第四章-靶向制剂与药剂的设计.ppt
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1、 第四章 靶向制剂与药剂的设计掌握靶向制剂的掌握靶向制剂的基本概念基本概念掌握掌握脂质体脂质体的基本概念、原理与制备方法、质量标准,了的基本概念、原理与制备方法、质量标准,了解脂质体制剂的发展方向。解脂质体制剂的发展方向。掌握掌握微球、微囊、微粒、纳米粒、纳米球、纳米囊及乳剂、微球、微囊、微粒、纳米粒、纳米球、纳米囊及乳剂、微乳微乳的基本概念、原理与制备方法、质量标准,了解微粒的基本概念、原理与制备方法、质量标准,了解微粒给药系统的发展方向。给药系统的发展方向。熟悉靶向制剂的熟悉靶向制剂的分类分类熟悉熟悉主动靶向主动靶向和和被动靶向被动靶向的区别,各有何种靶向手段的区别,各有何种靶向手段 In
2、troduction u 靶向给药系统靶向给药系统(target-oriented drug delivery system,TODDS)又称又称靶向制剂靶向制剂:指借助载体、配体或抗体指借助载体、配体或抗体将药物通过局部给药、胃肠道或全身血液循环而选择性地浓集将药物通过局部给药、胃肠道或全身血液循环而选择性地浓集定位于靶组织、靶器官、靶细胞或细胞内结构的给药系统。定位于靶组织、靶器官、靶细胞或细胞内结构的给药系统。target-oriented drug delivery system是二十世纪后期医药学领域的一个热门课题;是二十世纪后期医药学领域的一个热门课题;是一种安全高效的药物传递途径
3、和技术;是一种安全高效的药物传递途径和技术;是促进药物临床应用的关键是促进药物临床应用的关键,已取得了可喜的成果。已取得了可喜的成果。TODDS诞诞生生于于20世世纪纪70年年代代,早早期期TODDS主主要要是是针针对对癌癌症症的的治治疗疗药药物物,但但随随着着研研究究的的深深入入,TODDS已已被被延延伸伸到到“运载运载”多种药品,一诞生就受到了各国药学家的重视。多种药品,一诞生就受到了各国药学家的重视。TODDS 1995年年美美国国靶靶向向制制剂剂的的产产值值已已达达到到数数亿亿美美元元;1984年年日日本本成功研制出成功研制出TODDS药物。药物。我我 国国 于于 20世世 纪纪 80
4、年年 代代 开开 始始 TODDS的的 研研 究究在在脂质体脂质体的制备、稳定性、药效等方面有深入研的制备、稳定性、药效等方面有深入研究,而且在世界上首创了中草药脂质体并投产上市。究,而且在世界上首创了中草药脂质体并投产上市。药物药物-糖蛋白受体结合物糖蛋白受体结合物药物药物-抗体结合物抗体结合物 白蛋白微球白蛋白微球 明胶微球明胶微球 乙基纤维素微球乙基纤维素微球 白蛋白纳米粒白蛋白纳米粒 聚乳酸纳米粒等聚乳酸纳米粒等我国我国TODDS的研究方向的研究方向:靶向制剂(一)概念与特点(一)概念与特点1.概念:概念:靶向制剂(靶向制剂(targeting preperationtargeting
5、 preperation,targeting drug systemtargeting drug system,TDSTDS),),借助载体、配体或抗体将药物通过局部给药、胃肠道或全身血液循环而选择性地浓集于靶组织、靶器官、靶细胞或细胞内结构的制剂。2.特点:特点:可达到特定的组织和器官,使靶部分的药物浓度较高,并维持较长时间;避免药物广泛分布所引起的疗效下降及毒性反应,并减少药物用量;靶向制剂还可以解决药物在其他制剂给药是可能遇到的特定问题,如药剂学不稳定、临床治疗指数低等。(二)靶向制剂的分类1.被动靶向制剂被动靶向制剂(passive targeting systems):):由于载体的
6、粒径、由于载体的粒径、表面性质等特殊性使药物在体内特定靶点或部位富集的制剂。表面性质等特殊性使药物在体内特定靶点或部位富集的制剂。2.主动靶向制剂主动靶向制剂(active targeting systems):):药物载体能对靶组药物载体能对靶组织产生分子特异性相互作用的制剂。织产生分子特异性相互作用的制剂。3.物理化学靶向制剂物理化学靶向制剂(physico-chemical condition responsive delivery systems):):通过设计特定的载体材料和结构,使其能够通过设计特定的载体材料和结构,使其能够响应于某些物理或化学条件而释放药物。响应于某些物理或化学条
7、件而释放药物。按靶向传递机理分类:按靶向传递机理分类:第一级第一级指到达特定的器官或组织;指到达特定的器官或组织;第二级第二级指到达器官或组织内的特定的细胞(如肿瘤细胞而指到达器官或组织内的特定的细胞(如肿瘤细胞而不是正常细胞,肝细胞而不是不是正常细胞,肝细胞而不是Kupffer细胞);细胞);第三级第三级指到达靶细胞内的特定的细胞器。指到达靶细胞内的特定的细胞器。按药物到达部位分类:按药物到达部位分类:(三)被动靶向制剂1 1、被动靶向被动靶向即自然靶向,药物以微粒给药系统为载体即自然靶向,药物以微粒给药系统为载体(microparticles drug delivery systems)(
8、microparticles drug delivery systems)通过正常的生理过程运送至肝、通过正常的生理过程运送至肝、脾、肺等器官脾、肺等器官(三)被动靶向制剂2 2、被动靶向制剂、被动靶向制剂是是采采用用脂脂质质、类类脂脂质质、蛋蛋白白质质、生生物物材材料料等等作作为为载载体体材材料料,将将药药物物包包裹裹或或嵌嵌入入其其中中制制成成各各种种类类型型的的、可可被被不不同同器器官官(组织、细胞组织、细胞)阻留或摄取的胶体或混悬微粒制剂。阻留或摄取的胶体或混悬微粒制剂。迄今,研究最多的迄今,研究最多的被动靶向被动靶向给药制剂是给药制剂是LiposomesMicrospheresMic
9、ro-emulsionsNanoparticlesTODDS分类介绍分类介绍(三)被动靶向制剂2.被动靶向制剂的微粒载体:被动靶向制剂的微粒载体:乳剂乳剂脂质体脂质体微球与微囊微球与微囊纳米粒纳米粒 表表1 1 临床的部分抗癌药被动靶向给药制剂及其载体临床的部分抗癌药被动靶向给药制剂及其载体 药药 物物 载载 体体 靶靶 部部 位位 阿霉素阿霉素 脂质体脂质体 肺癌及胰腺癌、乳腺癌、肺癌及胰腺癌、乳腺癌、直肠癌或多发性骨髓直肠癌或多发性骨髓 淀粉淀粉微球微球 直肠和肝癌直肠和肝癌 聚甲基丙烯酸酯聚甲基丙烯酸酯纳米球纳米球 肝细胞瘤肝细胞瘤平阳霉素平阳霉素 W/O乳剂乳剂 乳腺癌、颈部水囊瘤乳腺
10、癌、颈部水囊瘤 脂质体脂质体 大脑神经蚀质瘤大脑神经蚀质瘤顺顺 铂铂 白蛋白白蛋白微球微球 肝肉瘤肝肉瘤氟尿嘧啶氟尿嘧啶 EC微囊微囊 上颚骨窦癌、鳞状癌肝癌上颚骨窦癌、鳞状癌肝癌 淀粉淀粉微球微球 肝癌肝癌丝裂霉素丝裂霉素 淀粉淀粉微球微球 直肠癌、直肠癌、肝癌肝癌 白蛋白白蛋白微球微球 肝癌肝癌 EC微囊微囊 乳腺癌乳腺癌,宫颈癌宫颈癌,胃癌、肝癌胃癌、肝癌 被动靶向制剂经静脉注射后,在体内的分布首先取决于被动靶向制剂经静脉注射后,在体内的分布首先取决于微粒的粒径大小微粒的粒径大小。通常小于通常小于50nm的纳米囊与纳米球缓慢积集于骨髓;的纳米囊与纳米球缓慢积集于骨髓;小于小于7m时一般被
11、肝、脾中的巨噬细胞摄取;时一般被肝、脾中的巨噬细胞摄取;大于大于7m的微粒通常被肺的最小毛细血管床以机械滤过的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。方式截留,被单核白细胞摄取进入肺组织或肺气泡。被动靶向制剂的体内靶向性被动靶向制剂的体内靶向性TODDS分类介绍分类介绍 被动靶向制剂的体内靶向性被动靶向制剂的体内靶向性 除粒径外,微粒表面的性质除粒径外,微粒表面的性质 如如 荷电性荷电性 疏水性疏水性 表面张力表面张力等等 对药物的体内分布也起着重要作用。对药物的体内分布也起着重要作用。一般而言,表面带负电荷的微粒已被肝脏摄取;一般而言,表面带负
12、电荷的微粒已被肝脏摄取;表面带正电荷的微粒已被肺摄取。表面带正电荷的微粒已被肺摄取。TODDS分类介绍分类介绍(四)主动靶向制剂是用修饰的药物载体作为是用修饰的药物载体作为“导弹导弹”,将药物定向地运送到靶区浓集发挥药效的制剂。将药物定向地运送到靶区浓集发挥药效的制剂。修饰的药物载体制剂修饰的药物载体制剂 前体药物制剂前体药物制剂Modified liposomesModified liposomesModifiedModified micropaticlesmicropaticlesModifiedModified nanoparticlesnanoparticles主主动动靶靶向向制制剂剂
13、是指表面经是指表面经修饰修饰后的药物微粒给药系统,后的药物微粒给药系统,不被单核吞噬系统识别,不被单核吞噬系统识别,其上连接有特殊的配体,其上连接有特殊的配体,使其能够与靶细胞的受体结合。使其能够与靶细胞的受体结合。(四)主动靶向制剂PEGPEG化化修饰的药物载体制剂修饰的药物载体制剂 修饰用配体修饰用配体 受体的配体;受体的配体;单克隆抗体;单克隆抗体;高分子物质(对某些化学物质敏感)高分子物质(对某些化学物质敏感)TODDS分类介绍分类介绍 粒粒径径小小于于4m的的被被动动靶靶向向载载药药微微粒粒表表面面经经受受体体的的配配体体、单单克克隆隆抗抗体体或或 其其他他化化学学物物质质修修饰饰后
14、后,能能避避免免巨巨噬噬细细胞胞的的摄摄取取而而到达特定的靶部位。到达特定的靶部位。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主动靶向制剂与细胞膜受体的结合主动靶向制剂与细胞膜受体的结合凝聚素:凝聚素:能与细胞表面特殊能与细胞表面特殊糖蛋白、糖脂的寡糖结构结糖蛋白、糖脂的寡糖结构结合的天然蛋白合的天然蛋白麦胎凝集素(麦胎凝集素(WGAWGA):在小麦在小麦胚中分离得到的凝集素,对胚中分离得到的凝集素,对N-N-乙酰氨基乙酰氨基(-(-D-)D-)葡萄糖葡萄糖/唾唾液酸专一。液酸专一。每个分子由每个分子由2 2个亚基组成,个亚基组成,每个亚
15、基含有每个亚基含有4 4个结构域和个结构域和2 2个糖结合位点。个糖结合位点。凝集素凝集素最大的特点在于它们能识别糖蛋白和糖肽中,特别是细胞膜中复杂的最大的特点在于它们能识别糖蛋白和糖肽中,特别是细胞膜中复杂的碳水化合物结构,即细胞膜表面的碳脂化合物决定簇。碳水化合物结构,即细胞膜表面的碳脂化合物决定簇。一种凝集素具有对某一种特异性糖基专一性结合的能力,如刀豆素与一种凝集素具有对某一种特异性糖基专一性结合的能力,如刀豆素与D吡喃糖基甘露糖(吡喃糖基甘露糖(DMannopyranosy)结合;麦芽素与结合;麦芽素与N乙酰乙酰糖胺(糖胺(Nacetyl glucosamine)结合。结合。(四)主
16、动靶向制剂1.修饰的微粒载体修饰的微粒载体修饰的脂质体:修饰的脂质体:长循环脂质体免疫脂质体糖基修饰的脂质体叶酸-导向脂质体修饰的微乳修饰的微乳修饰的微球修饰的微球修饰的纳米粒:修饰的纳米粒:聚乙二醇修饰的纳米粒免疫纳米粒2.前体药物和药物大分子复合物前体药物:前体药物:肿瘤靶向前体药物肾靶向前体药物药物大分子复合物药物大分子复合物将药物修饰成前体药物,将药物修饰成前体药物,也能通过在体内特定靶区也能通过在体内特定靶区激活而发挥作用。激活而发挥作用。(五)物理化学靶向制剂物理化学靶向制剂物理化学靶向制剂采用某些物理和化学方法使靶向制剂在特定部位发挥药效的采用某些物理和化学方法使靶向制剂在特定部
17、位发挥药效的制剂。制剂。磁性靶向制剂磁性靶向制剂栓塞靶向制剂栓塞靶向制剂 热敏靶向制剂热敏靶向制剂 pH敏感的靶向制剂敏感的靶向制剂用某些物理化学方法将药物传输用某些物理化学方法将药物传输到特定部位而达到靶向到特定部位而达到靶向磁磁温度温度pHpH(五)物理化学靶向制剂1.磁性靶向制剂:磁性靶向制剂:磁性微球磁性纳米粒2.栓塞靶向制剂栓塞靶向制剂3.pH敏感靶向制剂:敏感靶向制剂:pH敏感脂质体pH-敏感聚合物纳米粒pH敏感的口服结肠定位制剂4.热敏靶向制剂:热敏靶向制剂:热敏脂质体长循环热敏脂质体热敏免疫脂质体热敏纳米粒磁性热敏聚合物微球靶向制剂的载体靶向制剂的载体大分子连接物大分子连接物(
18、macromolecular conjugates)Microparticlessystemsliposomespolymeric nanoparticle block copolymer micelledendrimer(树突体(树突体)大分子连接物大分子连接物大分子连接物大分子连接物(macromolecular conjugates)是指药物与是指药物与大分子载体共价连接。大分子载体共价连接。常用的大分子载体包括合成聚合物及内源性蛋白如人血清白常用的大分子载体包括合成聚合物及内源性蛋白如人血清白蛋白、单抗等。蛋白、单抗等。药物与大分子载体的共价连接应能控制药物释放。药物与大分子载体的共价
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