一，還未形成規(guī)模，和國(guó)外及西藥的新劑型相比，中藥劑型面臨著嚴(yán)重的缺乏。 另一方面， 我國(guó)中藥提取工藝及設(shè)備落后，大局部用水提取和醇提取兩種工藝，加熱提取后其生物活性有 效成分容易被破壞。 因此，中藥制劑的現(xiàn)代化開展迫切需要現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與醫(yī)藥科學(xué)相結(jié)合。 研究說(shuō)明，中藥產(chǎn)生的藥理效應(yīng)不能唯一地歸功于該藥特有的化學(xué)組成 ，還與藥物的物理 狀態(tài)密切相關(guān)6。當(dāng)藥物顆粒粒徑小到一定程度時(shí)，藥效可能會(huì)產(chǎn)生突發(fā)性的改變。納米技 術(shù)與中藥學(xué)的結(jié)合，是提高中藥有效利用率、藥效快速釋放等的關(guān)鍵所在。 2納米中藥概念的理解當(dāng)顆粒尺寸進(jìn)入納米級(jí)時(shí) ，納米材料呈現(xiàn)出許多新奇的物理、 化 學(xué)

4、和生物學(xué)特性。納米中藥指的是運(yùn)用納米技術(shù)制造的中藥有效成分 ，有效部位，原藥及其復(fù) 方制劑7。 目前,納米中藥還只是一個(gè)籠統(tǒng)的說(shuō)法。嚴(yán)格來(lái)說(shuō) ，只有中藥微粒小到納米尺寸并產(chǎn)生了 新的特性的藥物才能稱之為納米中藥。 3國(guó)內(nèi)外情況簡(jiǎn)介目前，國(guó)內(nèi)已開始納米技術(shù)在中藥領(lǐng)域的應(yīng)用 ，并取得一些初步進(jìn)展。 單味普通中藥牛黃，加工到納米級(jí)的水平，其理化性質(zhì)和療效發(fā)生了驚人的變化 8。華中 科技大學(xué)徐碧輝教授等據(jù)此申請(qǐng)了納米中藥技術(shù)的國(guó)內(nèi)第一個(gè)專利。 世界上首項(xiàng)將納米技術(shù)應(yīng)用于中草藥加工領(lǐng)域的納米級(jí)中藥微膠囊生產(chǎn)技術(shù) ，最近在西 安國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)誕生并通過(guò)了產(chǎn)品技術(shù)鑒定。 這項(xiàng)技術(shù)主要是通過(guò)對(duì)植物生理

5、活 性成分和有效部位進(jìn)行提取，并用超音速枯燥技術(shù)制成納米級(jí)包囊 ，不僅可大大提高機(jī)體吸收 率，還可將現(xiàn)有的復(fù)方中藥改造成納米級(jí)粉體 ，進(jìn)一步加工成水針劑、片劑、貼劑、干粉噴霧 劑等多種劑型。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)的 納米蒙脫石俗稱膨潤(rùn)土的制備與應(yīng)用研究成果，今年年初在武漢通 過(guò)專家鑒定。兩院院士常印佛、國(guó)家973納米材料和納米結(jié)構(gòu)首席科學(xué)家張立德說(shuō) ：該技術(shù)首 創(chuàng)了藥用納米蒙脫石材料微波制備法 ，對(duì)分散劑的穩(wěn)定技術(shù)研究以及對(duì)藥物的控釋技術(shù)研 究處于國(guó)際領(lǐng)先水平。專家介紹，用微波法制備的納米蒙脫石材料 ，是一種性能優(yōu)異的藥物控 釋載 體。如果將其用于中藥研究與開發(fā) ，將會(huì)從根本上改變目前中藥沿用幾千年的

6、方式 ，使中 藥生產(chǎn)、儲(chǔ)存、服用可能到達(dá)西藥的標(biāo)準(zhǔn)。 國(guó)際上對(duì)用于生物醫(yī)學(xué)目的的納米結(jié)構(gòu)分析和納米材料制作非常關(guān)注 ，紛紛設(shè)立了跨學(xué) 科的研究機(jī)構(gòu)，有很多大學(xué)建立了研究小組，并取得一定進(jìn)展。 新加坡研究人員目前正在利用納米技術(shù)研制一種用來(lái)治療癌癥的藥物 ，這種藥物將減少 化療帶來(lái)的副作用，并對(duì)癌細(xì)胞實(shí)行 精確打擊以提高療效。這些藥物微粒為多孔狀結(jié)構(gòu) ，注 入其中的藥物分子可通過(guò)這種結(jié)構(gòu) ，到達(dá)緩釋長(zhǎng)效的治療作用。他們目前研制出的這種可生 物降解微?？梢远氵^(guò)白細(xì)胞 ，直接到達(dá)用藥部位。 4納米中藥的制備納米中藥的制備是研究納米中藥最根底的 ，也是最重要的I可題。 將納 米技術(shù)引入中藥的研究時(shí)，必

7、須考慮中藥組方的多樣性、 中藥成分的復(fù)雜性，例如：中藥單味藥 可分為礦物藥、植物藥、動(dòng)物藥和菌物藥等 ，中藥的有效部位和有效成分又包括無(wú)機(jī)化合物 和有機(jī)化合物、水溶性成分和脂溶性成分等。因此 ，針對(duì)不同的藥物，在進(jìn)行納米化時(shí)必須采 用不同的技術(shù)路線。納米中藥與中藥新制劑關(guān)系十分密切 ，如何在中藥理論的指導(dǎo)下進(jìn)行納 米中藥新制劑的研究，將中藥制成高效、速效、長(zhǎng)效、計(jì)量小、低毒、服用方便的現(xiàn)代制劑 ， 也是進(jìn)行中藥納米化時(shí)必須考慮的問(wèn)題 14 o 目前用于制備納米中藥的方法尚在探索之中 ，較為普遍的方法有噴霧枯燥法和高能球磨 法。 41噴霧枯燥法噴霧枯燥法是通過(guò)噴霧方法使液體微?；姆椒?。噴頭的形

8、狀及噴射 的壓力與所成微粒的粒徑及粒度分布有很大關(guān)系。 噴霧類型及液體性質(zhì)等對(duì)噴霧所成微粒形 態(tài)都會(huì)產(chǎn)生影響。噴出的霧滴快速枯燥后就可得到固體的藥物微粒 15。例如將中藥原藥或 抽提物噴霧枯燥后可制得中藥藥粉 ，為保證藥物再制備時(shí)的穩(wěn)定，使之易于服用和溶解，在藥 劑中常加賦形劑的助劑 ，以便更精密地調(diào)節(jié)和控制粒徑分布 ，提高藥物的回收率和保持藥效 16 42高能球磨法將中藥原料粉末置于高能球磨機(jī)罐中 ，使球粉比保持一定比例，罐內(nèi)保持真 空或情性氣體氣氛，控制高能球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速和時(shí)間 ，并通過(guò)溫度控制控制范圍-50C100C， 來(lái)完成中藥的微粒化過(guò)程。溫度可通過(guò)調(diào)節(jié)注入到高能球磨機(jī)的雙層外套液氮的

9、量來(lái)控制 17-19。 制備方法的選擇主要取決于材料的性質(zhì)、 粒徑的大小以及被包埋的藥物的性質(zhì)和劑型的 要求。表120列出幾種制備方法。 5納米中藥的穩(wěn)定儲(chǔ)存在納米微粒制備過(guò)程中 ，如何收集是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題 ，納米微粒表 面的活性使他們很容易團(tuán)聚在一起從而形成帶有假設(shè)干弱連界面的尺寸較大的團(tuán)聚體。 這給納 米微粒的收集帶來(lái)很大的困難。為了解決這一問(wèn)題 ，常使納米粒子分散在溶液中進(jìn)行收集。 尺寸較大的粒子容易沉淀下來(lái)。當(dāng)粒徑達(dá)納米級(jí)時(shí) ，由于布朗運(yùn)動(dòng)等因素阻止它們沉淀而形 成一種懸浮液水溶膠或有機(jī)溶膠。這種分散物系又稱作膠體物系，納米微粒稱為膠體。即使 在這種情況下，由于小微粒之間庫(kù)侖力或范德瓦耳

10、斯力團(tuán)聚現(xiàn)象仍可能發(fā)生。團(tuán)聚一旦發(fā)生 ， 通常用超聲波將分散劑 水或有機(jī)試劑中的團(tuán)聚體打碎，其原理是由于超聲頻振蕩破壞了團(tuán) 聚體中小微粒之間的庫(kù)侖力或范德瓦耳斯力 ，從而使小顆粒分散于分散劑中，此外還有以下措 施21: 51參加反絮凝劑形成雙電層反絮凝劑的選擇可依納米粒的性質(zhì)、帶電類型來(lái)定 ，即: 選擇適當(dāng)?shù)碾娊赓|(zhì)作為分散劑 ，使納米粒子外表吸引異電離子形成雙電層 ，通過(guò)雙電層之間庫(kù) 侖排斥作用使粒子之間發(fā)生團(tuán)聚的引力大大降低 ，實(shí)現(xiàn)納米微粒分散的目的。 52加外表活性劑包裹微粒為了防止分散的納米粒子團(tuán)聚也可參加外表活性劑 ， 使 其吸 附在粒子外表，形成微胞狀態(tài)，由于活性劑的存在而產(chǎn)生粒子間

11、的排斥力 ，使得離子間不能接 觸，從而防止團(tuán)聚體的產(chǎn)生。如為了防止磁性納米微粒的團(tuán)聚 ，需參加界面活性劑，例如油酸， 使其包裹在磁性粒子外表，造成粒子之間的排斥作用。 6納米技術(shù)在現(xiàn)代中藥制劑中的應(yīng)用前景納米技術(shù)在中藥中應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)如下 ： (1) 靶向給藥：雖然中藥中的 使藥具有導(dǎo)向作用，但中藥的有效成分、有效部位或復(fù)方中 藥的提取物很難自動(dòng)運(yùn)送到人體的患病部位 ，只有利用特定的技術(shù)才可能有效地將中藥運(yùn)送 到患病部位發(fā)揮藥效。應(yīng)用脂質(zhì)體、 納米顆粒、膠體溶液、毫微乳等技術(shù)22-23將中藥的有 效成分、有效部位或提取物直接運(yùn)送到人體的病患部位 ，這樣不僅減少藥物不良反響，還可以 治療以往只能通過(guò)

12、手術(shù)治療的疾病 24-25。 例如：用親脂型二元納米協(xié)同界面包覆的中藥成分將使心腦血管疾病得到更加有效的治 療。因?yàn)檫@樣的納米中藥將具有高出普通中藥數(shù)百萬(wàn)倍的物理活性 (治療效果),可以暢通無(wú)阻 地到達(dá)因脂肪堆積而造成的血管栓塞和組織病變部位 ，并因親和作用而與脂肪溶合，同時(shí)釋放 出治療的有效成分，從而使藥物的靶向性提高數(shù)百萬(wàn)倍。 (2) 控釋效果：中藥的納米制劑可改變藥物的體內(nèi)作用方式 26-27。例如:可以延長(zhǎng)藥物的 體內(nèi)半衰期，解決因藥物半衰期短而需每天重復(fù)給藥屢次的麻煩 ，并可解決需長(zhǎng)期乃至終身用 藥治療的高血壓、冠心病等疾病的用藥問(wèn)題。 又如:可將降糖類中藥用對(duì)血糖敏感的高分子材料包

13、裹成 1500nm的顆粒，該顆粒進(jìn)入 體內(nèi)后，只有在血糖升局到一定程度后 ，才釋放包裴于其中的中藥 ，從而可在提局藥物生物有 效性的同時(shí)，降低藥物的毒副作用28。 納米控釋系統(tǒng)中藥物的釋放機(jī)理可以是藥物通過(guò)囊壁瀝濾、滲透和擴(kuò)散出來(lái) ， 也 可 以是 基質(zhì)本身的溶蝕而使其中的藥物釋放出來(lái) 29。表2按藥物釋放體系進(jìn)行分類30。 (3) 改變給藥途徑：傳統(tǒng)的中藥制劑經(jīng)過(guò)納米化的轉(zhuǎn)型 ，使原本只能注射的藥物可以直接 口服而不破壞療效，大大簡(jiǎn)化用藥途徑，使得中草藥在臨床中得到更為廣泛和有效的應(yīng)用。如 Damge31等人報(bào)道，含胰島素的納米膠囊能明顯降低血糖水平 ，作用可維持 20天，而且在同 樣實(shí)驗(yàn)條

14、件下，口服游離的胰島素并不影響血糖水平。 (4) 增加中藥的溶解性和溶出度 ：藥物的吸收度常受藥物在吸收部位的溶出度所支配 32。如何提高難溶性(或不溶性)中藥的溶解度和溶出速度對(duì)于中藥的臨床應(yīng)用極為重要。 有些中藥不但不溶于水、甚至不溶于有機(jī)溶劑。從藥物學(xué)來(lái)說(shuō) ，藥物的溶出速率與藥物的顆 粒比外表積成正比，而比外表積與粒徑成反比。 因此，藥物的粒徑越細(xì)，那么其比外表積越大 越有 助于藥物有效成分的溶出33。藥物有效成分在胃腸道的溶解度明顯增加 ，從而增加藥物的生 物利用度，并縮短藥物起效時(shí)間。使以前由于藥物自身難溶所限制的臨床應(yīng)用得到改善。 (5) 改善中藥納米微粒外表的親水親油性：納米顆粒

15、可進(jìn)行外表改性改變一些中藥制劑的 親水親油性34，從而可根據(jù)不同用藥目的將中藥顆粒制成不同溶解性能、 不同溶解程度的微 粒，提高中藥的生物有效性、靶向性和疾病治療的特異性。 (6) 降低藥物的個(gè)體差異：納米技術(shù)在藥物制劑領(lǐng)域應(yīng)用的重要標(biāo)志之一是降低藥物的個(gè) 體差異。目前臨床上應(yīng)用的中藥制劑根本上都存在著一定的個(gè)體差異 ，幾乎沒(méi)有一個(gè)中藥制 劑的臨床有效率為 100%(與個(gè)體差異有關(guān))。應(yīng)用納米技術(shù)將中藥制成毫微?；蜻M(jìn)行外表改 性后可降低其吸收方面的個(gè)體差異，提高藥物對(duì)病群的有效率35。 (7) 促進(jìn)中藥制劑的標(biāo)準(zhǔn)化和國(guó)際化 ：傳統(tǒng)中藥及其方劑在加工過(guò)程中 ，由于成分復(fù)雜、處 理工序繁瑣落后，質(zhì)

16、量標(biāo)準(zhǔn)可控性差，難于到達(dá)國(guó)際市場(chǎng)的要求。而納米技術(shù)在中藥中的應(yīng)用 為中藥制備提供新技術(shù)、新工藝 ，這將使中藥制劑的研究、開發(fā)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化 ，利于 中藥制劑到達(dá)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，邁向世界醫(yī)藥市場(chǎng)。 7結(jié)束語(yǔ)作為我國(guó)中藥現(xiàn)代化最前沿的創(chuàng)新成果 ，納米中藥蘊(yùn)藏著無(wú)限前景和巨大的 產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張潛力。但現(xiàn)在還處于摸索階段 ，有許多問(wèn)題仍需進(jìn)一步研究。如中藥的成分十分復(fù) 雜，且機(jī)制不明，對(duì)其進(jìn)行納米化處理，通過(guò)納米顆粒的改性作用，有可能使某些中藥原有的缺 陷得以糾正，療效增強(qiáng)，但也可能適得其反。而且納米化后中藥有效成分和藥效學(xué)的不確定性 ， 將給藥物質(zhì)量的穩(wěn)定可控留下隱患。 另外納米中藥的范圍應(yīng)有所限制。 當(dāng)

17、一種中藥粉碎到了 納米級(jí)時(shí)，藥效可能會(huì)發(fā)生改變，不能為獲得納米微粒而損壞了藥物的有效成分。目前對(duì)中藥 的微觀研究尚不深入，對(duì)其有效成分與非有效成分還認(rèn)識(shí)不清 ，倉(cāng)促對(duì)其納米化處理有可能得 不償失。 目前應(yīng)著重開發(fā)納米中藥的制備技術(shù)，建立藥理、藥效和毒理學(xué)的系統(tǒng)評(píng)價(jià)方法 ，為納米 中藥產(chǎn)業(yè)化構(gòu)建技術(shù)平臺(tái)。然后再選擇典型的納米中藥進(jìn)行產(chǎn)品和市場(chǎng)開發(fā) ，從而推動(dòng)中藥 產(chǎn)業(yè)的革新和進(jìn)步。 參考文獻(xiàn) 1 袁鵬群，郭葆玉，等.納米技術(shù)在藥物研究領(lǐng)域中的應(yīng)用 J.解放軍藥學(xué)學(xué)報(bào)，17(1). 2 林鴻溢.納米科 3 黃渝鴻，許映霞，萬(wàn)昌秀，樂(lè)以倫.納米材料在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用 J.化工新型材 料，2002,3

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