)纳米药物
纵原子、分子或原子团、分子团，使其重新排列组合，形成新的具有纳米尺度的物质或结构，进而研究其特性及其实际应用的一门新兴科学与技术。纳米科技自上世纪被提出之后，在材料、冶金、化学化工、医学、环境、食品等各领域均表现出巨大的应用前景。在药物研究领域，由于纳米技术的不断渗透和影响，引发了药物领域一场深远的革命，从而出现了纳米药物这一新名词。纳米药物是指以纳米级高分子纳米粒(nano-particles，NP)、纳米球 (nano．spheres NS)、纳米囊(nano-capsules，NC)等为载体，与药物以一定方式结合在一起后制成的药物，其粒径可能超过100nm，但通常应小于500nm。纳米药物也可以是直接将原料药物加工制成的纳米粒。 由于药物作用于人，所以要求载药材料无毒、生物相容性好、可生物降解。载药材料分为两大类：一类是天然材料如脂类、糖类、蛋白质等；另一类是合成的高分子材料 ，如聚氰基丙烯酸烷酯(PACA，包括甲酯、乙酯、丁酯、异酯 、己酯及异己酯、十六烷基酯)和聚酯 [主要有聚乳酸(PLA)、聚丙交酯 、聚己内酯(PCL)、聚己醇酯、聚羟丁酸、聚羟戊酸等]及其衍生物与共聚物。由这些材料制得的载药纳米粒主要有以下几种。
脂质体 (脂质小囊)是近年研究较多的一种剂型，它制备简单，应用方便，可多用途给药，是一种具有同生物膜性质类似的磷脂双分子层结构载体。脂质体作为药物载体有其独特的优势，包括可保护药物免受降解 、达到靶向部位和减少毒副作用。但是它也存在许多缺陷，如包封率低、脂质体膜易破裂、药物易渗漏 、重复性差、体内不稳定和释药快等。纳米脂质体的制备方法主要有超声分散法、逆相蒸发法等，张磊等用逆相蒸发一超声法制备了胰岛素纳米脂质体，平均粒径为 83．3nm，包封率78．5％。 SLN是以多种类脂材料如脂肪酸、脂肪醇及磷脂 等为载体，将药物包裹于类脂材料中制成固体颗粒。SLN具有一定的缓释作用，主要适合于难溶性药物的包裹，被用作静脉注射或局部给药达到靶向定位和控释作用的载体，能避免药物的降解和泄漏。SLN主要适用于亲脂性药物，用于亲水性药物时存在包封率较低的缺陷。SLN常用高压乳匀法和微乳法制备。杨时成等用高压乳匀法研制的喜树碱固体脂质纳米粒，其平均粒径为196．8nm，载药量为4．77％，包封率 为99．51％。由于植物中提取的喜树碱脂溶性高，制备理想的制剂较困难，而且用乳匀法制备的SLN还普遍存在药物的突释现象，其产生的主要原因是现有高压乳匀法制备时的高温和使用高浓度的表面活性剂。张惠宏等用溶剂扩散法制备了丙酸倍氯米松固体脂质纳米粒，虽在最初3h台药物的突释现象但在随后4d药物的释放明显缓慢，每天释放约为药物总量的6％。实现了药物的控释 。
主要由聚乳酸、聚丙交酯一乙交酯、壳聚糖和明胶等能够生物降解的高分子材料制备，可用于包裹米水性或疏水性药物不同材料的性能适合于不同的给药途径，如静脉注射的靶向作用、肌内或皮下注射的缓控释作用，口服给药的纳米囊和纳米球也可用非降解性材料．如乙基纤维素、丙烯酸树脂等此类载体的制备方法主要有沉淀法 、乳化一溶剂挥发法等 Maria等一7以乳酸一羟基乙酸共聚物(PLA)为载体，用双乳化一溶剂挥发法制备了载有L一门冬酰胺酶的纳米球，在制备过程中采用超声乳化技术将纳米球粒径控制在 200nm左右，包封率达40％：
这是近几年正在发展的一类新型的纳米载体，它同时具有亲水性基团及疏水性基团，在水中溶解后自发形成高分子胶束，并完成对药物的增溶和包裹它具有亲水性外壳及疏水性内核，适合于携带不同性质的药物，且可使药物能逃避单核巨噬细胞的吞噬，即具有“隐形”性 。亲水链 段常用聚乙二醇(PEG)、聚氧乙烯(PEO)、聚氧丙稀等，而疏水链段常
用的有聚乳酸(P)、聚丙交酯一乙交酯、壳聚糖等目前研究较多的是PLA与PEG的嵌段共聚物PLA—PEG，而壳聚糖及其衍生物因其优良的生物降解特性正在受到密切关注等8一采用双乳化法制备了粒径200nm左右的载牛血清白蛋 白纳米粒 ，所用材料为PLA—PEG双亲性共聚物，包封率达48．6％ 纳米药物的粒径使它具有特殊的表面效应和小尺寸效应等，与常规药物相比，它倾粒小、表面反应活性高 、活性中心多、催化效率高 、吸附能力强，因此它具有许多常规药物不具备的优点，它的应用主要在如下方面
作为生物大分子的载体 ，改善难溶性药物的口服吸收
蛋白质 、多肽这类大分子药物 口服后易被胃酸破坏，且在肠道中很容易发生蛋白水解，故难以透过肠壁被机体吸收，现在多采用注射给药，但这常常使病人产生不适，且费用高昂。为此gunia—KubikK等将这一类的药物与VitBl：共价结合．利用VitBl吸收的机制来促进药物从肠道中达到血循环 ，从而促进丁其吸收。纳米技术的应用则更好地解决这个问题，如将VitB ，或叶酸修饰过的纳米粒再与药物结合，不仅能避免药物在肠道中发生蛋白水解，还能使药物在体内循环时增加，从而大大增加了药物的吸收度。纳米载体可携带各种大分子药物，可有口服、注射、吸入等多种给药途径
提高生物利用度，减少用药量，减轻或消除毒副作用
当药物颗粒粒径达到纳米水平时，药物的总表面积大大增加，药物的溶出速率随之提高，与给药部位接触面积增大，提高了单位面积药物浓度。同时由于载药纳米粒较好的黏附性及小粒径，药物与吸收部位的接触时间延长，增加了药物在吸收部位上皮组织黏液层中的浓度，并延长了药物的半衰期，因此提高了药物的生物利用度。载药纳米粒子还可以改变膜运转机制，增加药物对生物膜的通透性，药物有可能通过简单扩散或渗透形式进入生物膜，使溶解度增加。此外，可 对药物进行靶向引导，目标攻击效率的提高会使用药量减少，有可能使得人体对药物的副反应减少到忽略不计的程度，从而在保证药效的条件下有效减少药物的毒副作用。众所周知，阿霉素(DXR)作为一常用抗肿瘤药因其较大的心脏毒性和骨髓抑制作用而限制了其应用、为减轻这种毒副作用，常将其与一些大分子物质如右旋糖酐(DEX)相偶联，但又因这种偶联剂半衰期很短而使疗效大为降低：Mitra等用微乳液法制备了DEX—DXR壳聚糖纳米粒，直径约为(100±10)nm，壳聚糖纳米粒在体内具有较好的长循环特征，利用EPR效应(enhanced permeability and retention ef—fect)可提高药物对肿瘤组织的选择性。将此纳米粒对 J774A．1鼠巨噬细胞移植瘤鼠进行体外实验，结果显示 DEX—DXR壳聚糖纳米粒的毒副作用明显小于单纯的DXR(鼠最大耐受剂量为16 mg·kg～，单纯DEX 为 8 mg·kg )，且有效增加了DXR的抗肿瘤效应[肿瘤大小由(514±6)mm 减小到(170±7．3)m1，而单纯DEX—DXR仅从(453．6±19．99)m1减d,N(284±11．5)mm ]。存活率升高(移植90d后为50％，单纯DEX—DXR为25cX))。 靶向和定位释药(targeting drug system，TDS)
药物靶向性是指药物能高选择地分布于作用对象，从而增强疗效，减少副作用。根据靶向机制的不同，靶向制剂包括被动靶向、主动靶向、物理化学靶向三大类
被动靶向是指通过减少药物在非靶向部位的积聚从而增加靶部位的药物浓度，即自然靶向。载药纳米粒进入体内后作为异物而被巨噬细胞吞噬，到达网状内皮系统(RES)分布集中的肝、脾、肺、骨髓、淋巴等靶部位：对于靶向这些器官的药物来说，这种被动靶向是有利的。但对于靶部位并非这些器官的药物来说，这就大大降低了药物的疗效，并且增加了药物的毒副作用这时就需要用主动靶向使药物能直接到达靶部位，而不被RES所摄取。如抗肿瘤剂可直接作用于癌细胞而不影响正常细胞的功能，心血管用药可直接用于治疗部位而不再通过体循环引起全身反应。
主动靶向的方法主要是利用抗原一抗体或配体一受体结合 ，从而使药物能到达特异性的部位。主动靶向的方法很早就开始应用于抗肿瘤治疗，纳米技术的加入更增加 了药物的主动靶向性。冠脉成形术后再狭窄是一严重的并发症 ，主要是由血管平滑肌细胞(VSM—s)的增殖和迁移而引起。Lanza等利用对VSMCs表位具有特殊靶向性的纳米粒子包载治疗药物进行体外实验，结果显示纳米粒显著抑制了VSMCs的增殖，且药物持续释放时间可达到1周。单克隆抗体较多运 用于主动靶向技术，在载体上连接特异性的单抗，使药物到达期望到达的治疗部位。Zhang等制备了含米托葸醌的纳米粒，并连接有抗C—erbB一2单克隆抗体：免疫学实验证实此单抗具生物学活性，体外实验中能与SK—BR一3人乳腺癌细胞结合。其它一些被认为能与肿瘤发生特异结合的物质如生物素(VitH)、硫胺(VitB )、叶酸等也都能被应用于主动靶向技术。Na等制备了直径约100nm、连接有 VitH的 PA纳米 粒(BPA)，用 RITC标记纳米粒后进行荧光强度分析， 结果显示 BPA 比一般 的 PA纳米粒更易于被 HepG2 细胞吸收，且这种细胞靶向性与Vit H的量有关。
机体有许多天然的生物屏障保护着机体不受损害，如血脑屏障、血眼屏障、细胞生物膜屏障等，但这些 屏障的存在也给一些病变的治疗带来困难。靶向纳米 药物的应用则能使一些药物透过上述屏障而到达特定的部位：有报道用聚氰基丙烯酸丁酯为载体制成DXR纳米粒，用 Polysorbate一80修饰后能携带药物透过血脑屏障。实验证实将此种纳米粒给颅内胶质细胞瘤荷瘤鼠注射后，药物在脑内的浓度明显提高，可达到6g·g，而对照组药物(DXR溶剂、未经修饰DXR纳米粒)脑内浓度小于0.1ttg·g 。此纳米粒有效抑制了肿瘤的生长，80％的实验鼠生存时间超过了半年， 而对照组 鼠在10～20 d内全部死亡。此项技术运用于临床后有望能用药物来治疗一些目前不得不进行手术的疾病，使病人减轻痛苦，降低治疗费用。
主动靶向的方法主要是生物靶向，除此以外还有物理 、化学靶向方法，这些方法主要包括热导向、磁导向和PH导向等。纳米技术结合热疗的新方法已引起广泛重视，热疗能够促进脂质体对肿瘤的特异性靶向。Kong等l1 6l研究了不同
粒径的纳米粒在不同温度下对SKOV-3卵巢癌移植瘤小鼠的不同作用，结果显示热 疗(42℃)能明显增加肿瘤血管的渗透性，使纳米粒外渗到肿瘤间质量大大增加。他认为其机制可能是肿瘤血管的通透性要比正常组织高，因为其血管内皮上存 在有孔径结构，在体温正常时孔径大小约为7～100nm，故大于100 nin的纳米粒均不能透过肿瘤血管 ；而热疗使这些孔径的直径大大增加，使得 400 nm大小的 纳米粒也能外渗到肿瘤组织间隙，从而增加了脂质体对肿瘤的靶向性。也有学者发现用磁性脂质体结合热疗以后能诱导 TNF—a基因的表达，从而发挥抑肿 的最新进展，在外加磁场作用下可引导负载物质在体内定向移动、聚集。磁性微粒有独特的小尺寸效应和界面效应，在体内可逃过吞噬细胞的吞噬，通过其结合的配体的选择性进一步定位于肿瘤细胞而发挥主动靶向作用、协同磁导向作用，可完成对靶部位的选择性导 入。 药物靶向性包括靶器官、靶细胞到最为先进的细胞内靶结构，而这3级靶向治疗的方法均可通过纳米控释系统得以完成。在基因治疗中必须要达到最高的第3层次，即基因治疗必须靶向于细胞核。基因治疗的主要过程是将正常的基因或经修复的基因导向靶部位，来替代原来体内异常的基因。这种疗法从根本上消除了病因，而不像大多数传统的药物只是治疗症状。基因治疗在许多疾病如癌症、感染、心血管病、单基因病(如血友病等)、风湿性关节炎等治疗中有良好的应用前景。纳米技术在基因治疗方面的应用，主要是以纳米粒子作为非病毒性基因载体替代传统的病毒性载体，从而消除了病毒性载体潜在的危险性。此外，在DNA疫苗这一研究领域，纳米粒子也有巨大的应用前景。有报道以壳聚糖纳米粒作为载体替代传统的病毒，它可将质粒DNA制成片剂、乳剂、凝胶，可有各种给药途径如皮内针注射、基枪注射等，从而改善了传统的DNA疫苗只能行肌肉注射的限制。 药物控释
控制释放给药系统(controlled release drug deliv—ery system，CRDDS)是指通过物理、化学等方法改变制剂结构 ，使药物在预定时间内主动按某一速度从制 剂中恒速释放于作用器官或特定靶组织，并使药物浓度较长时间维持在有效浓度内的一类制剂，即具备缓释、控释两大特性。这两种特性可克服普通制剂的“峰谷”现象，使体内药物浓度保持平稳，减少给药次数，提高药效和安全度。
纳米药物要实现缓释，延长体内的循环时间，可通过表面修饰来改变微粒 的表面性质，以达到长循环的效果：纳米粒表面的亲水性与亲脂性将影响到纳米粒与调理蛋白的吸附结合力的大小，从而影响到吞噬细胞对其吞噬的快慢。一般而言，纳米粒的表面亲脂性越大，其对调理蛋白的结合力越强，故要延长纳米粒在体内的循环时间需增加其表面的亲水性，这是对纳米粒进行表面修饰时选择材料的一个必要条件。常用表面活性剂主要是 poloxamer／poloxamine、polymrbates (聚山梨醇酯 )、lmlyoxyethyiencether等_l 。纳米粒的表面电荷影响到纳米粒与体内物质如调理素等的静电作用力，负电荷表面往往使纳米粒相对于正电荷或中性表面在体内更易被清除，而中性表面更适合于延长纳米粒在体内的循环时间，故常用非离子表面活性剂。这类非离子表面活性剂包衣纳米粒长循环的机制被认为是不带电荷，亲水表面的包衣层以及聚合物的立体排阻效应，有效地阻断了巨噬细胞对纳米粒的吞噬过程亲水性的包衣能减少纳米粒对血中成分的吸附，从而降低血浆蛋白的调理作用。表面活性剂吸附层度增加使吞噬细胞的吞噬功能下降，一般认为表面层的厚度大于10nm 能有效发挥空间位阻作用l20]。抗肿瘤药紫杉醇用于临床注射常很困难，因为它水溶性很差 ，故常需使用佐剂，但这样又会引起很大的副作用。有学者将紫杉醇制成两种硬脂酸SLN：Brij78一SL 、F68一SLN，其直径分别在100nm和200nm左右：测得其24 h药物释放缓慢且呈线性，分别为总量的8％和24％，并且药物在血液循环中具长循环性。亲水性材料用于控释药物运输之后，许多聚合物赋行物也被用来研究控制药物释放，如爱兰苔胶能控制药物从亲水性材料中释放的速率。
近年来 ，纳米技术在我国传统的中药研究和应用中已开始受到广泛重视，并诞生了纳米中药这一新概念，在采用纳米技术制造的中药有效成分、有效部位 、原药、复方和新型制剂等方面已取得 了一定的进展。徐辉碧等研究了不同粒径
的石决明(纳米 、微米、常态)的血清微量元素变化，结果显示处于纳米状态(≤100nm)的石决明其性质与微米粒径比较有极显著的差异。他们还研究了不同粒径(≤100 nm、200nm、500nm)的雄黄颗粒对小鼠肉瘤S180的抑制作用，结果示100nm及200nm的雄黄对肿瘤细胞的毒杀作用明显强于500 nm的雄黄，不同粒径(≤100nm、150nm、200nm、500nm)的雄黄颗粒对人脐静脉内皮细胞系EV一304的存活率及诱导凋亡作用也存在明显的尺寸效应。张东生等将中药砒霜(As203)制备成砒霜磁性纳米微球，微球粒径 80～140 nm，药物微球的中心为一磁性微载体，外有用明胶包覆的As203，此种新型中药运载系统可通过区域或介入途径对实体瘤进行治疗，因此克服了目前As203 注射液不适宜治疗实体瘤的缺陷。不仅如此，砒霜磁性纳米微球还具有磁导向功能及有待开发的磁感应控温加热治疗作用。以上研究表明，纳米技术的发展已为我国传统中药的研究带来了新的契机和方法 。 纳米药物是一具有巨大发展前景的新型药物，其在医药领域的发展必将引起疾病诊断和治疗的革命。目前，纳米医药技术的基础理论及纳米药物的制备工艺等还很不完善，纳米技术应用于中药的研究和开发还仅是出现了一些苗头。因此，纳米技术在医药领域中的研究还需做大量的工作，但纳米医药所具有的优越特性预示着它在临床疾病治疗中具有十分广泛的应用前景。
