第十七章-第三节-靶向制剂.ppt
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1、靶向制剂第一节第一节概述概述一、靶向制剂的定义靶向制剂(targeting drug delivery system,TDDS)又称为靶向给药系统,是通过适当的载体使药物通过局部给药或全身血液循环而选择性浓集定位于靶组织、靶器官、靶细胞或细胞内某靶点的给药系统。特点:与普通制剂相比,靶向制剂最突出的特点是能将治疗药物最大限度地运送到靶区,使治疗药物在靶区浓度达到普通制剂的数倍乃至数百倍,治疗效果明显提高。同时,由于药物的正常组织分布量较之普通制剂减少,药物的毒副作用和不良反应会明显减轻,达到高效低毒的治疗效果,提高药品的安全性、有效性、可靠性和患者的顺应性。理想的靶向制剂首先应该有良好的靶向性
2、,即制剂进入体内后迅速到达靶区,在到达靶区前尽可能少地释放药物,到达靶区后迅速释放药物达到有效药物浓度;其次,靶向制剂以预期的速率释放药物,应尽可能平衡而持久;再次,靶向制剂应具有良好的生物相容性;最后,载体材料应无毒、可生物降解。二、靶向制剂的分类1.按给药途径分类 a.全身作用靶向制剂 b.非全身作用靶向制剂2.按药物作用水平分类一级靶向一级靶向是指到达特定靶组织或靶器官(肝,肾)的靶向制剂,二级靶向二级靶向是指到达特定组织器官的特定部位。(肝中肿瘤部位)三级靶向三级靶向是指将药物输送到特定的细胞内(癌细胞)四级靶向四级靶向是指将药物输送到达病变细胞的某些特定靶点。3.按物理形态分类水不溶
3、性脂质体、微球或纳米粒、固体脂质纳米粒,乳剂水溶性合成高分子、聚N-(2-羟丙基)甲基丙烯酰胺(HPMA),天然高分子 抗体、多糖4.按靶向制剂的靶向动力源动力分类分为被动靶向制剂被动靶向制剂、主动靶向制剂主动靶向制剂和物理化学靶向制剂物理化学靶向制剂(1)被动靶向制剂也称自然靶向或微粒靶向制剂,载药微粒在体内被单核-巨噬细胞系统的巨噬细胞摄取,并通过正常生理过程运送至肝、脾等器官。其靶向性主要取决于其微粒大小。微粒给药系统为载体通过正常的生理过程运送至肝、脾、肺等器官被动靶向微粒静脉注射后,体内分布决定于微粒大小 通常粒径在2.510m时,大部分积集在巨噬细胞;小于3 m时,一般被肝、脾的巨
4、噬细胞摄取;200-400nm的纳米粒集中于肝后迅速被肝清除;小于10nm的纳米粒缓慢积集于骨髓;大于7 m的微粒通常被肺的最小毛细血管床以机械滤过的方式截留,被单核白细胞摄取进入肺组织或肺气泡。被动靶向制剂的载体:生物降解型高分子物质作为载体。蛋白质、脂类、类脂类。给药系统乳剂(有淋巴亲和性)、脂质体、微球和纳米粒(nanoparticale,包括纳米囊nanocapsule和纳米球nanosphere,具有缓释、靶向、保护药物、提高疗效和降低毒副作用的特点)等。4.按靶向制剂的靶向动力源动力分类(2)主动靶向是指用特定配体或受体修饰后的药物微粒给药系统,亲水高分子材料修饰,不被单核吞噬系统
5、识别其上连接有特殊的配体,使其能够与靶细胞的受体结合;PEGPEG化化CellMicro-particles主动靶向制剂与靶细胞受体的结合主动靶向制剂与靶细胞受体的结合(3 3)物理化学靶向是用某些物理和化学方法将药物传输到特定部位发挥药效而达到靶向;磁磁温度温度pHpH4.按靶向制剂的靶向动力源动力分类三、靶向性评价(1)相对摄取率re re(AUCi)p/(AUCi)s(2)靶向效率te te(AUC)靶/(AUC)非靶 药物制剂的te与药物溶液的te相比,说明药物剂靶向性增强的倍数。(3)峰浓度比Ce Ce(Cmax)p/(Cmax)s第二节 被动靶向制剂被动靶向制剂系利用药物载体(dr
6、ug carrier,即将药物导向特定部位的生物惰性载体),使药物被生理过程自然吞噬而实现靶向的制剂。包括脂质体、乳剂、固体酯质纳米粒、微球和纳米粒等。一、脂质体一、脂质体 (一)脂质体的定义及其结构原理 脂质体(liposomes,或称类脂小球,液晶微囊)是指将药物包封于类脂质双分子层形成的薄膜中间所制成的超微型球状体,是一种类似微型胶囊的新剂型。1971年英国莱门(Rymen)等人开始将脂质体用药物载体。脂质体是以磷脂、胆固醇等类脂质为膜材,具有类细胞膜结构,故作为药物的载体,能被单核吞噬细胞系统吞噬,增加药物对淋巴组织的指向性和靶组织的滞留性。1.构成脂质体的主要材料磷脂和胆固醇是细胞膜
7、的天然成分,对机体无毒、无抗原性,完全生物相容,体内能彻底降解。2.脂质体在血液中稳定,可随血液循环流动3.与细胞膜亲和力强,可以增加被包裹药物透过细胞膜的能力。4.根据需要,可以调整处方组成,制备出不同粒径和表面电荷的脂质体,peg修饰,延长血液循环时间。5.载药范围广,可包水溶性药物,也可包脂溶性药物。6.与外部介质隔绝,不易受外部环境影响,提高稳定性。多囊脂多囊脂质体质体单室脂质体单室脂质体多室脂质体多室脂质体1、单室脂质体(unilamellar vesicles,ULV)球径0.02-0.08m为小单室脂质体(single unilamellar vesicles,SUV);0.1-
8、1m为大单室脂质体(large unilamellar vesicles,LUV),水溶性药物的溶液只被一层类脂质双分子层所包封,脂溶性药物则分散于双分子层中。凡经超声波分散的脂质体悬液,绝大部分为单室脂质体。脂质体的分类第十第十二二章章 靶向制剂靶向制剂2、多室脂质体(multilamellar vesicles,MLV)球径 1-5m,有几层脂质双分子层将包含的药物(水溶性药物)的水膜隔开,形成不均匀的聚合体,脂溶性药物则分散于几层分子层中。3、多囊脂质体(Multivesicular vesicles,MVV)球径约0.130.06m,单层状,没有相同的圆心,其内部是由许多大小、形态不一
9、的小囊紧密堆积而成,比单室质体可多包封10倍的药物脂质体结构示意图脂质体结构示意图(一)脂质体的组成与结构组成成分:由类脂质(常用的材料为磷脂和胆固醇)为膜材及其它附加剂组成。结构:由磷脂分子形成的脂质双分子层。即两条疏水链指向内部,亲水基在内外膜的两个表面上,组成的磷脂双层封闭小室。可以是单层也可以是多层的封闭双层结构。外形多为球形、椭圆形等,粒径在几十纳米到几微米之间。磷脂与胆固醇排列成脂质体示意图(二)制备脂质体的材料 制备脂质体的常用膜材主要有磷脂与胆固醇。1、磷脂类 磷脂类包括天然磷脂如卵磷脂、脑磷脂、大豆磷脂以及合成类磷脂如合成二棕榈酰-DL-磷脂酰胆碱、合成磷脂酰丝氨酸。中性磷脂
10、、负电荷磷脂、正电荷磷脂 2、胆固醇 单磷脂也可制脂质体,但稳定性较差,一般加入适量胆固醇;胆固醇具有调节膜流动性的作用,以增加膜的刚性,也称为流动性缓冲剂。脂质体结构原理 脂质体结构原理与由表面活性剂构成的胶团不同,后者是由单分子层组成,而脂质体是由双分子层所组成。磷脂结构通式如下:式中:R1、R2 是疏水链,R由C12C18,可为饱和烃链或不饱和烃链;X为亲水头,X不同,则磷脂命名不同;胆 碱(choline)+磷 脂 酸 磷 脂 酰 胆 碱(phosphati-dylcholine)又称卵磷脂(lecithin)乙醇胺(ethanolamine)+磷脂酸磷脂酰乙醇胺(phosphati-
11、dylethanolamine)(PE)又称脑磷脂(cephain)丝 氨 酸(serine)+磷 脂 酸 磷 脂 酰 丝 氨 酸(phosphatidylserine)甘油(glycerol)+磷脂酸磷脂酰甘油(phosphatidylglycerol)肌醇(inositol)+磷脂酸磷脂酰肌醇(phosphatidylinositol)合成磷脂:二棕榈酰-DL-磷脂酰胆碱(Synthetic dipalmitoyl-DL-phosphatidyl choline 简称DPPC)、二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱(DMPC)等。磷脂酰乙醇胺(PE)结构图脑磷脂磷脂的分子组成图卵磷脂卵磷脂磷脂分子结构图具
12、有亲水和亲油两种基团。若把磷脂的醇溶液倒入水面,醇很快地溶于水中,而磷脂分子则排列在空气-水的界面上,极性部分在水内,而非极性部分则伸向空气中。随着磷脂分子数量的增加,磷脂分子在空气-水界面上布满后,则开始转入水中,被水完全包围时,其极性基团面向外侧的水相,而非极性的烃基彼此面对面形成板状双分子层或球状。第十第十二二章章 靶向制剂靶向制剂胆固醇结构:亲油性较亲水性强。用磷脂与胆固醇作脂质体的膜材时,必须先将类脂质溶于有机溶剂中配成溶液,然后蒸发除去有机溶剂,在器壁上使成匀的类脂质薄膜,此薄膜是由磷脂与胆固醇混合分子相互间隔定向排列的双分子层所组成。磷脂和胆固醇在脂质体中排列形式示意图(二)脂质
13、体的理化性质1.相变温度 脂质体的物理性质与介质温度有密切关系。当温度升高时,脂质体双分子层中的疏水链从有序排列变为无序排列,从而引起一系列变化。如膜厚度减小,流动性增加,产生由胶晶态(固态)向液晶态的转变等。这一转变温度称为相变温度。它取决于磷脂的种类。在相变温度以上,由于脂肪酸链的运动显著增加,膜结构处于“液晶态”,脂质体膜流动性增加,被包裹的药物容易释放。膜的流动性直接影响脂质体的药物释放和稳定性。(二)脂质体的理化性质2.膜的通透性 脂质体的磷脂双分子层膜是脂质体的半透膜,水分子能自由扩散通过,但溶解在水中的不同分子、离子透膜能力差异很大。极性大的或高分子量的化合物一般不容易透过;在水
14、和有机溶剂中溶解度都好的化合物,磷脂膜的屏障作用很弱。带电离子的透膜行为差别很大,质子和羟基离子可以自由穿过膜,原因可能是由于水分子间氢键结合的结果,钾和钠离子跨膜非常慢。不同磷脂分子构成的膜对同一化合物的屏障作用也不同,磷脂脂肪酸链延长,会增加膜的厚度,通透性下降。3.荷电性 含酸性脂质如磷酸酯(PA)和磷酸酰丝氨酸(PS)等的脂质体荷负电,含碱性(氨基)脂质如十八胺等的脂质体荷正电,不含离子的脂质体显电中性。脂质体的表面电荷与其包封率、稳定性、靶器官分布及对靶细胞作用有重要关系。(四)脂质体的制备方法 1、薄膜分散法 将膜材及脂溶性药物溶于氯仿(或其他有机溶剂中)然后将氯仿溶液在烧瓶中旋转
15、蒸发,在瓶内壁上形成一层薄膜;将水溶性药物溶于磷酸盐缓冲液中,加入烧瓶中不断搅拌,即得脂质体。特点:本法制得的脂质体为多室脂质体,其粒径范围多在15m。然后可用各种机械方法(如超声波分散法、高压均质法、高速剪切法)使脂质体挤压制成粒径更小更均匀脂质体。2、注入法 特点:粒径较大,不适宜静脉注射。第十第十二二章章 靶向制剂靶向制剂磷脂与胆固醇磷脂与胆固醇乙醚溶液乙醚溶液有机相有机相注入注入水相水相含表面活性含表面活性剂的水溶液剂的水溶液搅拌搅拌除去有机相后除去有机相后的脂质体溶液的脂质体溶液3 3、逆相蒸发法、逆相蒸发法(将磷脂等膜材溶于有机溶剂如氯仿、乙醚中,加入待包封药物的水溶液(水溶液和有
16、机溶剂按一定比例)进行短时间超声,直到形成稳定的W/O型乳剂,然后减压蒸发除去有机溶剂,达到胶态后,滴加缓冲液,旋转使器壁上的凝胶脱落,减压下继续蒸发,制得水性混悬液,通过凝胶色谱法或超速离心法,除去未包入的药物,即得大单室脂质体。本法特点是包封的药物量大,体积包封率可大于超声波分散法30倍,尤其适合于包封水溶性药物及大分子生物活性物质,如各种抗生素、胰岛素、免疫球蛋白、碱性磷脂酶、核酸等。)逆相蒸发法逆相蒸发法磷脂磷脂胆固醇胆固醇脂溶性药物脂溶性药物有机溶剂有机溶剂水溶性药物水溶性药物磷酸盐缓冲液磷酸盐缓冲液混合混合超超 声声W/O乳剂乳剂蒸发蒸发有机溶剂有机溶剂凝胶凝胶磷酸盐磷酸盐缓冲液缓
17、冲液4 4、超声波分散法、超声波分散法 将水溶性药物溶于磷酸盐缓中,加入磷脂,胆固醇与脂溶性药物共溶于有机溶剂的溶液,搅拌蒸发除去有机溶剂,残液以超声波处理,然后分离出脂质体再混悬于磷酸盐缓冲液中,制成脂质体的混悬型注射剂。特点:经超声波处理大多为单室脂质体5、复乳法 该方法与逆向蒸发法相比,多了一步二次乳化步骤,即将脂质膜材溶于有机溶剂中,药物溶于第1水相。有机相和第1水相混合,形成W/O型乳剂,再将此乳剂加入第2水相中,形成W/O/W型复乳,减压蒸发,除去有机溶剂,即得单室脂质体。2主动载药技术 Remote loading method主动载药技术使得制备高包封率脂质体成为可能,从根本上
18、改变了难以制备高包封率脂质体的局面。但是主动载药技术的应用与药物的结构密切相关,不能推广到任意结构的药物,因而受到了限制。主动载药技术也称为遥控包封装载(remote loading)技术,对于弱碱性的药物可采用pH梯度法、硫酸铵梯度法等,对于弱酸性的药物可采用醋酸钙梯度法等。例 pH梯度法包封阿霉素空白脂质体的制备:以pH为4的300mmol/L枸橼酸水溶液为介质,采用逆相蒸发法或薄膜法制备空白脂质体(脂质体囊泡内部pH为4)。用1mol/L的氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液调节上述空白脂质体混悬液的pH至7.8,使脂质体膜内外形成质子的梯度,即得到脂质体膜的内部为酸性(pH4.0),外部为碱性(p
19、H7.8)的脂质体。将阿霉素用pH7.8的Hepes缓冲液溶解,60C孵育。在60C孵育条件下,将脂质体混悬液与阿霉素溶液混合并轻摇,孵育10-15分钟即可。(2)硫酸铵梯度法硫酸铵梯度法包封脂质体是根据化学平衡移动原理而设计的,空白脂质体包封阿霉素的前提是:(1)脂质体膜可透过分子型药物;(2)离子型化合物较少或几乎不透过脂膜;(3)硫酸阿霉素的溶度积 盐酸阿霉素的溶度积。制备脂薄膜;用高浓度硫酸铵溶液使脂膜水化(hydration);挤压使此混悬液分别通过不同孔径的核子打孔的聚碳酸酯微孔滤膜,较大粒径的脂质体被剪切、“粉碎”成较小粒径的脂质体,这样制备成了空白脂质体。通过透析法或凝胶色谱柱
20、过滤后,除去脂质体囊泡外部的硫酸铵,从而使脂质体囊泡内、外部的硫酸铵浓度形成了浓度梯度差(如1000倍。分子型DOXNH2可透过脂质体膜,则在脂质体膜内、外形成如下平衡,见下图。硫酸铵梯度法(五)脂质体的分离和灭菌1.分包封药物的分离 脂溶性药物能够自发的分配到脂质体的磷脂双分子层中,一般被动载药技术都能得到较高包封率,水溶性药物包入内水相只占很少一部分,必须将未包裹的除去 (1)透析法透析袋内,内外渗透压相同(2)葡聚糖凝胶色谱法2.脂质体的灭菌一般注射液首选的高压蒸汽灭菌法布适合于脂质体的灭菌,因为在103.4kpa、121灭菌可以造成脂质体不可逆转的破坏;射线灭菌也可能造成脂质体膜的破坏
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- 第十七 三节 靶向 制剂
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