楊延音,何 靜△ 綜述,孫化富 審校
(1.重慶醫藥高等專科學校,重慶 401331;2.重慶市食品藥品檢驗檢測研究院 401121)
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·綜 述· doi:10.3969/j.issn.1671-8348.2016.30.041
水飛薊素納米給藥系統最新研究進展*
楊延音1,何 靜1△綜述,孫化富2審校
(1.重慶醫藥高等專科學校,重慶 401331;2.重慶市食品藥品檢驗檢測研究院 401121)
水飛薊素;納米給藥系統;進展
水飛薊素(Silymarin,Sly)主要含有水飛薊賓、水飛薊亭、異水飛薊賓和水飛薊寧,其主要活性成分為水飛薊賓。Sly在歐洲和亞洲國家作為治療各種肝臟疾病如肝炎、肝硬化和保護肝臟免受化學和環境毒素傷害的一種傳統藥物已超過2000年。進一步的研究表明,Sly在癌癥不同病變階段,包括抑制腫瘤生長、抑制血管再生、化療增敏,以及抑制發病和轉移中扮演關鍵角色,對肝癌、前列腺癌、結腸癌、膀胱癌、肺癌、睪丸癌、宮頸癌、乳腺癌和腸腺癌等具有抗癌活性,還可用于糖尿病腎病的治療[1]。然而Sly疏水疏油,口服經肝腸循環后只有20%~50%被胃腸道吸收并快速代謝消除,因此其生物利用度極低(大鼠0.73%)[2]。納米給藥系統(nanoparticle drug delivery systerm,NDDS)的研究和開發將改善藥物的水溶性和脂溶性,提高其生物利用度。本文對水飛薊素納米給藥系統(Sly-NDDS)的最新研究進展進行綜述。
NDDS是指藥物與藥用材料一起形成的粒徑為1~1 000 nm的藥物輸送系統。與傳統劑型相比,NDDS可以提高難溶性藥物的溶解度和生物利用度,防止物理和化學降解,增強穩定性和藥理活性,在實現靶向給藥、緩釋給藥、降低藥物毒副作用等方面具有良好的應用前景[3-4]。21世紀,對Sly-NDDS的研究報道主要有微乳和納米乳,含自微乳藥物傳遞系統(self-microemulsifying concentrated microemulsion,SCM)、過飽和自乳化藥物傳遞系統(supersaturatable self-emulsifying drug delivery system,S-SEDDS);納米混懸液,借助納米超微化技術直接獲得納米級粒徑的粉體、膠束及其他。最近研究表明水飛薊賓納米粒是治療癌癥更有效的藥物傳遞系統[5]。目前,對Sly-NDDS的研究主要集中在高分子材料納米粒(nanoparticles,NPs)和納米脂質體。
1.1 載藥納米粒 研究主要集中在高分子材料納米粒。載藥材料主要分為非生物降解型聚合物和生物降解型聚合物,目前Sly載藥納米粒報道不多。2011年EI-Sherbiny等[6]制備Sly生物可降解pH敏感海藻酸鈉聚乳酸乙醇酸(PLGA)納米水凝膠口服給藥系統。研究者先將Sly包裹成粒徑為266 nm的納米粒,Sly溶解度由0.5 mg/mL顯著提高到290 mg/mL,再將納米粒包裹于鈣離子交聯海藻酸鈉矩陣中,開發出一系列可生物降解的pH敏感水凝膠微粒。此微粒不同干燥方式粒徑不一,粒徑約在900~1 500 μm,包封率71.4%~88.7%,為腸道緩釋劑,顯著增加了Sly的溶解度和生物利用度。
2012年,Cao等[7]利用乙氧基硅烷和辛基酚聚氧乙烯醚,采用反相微乳液法制備NPs,而后用碳酸鈉(Na2CO3)溶液超聲腐蝕獲得多孔二氧化硅納米粒(PSNs),而后浸入Sly乙醇溶液中,攪拌24 h獲得Sly-PSNs,同法制得Sly-SNs。研究人員還進一步將Sly、Sly固體分散體、Sly-PSNs、羥丙基甲基纖維素 K4M(HPMC K4M)和低取代羥丙基纖維素(L-HPC)按處方混勻濕法制粒裝入膠囊,從而得到為期3 d的Sly緩釋劑膠囊。制得Sly-PSNs粒徑在50~60 nm,藥物濃度達到68.52%,比格犬按 21.2 mg/kg劑量給藥, 血藥峰濃度(Cmax)、血藥濃度達峰時間(Tmax)、消除半衰期(T1/2)、0~1 h取樣的血藥濃度-時間曲線下面積(AUC0~1)分別為241.2 ng/mL、24 h、22.3 h、14 330.1 ng·h-1·mL-1。體外釋放實驗結果顯示,在人工胃液中,Sly-SNs 0.5 h和4 h累積釋放度分別為78.5%和84.9%,而在人工腸液中,Sly-SNs 2 h積累釋放度為99.5%,4 h為99.7%。而Sly-PSNs 72 h持續并完全釋放,Sly-PSNs具有明顯的緩釋效果[8]。
Yang等[9]用水不溶性多孔玻璃膜(SPG膜)乳化和噴霧干燥技術制備了粒徑210 nm的Sly固體納米粒,15 min內Sly溶出近80%,為市售樣品的3倍,AUC為市售樣品的1.3倍,具有更好的溶解性和生物活性。2014年,Pooja等[10]制備了殼聚糖-三聚磷酸鈉水飛薊素納米囊,粒徑(263.7±4.1) nm,Zeta電位(37.4±1.57) mV,包封率 (82.94 ± 1.82)%,納米囊與水飛薊賓相比,顯示溶解性及對人前列腺癌細胞毒性更強。同年,Snima等[11]用水單乳溶劑蒸發技術制備了飛薊素的PLGA納米粒以提高Sly對前列腺癌的療效。所制備的NPs小于300 nm,包封率為60%,載藥量13%。
1.2 陽離子乳化納米粒 2014年Kabir等[12]用0.1 mol/L氫氧化鈉溶液配制1 mmol/L的Sly溶液,滴加到5 mL 0.1 mmol/L的四氯金酸(HAuCl4)中,室溫攪拌4 h后離心收集水飛薊素金納米粒(ScAuNPs.),該納米粒Sly與Au以絡合形式結合,粒徑20 nm,Sly溶解度和生物利用度分別增加4倍和6倍,治療急慢性肝損傷更有效。
1.3 肝靶向納米粒 2015年Guhagarkar等[13]制備了聚乙烯酯水飛薊素納米粒(PES-SIM NP)和經普魯蘭糖表面改性的聚乙烯酯水飛薊素納米粒(PES-SIM-PUL),并證實了二者在四氯化碳誘導的大鼠肝毒性模型中的肝保護作用,肝組織病理學評價進而顯示PES-SIM-PUL與PES-SIM NP在降低血清谷氨酸草酰乙酸轉氨酶(SGOT)、血清谷氨酸丙酮酸轉氨酶(SGPT)和堿性磷酸酶(ALKP) 水平中具有明顯差異(P<0.01),證明普魯蘭糖可作為肝靶劑。
納米脂質體是指粒徑小于100 nm的脂質體結構。在穩定性、吸收和體內分布等方面具有納米粒子的特殊效應,可以攜載親水性、疏水性、兩親性藥物及易氧化藥物,直接輸送至靶組織發揮藥效作用,提高藥物穩定性及生物利用度。此外,用卵磷脂∶膽固醇∶硬質酰胺:吐溫-20(9.0∶1.0∶1.0∶0.5)制備的Sly脂質體,能有效提高生物利用度。
2.1 固體脂質納米粒(solid lipid nanoparticles,SLN) 20世紀90年代初興起的SLN克服了納米乳劑、納米脂質體藥物易泄漏等缺點,且制備方法簡單,適于工業化生產,已成為國內外的研究熱點之一。目前制備SLN的方法有高壓乳勻法、高速剪切乳化法、溶劑乳化法、薄膜超聲分散法、微乳法、乳化超聲分散法、溶劑揮發法等。其中,高壓勻質法又分為熱融-勻質法、冷卻-勻質法,高壓勻質法方法簡單,易工業化生產,因此國外研究報道較多。
Sly SLN可用冷均質技術制備,主要影響因素有藥物和Compritol 888 ATO的比例,乳化劑用量和均質壓力等。Raffa等[14]將條件優選后制得Sly-SLNs平均粒徑190.9 nm,包封率95.9%,載藥量8.6%。2012年于蓮等[15]以單硬脂酸甘油酯為載體材料,采用乳化超聲分散法制備Sly-SLN,所得Sly-SLN為類球形的實體粒子,平均粒徑為150.6 nm,平均包封率85.3%,具有明顯的緩釋作用。
2.2 納米結構脂質載體(nanostructured lipid carriers,NLC) 2013年,Jia等[16]用高溫蒸發低溫固化乳化蒸發法制備Sly-NLC,平均粒徑232.1 nm,Zeta電位20.7 mV。以新西蘭家兔和昆明種小鼠為實驗動物,結果顯示,與Sly溶液相比,Sly-NLC藥時曲線面積更大,具有潛在的緩釋和靶向效應。
2.3 前體脂質體(proliposome) 前體脂質體是指將脂質吸附于極細的水溶性載體上,如粉末氯化鈉、山梨醇或其他聚合糖類,以增加脂質分散的表面積,當這種“前體脂質體”與水接觸時,脂質溶漲而載體迅速溶解,在水相中形成脂質體混懸液。通過這種方式可以解決普通脂質體的聚集、沉降、融合、滲漏和高溫滅菌等穩定性問題。有研究者選擇采用薄膜載體沉積法制備Sly前體脂質體,包封率可達90%以上,平均粒徑為238.8 nm,穩定性較好;藥代動力學研究表明Sly前脂質體在體內吸收較快,生物利用度較高。此外,該項工藝簡單,且便于工業化生產。2011年Chu等[17]在吡啶存在下氧化合成脫氫水飛薊素,采用薄膜分散冷凍干燥的方法制備其前體脂質體,獲得的前體脂質體經蒸餾水分散后測得平均粒徑為7~50 nm,包封率為81.59%,在pH 1.2的介質中釋放緩慢,而在pH 6.8的介質中12 h累積釋放達86.41%,與混懸液對照,家兔口服前體脂質體相對生物利用度為228.85%。
2.4 聚乙二醇修飾的水飛薊素脂質體(SM-PL) 張勇等[18]采用改進的薄膜分散法制備SM-PL,最佳處方為大豆磷脂∶膽固醇∶PEG硬脂酸單酯(PEG-MS)∶Sly(20∶4∶8∶0.9∶1.0,w∶w),SM-PL平均粒徑為100.9 nm,包封率為91.2%,PEG-MS的加入能明顯減小脂質體的粒徑,提高脂質體的包封率。張勇等[18]擬進行SM-PL和SM-PL體內動力學研究,證明Sly修飾脂質體具有長循環作用,擬合成半乳糖修飾 PEG-MS載體,期望開發的Sly修飾脂質體注射劑能達到肝實質細胞靶向作用。
2.5 肝靶向脂質體 何軍[19]選用冷壓-勻質法以山榆酸甘油酯(ComPritol888,ATO)為載體材料,制備Sly-SLN。優選處方為Sly與ATO質量比為10%,乳化劑用量為4%,poloxamer155占pozoxamer188和大豆磷脂總量的比例為50%,乳勻壓力為65 MPa。Sly-SLN凍干劑經大鼠口服后,其相對生物利用度為利肝隆的310%,Sly片劑(益肝靈片)的459%,Sly-SLN凍干劑在Beagle犬體內的初步藥動學結果表明Sly-SLN的相對生物利用度為Sly片劑的190%。同時,給小鼠口服、靜脈注射Sly-SLN凍干劑后,統計學結果均顯示了良好的肝靶向性[19]。2013年Elmowafy等[20]用少量的β-谷甾醇-D-葡萄糖苷(sitog)作為肝靶向部分,由氫化大豆磷脂酰膽堿和膽固醇制備SM-PL,結果顯示,含sitog脂質體具有肝靶向性,此法有望成為Sly肝靶向納米傳遞系統。
納米技術顯著改善了傳統Sly制劑生物利用度低和有效性差的問題,但納米產品具有比表面積大、表面可修飾和粒徑可調節性的特點,同時亦存在一些納米技術的常見問題,納米工藝影響因素多而錯綜復雜,可重復性差,對環境要求及成本較高;與其他制劑相比納米載藥量仍較低,并且在儲存過程中存在不穩定性,凍干品的復溶再分散性、物理穩定性及安全性也有待進一步研究。實際上,很少有研究真正評價工藝及產品穩定性并且提供數據。眾多因素制約納米制劑產業化進展,Sly納米制劑的開發前景廣闊但任重道遠,筆者在進行載藥納米粒處方工藝優選基礎上擬對比研究其體內動力學,證明不同處方工藝的載藥納米粒在藥動藥效學方面的差異,擬開發Sly腸溶制劑以能達到緩釋和肝實質細胞靶向作用。
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重慶市科技攻關計劃(cstc2012gg-yyjs10008)。 作者簡介:楊延音(1980-),工程師,碩士,主要從事從藥學研究。△
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