三、纳米药物载体分类、制备及概述

用纳米粒子作为药物载体可实现靶向输送、缓释给药的目的，这是由于小粒子可以进入很多大粒子难以进入的人体器官组织，如小于50nm的粒子就能穿过肝脏内皮或通过淋巴传送到脾和骨髓，也可能到达肿瘤组织。另外，纳米粒子能越过许多生物屏障到达病灶部位，如透过血-脑屏障把药物送到脑部，通过口服给药可使药物在淋巴结中富集等。具有生物活性的大分子药物（如多肽、蛋白类药物）很难越过生物屏障，用纳米粒子作为载体可克服这一困难，并提高其在体内输送过程中的稳定性。用纳米粒子实现基因非病毒转染，是输送基因药物的有效途径。

（一）纳米粒子的类型

1.纳米脂质体

粒径控制在100nm左右并用亲水性材料如聚乙二醇进行表面修饰的纳米脂质体在静脉注射后兼具“长循环”（long-circulation）和“隐形（stealthy）”或“立体稳定（stereo-stable）”的特点，对减少肝脏巨噬细胞对药物的吞噬、提高药物靶向性、阻碍血液蛋白质成分与磷脂等的结合、延长体内循环时间等具有重要作用。纳米脂质体也可作为载体来改善生物大分子药物经口服或其他给药途径吸收，如透皮纳米柔性脂质体和胰岛素纳米脂质体等。

2.固体脂质纳米粒子

与磷脂为主要成分的脂质体双分子层结构不同，固体脂质纳米粒（solid lipid nanoparticle，SLN）是由多种类脂材料如脂肪酸、脂肪醇及磷脂等形成的固体颗粒，其性质稳定、制备较简便，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。

3.纳米囊和纳米球

主要由聚乳酸、聚丙交酯-乙交酯、壳聚糖、明胶等生物降解高分子材料制备。可用于包裹亲水性药物，也可包裹疏水性药物。根据材料的性能，适合于不同给药途径，如静脉注射的靶向作用、肌内注射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。

4.聚合物胶束

这是近几年正在发展的一类新型的纳米载体，可有目标地合成水溶性嵌段共聚物或接枝共聚物，使之同时具有亲水性基团和疏水性基团，在水中溶解后自发形成高分子胶束（polymeric micelles），完成对药物的增溶和包裹，因为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，亲水性的外壳还具备“隐形”的特点。目前研究较多的是聚乳酸与聚乙二醇的嵌段共聚物，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。

5.纳米药物

在表面活性剂和水等附加剂存在下直接将药物粉碎加工成纳米混悬剂（nanosuspension），适合于包括口服、注射等途径给药以提高吸收或靶向性，通过对附加剂的选择可以得到表面性质不同的微粒。特别适合于大剂量的难溶性药物的口服吸收和注射给药，据报道，一种艾滋病治疗药通过制备成具有黏膜黏附性的纳米混悬剂后生物利用度得到显著提高。

（二）纳米粒子的制备方法

纳米粒子的制备方法可分为3类，即溶解（或熔融）分散法、机械粉碎法、化学反应法，其中一些早已在非纳米微粒载体的制备中得到广泛应用。

1.超临界技术

将聚合物或药物溶解在超临界液体中，当该液体通过微小孔径的喷嘴减压雾化时，随着超临界液体的迅速气化，即析出固体纳米粒。该法曾用于相对分子质量在10 000以下的聚乳酸纳米粒的制备，但不适合于更大的聚乳酸。因为大多数药物和载体材料在超临界液体中不溶解，有时可以应用所谓“超临界反溶剂（anti-solvent）”技术，即将聚合物或药物溶解在可与超临界液体相混溶的“反溶剂”中，同时雾化，在高压下超临界流体可以完全吸收“反溶剂”，而析出纳米粒子。

2.聚合法

乳液聚合是一种经典的、常用的高分子合成方法，系将2种互不相溶的溶剂在表面活性剂的作用下形成微乳液，在微乳滴中单体经成核、聚结、团聚、热处理后得纳米粒子。例如把单体烷基腈基丙烯酸酯溶于乳液的分散相，在乳化剂存在下与水形成微乳体系，由引发剂在乳滴或胶束中发生聚合即形成固体纳米粒。影响粒子大小的因素包括pH、乳化剂和稳定剂种类及用量、单体浓度等。

3.凝聚分散法

一些大分子如明胶、阿拉伯胶、壳聚糖、海藻酸钠或两亲性的聚合物等采用单凝聚或复凝聚法制备纳米粒。例如，将含有壳聚糖-PEG嵌段共聚物的水溶液与聚阴离子化合物三聚磷酸钠的水溶液混合，由于相反电荷的结合凝聚成纳米粒子。两亲性的壳聚糖-PEG嵌段共聚物和聚乳酸-聚乙二醇嵌段共聚物或接枝共聚物，则可以在水中直接形成纳米胶束。

4.高压均质法

第一代纳米均质技术是利用研磨设备对药物-表面活性剂溶液进行充分研磨，通常需要数小时甚至数天。第二代技术系利用高压均质设备，在高压下（1.5×10⁵kPa以上）将微粉化药物表面活性剂溶液挤出通过直径约25μm的孔隙，由于被挤流体在孔隙中的动压瞬间极大地增加，而在挤出孔隙时则其静压迅速减小，在室温条件下发生水的剧烈沸腾，产生气穴现象和爆裂，这种爆破力足以使药物微粉进一步崩碎，经过10～20次循环，可得到粒子大小在100～1 000nm、固体含量10%～20%的纳米混悬剂。

5.熔融分散法

主要用于固体脂质纳米粒子（solid lipid nanoparticles，SLN）的制备。 将药物溶解在熔融类脂材料中，在表面活性剂的水溶液中分散和乳化。将得到的粗乳高压匀化成O/W型乳剂，冷却至室温，脂质固化即得。也可将药物溶解在熔融脂质中，待脂质药物混合物固化后，置于液氮或干冰中研磨。在低于脂质熔点5～10℃的温度下，将得到的粉末分散于表面活性剂水溶液中，高压匀化后冷冻干燥或喷雾干燥即得。

6.溶剂蒸发法

该法采用聚合物和药物的有机溶液与水在乳化剂存在下形成稳定乳液，经高压匀乳或超声后，在连续搅拌及一定温度和压力条件下蒸去溶剂即得纳米混悬液或假胶乳（pseudo-latex）。影响粒子大小的因素有乳化剂、相比例、搅拌速度、蒸发速度等。如果需要包裹水溶性药物，则需要制备成W/O/W复乳。

7.乳化/溶剂扩散法

该法是溶剂蒸发法的改进方法。以丙酮或甲醇为“水相”，以不溶于水的有机溶剂如二氯甲烷或氯仿为“油相”，在乳化剂存在下，由于大量“水相”的迅速扩散将“油相”分散成微细液滴，在蒸发溶剂后形成固体纳米粒。该方法不需要均乳或超声，故称为“低能乳化”。

在金属材料和无机材料领域及其专业文献中，还有许多方法，如真空冷凝法、机械粉碎法、气相沉积法、超声雾化法、化学沉淀法等用于纳米粒的制备。一些氧化物也可经溶液、溶胶、凝胶等转变进而固化，再经低温热处理生成纳米粒子。但其中一些方法需要的苛刻条件，如高温、酸、碱等对制备纳米药物或纳米载体不一定适宜。

（三）纳米粒子的载药和表面修饰

1.纳米粒子载药方法

在纳米粒子制备过程中包裹药物或在溶液中吸附药物均是常用的载药方法，一般而言，前一种方法可以得到更高的载药量和包封率。影响包封率和载药量的因素包括材料的性质和药物的性质、pH、药液浓度和聚合物浓度等。例如，聚甲基腈基丙烯酸酯纳米粒对甲氨蝶呤的载药量低于对更生霉素，而烷基碳链越长则对药物的亲和力越强。又如聚异丁基腈基丙烯酸酯纳米粒子对药物的吸附在pH 2.0～7.4范围内符合langmuir吸附机制。大幅度提高载药量或包封率的方法是将药物与聚合物材料形成复合物，例如多柔比星与乳酸/羟基乙酸（PLGA）结合后其纳米粒子包封率和载药量分别达96.6%和3.5%，而采用乳液/溶剂扩散法得到的包封率和载药量仅为6.7%和0.3%。

2.纳米粒子的表面修饰

如前所述，对纳米粒子进行表面修饰可以改变其表面性质和作用，表面修饰用材料有以下3类。

（1）以PEG、PEO、泊洛沙姆为表面修饰材料：

PEG是应用最广泛的微粒表面修饰材料。实现修饰的方法大多是预先将PEG与聚乳酸或磷脂酰胆碱等化学结合，然后再制备纳米粒子。也有的采用疏水键吸附或电性结合的方法。PEG的相对分子质量或包衣厚度及包衣密度对长循环效果有明显影响。以PEG5000修饰的PLA纳米粒子，其衣层厚度约为 4.3nm，以 PEG20000修饰的聚乳酸（PLA）纳米粒，其衣层为7.8nm，前者可以更有效地避免肝脏巨噬细胞的吞噬，二者的效果均优于波洛沙姆188修饰的纳米微粒。

（2）以壳聚糖、环糊精等多糖为表面修饰材料：

除了这些材料的亲水性质可以延长纳米粒子在体内的循环时间和减少巨噬细胞的捕获外，这类物质特别是两亲性的环糊精作为纳米粒子表面修饰剂还可以起到增加药物包封率和载药量的效果。阴离子多糖类聚合物肝素的亲水性部分与聚甲基丙烯酸甲酯结合形成两亲性共聚物纳米粒子，肝素的抗凝活性作用可以阻止血液成分对纳米粒子的黏附以及对抗血浆蛋白质对药物的竞争而延长循环时间。

（3）以聚山梨酯等表面活性剂为表面修饰材料：

大量治疗性药物难以透过血-脑屏障，纳米粒子本身可因脑内皮细胞的内吞作用而进入血-脑屏障，将纳米粒用聚山梨酯80等表面活性剂进行修饰可以进一步增加药物对血-脑屏障的渗透，显著提高脑内药物浓度而减少全身血液循环中的药量。