納米制劑技術應用于孕激素類藥物的研究進展*

徐娟，李鵬，陳曉鋒，王慧萍，寧麗峰

(國家衛生健康委科學技術研究所，北京 100081)

納米技術是近年來發展的新型技術，是對物質進行制備研究和工業化，利用納米尺度(10-9～10-7m)物質進行交叉研究和工業化的一門綜合性技術體系[1]。

納米技術研究的主要內容包括納米結構、納米粒子、納米材料和納米器件。國際上公認0.1～100 nm為納米尺度空間，100～1000 nm為亞微米體系，小于1 nm為原子團簇。納米空間是介于宏觀和微觀之間的相對獨立的中間領域[2]。

藥劑學領域中的納米研究始于20世紀70年代的納米脂質體、聚合物納米囊和納米球等多種納米載體。納米研究涉及的給藥途徑包括注射、口服和眼部給藥等。在藥物傳輸系統領域，納米粒的尺寸一般界定在1～1000 nm，包括亞微米粒子。研究表明，藥物傳輸系統中的納米粒及相關納米技術可通過促進藥物溶解、改善藥物吸收、提高藥物靶向性，達到提高藥物有效性的目的[2]。目前廣泛用作藥物載體的可生物降解納米顆粒具有包封性好、控釋性好、生物利用度高、毒性小等優點[3]。

性激素類藥物包括天然性激素(雌激素、雄激素和孕激素)和具有類似性激素生物活性的化合物。納米制劑技術在雌激素類藥物[4-5]、雄激素類藥物[6-9]和孕激素類藥物都有廣泛應用。本文著重介紹納米制劑技術在孕激素類藥物中的應用。孕激素由卵巢的黃體細胞分泌，以孕酮(黃體酮)為主。孕酮在肝臟中滅活成雌二醇后與葡萄糖醛酸結合經尿排出體外。孕激素類藥物的結構中通常含有甾體母核，普遍存在水溶性差的問題。納米制劑技術通過提高該類藥物的水溶性，進而增強該類藥物的生物利用度,減少臨床毒副作用。

1 黃體酮

黃體酮又稱孕酮激素、黃體激素，是卵巢分泌的具有生物活性的主要孕激素。黃體酮和雌性激素密不可分，都是重要的女性激素。雌性激素的作用主要是促使女性第二性征發育成熟，黃體酮是在雌性激素作用的基礎上，進一步促進第二性征的發育成熟，兩者之間有協同作用。口服后，黃體酮迅速被胃腸道吸收，隨后在肝內迅速代謝導致失活，所以黃體酮原形一般不能口服。因為黃體酮溶解性差以及為了產生局部富集作用，在臨床上經常采用黃體酮注射給藥，肌內注射后迅速吸收，血中半衰期僅數分鐘。納米制劑技術可以控制黃體酮釋放，延長黃體酮遞送，具有減少劑量及相關副作用的潛力。

HEBA等[10]設計了一種可肌內注射的天然黃體酮緩釋制劑。具體方法是首先制備孕酮納米乳(納米粒子的平均粒徑為267 nm)，然后將其分散在熱敏凝膠基質中。藥動學研究表明，與對照黃體酮混懸液相比，在熱敏凝膠中形成的納米級天然黃體酮，顯著維持了天然黃體酮的作用，可每36 h注射一次。該方法有望提供比使用半合成黃體酮更安全的選擇。

疏水段的存在可以有效控制疏水藥物的釋放，BAI等[11]報道以甲基丙烯酸乙酯-嵌段-聚(2-羥乙基甲基丙烯酸酯)兩親性嵌段共聚物包覆磁性納米粒子作為新型疏水藥物載體。結果表明，納米粒在22 h后釋放37%的黃體酮，遠低于自由釋放(14 h后99%)，很好地控制了黃體酮的釋放。

磁性納米粒子，如超順磁性氧化鐵納米粒子(SPIONs)等，因其生物相容性、生物選擇性、長循環性和化學穩定性而成為治療和診斷藥物。近年來，磁性納米粒子在生物醫學領域的潛在應用呈指數級增長。使用磁性納米顆粒的納米聚集體作為黃體酮控釋載體，RAGAB等[12]制備了由聚氧乙烯-聚丙烯氧化物嵌段共聚物和環繞納米顆粒磁芯的β-環糊精形成的納米聚集體。納米團聚體直徑分別為(293.00±14.65) nm和(90.20±4.51) nm。納米團聚體的聚合物組成和初始藥物濃度對藥物包封效率和釋放動力學均有顯著影響，平均藥物包含率為16.11%～83.25%，顯示出明顯的緩慢釋放率。作者通過對藥物釋放動力學模型的數學曲線擬合，研究了藥物釋放機制：Peppas模型顯示出與所檢查的釋放曲線具有良好的相關性(相關系數R2為0.85～0.99)。黃體酮釋放指數<0.5，說明其擴散機制為Fickian。對于黃體酮這種具有初始爆破效應的樣品，改進的Peppas模型可以更好地理解其釋放機制。因此作者認為，通過納米聚集物的擴散可延長黃體酮遞送，具有減少劑量及相關副作用的潛力。MOHAMMED等[13]開發了含有黃體酮與乙二醇殼聚糖涂層的新式金屬聚合物混合納米顆粒，制備了粒徑10～20 nm球形超順磁性包覆納米粒子。結果表明，聚合物-金屬雜化納米顆粒也是一種很有前途的可用于藥物控釋的納米載體系統。

經皮給藥可以有效減少口服黃體酮的副作用。ELGINDY等[14]研制了新型自組裝液晶納米顆粒(LCNPs)，用于非侵入性黃體酮經皮給藥治療激素紊亂。具體方法是以單油酸甘油酯為原料，采用乳化法制備了LCNPs。納米顆粒直徑為101～386 nm，粒徑分布窄，包封率≥94%。LCNPs通過藥物擴散機制轉運，成功維持黃體酮釋放近24 h。體外研究顯明，與黃體酮懸浮液相比，黃體酮負載的LCNPs的透皮通透性增強6倍。這種經皮給藥的黃體酮LCNPs，可顯著減少其口服的副作用。ESPOSITO等[15]也對黃體酮納米粒皮膚傳遞系統的性能進行了研究。他們在人體內進行了一項基于膠帶剝離的研究，以研究納米粒作為孕酮皮膚給藥系統的性能，并用光學顯微鏡對帶狀剝離角質層進行分析。結果同樣表明，相比于口服給藥，黃體酮納米粒皮膚傳遞系統具有極大優勢。

聚二甲基硅氧烷和銀納米粒子的加入對二氧化硅干凝膠的物理化學性質以及黃體酮的釋放行為可以產生影響，BANAEE等[16]以四乙氧基硅烷為硅基體前驅體，聚二甲基硅氧烷和銀納米粒子為添加劑，采用溶膠-凝膠法制備了純二氧化硅、硅-硅橡膠、硅-銀納米顆粒和硅-硅橡膠-銀納米顆粒干凝膠。體外研究表明，黃體酮具有雙相釋放特性，其釋放機制以擴散為主。聚二甲基硅氧烷和銀納米粒的加入可控制黃體酮釋放速度。研究表明，這些干凝膠除可用于黃體酮的局部遞送。

聚乙二醇可用于納米粒修飾，XIE等[17]采用納米乳法制備了聚乳酸/聚乙二醇-聚乳酸雜化黃體酮緩釋納米粒，并對其在SD大鼠體內的藥動學進行了研究。結果表明，由于聚乙二醇的修飾，這種緩釋納米粒可以作為小劑量黃體酮緩釋的安全傳遞平臺。

2 炔諾酮

炔諾酮為19-去甲基睪酮衍生物，是一種口服有效的孕激素，主要與炔雌醇合用作為短效口服避孕藥。口服炔諾酮易吸收，經0.5～4 h即可達到血藥濃度峰值。炔諾酮半衰期為5～14 h，血漿蛋白結合率約80%，生物利用度平均為64%。納米制劑技術可進一步提高炔諾酮的生物利用度。為提高生物利用度，提高患者依從性，ALTAANI等[18]制備、表征了以殼聚糖為基礎的口服炔諾酮緩釋/控釋液體藥物制劑(LMF)。具體方法是：炔諾酮包裹在不同濃度的低分子量殼聚糖中，用10%～15%的聚山梨酯80與油酸對聚電解質復合物進行均質化，形成納米乳，平均直徑為(10.5±0.57) nm，包封率為(95.28±1.75)%，每毫升含有炔諾酮145.5 μg。該納米乳可控制炔諾酮從LMF零級釋放96 h，提高了生物利用度。

3 米非司酮

米非司酮為強抗孕激素，能與孕酮受體及糖皮質激素受體結合，對子宮內膜孕酮受體的親和力比黃體酮強5倍，對受孕動物各期妊娠均有引產效應，可作為非手術性抗早孕藥。口服1～3 h后，米非司酮即可達到血藥濃度峰值。其血漿蛋白結合率為98%，生物利用度為70%，消除半衰期約為18 h。納米制劑技術可延長米非司酮釋放，提高米非司酮的生物利用度，進而減少其用藥量。

以DL-丙交酯/乙二醇酯共聚物(PLGA)為原料，HE等[19]制備了含有米非司酮的納米粒子，使米非司酮的釋放持續至少3 d，以提高米非司酮口服生物利用度。含有米非司酮的50/50 PLGA 納米粒子的平均粒徑分別為516 nm和468 nm，20%載藥量時，藥物包封率為75.6%。72 h體外累積釋放米非司酮的50/50 PLGA 納米粒與20%載藥量分別為60%和48%。大鼠體內實驗表明，PLGA納米顆粒可提高米非司酮的生物利用度。

為提高殼聚糖納米粒的生物利用度和抗癌活性，ZHANG等[20]研制了一種基于殼聚糖納米粒的藥物傳遞系統。具體方法是利用殼聚糖與三聚磷酸酯之間的離子凝膠技術，制備了米非司酮負載的殼聚糖納米粒，并優化了制備條件，以獲得更好的包封效率和載藥量。在最佳條件下制備的微球粒徑平均為200 nm。結果表明，米非司酮被成功地包裹在殼聚糖納米粒中，包封效率和載藥量分別為86.6%和43.3%。體外釋放動力學研究表明，米非司酮是由殼聚糖納米粒以緩釋方式釋放的。與游離米非司酮相比，米非司酮-殼聚糖納米粒在多個癌細胞系中顯示出更高的抗癌活性。雄性大鼠口服米非司酮-殼聚糖納米粒的藥動學研究顯示，與米非司酮相比，0～24 h，血液濃度-時間曲線下面積(AUC)增加了3.2倍。這些結果表明，米非司酮-殼聚糖納米粒可以作為米非司酮傳遞系統，提高米非司酮的抗癌活性和生物利用度。

GAO等[21]制備了含有米非司酮和共軛上皮細胞黏附分子抗體(aEpCAM)的可生物降解納米材料作為轉移性癌癥預防劑。流式細胞儀定量檢測和aEpCAM競爭性實驗證明，該功能納米粒能夠特異性靶向作用于結直腸癌細胞，并與細胞培養基或血液中的細胞結合。這種特異性結合導致捕獲細胞下調，并使其進入G0/G1期，顯著抑制癌細胞與內皮細胞間的異質粘附。

4 去氧孕烯

去氧孕烯為口服強效孕激素，其孕激素活性較炔諾酮強18倍。去氧孕烯最大特點是無雄激素作用，還可升高高密度脂蛋白。去氧孕烯本身無活性，進入內臟和肝臟后，去氧孕烯迅速完全代謝為其活性代謝物3-酮基-脫氧炔諾酮，后者在口服后1～3 h即達到血藥濃度峰值，消除半衰期約為16 h。納米制劑技術可有效控制去氧孕烯的釋放。采用乳液溶劑擴散法，LIN等[22]制備了去氧孕烯聚乳酸納米粒，通過單因素和正交設計實驗探討了合成工藝參數，并優化了制備工藝，闡明了其體外釋放特性。結果表明，藥物與材料比、水與有機相比、聚乙烯醇濃度對去氧孕烯包含率有顯著影響。優化后的去氧孕烯聚乳酸納米粒為圓形或球形，平均直徑為209 nm，包含率為79.60%，載藥量為6.81%。去氧孕烯聚乳酸納米粒早期釋放去氧孕烯較快，后期釋放較慢，說明與去氧孕烯相比，納米粒具有明顯的緩釋作用。去氧孕烯納米粒體積小、制備簡單、載藥量高，具有廣闊的應用前景。

5 環丙孕酮醋酸酯

環丙孕酮醋酸酯是一種抗產生男性性征的孕激素，是高效抗雄性激素藥物。口服環丙孕酮醋酸酯50 mg，3 h達到血藥濃度峰值，最大血清濃度約為140 ng·mL-1。納米制劑技術可增加環丙孕酮醋酸酯的吸收，控制其釋放速度。

環丙孕酮醋酸酯與載藥固體脂質納米粒、納米結構脂質載體、納米乳、微球的藥物-顆粒之間存在相互作用，STECOVA等[23]的研究結果表明，與納米結構脂質載體和微球的脂質基質結合后，環丙孕酮醋酸酯的吸收增加了2～3倍，因此用環丙孕酮醋酸酯納米系統局部治療痤瘡和其他皮脂腺疾病是一個不錯的治療選擇。BLASCHKE等[24]也研究了環丙孕酮醋酸酯經皮給藥系統，結果表明納米顆粒作為藥物載體，可增強環丙孕酮醋酸酯經皮給藥。這種增強與藥物分子-脂質載體系統的相互作用密切相關。

采用溶劑擴散蒸發法制備脂質納米粒是一種常用方法，PARISA等[25]制備并探討了不同尺寸范圍的脂質基納米載體用于環丙孕酮醋酸酯的局部給藥。藥物包封率為99.03%，載藥量為1.91%。釋藥研究表明，50%～75%的藥物可在24 h內從納米顆粒釋放。這些脂質納米粒釋放環丙孕酮醋酸酯的速度明顯慢于透析管中游離藥物的滲透速度，證實了該釋放系統能夠控制環丙孕酮醋酸酯的釋放速度。

6 醋酸甲地孕酮

醋酸甲地孕酮屬于17α-羥孕酮類衍生物，是一種高效的合成孕激素類藥物，主要用于晚期乳腺癌和子宮內膜癌的治療，可改善晚期腫瘤患者的食欲和惡病質。2005年7月，美國食品藥品管理局(FDA)批準帕爾制藥公司的醋酸甲地孕酮納米結晶濃口服混懸劑上市，用于治療確診的艾滋病患者厭食、惡病質或無法解釋的體質量明顯下降。但該制劑口服吸收非常有限，受食物影響較大。

通過溶解度、相圖和釋放度的研究，LI等[26]制備了醋酸甲地孕酮納米乳并評價了其與納米結晶濃口服混懸劑的口服生物利用度。在喂食和禁食條件下，對6只雄性狗進行了隨機雙向交叉實驗。結果表明，與醋酸甲地孕酮納米結晶濃口服混懸劑相比，醋酸甲地孕酮納米乳在空腹條件下的口服生物利用度提高了5倍，且在進食后的吸收曲線更穩定。

GUK等[27]開發了納米結晶醋酸甲地孕酮并研究了食物對其藥動學的影響。該研究包括單劑量的禁食(39例)和進食(40例)。在給藥后120 h測量血漿濃度，發現食物可提高生物利用度2.2倍，降低吸收率常數0.58倍。

7 結束語

納米技術已給人類生活帶來了種種變化，引起了比微米技術更為深遠的大規模變革。納米技術在藥學領域中體現了強大的生命力，使藥物生產實現低成本、高效率、自動化、大規模，藥物作用實現器官靶向化。運用納米技術的藥物及其制劑克服了傳統藥物及其制劑的許多缺陷以及無法解決的問題，為新型給藥系統的研究提供了新途徑。納米技術與孕激素藥物的結合，將給孕激素藥物的發展帶來革命性變革。雖然納米技術的許多設備與工藝還處于研發階段，存在諸如粉體團聚、分利分級、生產安全性等問題，但是在以生命科學為主題的21世紀，納米技術必將與藥學科學進一步緊密結合，推動藥學研究的迅速發展。