納米粒在眼用制劑中的應(yīng)用

納米粒在眼用制劑中的應(yīng)用

“納米”最初是一個(gè)計(jì)數(shù)器。1981年，自掃描隧道顯微鏡的發(fā)明以來(lái)，該算法被稱為納米技術(shù)部的一項(xiàng)新技術(shù)。英國(guó)的AlbertFranks教授最早定義納米技術(shù)為一種研究尺度在0.1～100nm范圍內(nèi)的物質(zhì)世界的科學(xué)技術(shù),而對(duì)于藥物傳輸系統(tǒng),其研究范圍一般為1～1000nm。納米粒具有助溶性、促滲性、控釋性、眼部組織低損傷性,同時(shí)可實(shí)現(xiàn)藥物的靶向轉(zhuǎn)運(yùn),故尤為適合眼部給藥系統(tǒng)。本文根據(jù)制備材料的不同對(duì)常見(jiàn)眼用納米粒進(jìn)行分類,并介紹其研究近況,旨在為眼部給藥系統(tǒng)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供參考。1眼內(nèi)納米顆粒的分類1.1對(duì)加氫可的松明膠納米粒的影響常用于制備此類納米粒的天然高分子材料包括明膠、清蛋白、殼聚糖和海藻酸鈉等。如Vandervoort等分別將鹽酸毛果云香堿和氫化可的松制成兩種粒徑(300～500nm和110～220nm)的明膠納米粒,其包封率分別為50%和35%～45%,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這兩種納米粒的緩釋效果均有所增加。體外釋藥試驗(yàn)表明,鹽酸毛果云香堿普通溶液劑在3小時(shí)內(nèi)釋藥量達(dá)50%,而鹽酸毛果云香堿明膠納米粒制劑僅為30%,且釋放曲線表現(xiàn)為零級(jí)釋放;氫化可的松普通溶液劑在5小時(shí)內(nèi)釋藥量達(dá)60%,而氫化可的松明膠納米粒制劑僅為30%～40%,且釋放曲線也接近零級(jí)釋放。而后Vandervoort等又以粒徑大小、zeta電位、包封率和藥物釋放行為為效應(yīng)指標(biāo),考察了明膠類型(Bloom175和Bloom225)與pH(分別為4和6)對(duì)鹽酸毛果云香堿明膠納米粒的影響,以及明膠類型與環(huán)糊精類型(羥丙基-β-環(huán)糊精和2-羥基-3-三甲基氨丙基環(huán)糊精)對(duì)氫化可的松明膠納米粒的影響。結(jié)果表明:明膠類型對(duì)鹽酸毛果云香堿明膠納米粒各項(xiàng)效應(yīng)指標(biāo)均無(wú)顯著影響,pH僅對(duì)粒徑大小有顯著影響,pH為4時(shí)粒徑為463nm,pH為6時(shí)則粒徑為349nm;明膠類型對(duì)氫化可的松明膠納米粒zeta電位存在顯著影響,選用Bloom225的納米粒的zeta電位比選用Bloom175的納米粒低5mV,環(huán)糊精類型對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)顯著影響。上述研究結(jié)果為鹽酸毛果云香堿和氫化可的松明膠納米粒處方的進(jìn)一步優(yōu)化提供了參考依據(jù)。白蛋白是一種高效的眼部給藥載體材料,具有無(wú)毒、非抗原性和生物可降解性,其表面具有大量帶電氨基酸,因此可吸附帶正電的藥物(如更昔洛韋)以及帶負(fù)電的藥物(如寡核苷酸)。更昔洛韋是治療細(xì)胞巨化病毒性視網(wǎng)膜炎的常用抗病毒藥之一,其缺點(diǎn)是半衰期較短。據(jù)此,有人將該藥制成白蛋白納米粒,以顯著延長(zhǎng)其半衰期,并探討了其制劑工藝,如Merodio等采用凝聚法和化學(xué)交聯(lián)法,通過(guò)控制在制作過(guò)程中更昔洛韋和交聯(lián)劑(戊二醛)的加入時(shí)間和先后順序,得到了3種更昔洛韋白蛋白納米粒,分別命名為A、B和C(A:白蛋白納米粒形成之后加入更昔洛韋,使其結(jié)合在納米粒表面;B:納米粒未形成之前先加入更昔洛韋和白蛋白,然后再加入交聯(lián)劑;C:更昔洛韋和交聯(lián)劑均最先加入,最后加入白蛋白),對(duì)其粒子大小、包封率、載藥量和體外釋藥曲線進(jìn)行的比較研究結(jié)果顯示:3種白蛋白納米粒的粒徑均在200～400nm之間,包封率分別約為50%、65%和60%,載藥量分別為14.6、30和20mg·g-1,體外釋藥行為具有下述特征:0～1小時(shí)內(nèi)發(fā)生突釋(突釋程度由大到小依次為A>B>C),然后以一級(jí)釋放曲線緩速釋藥達(dá)5天,并以第5天的速率恒速釋藥長(zhǎng)達(dá)30天(B和C的控釋效果優(yōu)于A)。表明B納米粒綜合指標(biāo)最佳,具有進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的價(jià)值。陽(yáng)離子聚合物殼聚糖具有生物相容性、生物可降解性和生物黏附性,可促進(jìn)藥物的細(xì)胞旁路轉(zhuǎn)運(yùn),故由殼聚糖制得的親水性納米粒能夠控制釋藥速度、延長(zhǎng)藥效時(shí)間、靶向轉(zhuǎn)運(yùn)藥物;此外,其能與角膜、結(jié)膜表面緊密結(jié)合,可使所載藥物在眼部釋放增加,而不易進(jìn)入體循環(huán),有利于長(zhǎng)期維持藥物在靶組織內(nèi)的有效濃度。Motwani等在研制加替沙星海藻酸鈉-殼聚糖納米粒時(shí),采用三因素三水平的Box-Behnken設(shè)計(jì)法對(duì)處方工藝進(jìn)行了優(yōu)化,并使用DesignExpert7.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。結(jié)果,得到的最優(yōu)處方中,殼聚糖、海藻酸鈉和加替沙星的質(zhì)量濃度分別為2.2、3.8和0.5g·L-1;最優(yōu)處方的各項(xiàng)效應(yīng)指標(biāo)分別為:粒徑347nm、zeta電位+38.6mV、包封率79.63%、突釋量11.08%;體外試驗(yàn)表明其可持續(xù)釋藥達(dá)24小時(shí),釋放曲線符合Korsmeyer-Peppas模型,與市售加替沙星滴眼劑(0～1小時(shí)內(nèi)藥物幾乎完全釋放)相比,海藻酸鈉-殼聚糖納米粒載藥系統(tǒng)的緩釋效果更顯著,從而降低了給藥頻率,提高了患者的依從性。1.2氟比洛芬納米?；鞈覄┑膽?yīng)用聚合納米粒是由惰性聚合樹(shù)脂制得的一種高效藥物載體,能延長(zhǎng)藥物釋放時(shí)間,提高其生物利用度,且不會(huì)對(duì)角膜、虹膜以及結(jié)膜產(chǎn)生刺激性?？捎糜诰酆霞{米粒的聚合物包括多聚羧酸、多乳酸化合物、丙烯酸樹(shù)脂、聚腈基丙烯酸酯、聚-ε-己內(nèi)酯、乳酸以及羥乙酸共聚物等。如氟比洛芬是眼科手術(shù)常用的抑制縮瞳的藥物,為改善其藥動(dòng)學(xué)特性,Pignatello等以丙烯酸樹(shù)脂RS100和RL100為載體材料,用類乳化溶劑分散法制備了粒徑約為100nm的氟比洛芬聚合納米粒。為觀察該納米粒對(duì)縮瞳的抑制效果,研究人員將健康的雌性新西蘭白兔分為兩組,一組在眼中滴入氟比洛芬納米?；鞈覄?另一組滴入對(duì)照藥歐可芬滴眼液,兩組動(dòng)物均左眼用藥,右眼作為空白對(duì)照。供試藥物質(zhì)量濃度均為0.3g·L-1,給藥量為50μL。用藥后對(duì)兩組白兔進(jìn)行眼部穿刺術(shù),然后比較術(shù)后115分鐘與術(shù)前5分鐘的瞳孔大小并計(jì)算瞳孔縮小值。結(jié)果表明:氟比洛芬納米粒混懸劑組的實(shí)驗(yàn)兔眼瞳孔縮小值約為1.0mm,且白兔眼表未出現(xiàn)毒性和刺激性反應(yīng);歐克芬組白兔的瞳孔縮小值約為1.6mm。表明納米粒混懸劑比歐克芬更能有效地抑制眼科手術(shù)中可能出現(xiàn)的瞳孔縮小癥狀。Adibkia等以丙烯酸樹(shù)脂RS100為載體材料,采用類乳化溶劑分散法制備了醋酸甲基強(qiáng)的松龍和丙烯酸樹(shù)脂RS100的聚合納米粒,兩者的質(zhì)量比為1∶2.5。為比較該納米粒制劑與普通醋酸甲基強(qiáng)的松龍混懸液對(duì)眼色素層炎模型兔的抗炎效果,研究者通過(guò)將20μL內(nèi)毒素溶液(含內(nèi)毒素約100ng)注射到雄性新西蘭白兔眼內(nèi),建立了眼色素層炎模型,然后將模型兔分為兩組,分別滴入醋酸甲基強(qiáng)的松龍聚合納米粒混懸液和普通醋酸甲基強(qiáng)的松龍混懸液,給藥質(zhì)量濃度均為5g·L-1,體積均為50μL。給藥后0～36小時(shí)內(nèi)多點(diǎn)采集房水,根據(jù)各取樣點(diǎn)的Hogan′s分?jǐn)?shù)、白細(xì)胞數(shù)和房水中蛋白質(zhì)含量繪制變化趨勢(shì)曲線,結(jié)果顯示醋酸甲基強(qiáng)的松龍聚合納米?；鞈乙罕绕淦胀ɑ鞈乙旱目寡仔Ч?。此外,由于聚合納米粒本身具有一定的靶向性,有助于降低給藥劑量和減少藥物毒副作用。Bourges等將具有不同粒徑和表面電荷的聚D,L-交酯納米粒注入路易鼠眼玻璃體內(nèi)(給藥體積為5μL),發(fā)現(xiàn)其均可透過(guò)視網(wǎng)膜并沉積在視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞內(nèi);單次注射后,即可滯留長(zhǎng)達(dá)4個(gè)月之久。亦有研究表明:向家兔眼玻璃體內(nèi)單次注射聚苯乙烯納米粒1個(gè)月后,仍能在家兔的視網(wǎng)膜和視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞內(nèi)檢測(cè)到納米粒的存在。這些發(fā)現(xiàn)均有助于設(shè)計(jì)和研發(fā)對(duì)視網(wǎng)膜色素上皮細(xì)胞和視網(wǎng)膜有靶向作用的新型載藥系統(tǒng)。1.3黃秋葵的t-a-cf-l-a膜質(zhì)體脂質(zhì)體是將藥物包封于類脂質(zhì)雙分子層形成的薄膜中所得到的超微型球狀載體,具有兩親性、生物相容性以及合適的粒徑范圍,故可作為高效的藥物載體,其主要成分為磷脂和附加劑(如表面活性劑)。Felt等(IntJPharm,1999年)發(fā)現(xiàn),淚液沖刷會(huì)造成眼表藥物的流失,而陽(yáng)離子載體可通過(guò)與眼表負(fù)電性黏液層相互作用而減緩藥物流失,因此帶正電的脂質(zhì)體最容易被角膜攝取。Kaur等采用薄膜-超聲波分散法,將磷脂?；憠A、十八酰胺和膽固醇按摩爾比7∶2∶1混合,制備了正電性青霉素單室脂質(zhì)體。體外試驗(yàn)表明:由于與眼表黏液層可產(chǎn)生靜電引力,該脂質(zhì)體中的青霉素在家兔角膜中的滲透量比普通青霉素滴眼液增加了4倍。另有人采用逆相蒸發(fā)法,將大豆磷脂、氯仿、乙醚按質(zhì)量比10∶0.6∶0.3混合,制備了膦甲酸脂質(zhì)體。在對(duì)該脂質(zhì)體進(jìn)行的藥動(dòng)學(xué)研究中,將新西蘭白兔隨機(jī)分為兩組,分別向其眼玻璃體內(nèi)注入0.05mL的膦甲酸水溶液(含游離的膦甲酸0.96mg)或膦甲酸脂質(zhì)體(游離的膦甲酸約1.44mg,包封在脂質(zhì)體內(nèi)的膦甲酸約2.56mg),然后分別在1、6、12、24、48和72小時(shí)取房水進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果:膦甲酸水溶液在玻璃體中的AUC0-72為19.1mg·h·mL-1,平均體內(nèi)滯留時(shí)間(MRT)為18.75h,清除速率常數(shù)(Kel)為0.013h-1;而膦甲酸脂質(zhì)體的AUC0-72為34.89mg·h·mL-1,MRT為26.05h,Kel為0.022h-1。表明膦甲酸脂質(zhì)體比膦甲酸水溶液的藥動(dòng)學(xué)特性更佳。Bochot等采用薄膜分散法與冷凍干燥技術(shù),制備了載有5′-胸腺嘧啶脫氧核苷酸寡聚體(pdT16)的脂質(zhì)體,所用輔料為磷脂、膽固醇及1,2-二硬脂?；字Ｒ掖及?聚乙二醇(PEG-DSPE),三者的摩爾比為64∶30∶6,脂質(zhì)體中pdT16摩爾濃度約2.5×10-4mol·L-1。在藥動(dòng)學(xué)研究中,給新西蘭白兔左眼滴入0.1mL的pdT16水溶液(濃度為1.05×10-5mol·L-1),右眼滴入0.1mLpdT16脂質(zhì)體的稀釋液(pdT16濃度為1.05×10-5mol·L-1)。結(jié)果,給藥后第1、7和14天,右眼玻璃體內(nèi)的pdT16含量占眼內(nèi)pdT16總量的百分比分別為94%、88%和78%,而左眼的相應(yīng)數(shù)值分別為49%、23%和33%,表明與pdT16水溶液相比,pdT16脂質(zhì)體在靶向組織中分布較多,提高了藥物在病灶部位的濃度,既可減少藥物的浪費(fèi),又可降低用藥頻率,有助于提高患者依從性。1.4高聚物酯類化合物與以磷脂為主要成分的脂質(zhì)體不同,固體脂質(zhì)納米粒是以多種固態(tài)脂質(zhì)為載體,將藥物吸附或包裹于脂質(zhì)核中所形成的粒徑為50～1000nm的載藥系統(tǒng),其性質(zhì)穩(wěn)定,且在體內(nèi)對(duì)單核細(xì)胞吞噬系統(tǒng)(MPS)有趨向性,可使其所承載的藥物在網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)(RES)的分布增加,故近年來(lái)吸引了研究者的注意,有關(guān)其制備和工藝改進(jìn)的報(bào)道也越來(lái)越多。如Attama等以從山羊脂肪中得到的一種類脂化合物(GF)和多烯卵磷脂膽堿(P90D)為原料,通過(guò)高壓均質(zhì)法制得載有雙氯芬酸鈉的固體脂質(zhì)納米粒(SLN,其中GF和P90D的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,雙氯芬酸鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%),粒徑范圍為100～200nm,然后將其載入由人角膜上皮細(xì)胞、間質(zhì)成纖維細(xì)胞和間質(zhì)上皮細(xì)胞制得的人工角膜內(nèi),制成與載藥隱形眼鏡類似的裝置。在包封率、釋放度的研究中發(fā)現(xiàn),該處方藥物包封率高達(dá)93.8%,藥物的體外釋放曲線接近于一級(jí)釋放,且無(wú)突釋現(xiàn)象;而不含P90D的處方(GF的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%,雙氯芬酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%)的藥物包封率僅為61.7%,體外釋放試驗(yàn)第125分鐘即出現(xiàn)突釋現(xiàn)象,且釋放速度較快,不具有緩釋效果。提示P90D可改善SLN的包封率,減緩藥物的釋放速度。1.5固體脂質(zhì)材料納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體(nanostructuredlipidcar-riers,NLC)以液態(tài)油或混合脂質(zhì)代替固體脂質(zhì)納米粒中的部分固體脂質(zhì),可彌補(bǔ)固體脂質(zhì)納米粒載藥量低、物理穩(wěn)定性差等缺陷。Attama等將可可豆脂和含有30%P90D的山羊脂按質(zhì)量比1∶1(可可豆脂和山羊脂質(zhì)量濃度均為25g·L-1)配制,制得了納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體。通過(guò)差示掃描熱分析試驗(yàn)測(cè)得該NLC的臨界焓值約為3.09J·g-1,而由單一脂質(zhì)(可可豆脂)制得的固體脂質(zhì)納米粒的臨界焓值約為4.37J·g-1。推測(cè)前者結(jié)晶度更低,不易形成規(guī)則的晶型,其晶格之間空隙更大,從而有利于藥物的載入,而且粒徑更大,可承載更多的藥物。Li等考察了固體脂質(zhì)材料Gelucire44/14、促滲劑TranscutolP和電荷誘導(dǎo)劑硬脂酰胺(SA)的用量對(duì)布洛芬納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體在角膜滲透性和眼表保留時(shí)間方面的影響。作者設(shè)計(jì)了4種處方(體積均為10mL)——A:CompritolATO(800mg)+Miglyol812(200mg)+布洛芬(20mg)+CremphorEL40(200mg),B:A處方+Gelucire44/14(400mg),C:A處方+TranscutolP(10mg),D:A處方+SA(10mg),并對(duì)這4種處方的幾項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果,用新西蘭白兔進(jìn)行的試驗(yàn)表明:1)處方A的生物利用度是布洛芬水溶液的3.99倍,Cmax為布洛芬水溶液的30倍;2)Gelucire44/14和TranscutolP分別使藥物對(duì)新西蘭白兔角膜的表觀滲透率提高了1.28倍和1.36倍,有利于藥物穿過(guò)眼角膜到達(dá)藥效發(fā)揮部位;3)SA可在一定程度上延長(zhǎng)NLC的眼表保留時(shí)間。因此可以認(rèn)為,這種納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體可延長(zhǎng)藥物眼表保留時(shí)間,提高藥物表觀滲透率,有助于減少給藥頻次,改善患者用藥依從性。1.6pamam的應(yīng)用樹(shù)枝狀聚合物是由美國(guó)化學(xué)家Tomalia博士于20世紀(jì)80年代初研制的一類高度支化的聚合物,其合成是從某一“原點(diǎn)”出發(fā),逐步發(fā)生擴(kuò)散性支化反應(yīng),并以契形或球形結(jié)構(gòu)向外擴(kuò)展從而形成大分子。樹(shù)枝狀聚合物具有黏度低、溶解性好、可混合及易于制備等特點(diǎn),故可用作眼部給藥載體,并在生物醫(yī)學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。聚酰胺-胺樹(shù)枝狀聚合物(PAMAM)含有大量氨基、羧基和羥基等基團(tuán),一般為液態(tài)或半固態(tài),無(wú)論是易溶的藥物還是難溶的藥物均可載入其內(nèi)部區(qū)域,適用范圍很廣泛,而且在眼部給藥時(shí),也不會(huì)引發(fā)視力模糊等問(wèn)題。Vandamme等對(duì)PAMAM的分子直徑、分子質(zhì)量和氨基、羧基、羥基等基團(tuán)的數(shù)量等因素在其眼表保留時(shí)間和釋藥特性等方面的影響進(jìn)行了考察,結(jié)果表明:羧基和羥基均有利于延長(zhǎng)其眼表保留時(shí)間,例如含16個(gè)羥基的聚合物的平均眼表保留時(shí)間約300分鐘,而不含羥基的聚合物僅為100分鐘;此外,聚合物分子直徑、分子質(zhì)量越大,保留時(shí)間越短。2具有一定優(yōu)勢(shì)與傳統(tǒng)眼部給藥系統(tǒng)相比,眼用納米粒在生物利用度和釋藥行為等諸多方面均具有一定優(yōu)勢(shì)。然而隨著研究的深入,人們發(fā)現(xiàn),利用一些高分子物質(zhì)如多糖和聚合物對(duì)納米粒進(jìn)行包衣后,其各方面的性能可得到進(jìn)一步改善,故近年來(lái),載藥納米粒表面修飾的研究成為眼用納米粒處方優(yōu)化過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。2.1教育法提取氧化酶相關(guān)的脂質(zhì)體殼聚糖表面帶有正電荷,與角膜親和力較強(qiáng),用作包衣材料時(shí)可延長(zhǎng)藥物的眼表保留時(shí)間、改善藥物的角膜滲透性、提高其生物利用度。Zhang等用三甲基殼聚糖對(duì)輔酶Q10脂質(zhì)體進(jìn)行包衣(包衣后脂質(zhì)體的大豆磷酸卵磷脂和殼聚糖質(zhì)量比為83∶17),得到了粒徑約為350nm的脂質(zhì)體納米粒;并用SD大鼠測(cè)定了該制劑的體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)參數(shù):分別在大鼠眼部滴入未包衣或已包衣的輔酶Q10脂質(zhì)體,藥物質(zhì)量濃度為5g·L-1,給藥容積為250μL·kg-1,結(jié)果顯示:用三甲基殼聚糖包衣后,輔酶Q10脂質(zhì)體的AUC和t1/2分別增加到未包衣時(shí)的1.2倍和2.2倍。表明多糖修飾有助于改善藥物的藥動(dòng)學(xué)性質(zhì)。2.2生物黏附性及氨基酸類PEG是目前應(yīng)用最廣泛的微粒表面修飾材料。DeCampos等分別用PEG和殼聚糖對(duì)聚-ε-己內(nèi)酯(PECL)納米囊進(jìn)行了包衣,然后對(duì)二者在眼部的轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制以及分布的狀況進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:PEG和殼聚