脂質(zhì)體(Liposome)作為一種藥物傳輸?shù)膭┬?,是一種人工合成膜。它與人體最基本結(jié)構(gòu)和功能單位——"細(xì)胞"的質(zhì)膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常接近,與人體的生理相容性非常好,使其作為一種載藥體系時(shí),人體對其排斥反應(yīng)小。而脂質(zhì)體膜作為人工合成膜的另一優(yōu)勢是,可以進(jìn)行各種功能修飾,從而具備更多的延伸功能,如靶向性、長循環(huán)等。
脂質(zhì)體的膜結(jié)構(gòu)主要由磷脂和膽固醇組成。磷脂作為脂質(zhì)體膜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),由于具有兩親性,親水頭部聚集朝向一側(cè),疏水尾部朝向另一側(cè),形成較為穩(wěn)定的具有雙分子層的封閉囊泡結(jié)構(gòu)。膽固醇在脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)中起穩(wěn)定性作用,當(dāng)環(huán)境條件改變(如溫度、滲透壓、pH等)時(shí),能起到增強(qiáng)脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的作用。
滲透——停留——釋放
脂質(zhì)體在全制備過程中,由于粒徑的大小和分布情況對后續(xù)的穩(wěn)定性、包封率等都有著非常重要的影響。因此,脂質(zhì)體的粒徑控制是脂質(zhì)體制備過程中的基礎(chǔ),也是非常重要的一個環(huán)節(jié)。脂質(zhì)體粒徑控制的方法目前比較多,相對而言要減小粒徑達(dá)到所需要求也比較容易,但是要篩選出一個既穩(wěn)定可靠、又重現(xiàn)性好、還適于生產(chǎn)放大的工藝,仍需費(fèi)一番思量。在諸多方法和設(shè)備中如何去選擇,最終還需依賴脂質(zhì)體的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、自身在研脂質(zhì)體品種的特殊性而決定。
有機(jī)相與水相水化形成脂質(zhì)體后往往其粒徑的大小和分布不符合要求,必須予以適當(dāng)?shù)恼?,也就是我們常說的粒徑控制。而目前可以用于減小粒徑的方式也較多,主要有:超聲波、剪切、均質(zhì)、擠出四種。
超聲波
超聲波的特點(diǎn)在于其輸出能量集中,密度大。適合于小量(一般建議10ml以下)各類脂質(zhì)體樣品的粒徑控制使用,尤其適合于微量的載藥型脂質(zhì)體粒徑控制。
超聲波在用于樣品粒徑控制時(shí),由于距離其探頭遠(yuǎn)近不同的樣品粒子所接收的能量差異較大,導(dǎo)致容器中不同部位的樣品粒子粒徑差異較大。樣品越多,容器越大,此差異就越明顯,不適合于產(chǎn)業(yè)化放大。
所以,在進(jìn)行脂質(zhì)體論文研究或立項(xiàng)階段的可行性研究實(shí)驗(yàn)時(shí),超聲波由于其通用性及成本低的優(yōu)勢,是一個非常理想的選擇方式。而在有產(chǎn)業(yè)化方向或要求的脂質(zhì)體項(xiàng)目研究中,建議選擇其他方式進(jìn)行粒徑控制。
剪切
剪切的原理在于,樣品粒子通過定轉(zhuǎn)子之間的狹窄縫隙中可形成非常劇烈的湍流,并由機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)所傳遞的能量對樣品粒子進(jìn)行高線速度的剪切,使樣品粒子達(dá)到細(xì)化的效果。
剪切設(shè)備在脂肪乳的制備過程中是非常重要的一個設(shè)備,在脂質(zhì)體領(lǐng)域的應(yīng)用相對較少。這是因?yàn)?,脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)較為柔弱,在減小粒徑的過程中需要吸收一定的能量,但能量不能過大,否則容易造成脂膜結(jié)構(gòu)的損壞。而剪切的特點(diǎn)在于能量過大,控制不慎則容易過度,造成脂質(zhì)體的破損。
所以,剪切設(shè)備在應(yīng)用于脂質(zhì)體粒徑控制的時(shí)候,常常需要將剪切技術(shù)和混合、攪拌技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計(jì)特定的容腔結(jié)構(gòu)、定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和縫隙大小,并在工藝過程中對傳質(zhì)、傳熱和力學(xué)(粒子表面張力和應(yīng)力)分析的研究要比較深入,并有理論計(jì)算基礎(chǔ),這樣才能用好。
正是由于這種特殊性,剪切在脂質(zhì)體粒徑控制的應(yīng)用中使用較少,但往往有特殊要求的應(yīng)用場合中會比較有優(yōu)勢,比如:部分特殊被動載藥型脂質(zhì)體、多囊脂質(zhì)體等。
剪切也常常作為一種過程技術(shù),與其他設(shè)備配套使用。如均質(zhì)、擠出。
均質(zhì)技術(shù)的首·次亮相是在1900年巴黎世博會,距今已經(jīng)有一百多年的歷史。均質(zhì)技術(shù)最初設(shè)計(jì)為食品乳化用,用于控制乳制品的粒徑。后來由于均質(zhì)技術(shù)的通用性及其獨(dú)·一·無·二的適于放大的優(yōu)勢,逐漸在制藥行業(yè)中嶄露頭角。國內(nèi)制藥行業(yè)大約20年前引進(jìn)此技術(shù),并已大量用于如:營養(yǎng)性脂肪乳劑、載藥型脂肪乳劑、特殊功能醫(yī)學(xué)食品等領(lǐng)域。
當(dāng)然,均質(zhì)技術(shù)在脂質(zhì)體行業(yè)也有著非常廣泛的應(yīng)用。早期上市脂質(zhì)體品種,如:兩性霉素B、阿霉素,都采用了均質(zhì)技術(shù)作為生產(chǎn)上的核心設(shè)備。均質(zhì)技術(shù)主要有兩種:一種是高壓均質(zhì)技術(shù),一種是微射流技術(shù)。
由于篇幅限制,關(guān)于均質(zhì)技術(shù)在脂質(zhì)體粒徑控制中的應(yīng)用將在下一篇中做詳細(xì)介紹。