中藥載藥納米粒的研究進展

張 婧 羅 云 梁新麗 劉紅寧 趙國巍 廖正根

(江西中醫藥大學現代中藥制劑教育部重點實驗室，南昌，330004)

中藥載藥納米粒的研究進展

張 婧 羅 云 梁新麗 劉紅寧 趙國巍 廖正根

(江西中醫藥大學現代中藥制劑教育部重點實驗室，南昌，330004)

目的：綜述近年來中藥載藥納米粒的有關研究進展。方法：著重從載體材料、表面修飾兩個方面進行介紹。結果：中藥載藥納米粒已有長足發展，但仍存在一些問題。結論：現代中藥納米粒制劑對提高整個中藥制藥行業的科技水平有重要意義。

納米粒；載體材料；表面修飾

納米粒(Nanoparticles，NP)是由天然或合成高分子材料制成的粒徑小于1 μm的固態膠體粒子，藥物可以溶解、包裹于其中或吸附在載體基質上，分為骨架實體型的納米球和膜殼藥庫型的納米囊。納米粒注射制劑不易阻塞血管，可靶向肝、脾、骨髓，納米粒也可由細胞通道或細胞旁路通道途徑透過內皮細胞壁到達靶部位，具有靶向提高療效和降低不良反應的雙重作用[1]，其優點在于[2]：1)提高藥物的穩定性；2)防止藥物在體內的失活或減少對胃腸的刺激性；3)使液態藥物固態化，便于應用和儲存，把疏水性藥物變成親水性；4)緩釋或控釋藥物，尤其對于那些不良反應強、在體內半衰期短和首過作用強的藥物。

近年來隨著人們對納米粒的制備、理化性質考察、生物學評價機制的深入研究和新載體材料的不斷涌現，納米粒給藥系統的應用有了很大發展。我們在本文按中藥納米粒給藥系統的載體材料、表面修飾兩大分類進行綜述，介紹中藥納米粒給藥系統的進展情況。

1 納米粒的載體材料

1.1 聚氰基丙烯酸正丁酯 聚氰基丙烯酸酯(Polyalkylcyanoacrylate，PACA)是生物降解型人工合成的高分子材料。ACA包括氰基丙烯酸甲酯(Methylcyanoacrylate，MCA)、氰基丙烯酸乙酯(Ethyleyanoacrylate，ECA)、氰基丙烯酸正丁酯(n-buthyleyanoacrylate，BCA)、氰基丙烯酸異丁酯(Isobutylcyanoacrylate，IBCA)、氰基丙烯酸異己酯(Isohexyleyanoacrylate，IHCA)等衍生物。隨著烷基鏈的延長，生物降解速度逐漸減慢。

聚氰基丙烯酸正丁酯(Polybutylcyanoacrylate，PBCA)烷基鏈較長，具有適宜的降解周期，且毒性較低，體內耐受性最好。BCA能夠在光、熱和陰離子的引發下進行陰離子聚合，主要采用乳化聚合法和界面聚合法制備。乳化聚合法是將表面活性劑(或/和藥物等)溶于水中，調pH至酸性，室溫攪拌下滴加BCA，BCA在催化下聚合成球，最后調節pH至中性終止反應。該法的優點是制備工藝簡單，利于規模生產，但不適宜酸不穩定藥物的包封，與乳化聚合法相比，界面聚合法適合包封脂溶性藥物，且載藥量較高。

采用乳化聚合法制備包載姜黃素的聚氰基丙烯酸正丁酯納米粒，粒徑約為(185±13.12)nm，表面電位為(50.1±2.08)mv，平均載藥量為1.078%，平均包封率為(94.75±1.54)%。姜黃素納米粒的體外釋藥符合雙相動力學釋藥規律，制得的膠體溶液半年未發現有相分離和絮凝發生，其載藥納米球粒徑和分布無明顯變化[3-4]。

土貝母生藥及其提取物注射劑臨床用于治療各種結核腫瘤及因病毒引起的多種傳染性疣效果良好，其抗癌有效成分TBMS基礎研究表明其抑瘤譜較廣。以安全、無不良反應、可生物降解的α-氰基丙烯酸正丁酯為載體材料，將其制成肝靶向納米粒，納米粒主要分布在肝臟組織中，對肺和肝臟的毒性明顯較注射劑低，血管刺激性較TBMS注射劑大大降低，既達到了肝靶向的目的，同時有助于降低TBMS臨床應用的細胞毒性和刺激性[5]。

1.2 聚乳酸類 聚乳酸及其共聚物是一類生物可降解、生物相容性較好的合成高分子材料，以其作為載體材料制備載藥納米粒，可實現靶向給藥[6]，已被廣泛應用的此類材料有聚乳酸、聚乙醇酸、聚乳酸-聚乙醇酸共聚物、聚乳酸-聚乙二醇共聚物等。通常采用乳化-溶劑揮發法、沉淀法、自乳化法等進行制備[7]，其中，沉淀法因避免了含氯溶劑的使用，減少了對人體的傷害和對環境的污染而被廣泛應用。沉淀法藥物的包載高度依賴藥物的親脂性，故多用于包載脂溶性藥物。但不同的脂溶性藥物包封效果存在較大差異[8-9]。

葫蘆素(Cu)和姜黃素(Cur)做為脂溶性的抗癌中藥，通過沉淀法制備載藥的聚乳酸納米粒，理化性質測定結果顯示Cu-PLA-NP和Cur-PLA-NP的粒徑均在100～200 nm，但包載結果差異很大：Cu-PLA-NP的包封率、載藥量和藥物收率分別為38.53%，2.21%和27.02%，Cur-PLA-NP的包封率、載藥量和藥物收率分別為94.36%，14.35%和91.23%，提示有機相加入水相時的藥物沉淀率及水浴揮發過程中藥物和載體的沉淀速率與藥物的包載效果有重要關系[10]。大黃酸具有抗腫瘤、抗炎、抗菌、抗病毒、抗氧化及調節腎功能等作用，但由于大黃酸水溶性差，生物半衰期短，生物利用度低，限制了其在臨床上的廣泛應用。尚小廣等以聚乳酸為載體材料，采用改良的自乳化溶劑擴散法制備大黃酸聚乳酸納米粒，藥動學數據顯示，大鼠口服大黃酸混懸液和納米粒后AUC0-t分別為(8.077±2.98)和(34.583±3.93)mg·h·L-1，說明NP可以促進大黃酸的吸收，提高其生物利用度。分布方面，t1/2顯著延長，說明NP可以減緩大黃酸的消除速率，這可能是由于NP的持續釋放使得表觀的消除速率變小，總之聚乳酸納米粒可顯著改善大黃酸的藥動學行為，有效提高其口服生物利用度[11]。

黃酮類成分是雪蓮抗炎止痛的主要成分，能夠促進腎上腺皮質激素的合成，不但能顯著提高小鼠免疫功能，對抗風濕性關節炎，還具有抗癌、解痙、降壓和平喘作用。以復乳法制備雪蓮納米粒，雪蓮原料藥溶解于乙二醇中作為內水相，聚乳酸聚乙醇酸共聚物(PLGA)溶解在二氯甲烷-丙酮混和溶劑中作為油相，加入乳化劑形成W/O型初乳后以蒸餾水作為外水相在乳化劑作用下形成復乳。結果得到的納米粒平均粒徑在134 nm，Zeta電位為-8.06，包封率為42.83%，載藥量為2.17%，12 h體外釋放39.57%，得到了性質穩定和具有緩釋功能的雪蓮納米粒[12]。

1.3 殼聚糖 殼聚糖是天然高分子的堿性多糖，不溶于水和有機溶劑，可溶于pH<6.5的稀酸。殼聚糖具有低毒、良好的生物可降解性、生物相容性，使其廣泛應用于生物醫藥和制劑[13]。殼聚糖具有優良的生物黏附性，以殼聚糖制成的納米載體可以延長藥物在吸收部位的保留時間，達到控釋或緩釋的目的[14]。常用殼聚糖納米粒制備方法為復凝聚法、共價交聯法、離子凝膠化法等，其中離子凝膠化法是目前在殼聚糖納米粒的常用制備方法，利用三聚磷酸鈉對殼聚糖進行離子誘導，通過帶負電的磷酸根離子與殼聚糖分子鏈上帶正電的質子化氨基發生分子內和分子間交聯凝膠化，可迅速生成納米粒。甘草酸二銨(Diammonium Glycyrrhizinate，DG)是中藥甘草的有效成分之一，具有較強的抗炎、保護肝細胞膜及改善肝功能的作用。臨床上甘草酸二銨主要以注射劑和膠囊形式應用于伴有丙氨酸氨基轉移酶升高的急、慢性病毒性肝炎、化療引起的肝功能異常及酒精性脂肪肝等的治療。朱云峰等以生物黏附性和生物可降解特征的殼聚糖為載體材料，采用噴霧干燥法制備了甘草酸二銨-殼聚糖納米粒。噴霧干燥機的進口溫度、抽氣機功率和DG與CS比例對DG-CS NP的粒徑影響較大。當進口溫度200 ℃、抽氣機功率60%，DG與CS比例2∶5時，DG-CS NP粒徑為300～600 nm，載藥量為(51.25±1.75)%。DG-CS NP的藥物釋放受環境pH的影響，對潰瘍性結腸炎具有顯著的治療與改善效果[15]。

1.4 白蛋白 白蛋白是常用的天然高分子材料，其優點是化學性質穩定，毒性及刺激性低，無抗原性，有良好的生物相容性和可降解性，可實現靶向和緩釋作用等。白蛋白納米粒的制備方法較多，包括丙酮-熱變性法、噴霧干燥法、pH-凝聚法、乳化-固化技術等[4]。陳娟等人以牛血清白蛋白為載體材料采用去溶劑化-化學交聯法制備馬錢子堿白蛋白納米粒，有望降低馬錢子堿的不良反應，提高馬錢子堿治療關節炎的療效。結果顯示，制得的納米粒平均粒徑為(209.8±3.6)nm，zeta電位-34.49±1.32 mV，納米粒收率90%±3.2%，包封率為60%±2.3%，載藥量為2%±1.2%，體外模擬釋藥結果表明載藥納米粒藥物釋放速率在24 h內持續穩定，藥物釋放達53%后累積釋放率基本不變，提示部分藥物吸附在納米粒表面，另外的藥物可能與白蛋白以新化學鍵的形式結合，只有當白蛋白降解后藥物才能溶出，所以馬錢子堿白蛋白納米粒的累積釋放率達不到100%[16]。

2 納米粒的表面修飾材料

普通納米粒進入機體后，容易被網狀內皮系統的單核巨噬細胞(MPS)吞噬而清除迅速，不易到達靶組織，且與靶細胞結合親和力弱，靶組織中蓄積量少。為了避免藥物被巨噬細胞迅速清除和提高靶組織中藥物含量，從而提高其穩定性、靶向性，可對納米粒表面進行修飾[17]。納米粒表面修飾有兩種主要途徑：一是用修飾材料包裹于納米粒表面；二是修飾材料與載體聚合物經化學鍵合后再制備納米粒。

2.1 聚乙二醇 聚乙二醇是應用最廣泛的納米微粒表面修飾材料，利用其親水性質能在納米膠束表面形成一層水化膜，阻礙調理蛋白與膠束表面的吸附，從而降低網狀內皮系統的攝取。PEG還可以減少粒子表面對蛋白質及酶的吸附，從而減少降解。PEG的相對分子質量或包衣厚度及密度對修飾效果有明顯影響。此外，PEG還可以促進納米粒經派爾氏結轉運[18]。實現修飾的方法包括共價結合、混合制備納米粒或者表面吸附。

羥基喜樹堿是從我國特有的珙垌科喬木――喜樹中分離提取的一種微量生物堿，是拓撲異構酶Ⅰ(TOPO-Ⅰ)抑制劑[19]，具有抗瘤譜廣、無交叉耐藥性的特點，為臨床一線用藥。然而其水不溶脂難溶性、內酯環結構不穩定等因素，使得其臨床應用受到了限制[20]。西娜等合成了聚乙二醇-聚己內酯嵌段共聚物(Polyethyleneglycol Polycaprolatone，PEG-PCL)用1H-NMR對其結構進行了表征，并以此為載體材料，采用溶劑擴散法制備了羥基喜樹兩親性嵌段共聚物納米粒，結果顯示制備的納米粒平均粒徑為164.5 nm，載藥量為5.49%，包封率為83.2%，zeta電位為-26.1 mV，凍干粉劑的穩定性較好，大大增加了HCPT的水溶性。PCL為半結晶狀的高分子材料，選用它作為兩親性共聚物載體的親脂性部分，既可以作為親脂性藥物的儲庫，其所含的結晶狀結構又有利于納米粒形態的穩定[21]。

2.2 RGD肽 RGD肽(RGD Peptide，GRGDNP)是一類含有精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(Arg-Gly-Asp)的短肽[22]，廣泛存在于生物體內，是細胞外多種配體蛋白與整合素結合的位點[23]。含RGD序列的蛋白通過RGD肽與其受體整合素結合，參與細胞間、細胞與細胞間質黏附，并能把細胞外環境和細胞骨架聯系起來，參與多條信號傳導通路的活化。外源性RGD肽與腫瘤細胞表面整合素結合后，可作為體內RGD肽類物質的競爭性抑制劑，參與一系列生物學活動生理和病理過程中發揮重要作用。

蟾毒靈是蟾酥中提取的一種毒性配基之一，具有誘導腫瘤分化和凋亡作用，但蟾毒靈難溶于水，靜脈給藥困難，且不良反應較大口服代謝快，半衰期短，限制了其在腫瘤治療中的應用。殷佩浩通過制備蟾毒靈的mPEG-PLGA-PLL-cRGD納米粒，通過表面修飾RGD，在達到腫瘤組織靶向的同時，實現了腫瘤細胞的靶向。首先PEG修飾作用如上文所述，延長了體內滯留時間，從而增加腫瘤組織的藥物聚集，并利用腫瘤組織的EPR效應，實現納米粒的被動靶向腫瘤組織的功能。更為重要的是，利用腫瘤細胞表面的特異性受體配體結合原理，選擇對大腸癌細胞具有較好靶向功能的RGD肽靶向基團來修飾納米粒，利用RGD肽與其整合素受體介導的細胞黏附達到靶向腫瘤細胞的目的。裸鼠腸癌模型的藥效學研究表明，與生理鹽水組相比，蟾毒靈納米粒組瘤體明顯縮小，蟾毒靈以納米的劑型給藥療效明顯提高，且載藥納米粒經過RGD修飾后瘤體重量明顯減輕、腫瘤生長抑制率明顯提高(P<0.01)[24]。

3 結語

納米粒由于其獨特的優勢而備受人們重視，尤其是在轉運基因、運載多肽和蛋白質藥物、抗腫瘤藥、抗病毒藥方面有著廣闊的應用前景，將納米粒應用于中藥制劑的研發，既有利于中藥劑型優化，又利于提高藥物療效，是納米微粒給藥系統研究的熱點，但是由于中藥體系的復雜性以及納米粒制劑由于載體材料、制備方法等方面產生的問題，中藥載藥納米粒的研究與應用尚處于起步階段，存在不少亟待解決的問題：1)目前報道研究的中藥納米粒制劑多為單一中藥有效成分，或有效成分與化藥的復方制劑，真正以中藥復方協同作用的藥物制劑很少，多數制劑停留在實驗室研制階段。2)納米粒制劑的釋放存在突釋現象，藥物突釋通常是由于藥物未包封在載體內部，而是吸附在粒子表面，微粒載藥量越大，突釋越強且釋藥越快，對于中藥納米粒來說，藥物釋藥快慢與作用靶點、療效發揮有著更為密切的關系，因此需要對中藥納米粒的釋放行為進行考察。隨著納米藥物載體理論、技術的不斷完善，在中醫用藥理論指導下，研究開發安全、可控、穩定、有效的現代中藥納米粒制劑對改變目前中藥制劑低水平重復研究現象，提高整個中藥制藥行業的科技水平有重要意義。

[1]孫丹丹,閆雪生,李百開.納米粒與靶向制劑在抗肝癌藥物中的應用[J].齊魯藥事,2011,30(6):355-357.

[2]張陽德.納米生物技術[M].北京:科學出版社,2005:98-99.

[3]段菁華.姜黃素聚氰基丙烯酸正丁醋納米粒抗癌活性及逆轉多藥耐藥研究[D].長沙：中南大學,2011.

[4]易承學,余江南,徐希明.納米藥物載體在中藥制劑研發中的應用[J].中國中藥雜志,2008,33(16):1936-1940.

[5]孫毅毅,李彤暉,湯臣康,等.土貝母抗癌有效成分肝靶向給藥系統的研究[J].中國中藥雜志,2005,30(11):817-821.

[6]Danhier F,Ansorena E,Silva JM，et al.PLGA-based nanoparticles：An overview of biomedical applications[J].J Control Rel,2012,161:505-522.

[7]張志清,康英,王育紅.聚乳酸納米粒給藥系統研究進展[J].中國醫院藥學雜志,2002,22(9):555-557.

[8]Rodrigues JM,Croft SL,Fessi H,et al.Primaquine-loaded poly(lactide) nanoparticles：physicochemical study and a cute tolerance in mice[J].Int J Pharm,1995,126:253-262.

[9]Verger ML,Fluckiger L,Kim Y,et al.Preparation and characterization of nanoparticles containing an antihypertensive agent[J].Eur J Pharm Biopharm,1998,46(2):137-143.

[10]張繼芬,侯世祥,劉惠蓮.沉淀法制備2種脂溶性抗癌中藥聚乳酸納米粒的載藥過程比較[J].中國中藥雜志,2007,32(4):303-306.

[11]尚小廣,李穎,徐陸忠,等.大黃酸聚乳酸納米粒的制備及大鼠體內藥動學研究[J].中國藥學雜志,2012,47(7):524-528.

[12]趙心怡,沈琦,李明麗,等.復乳法制備雪蓮納米粒的研究[J].時珍國醫國藥,2010,21(7):1726-1727.

[13]Sinha VR,Single AK,Wadhawan S,et al.Chitosan microspheres as a potential carrier for drugs[J].Int J Pharm,2004,274(1-2):1-33.

[14]Ameeduzzafar,Ali J,Bhatnagar A,et al.Chitosan nanoparticles amplify the ocular hypotensive effect of cateolol in rabbits[J].Int J Biol Macromol,2014,65:479-491.

[15]朱云峰,曹青日,楊世林,等.甘草酸二銨-殼聚糖納米粒制備與藥效學評價[J].中國中藥雜志,2010,35(16):2138-2141.

[16]陳娟,陳志鵬,肖璐,等.馬錢子堿白蛋白納米粒的制備與初步評價[J].南京中醫藥大學學報,2011,27(6):555-557.

[17]金英華.納米粒的靶向修飾研究進展[J].醫藥導報,2007,12(12):1473-1476.

[18]陳瑩,平其能.口服載藥納米粒的研究進展[J].藥學進展,2004,28(10):451-455.

[19]Garcia CP,Videla Richardson GA,Romorini L,et al.Topoisomerase I inhibitor，Camptothecin，induces apoptogenic signaling in human embryonic stem cells[J].Stem Cell Res,2014,12(2):400-414.

[20]張力,李蘇,廖海,等.羥基喜樹堿Ⅰ期藥代動力學及人體耐受性臨床研究[J].癌癥,2001,20(12):1391-1395.

[21]西娜,侯連兵.羥基喜樹堿兩親性嵌段共聚物納米粒的制備及性質[J].中藥材,2009,32(4):604-607.

[22]Yu CH,Law JB,Suryana M,et al.Early integrin binding to Arg-Gly-Asp peptide activates actin polymerization and contractile movement that stimulates outward translocation[J].Proc Natl Acad Sci USA,2011,108(51):20585-20590.

[23]Marchini M,Mingozzi M,Colombo R，et al.Cyclic RGD peptidomimetics containing bifunctional diketopiperazine scaffolds as new potent integrin ligands[J].Chemistry,2012,18(20):6195-6207.

[24]殷佩浩.RGD修飾的蟾毒靈多級靶向納米粒的制備及其治療大腸癌的機制研究[D].上海：第二軍醫大學,2012.

(2015-02-02收稿 責任編輯：洪志強)

Development of Nano-particles of Traditional Chinese Medicine

Zhang Jing, Luo Yun, Liang Xinli, Liu Hongning, Zhao Guowei, Liao Zhenggen

(KeyLaboratoryofModernPreparationofTCM,MinistryofEducation,JiangxiUniversityofTraditionalChineseMedicine,18YunwanRoad,WanliDistrict,Nanchang330004,China)

Objective:This is an overview of the development of nano-particles of Traditional Chinese Medicine. Methods: The two aspects of carrier materials and modification materials were introduced. Results: There has been a significant development in nano-particles of Traditional Chinese Medicine, though some obstacle are yet to be overcome. Conclusion: Nano-particles of Traditional Chinese Medicine has important significant for accelerating the development of TCM pharmaceutical industry.

Nano-particles; Carrier materials; Modification materials

國家自然科學基金項目(編號：81202927)；江西省教育廳青年基金項目(編號：GJJ12535、GJJ12536)；江西省衛生廳中醫藥科研計劃(普通)課題(編號：2012A160、2012A157)；江西省青年科學基金(編號：20122BAB215018、20132BAB215022)；江西省科技支撐計劃(編號：20123BBG70181)

張婧(1983—)，女，安徽定遠，副教授，研究方向：中藥藥物新劑型與新技術

廖正根，教授，中藥新劑型與新技術，Tel：(0791)87119011，Fax：(0791)87118658，E-mail：lyzlyg@163.com

R944

A

10.3969/j.issn.1673-7202.2015.03.004