纳米技术在药物制剂研究中的应用

2022-09-11 版权声明 我要投稿

近年来,药物制剂发展迅速,加上各种新技术的不断产生,纳米技术在各个领域和医药卫生行业应用广泛,大部分的物质在到纳米尺度之后,性能突变可能性大大增加,并且性能多变化为不同分子形式与宏观形势的特殊性能。纳米技术应用于药物制剂,使药物研发进入了新时代,对于人们疾病的治疗,战胜疾病有着极为重要的作用。

1. 几种常用的纳米药物制备技术

(1)机械粉碎法

对于纳米药物制备而言,控制药物颗粒大小、合理控制制药力度,减少粒子团聚现象是关键的一环,对于保证药物使用效果,确保用药的安全性具有重要的意义。目前,机械粉碎法还是比较常见的纳米药物分体制备技术,除了振动磨、气流粉碎机和超声喷雾器外,还研发了超多种新型粉碎技术,如临界流体技术、高压均质法—气穴爆破技术和设备等,高压均质法—气穴爆破法,以高压匀质设备为基础,通过高压挤压出已粉碎化的药物和表面活性剂溶剂,直径为25um。被挤流体在孔隙间的动压瞬间被增大,静压则下降,在室温条件下出现水剧烈沸腾,形成生气穴现象和爆裂,从而让药物被崩碎形成所需要的微粉,在一次又一次的循环作用中得到纳米混悬剂。

(2)物理分散法

制备纳米药物的物理分散法有多种,首先,最简单的乳化溶剂挥发法,具有操作简单方便、提高药物稳定性和延缓药效释放的三个主要优点,由加入药物、形成乳滴、去除溶剂、干燥和回收微球四个步骤组成,第二步乳滴的形成十分关键直接决定了微球的粒径大小和分布。其次,高压乳化法具有制备粉体粒径分布窄而均匀,受外界影响小的优点,利用高压推动液体通过狭缝时的高速率形成的剪切力和空穴力撕开颗粒到微米尺度。最后,溶剂蒸发法利用乳化溶剂将聚合物、药物、有机溶剂、水形成稳定乳液,然后通过高压匀乳与连续搅拌后在一定的压力和温度条件下将溶剂蒸去,最终获得纳米混悬液或者是假胶。

(3)化学合成法

乳化聚合法是常见的高分子合成方法,该方法的原理是利用表面活性剂将两种相互不相溶的溶剂形成微乳液,其中的单体通过核、聚结、团聚和热处理获得纳米药物粉体粒子。目前,乳化聚合法在制备阿苯唑口服纳米球、口服胰岛素毫微球和口服胰岛素聚维酮一脂质体重应用普遍。此外,乳液法也是制备纳米药物时化学合成法的一种,合成时需先将水、表面活性剂以及相关的助表面活性剂混合物加热,温度与脂质温度相同后,于温度高于脂质的熔点下熔将脂质融体加入其中并搅拌均匀,然后按照最佳的比例进行混合,最终获得透明,热力学稳定地微乳体系。

(4)沉淀法

利用沉淀法进行药物制备时,随着不断加快搅拌速度,药物在两相之间获得了更强的融合程度与扩散程度,进而药物能够在溶液中得到更多的粒子晶核数量,过饱和的速度也会大大增加。为了促使药物能够快速成核,就必须要使药物的过饱和程度加强,最为有效的方式就是加大反溶剂和溶剂之间的体积比。对沉淀过程产生直接影响的还有药物的浓度,药物浓度过高或过低都不利于药物的沉淀。例如,药物浓度过高将会导致溶液的黏度增加,药物难以在两相之间充分扩散,不仅无法保证药物的过饱和浓度,同时也无法得到相对均匀的药物颗粒。但是从另一个角度分析,浓度过高的药物溶液中的粒子更容易聚集在一起,粒子增大决定温度降低,进而药物更容易达到过饱和状态。除此之外,我们可以将药物的成核过程看做热量自由释放的过程,也就是说,低温是有利于成核的。相对来说,应用沉淀法更不容易控制晶核的生长速度,纳米粒子一旦控制不住将会长大成为微米粒子,主要的控制参数有五个,分别是溶液的搅拌速度、药物的浓度、反应的温度、稳定剂的选择及用量、反溶剂和溶剂之间的体积比。沉淀法的优点可以主要概括为三个方面:首先,沉淀法的操作更加简单、成本低廉,同时也不需要依靠繁多复杂的设备。其次,沉淀法对能量的消耗更少,有效的防止药物性质发生改变。最后,药物的制备过程更加简单,药物的溶剂速度更快。同样,我们也将沉淀法的缺点概括为以下三个方面:首先沉淀法不适用于均不溶于油水的药物,其次需要对粒子的形成过程进行严格的控制,最后就是容易发生溶剂残留现象,增加了药品污染情况发生的概率。正因如此,目前仍未有通过沉淀法处理生产的药物投入使用,但是这并不影响沉淀法在整个药物制备过程中的应用效果。

2. 纳米技术在药物制剂领域的应用优势

(1)让难溶性药物口服能够更好地吸收

难溶性药物溶解度性能是与其表面积密切相关的,粒子缩小,表面积变大,溶解性能越好,疗效也随之增高。利用纳米技术将水溶性不佳的分子制成纳米颗粒或者制成囊状物,以有效的增加药物的溶解度,这样,也有利于提高药物的生物利用度,也更能改善难溶性药物的口服吸收。将药物粉碎成纳米混悬剂,给药途径可以是口服,也可以是注射,口服纳米粒载药系统,能够防止药物被胃肠道的酸是或酶破坏降解,药物被纳米粒子所包裹,其口服物药物效果更持久,生物利用度也显著更高,与传统药物相比,药物吸收更好,治疗效果也很理想。

(2)靶向和定位释药

纳米技术应用于制药使得药物靶向性通常较高,有着较高的选择性分布作用,且能够增强疗效并减少副作用,在纳米技术的应用下,药物的作用对象从靶器官、靶细胞,已经发展到作用于到胞内靶结构。而纳米粒具有长循环、隐形和立体稳定的特点,用于制药能够显著提高药物的靶向性,并且也是抗肿瘤、抗寄生虫等药物的良好载体。药物和纳米粒子二者形成复合物进入到有机体当中,通过血液循环对病灶,病变进行定位,以完成治疗的目的。如用聚山梨脂80对纳米粒进行表面修饰,提高药物的脑内浓度,有效改善其脑内实质性疾病和脑神经系统疾病的治疗有效性。

(3)生物大分子的特殊载体

作为生物大分子的载体,纳米药物粉体粒子可以用于口服、注射和肺吸入等多种途径,适用于多肽与蛋白质、DNA、齐聚寡核苷酸和基因治疗等各类药物。此外,通过纳米技术将新型基因材料输送到已存在的DNA中,不会引起身体的任何免疫反应。纳米级介孔粉体材料是提供此类输送的良好候选材料,作为药物的纳米载体,携带药物分子进入人体的血液循环,可使药物在无免疫反应的条件下有效发挥治病效果。

(4)改善稳定性

在日常的保管过程中,药物会受到各种各样的影响而产生一定的变化,包括氧气含量、温度变化、阳光照射、空气湿度等等,对药物产生的最为明显的影响就是会明显的降低其药性,当药物还没有作用于目标对象之前,药物就会被人体中的酶所降解,药物的服用效果大打折扣。通过采用纳米制药技术,能够有效的解决药物稳定性不强的问题,充分发挥药性,从根本上提升药物对各种影响因素的抗干扰性能,药性的降低可以忽略不计。

3. 纳米技术常见几种应用剂型

(1)纳米乳液。纳米乳液指的是采用纳米微乳化技术制成的胶体分散体系微粒,微粒的直径为纳米级,并且热力学、动力学稳定。微乳液由水相、油相和表面活性剂等共同构成一种外观透明或半透明的液体稳定体系,使物质或药物在传统生物膜的同时被吸收,促进药物通过皮肤进行吸收,延长药物半衰期,提高生物利用度。例如,坎地沙坦酯服用后在胃肠道中无法完全水解,生物利用度也因此降低,影响血压控制效果,而将坎地沙坦酯制成纳米乳则可以增大胃肠道对其的吸收,从而达到治疗的效果。除此之外,纳米乳在药学领域的应用价值还有更多,例如由纳米乳制成的纳米粒,不仅可以获得均匀的纳米粒,同时可以保护其中的成分,再比如纳米乳可作为一种广谱抗菌剂,有效杀灭细菌、病毒。

(2)纳米凝胶。纳米凝胶是采用纳米技术产生的一种新型纳米载药系统,其原理是利用纳米级聚合物组成水凝胶颗粒,属于一类化学凝胶,由交联共价键形成,还有的是由非共价键形成的物理凝胶,二者都有着姣好的负载能力,稳定性较强,靶向治疗效果的生物利用度较高。

(3)纳米药物结晶。纳米药物结晶运用不同技术将药物转变为纳米微粒,其直径≤1000nm,并且分散为纳米晶体。纳米药物结晶毒性低,并且在所有的药物类型中均较为适用,即便是对水敏感性非常高的药物,也能够采用纳米技术将其制备成纳米结晶。

(4)聚合物纳米粒。聚合物纳米粒主要就是用在肿瘤药物的制备过程中的,在应用纳米技术后,药物能够被包裹着直接进入人体内,并立即开始对癌细胞的主动攻击,同时也能够快速的修复已经受损的细胞。然后利用托外加磁场的技术,在体外帮助病变位置进行转移,达到理想的治疗效果。想要应用聚合物纳米粒,需要对患者体内的病变细胞进行分析,保证整体的药物应用效果,在确保清除有害细胞的同时,防止对正常细胞产生不良影响。同时,应用聚合物纳米粒的吸附作用能够有效的提升药物的靶向性,降低患者出现不良反应的可能性,有利于降低癌变速度,提升药物疗效。

4. 结束语

综上所述,将新型的纳米技术应用到药物制备中,不仅可以有效弥补以往药物制剂中的缺陷,同时改善药物的稳定性、控制药物释放、提升药物利用度和靶向治疗等,促进药物制剂更好地为人类服务。

摘要:目前,由于部分药物的的有效单体成分水溶性不够好,影响药物发挥正常疗效,难以达到预期的理想目标,而纳米技术可以有效改变药物剂型。作为一种新兴科技,纳米技术通过直接操作和安排原子、分子创制新物质,在药学领域的应用使其成为新时代的前沿科学,纳米技术在制药领域的应用具有多种优势,不仅有很强的稳定性,药物利用度高,同时对于患者肠胃不会造成较大的刺激。基于此,本文对药物制剂中纳米技术的应用,纳米药物的制备,以及其用于制药的优势等进行了概述,并对常见的几种应用剂型和优势进行了探讨。

关键词:药物制药,纳米技术,药物利用度,稳定性

参考文献

[1] 盛竹君,徐维平,徐婷娟,金勤玉,吴亚东,杨东梅.纳米技术在难溶性药物制剂研究中的应用[J].广州化工,2016,44(01):13-15.

[2] 张启阳.浅谈纳米技术在药物制剂中的应用[J].中国高新技术企业,2009(02):63-64.

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