醫(yī)用納米控釋系統(tǒng)的研究進(jìn)展

1、    醫(yī)用納米控釋系統(tǒng)的研究進(jìn)展        醫(yī)用納米控釋系統(tǒng)作為藥物、基因傳遞和控釋的載體，是一種新型的控釋體系。它與微米粒子載體的主要區(qū)別是超微小體積，它能穿過組織間隙并被細(xì)胞吸收，可通過人體最小的毛細(xì)血管，還可通過血腦屏障，因而作為新的控釋體系而被廣泛研究，具有廣闊的發(fā)展前景。本文重點(diǎn)論述了納米控釋系統(tǒng)在藥物和基因載體方面的最新研究進(jìn)展，并對(duì)其發(fā)展前景提出展望。關(guān)鍵詞： 納米粒子；藥物控釋；靶向控釋；基因載體；生物利用度分類號(hào)： R318.08RECENT ADVA

2、NCES IN MEDICAL NANOPARTICLESChang Jin, Liu Haifeng, Yao Kangde(School of Material Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072)ABSTRACTAs a new drug and gene delivery carrier, medical nanoparticles appear to be very promising and are widely studied. Nanoparticles possess several adva

3、ntages as a delivery system compared with microparticles. These advantages include their subcellular size, targeted surfaces, uptake by the cells after crossing the tissue matrix, an easy penetration into the arterial wall without causing trauma, and the ability to cross the blood-brain barrier. Her

4、e, we emphasize present knowledge of nanoparticles as a kind of carrier of drug and gene delivery, and consider how improvements in medical fields will be accomplished in the future.Key words:Nanoparticles; Drug delivery; Drug targeting; Controlled release; Gene delivery Bioavailability0引 言納米控釋系統(tǒng)包括納

5、米粒子(Nanoparticles)和納米膠囊(Nanocapsules)，它們是粒徑10nm到500nm之間的固狀膠態(tài)粒子，活性組分(藥物、生物活性材料等)通過溶解、包裹作用位于粒子內(nèi)部，或者通過吸附、附著作用位于粒子表面。制備納米控釋系統(tǒng)的載體材料都是高分子化合物，以合成的可生物降解的聚合物體系和天然的大分子體系為主，前者如聚氰基丙烯酸烷基酯、聚乳酸-聚乙醇酸共聚物等，它們?cè)隗w內(nèi)通過碳鏈的水解作用而降解，降解產(chǎn)物對(duì)人體基本無毒性；后者如天然的蛋白、明膠、多糖等。對(duì)于不同高聚物的選擇主要依據(jù)系統(tǒng)的治療用途，被釋放藥物的外形和生物相容性等因素。制備納米控釋系統(tǒng)的方法主要有以不同單體通過聚合反應(yīng)

6、制備納米微粒的的乳液聚合和界面聚合技術(shù)；以及利用高分子聚合物采用超聲乳化-溶劑揮發(fā)法制備納米微粒的技術(shù)13。納米控釋系統(tǒng)中藥物的釋放機(jī)理可以是藥物通過囊壁瀝濾、滲透和擴(kuò)散出來；也可以是基質(zhì)本身的溶蝕而使其中的藥物釋放出來。由于納米控釋系統(tǒng)特有的性質(zhì)，使其在藥物和基因輸送方面具有許多優(yōu)越性；(1)可緩釋藥物，從而延長藥物作用時(shí)間；(2)可達(dá)到靶向輸送的目的；(3)可在保證藥物作用的前提下，減少給藥劑量，從而減輕或避免毒副反應(yīng)；(4)可提高藥物的穩(wěn)定性，有利于儲(chǔ)存；(5)可保護(hù)核苷酸，防止其被核酸酶降解；(6)可幫助核苷酸轉(zhuǎn)染細(xì)胞，并起到定位作用；(7)可用以建立一些新的給藥途徑。這都是其他輸送體

7、系所無法比擬的。所以，納米控釋系統(tǒng)是一非常有前途的控釋系統(tǒng)，對(duì)其研究會(huì)越來越深入，其用途也會(huì)越來越廣泛4，5。1藥物載體由載體材料和負(fù)載藥物組成的納米載藥控釋系統(tǒng)要滿足以下的標(biāo)準(zhǔn)：(1)必須保持或聚集在指定的位置；(2)必須在指定的位置以適當(dāng)?shù)乃俣柔尫潘幬铮?3)用藥的穩(wěn)定和方便必須是藥學(xué)上可接受的；(4)如果用于腸道外必須是無菌的；(5)組成載藥系統(tǒng)的載體材料必須是無毒的、可降解的。1.1癌癥治療納米控釋系統(tǒng)最有發(fā)展的應(yīng)用之一是用作抗腫瘤藥物的輸送系統(tǒng)。細(xì)胞活性的加強(qiáng)和腫瘤內(nèi)脈管系統(tǒng)的衰弱導(dǎo)致靜脈內(nèi)納米粒子的聚集。一些研究已經(jīng)報(bào)道69，納米粒子緩釋抗腫瘤藥物延長了藥物在腫瘤內(nèi)的存留時(shí)間，減慢

8、了腫瘤的生長，與游離藥物相比延長了患腫瘤動(dòng)物的存活時(shí)間。由于腫瘤細(xì)胞有較強(qiáng)的吞噬能力，腫瘤組織血管的通透性也較大，所以，靜脈途徑給予的納米粒子可在腫瘤內(nèi)輸送，從而可提高療效，減少給藥劑量和毒性反應(yīng)。體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)均證明10，把親脂性免疫調(diào)節(jié)劑muramyl dipeptide或muramyl tipeptide cholesterol裝載到納米膠囊中，其抗轉(zhuǎn)移瘤作用比游離態(tài)制劑更有效。阿霉素A的聚氰基丙烯酸異丁酯納米粒子的體內(nèi)外抗肝細(xì)胞瘤效果均明顯優(yōu)于游離的阿霉素A。另外，吸附于聚氰基丙烯酸烷基酯納米粒子上的寡核苷酸已經(jīng)被證實(shí)提高了其對(duì)核酸酶的穩(wěn)定性，并形成了更理想的細(xì)胞定位11。Chavan

9、y等人已經(jīng)證明12，當(dāng)受到蛇毒液中的磷酸乙酯酶作用時(shí)，被納米粒子包裹的寡核苷酸的壽命從2分鐘提高到了1200多分鐘。通過對(duì)納米粒子的修飾，可以增強(qiáng)其對(duì)腫瘤組織的靶向特異性。如Allemann13把抗腫瘤藥ZnPcF16裝載到聚乳酸(PLA)納米粒子和聚乙二醇(PEG)修飾的PLA納米粒子中，給小鼠靜脈注射后，發(fā)現(xiàn)前者的血藥濃度較低(AUC0-168=227ug*h/g)，這是因?yàn)镻EG修飾的納米粒子能減少網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的攝取，同時(shí)，增加腫瘤組織的攝取。也有人把較新的抗癌藥紫杉醇包裹在聚乙烯吡咯烷酮納米粒子中，體內(nèi)實(shí)驗(yàn)以荷瘤小鼠腫瘤體積的縮小和存活時(shí)間的程度來評(píng)價(jià)藥效，結(jié)果表明，含紫杉醇的納米粒子

10、比同濃度游離的紫杉醇的療效明顯增加14。作者在對(duì)聚原酸酯(POE)抗癌藥物納米粒子的制備及體外釋藥的研究中，采用W/O/W型復(fù)乳制備了聚原酸酯載甲氨喋呤(MTX)納米粒子，結(jié)果表明，POE載藥納米粒子與傳統(tǒng)藥劑相比，可大大減少服藥次數(shù)，延長藥物的活性，提高藥物的療效，納米粒子對(duì)特定器官還具有靶向作用。除此之外，POE本身能夠在生物體內(nèi)降解成為易代謝的小分子化合物，對(duì)機(jī)體安全可靠，藥物的釋放速度可通過控制材料的降解速度予以控制，因此該控釋體系具有很高的研究價(jià)值15。作者還曾制備出阿霉素免疫磁性毫微粒并進(jìn)行了體外釋藥試驗(yàn)，同時(shí)還設(shè)計(jì)出在給藥部位近端和遠(yuǎn)端進(jìn)行99MTc4+標(biāo)記的阿霉素免疫磁性納米粒

11、子(AIMN)的體內(nèi)磁靶向定位試驗(yàn)，該試驗(yàn)從兔耳緣靜脈給予99MTc4+標(biāo)記的AIMN后，采用國際先進(jìn)的ECT顯像技術(shù)，動(dòng)態(tài)觀察了AIMN在體內(nèi)的磁靶向定位情況。結(jié)果表明，AIMN具有超順磁性特性，在給藥部位近端和遠(yuǎn)端磁區(qū)均能產(chǎn)生放射性富集，富集強(qiáng)度為給藥量的6065%，同時(shí)其在臟器的分布顯著減少，從而證實(shí)了AIMN具有較強(qiáng)的磁靶向定位功能，為靶向治療腫瘤奠定了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)16。中 國 生 物 醫(yī) 學(xué) 工 程 學(xué) 報(bào)第19卷第4期常津等：醫(yī)用納米控釋系統(tǒng)的研究進(jìn)展1.2細(xì)胞內(nèi)靶向輸送由于納米粒子聚集在網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)里，因此早已用作藥物的載體治療網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的細(xì)胞內(nèi)寄生物。納米粒子包裹的藥物沿著靜脈

12、迅速聚集在肝和脾等網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的主要器官，使由于治療藥物的非特定聚集而引起的毒性被降低了。一項(xiàng)利用抗生素治療細(xì)胞內(nèi)感染的研究表明17，被納米粒子包裹的氨必西林比游離的氨必西林的療效要高20倍。這種方法對(duì)大鼠的沙門氏菌病也是同樣有效的18。納米粒子的吞噬作用已經(jīng)被研究納米粒子表面特征和細(xì)胞吞噬吸收作用的學(xué)者發(fā)現(xiàn)19，20。因巨噬細(xì)胞在愛滋病的免疫病理中起重要作用，所以，把抗病毒藥定向地輸送到巨噬細(xì)胞，就能使藥物充分發(fā)揮作用，從而可減少劑量，減輕毒副反應(yīng)。Lobenberg等人報(bào)道21，載有azidothymidine(AZT)的納米粒子靜脈注射后，在大鼠網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)中的濃度比注射AZT水溶液后的

13、濃度要高18倍。經(jīng)口給藥，納米粒子可更有效地把AZT輸送到網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)。不難發(fā)現(xiàn)，對(duì)受愛滋病毒感染的巨噬細(xì)胞進(jìn)行靶向輸送抗病毒藥物也將成為納米粒子的一個(gè)新用途。1.3對(duì)藥效的延長作用納米粒子的醫(yī)療用途要求，避免靜脈用藥的納米粒子被網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)迅速吸收，并要盡量延長納米粒子的作用時(shí)間。納米粒子的這些用途包括延長藥物載體的作用時(shí)間，用作顯影劑或?qū)Ω魏推⒁酝獾钠鞴侔邢蜉斔汀?duì)載有不同嵌段共聚物和聚乙二醇的預(yù)成形納米粒子進(jìn)行表面修飾，修飾后的納米粒子與沿靜脈用藥的未修飾的納米粒子相比，系統(tǒng)的作用時(shí)間延長了好幾倍22。另外一種修飾方法是將納米粒子由衍生聚合物配制，當(dāng)納米粒子形成時(shí)，親水分子如聚乙二醇等在

14、納米粒子的表面，而球核則是疏水的聚合物鏈。Langer的研究小組最近證實(shí)以上方法制得的納米粒子在被注入5小時(shí)后僅有30%被肝吸附，而未修飾的納米粒子在被注入5分鐘后就有66%被吸附23。近年來，也有關(guān)于包裹抗人類免疫缺陷病毒藥物納米粒子的報(bào)道，其主要優(yōu)點(diǎn)是可改善藥物的動(dòng)力學(xué)性質(zhì)，并把藥物定向輸送到網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)，從而增強(qiáng)藥物療效。如給小鼠靜脈注射載有蛋白酶抑制劑CGP57813的聚乳酸納米粒子，與對(duì)照組相比，AUC增加了2倍，t1/2從13分鐘增加到了61分鐘，表觀分布容積也從1.7L/kg增加到了3.6L/kg24。Kim等人25制備了載有硝苯地平的聚己內(nèi)酯、聚乳酸聚乙醇酸(11)共聚物、Eu

15、dragit(RL/RS)等三種納米粒子，粒子直徑在0.120.21m范圍內(nèi)，與硝苯地平的對(duì)照溶液相比，納米粒子劑型藥物的高峰濃度(Cmax)都下降，Tmax和MRT都延長，Eudragit納米粒子的相對(duì)生物利用度明顯增加，給自發(fā)性高血壓大鼠口服用藥，結(jié)果表明，硝苯地平納米粒子早期降壓幅度減小，降壓作用的維持時(shí)間延長。所以，硝苯地平的納米粒子對(duì)其可起到緩釋、長效、提高生物利用度和平穩(wěn)降壓的作用。1.4對(duì)疫苗的輔助作用包裹或表面結(jié)合疫苗的納米粒子的輔助作用已經(jīng)在對(duì)皮下和口服用藥的研究中被證實(shí)。納米粒子的輔助作用在于持久地釋放被包裹的抗原，或加強(qiáng)吸收作用和身體免疫系統(tǒng)對(duì)被納米粒子結(jié)合抗原的免疫反應(yīng)

16、。Stieneker等人26發(fā)現(xiàn)聚甲基丙烯酸甲酯納米粒子對(duì)大鼠體內(nèi)的愛滋病毒疫苗起輔助作用時(shí)，與氫氧化鋁或水溶解的輔助作用相比，抗體的滴定率要高10到100倍。與抗原有關(guān)的口服用藥納米粒子避免了被胃酶和胃酸分解，而后被腸淋巴組織吸收。研究表明，在大鼠定位腸曲模型中，聚乙二醇交酯酸共聚物制成的納米粒子(直徑約100nm)被Peyer修復(fù)組織的吸收要比大的粒子高好幾倍。Kossovsky等人證明27，表面修飾的納米粒子能夠使蛋白抗原的表面充分暴露，同時(shí)，能使抗原結(jié)構(gòu)更趨穩(wěn)定，在兔體內(nèi)能引起強(qiáng)烈的、特異的免疫反應(yīng)，而常規(guī)佐劑僅能勉強(qiáng)成功地引起免疫反應(yīng)。由于納米控釋系統(tǒng)能保護(hù)抗原并能促進(jìn)Peyer小結(jié)

17、的攝取，因此用于口服免疫制劑應(yīng)該相當(dāng)有效，而顆粒大小和所用聚合物材料會(huì)直接影響免疫效果。1.5口服用藥Damage等人28用界面聚合方法制備的含胰島素的聚氰基丙烯酸異己酯納米膠囊，給禁食的糖尿病大鼠單次灌胃，兩天后起效，使血糖水平降低5060%。按每公斤體重50單位胰島素，以納米膠囊形式給藥，降血糖作用可維持20天；而在同樣的實(shí)驗(yàn)條件下，口服游離的胰島素卻不能降低血糖水平。納米膠囊的包裹能夠避免胰島素受分解蛋白酶的作用，而且，眾所周知，納米膠囊是通過細(xì)胞間質(zhì)穿過腸道并進(jìn)入血液循環(huán)的，從而顯示其系統(tǒng)藥效。這種方法是在對(duì)利用糖蛋白和糖肽結(jié)合納米膠囊向腸壁傳遞的受體研究中提出的。在對(duì)聚乙二醇交酯酸共

18、聚物納米膠囊的研究中發(fā)現(xiàn)，被注入的納米膠囊中有超過45%是被腸相關(guān)組織吸收的。實(shí)驗(yàn)證明，回腸是吸收胰島素納米膠囊的最有效的部位，主要通過與淋巴系統(tǒng)相連的Peyer小結(jié)進(jìn)行快速大量的吸收。而Jani等人的研究證明29，納米粒子在大鼠胃腸道的吸收有粒徑大小的依賴性，50nm和100nm粒徑的效果最佳，灌胃后分別有40%和26%被吸收。到目前為止，已經(jīng)有很多藥物被制成納米粒子，并對(duì)其口服生物利用度和效率進(jìn)行了研究。每克的納米粒子大約包裹82毫克的藥物。Maincent等人的研究表明30，與藥物溶解相比，納米粒子包裹的長春蔓胺有162%的口服生物利用度。與靜脈注射相比，納米粒子的口服生物利用度為36%

19、，而溶解藥物的生物利用度為22%。生物利用度的提高主要是由于納米粒子避免了被包裹的藥物受到胃酸和分解蛋白酶的作用，而且，納米粒子能夠促進(jìn)那些被包裹的口服吸收特性很差的藥物在腸道的傳遞。這樣，被納米粒子包裹的藥物就可以作為持久的口服藥物載體，并且可以提高生物利用度。結(jié)果表明，對(duì)藥物的包裹能夠明顯地加強(qiáng)藥物的口服吸收并提高療效。如果需要對(duì)體內(nèi)的發(fā)炎部位進(jìn)行靶向運(yùn)載，那么口服路線也許是非常有用的。1.6眼科用藥載藥納米粒子的膠體懸液滴眼后，能使藥物經(jīng)角膜的吸收增加，作用增強(qiáng)或延長，副作用減少。載有Carteolol的聚己內(nèi)酯的納米粒子或納米膠囊，與市售Carteolol滴眼液劑相比，能顯著地降低眼內(nèi)

20、壓，而心血管方面的副作用卻明顯減少。載有metipranolol的聚氰基丙烯酸異丁酯的納米膠囊使全身副作用顯著減少。Zimmer等人31用乳液聚合法制備了載有匹魯卡品的聚氰基丙烯酸異丁酯納米粒子，在兔眼內(nèi)壓增高的動(dòng)物模型中證明，與藥物水溶液相比，載藥納米粒子懸液滴眼后，對(duì)眼無刺激性，并能使藥物在房水中的AUC增加，消除半衰期延長，藥效學(xué)與藥動(dòng)學(xué)一致；在低藥物含量時(shí)，載藥納米粒子能顯著延長藥物作用時(shí)間。Calvo等人也證明，載有環(huán)包素A和消炎痛的聚己內(nèi)酯納米粒子或納米膠囊都能增加通過角膜的吸收。2基因載體基因輸送是對(duì)研究藥物輸送的學(xué)者的一個(gè)不可抗拒的挑戰(zhàn)。成功的基因輸送系統(tǒng)依靠對(duì)實(shí)際方法的選擇，

21、更依靠臨床表現(xiàn)需要轉(zhuǎn)染的細(xì)胞比例。這些可以用癌癥治療的各種方法清楚地說明。免疫療法具有吸引力是因?yàn)樗鼈儾灰揽磕[瘤細(xì)胞的轉(zhuǎn)染，而依靠糖蛋白毒素表達(dá)的分離方法和由腫瘤支持因子表達(dá)決定的生長抑制方法都需要分裂細(xì)胞的轉(zhuǎn)染?，F(xiàn)階段的無病毒系統(tǒng)不可能達(dá)到這種水平，這要依靠對(duì)類病毒粒子研究的發(fā)展。例如，需要轉(zhuǎn)染以達(dá)到臨床效果的細(xì)胞比例是囊性纖維性變基因治療的關(guān)鍵因素，治療要達(dá)到的目的是替換氣管上皮組織中CFTR缺陷的蛋白質(zhì)。據(jù)推算，受損面積的10%需要表達(dá)基因產(chǎn)物，這在現(xiàn)有科技條件下是很難達(dá)到的。而且，無病毒基因輸送體內(nèi)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了對(duì)分化的無病毒細(xì)胞轉(zhuǎn)染的難度。對(duì)基因輸送系統(tǒng)組合控制的更精確、更復(fù)雜的研究

22、是很有希望取得成功的，這就為研究藥物傳遞的學(xué)者提供了很大的機(jī)會(huì)32。用納米控釋系統(tǒng)輸送核苷酸有許多優(yōu)越性，如能保護(hù)核苷酸，防止降解；有助于核苷酸轉(zhuǎn)染細(xì)胞，并可起到定位作用；能夠靶向輸送核苷酸。Chavany等33研究了聚氰基丙烯酸烷基酯納米粒子吸附寡核苷酸的影響因素，證明了無論在緩沖液還是在細(xì)胞培養(yǎng)基中，結(jié)合在納米粒子上的寡核苷酸都具有對(duì)抗核酸酶的作用，防止了核苷酸的降解，并通過細(xì)胞對(duì)納米粒子的吞噬作用而增加了寡核苷酸進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的量，同時(shí)增強(qiáng)了其在細(xì)胞內(nèi)的穩(wěn)定性。被制成基因載體的DNA和明膠納米粒子凝聚體含有氯奎和鈣，而明膠與細(xì)胞配體運(yùn)鐵蛋白共價(jià)結(jié)合。在Truong等人34的這項(xiàng)研究中，對(duì)導(dǎo)致

23、這種獨(dú)特的納米粒子形成的凝聚條件作了限定。納米粒子在很小的DNA濃度范圍內(nèi)形成，并在反應(yīng)中與超過98%的DNA相結(jié)合。用明膠交聯(lián)來穩(wěn)定粒子并沒有影響DNA的電泳流動(dòng)性。DNA在納米粒子中部分避免了被脫氧核糖核酸酶的分解，但還能被高濃度的脫氧核糖核酸酶完全降解。被納米粒子包裹的DNA，只有在鈣和包裹運(yùn)鐵蛋白的納米粒子存在的情況下才能進(jìn)行最佳的細(xì)胞轉(zhuǎn)染作用。利用編碼CFTR模擬系統(tǒng)可以證明被納米粒子包裹的DNA的生物完整性。用包含這種基質(zhì)的納米粒子對(duì)人工培養(yǎng)的人類氣管上皮細(xì)胞進(jìn)行轉(zhuǎn)染，結(jié)果超過50%的細(xì)胞有CFTR表達(dá)。在氯化物中輸送的CFTR缺陷的人類支氣管上皮細(xì)胞，在被包含有CFTR輸送基因的

24、納米粒子轉(zhuǎn)染時(shí)可以提高有效的輸送活性。Godard等人35將膽固醇結(jié)合到十二聚體的寡脫氧核糖核酸上，形成復(fù)合物，該復(fù)合物通過膽固醇基團(tuán)吸附到聚氰基丙烯酸烷基酯納米粒子上，然后轉(zhuǎn)染人類膀胱癌細(xì)胞T24，該復(fù)合物能與Ha-ras原癌基因mRNA變異區(qū)互補(bǔ)而形成雙螺旋，從而起到反義效果，抑制了人類膀胱癌細(xì)胞T24在培養(yǎng)基中的增生。納米控釋系統(tǒng)在體內(nèi)同樣能保護(hù)寡核苷酸，防止降解。Nakada將33P-pdT16特異地輸送到肝臟，從而減少了其在腎和骨髓中的分布，靜脈注射5分鐘，納米粒子能部分地保護(hù)pdT16，防止其在血漿和肝臟中降解，而游離的pdT16在此時(shí)已經(jīng)完全降解。3納米粒子的其他用途納米粒子除了

25、用作藥物和基因載體，在其他方面的用途也越來越廣泛。納米粒子包裹造影劑或放射性物質(zhì)(如放射性的碘、銦、锝等)已經(jīng)在對(duì)腫瘤和身體其他部位的定位中用作顯影劑。將可生物降解的天然高分子(蛋白、多糖等)與低沸點(diǎn)液體或難溶氣體，采用先進(jìn)的聲振交聯(lián)微球技術(shù)，可以制備出新型靜注無創(chuàng)型，體內(nèi)穩(wěn)定和儲(chǔ)存穩(wěn)定性強(qiáng)，心肌顯影效果良好的心肌造影材料。該造影材料具有以下特點(diǎn)：(1)無創(chuàng)性可靜脈注射；(2)體內(nèi)穩(wěn)定性強(qiáng)，使左心腔及心肌均滿意顯影；(3)直徑均一性好，濃度高，儲(chǔ)存穩(wěn)定性強(qiáng)；(4)具有類似紅細(xì)胞在人體的血液動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)；(5)無生物活性，對(duì)人體無毒副反應(yīng)。經(jīng)靜脈心肌聲學(xué)造影劑具有廣泛的用途，可以估算冠狀動(dòng)脈阻塞后

26、危險(xiǎn)心肌面積和梗死面積，可以用于負(fù)荷超聲心動(dòng)判斷缺血心肌和存活心肌，還可以用于解剖病理結(jié)構(gòu)的鑒別。Michigan大學(xué)兒科心血管系統(tǒng)的Levy教授所領(lǐng)導(dǎo)的研究小組長期致力于納米控釋系統(tǒng)的研究，并創(chuàng)造性地提出：把納米控釋系統(tǒng)與導(dǎo)管介入技術(shù)相結(jié)合，心血管內(nèi)局部用藥，防止成形術(shù)后的再狹窄。他們的實(shí)驗(yàn)證明了該設(shè)想的可行性。在狗的頸/股動(dòng)脈離體模型中，載有抗血管平滑肌細(xì)胞增生藥U-86893的聚乳酸聚乙醇酸(PLGA)共聚物納米粒子能被動(dòng)脈組織吸收，吸收程度與納米粒子直徑和載藥量呈負(fù)相關(guān)。他們還用熒光標(biāo)記的PLGA納米粒子和載有地塞米松的PLGA納米粒子，在大鼠血管再狹窄模型中證明，局部血管內(nèi)輸注納米粒

27、子，可使藥物在局部血管組織中長期駐留，并能減少新生內(nèi)膜的形成。在豬冠狀動(dòng)脈再狹窄模型中，載有U-86893的納米粒子能成功地抑制再狹窄的形成，載有肝素的納米粒子能防止局部受損血管處的血栓形成，進(jìn)而有助于防止再狹窄36。所以，血管內(nèi)局部應(yīng)用納米控釋系統(tǒng)防止血管再狹窄具有光明的前景，但有待于進(jìn)一步完善和臨床驗(yàn)證。作者在對(duì)聚苯乙烯-孕酮免疫納米微球的研究中，采用改進(jìn)的無乳化劑乳液聚合法制備聚苯乙烯微球，并對(duì)聚合反應(yīng)溫度和有機(jī)溶劑含量對(duì)聚合反應(yīng)和粒徑的影響進(jìn)行了研究，再將合成的聚苯乙烯微球與孕酮抗體反應(yīng)。結(jié)果表明，通過加入少量有機(jī)溶劑，提高了聚合反應(yīng)速度和轉(zhuǎn)化率，制備了粒徑可控的單分散聚苯乙烯免疫微球

28、，粒徑在200800nm之間，納米微球具有較高的抗體結(jié)合容量，且結(jié)合后保持了較高的抗體活性37。納米粒子的其他用途還包括固定化酶免疫測(cè)定，持久地肌肉內(nèi)注入蛋白、肽和其他治療劑。Kreuter等人38已經(jīng)證明了用非離子洗滌劑(多山梨醇酯-80)包裹的聚丁氰基丙烯酸酯納米粒子可以使六肽穿過血腦屏障。而且，納米粒子經(jīng)過適當(dāng)?shù)男揎?，還可通過血腦屏障，把藥物定向地輸送到中樞神經(jīng)系統(tǒng)而發(fā)揮作用。例如，給小鼠靜脈注射亮啡肽類藥Dalargin或載有Dalargin的聚丁氰基丙烯酸丁酯納米粒子，均不易通過血腦屏障，不能產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用，而載有Dalargin的納米粒子表面用吐溫80(Polysorbate 80)

29、修飾，靜脈注射后，即能產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用，說明此種形式的納米粒子能夠通過血腦屏障。Alyautdin等人也證明，用吐溫80包裹聚丁氰基丙烯酸丁酯納米粒子，能輸送阿片受體激動(dòng)劑loperamide通過血腦屏障，從而發(fā)揮鎮(zhèn)痛作用。此外，納米粒子還可以用作藥物載體以穿過表皮的形式加強(qiáng)對(duì)治療劑的吸收。4展 望總之，納米控釋系統(tǒng)是一種非常有前途的控釋系統(tǒng)。對(duì)一些疾病的動(dòng)物模型已顯出極好的療效，具有光明的應(yīng)用前景。但目前大多數(shù)研究還處于體外和動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)階段，要想成為臨床常用劑型，還需大量人體實(shí)驗(yàn)和深入研究予以證明。納米粒子以顆粒的形式被腸吸收，并分布在淋巴結(jié)、血液和肝、脾、骨髓等器官中。它們被口服吸收后仍然保

30、持著對(duì)身體某些部位的靶向性。然而，對(duì)口服吸收納米粒子的定量研究還很不充分。而且，被吸收的納米粒子具有明顯的粒徑依賴性。粒徑較小的納米粒子要比粒徑較大的納米粒子吸收多好幾倍，而粒徑在5m以上的粒子則很少被吸收。到目前為止，腸吸收納米粒子的機(jī)理還不是完全清楚。存在著三種可能性：細(xì)胞內(nèi)吸收，細(xì)胞間吸收，經(jīng)M細(xì)胞和Peyer淋巴集結(jié)吸收。這些機(jī)理好象同時(shí)存在，但在腸的不同位置作用的程度不同39。這些都需要研究藥物載體的學(xué)者進(jìn)行更深入、更細(xì)致的研究。在基因工程迅速發(fā)展的今天，納米控釋系統(tǒng)作為基因載體將是今后很長時(shí)間的研究重點(diǎn)。把人造類病毒體系用作基因載體將會(huì)促進(jìn)合成載體的發(fā)展。這種非病毒形式避免了使用再

31、組合病毒的危險(xiǎn)，并且可以進(jìn)行充分有效的基因轉(zhuǎn)染。由于病毒粒子結(jié)構(gòu)的高度復(fù)雜性和體外自組合的局限性，每單位納米粒子的轉(zhuǎn)染效率也許會(huì)低于真正的病毒粒子。未來的無病毒基因治療需要對(duì)輸送聚核苷酸的屏障有詳細(xì)的了解，這包括限制輸送裝置的物理機(jī)械屏障，影響膠體粒子自組合的物理化學(xué)屏障，和阻礙DNA輸送的生物屏障。通過對(duì)病毒穿過生物膜的特性進(jìn)行研究，并對(duì)其加以應(yīng)用，必定會(huì)使現(xiàn)有的基因載體轉(zhuǎn)染效率得到很大的提高。可以相信，使用合理數(shù)量的DNA復(fù)合物，就會(huì)達(dá)到和真正的病毒粒子相似的轉(zhuǎn)染效率。我們可以大膽地預(yù)測(cè)，隨著人類對(duì)類病毒粒子研究的深入，從而提高納米控釋系統(tǒng)作為基因載體的可行性、實(shí)用性，必然會(huì)使人類對(duì)基因載

32、體的研究取得突破性進(jìn)展40。天津市自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(963607811)常津(天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300072)劉海峰(天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300072)姚康德(天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300072)參考文獻(xiàn)1，Schwarz C, Mehnert W. Solid liquid nanoparticles (SLN) for controlled drug delivery II. Drug incorporation and physicochemical characterization. J. Microencapsulation,1999,1

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