1、納米藥物對藥物療效和毒性的影響報告人：王柳學號：113070861目錄納米藥物 納米藥物的分類納米藥物應用舉例納米藥物的毒性評價412321 納米藥物 納米藥物1是指運用納米技術（特別是納米化制備技術）研究開發的一類新的藥物制劑。作為納米科技中最接近產業化、最具發展前景的方向之一，納米藥物特別是納米抗腫瘤藥物、納米多肽蛋白質藥物，以及非病毒載體基因藥物的納米制劑的研究和開發，已成為當前國際醫藥學界的前沿和熱點。1 楊祥良.納米藥物M.北京：清華大學出版社，2007:1-3.31.1 藥物納米化的主要優勢21. 增加藥物吸收：納米粒徑高度分散，表面積大，有利于增加藥物與吸收部位的生物膜接觸面積。

2、2. 可靶向釋放：載藥納米粒可作為異物而被局勢細胞吞噬，到達網狀內皮系統分布集中的肝、脾的靶部位和連接有配基、抗體、酶底物所在的靶部位。3. 緩釋性：通過調整載體材料種類或配比，可控制藥物的釋放速率，從而制備出具有緩釋特性的納米藥物。4. 增加生物膜的通透性：納米藥物通過內吞等機制進入細胞，易于透皮吸收、易于穿過血腦屏障等。5. 降低藥物的毒副作用2. 吉順莉, 張春燕, 戈延茹. 納米載藥系統的研究進展J. 中國藥業, 2010 (14): 82-83.41.2 理想的納米藥物應該具備： 較高的載藥量30 較高的包封率80 制備和純化方法簡便，易于擴大生產 載體材料可生物降解，低毒或無毒 適

3、當的粒徑與粒形 較長的體內循環時間Drug Content（DC）Encapsulation Efficiency（EE）Encapsulation Yeild（EY）52 納米藥物的分類2.2 納米載體系統：通過納米載體，使藥物以溶解、分散、包裹、吸附、偶聯等方式成為納米分散體。2.2.1 高分子納米粒(polymer nanoparticles,PNP)2.2.2 固體脂質納米粒2.2.3 納米脂質體2.2.4 聚合物膠束 包括高分子納米球和高分子納米囊。藥物被包裹在載體膜內，稱納米囊（nanocapsule）；藥物分散在載體基質中，稱納米球（nanosphere）。 納米囊和納米球主要由

4、聚乳酸、聚丙交酯己交酯、殼聚糖、明膠等高分子材料制備而成。 根據材料的性能，適合于不同給藥途徑，如靜脈注射的靶向作用、肌肉或皮下注射的緩控釋作用。72 納米藥物的分類2.2.2 固體脂質納米粒（solid lipid nanoparticles,SLN） 以固態的天然或合成類脂（各種飽和脂肪酸）作為載體的納米載藥系統，將藥物包裹或夾嵌于類脂核中，制成粒徑約為50nm1000nm的固體膠粒給藥系統。 與PNP相比，SLN的最大特點一是采用生理相溶性好、低毒性的類脂材料，二是可采用已成熟的高壓勻質法實現工業化生產。82 納米藥物的分類多室（層）脂質體（MLV）：粒徑15m 藥物通常溶解在脂質體內的

5、水相，或吸附或溶解在脂質雙分子膜上。102 納米藥物的分類2.2.4 聚合物膠束（polymeric micelles） 聚合物膠束是由一類兩親性共聚物形成的新型納米載藥系統。 聚合物的親水嵌段常用聚乙二醇（PEG），而常用的疏水嵌段包括聚L-賴氨酸、天冬氨酸、聚己內酯等。 親水端可通過修飾（偶聯配體或抗體），使聚合物膠束具有細胞靶向作用。113 納米藥物應用實例3.1 抗腫瘤納米藥物米托蒽醌（MTO）局部注射米托蒽醌固體脂質納米球用于治療乳腺癌與淋巴結轉移瘤4 米托蒽醌（mitoxantrone,MTO）是第二代蒽環類抗生素，屬細胞周期非特異性抗癌藥，通過吸附作用嵌入細胞核酸中，抑制癌細胞核

6、酸的合成而發揮藥效。臨床主要用于急性白血病、各期乳腺癌和惡性淋巴瘤。4 Lu B, Xiong S B, Yang H, et al. Solid lipid nanoparticles of mitoxantrone for local injection against breast cancer and its lymph node metastasesJ. European journal of pharmaceutical sciences, 2006, 28(1): 86-95.123.1 抗腫瘤納米藥物米托蒽醌（MTO）球面設計優化:以山崳酸甘油酯、磷脂、S-40和MTO用量為自

7、變量，包封率、載藥量和體外釋放度為考察指標，經單因素和球面設計優化，繪制若干三維圖和自變量與因變量的關系方程最佳配比：在10ml水相中含有MTO 0.20%山崳酸甘油酯1.0%, 磷脂3.0% S-40 0.5%圖3.1 根據MTO與PC的百分含量預測包封率EY的響應曲面14響應變量預測值觀察值（平均值S.D.）偏差（%）EY(%)89.2187.232.16-2.21DC(%)4.084.180.102.32Q2h(%)9.017.560.19-16.05Q24h(%)36.0025.850.82-28.20t50(d)5.115.251.102.68t50(d)31.0428.384.50

8、-8.563.1 抗腫瘤納米藥物米托蒽醌（MTO）表3.1 比較在最優條件下制備的米托蒽醌脂質納米球響應變量的觀察值與期望值Q：累積釋放率 t：累積釋放速度15組織Cmax (g/g)Tmax (h)aAUC0120 (g/(mL h)MTO-SLNMTO-SolnMTO-SLNMTO-SolnMTO-SLNMTO-Soln腋淋巴結21.729 13.97210.587 2.07572 024 02496.7 1605.41052.3 206.2心臟1.932 0.6742.721 0.73272 024 0208.63 72.8186.60 77.10肝臟3.113 0.8653.706 1

9、.19774 024 0274.84 76.41333.02 107.57脾臟7.164 2.4219.078 2.95072 072 0684.06 231.21991.50 322.24肺2.861 1.0503.000 0.66072 072 0284.62 104.46335.20 73.74腎臟8.174 2.4697.060 2.59872 072 0870.98 293.24790.07 290.753.1 抗腫瘤納米藥物米托蒽醌（MTO）急性毒性： LD50 for MTO-SLN and MTO-Soln was 5.31.0 and5.91.1 mg/kg, respect

10、ively. The results indicated that SLN themselves had some acute toxicity.表3.2 體內分布的藥動學參數17分組MTO劑量(mg/kg)淋巴結大小(mm3)PaMTO-SLN1.041.85 27.42P1 0.05MTO-Soln2.0119.32 57.30P1 0.20空白0186.83 77.71分組MTO劑量(mg/kg)腫瘤大小(mm3)Pa抑制率（%）PaMTO-SLN1.052.27 67.36P1 0.8681.8114.03P2 0.88MTO-Soln2.046.88 31.52P1 0.006682

11、.8611.13空白0351.23 163.8903.1 抗腫瘤納米藥物米托蒽醌（MTO）對MCF-7乳腺癌的抑制實驗【5】抑制P388細胞淋巴轉移實驗綜上所述，米托蒽醌固體脂質納米球確實具有淋巴靶向性，對乳腺癌及淋巴轉移的療效優于原藥。表3.3 抑制腫瘤大小及其抑制百分比表3.4 比較注射或不注射MTO對注射了P388細胞的小鼠的淋巴結大小183.2 抗結核納米藥物利福平（RIF）、異煙肼（INH）、比嗪酰胺（PZA）利福平（rifampicin,RIF）、異煙肼（isoniszid,INH）、比嗪酰胺（pyrazinamide,PZA）利福平、異煙肼、比嗪酰胺屬抗結核藥。作為一線抗結結核病

12、治療藥物，由于治療療程長，患者用藥的依從性差（需每天用藥）、不良反應發生率高（呈劑量依賴性），不僅影響療效，而且易引起多藥耐藥性出現。用納米技術對其進行劑型改造，提高治療指數，減少臨床用藥劑量是克服上述問題的途徑之一。Sharma等6用聚乙交酯-丙交酯poly(lactide-co-glycolide),PLG納米粒作為載體，經多級乳化法對RIF-INH-PZA進行包裹，形成PLG-RIF-INH-PZA納米載藥系（PLG-RIF-INH-PZA-NP） 。5. Sharma A, Pandey R, Sharma S, et al. Chemotherapeutic efficacy of

13、poly (DL-lactide-co-glycolide) nanoparticle encapsulated antitubercular drugs at sub-therapeutic dose against experimental tuberculosisJ. International journal of antimicrobial agents, 2004, 24(6): 599-604.193.2 抗結核納米藥物利福平（RIF）、異煙肼（INH）、比嗪酰胺（PZA）制備方法：將含INH-PZA水溶液加入到含聚合體PLG的二氯甲烷(DCM)中，經超聲乳化，在超聲前將RIF直

14、接加入到DCM中。再初步乳化的溶液加入到含聚乙烯醇(PVA)的水溶液中進行超聲，形成水/油/水乳液。乳液不斷攪拌12h以徹底除去DCM，800010000r/min離心5分鐘，用水洗滌，減壓干燥，即得PLG-RIF-INH-PZA-NP。其粒徑范圍為：186290nm，包封率在55%73%。203.2 抗結核納米藥物利福平（RIF）、異煙肼（INH）、比嗪酰胺（PZA）在豚鼠體內的藥代動力學特征口服裸藥口服載藥PLG-NP治療劑量口服載藥PLG-NP（2/3治療劑量)圖3.4 單劑量口服PLG-RIFINH-PZA-NP和裸藥后血漿藥物濃度時間曲線213.3 納米抗炎藥物阿司匹林阿司匹林納米囊

15、載藥系統為聚乙二醇600（PEG600）與芳香二酯共聚物7PEG600與芳香二酯共聚物的合成6. Kumar R, Chen M H, Parmar V S, et al. Supramolecular assemblies based on copolymers of PEG600 and functionalized aromatic diesters for drug delivery applicationsJ. Journal of the American Chemical Society, 2004, 126(34): 10640-10644.圖3.5 聚乙二醇600與芳香二酯共

16、聚物的合成 223.3 納米抗炎藥物阿司匹林藥理作用動物實驗表明：阿司匹林納米囊制劑與等劑量普通阿司匹林制劑以及空納米囊均具有抗炎作用。以小鼠耳腫脹程度為指標，與模型組相比，其對耳腫脹強度的降低率分別為：62%，32%和18%。圖3.7 阿司匹林PEG納米囊的抗炎作用243.4 納米中藥水飛薊素水飛薊素 水飛薊素(silymarin，SM)是從菊科植物水飛薊中提取得到的黃酮木脂素類化合物，臨床上用于治療慢性肝炎、各種肝損傷、肝纖維化和早期肝硬化等肝病。由于SM難溶于水和一般有機溶劑，口服吸收差，導致口服制劑的生物利用度較低，影響了其臨床療效，因此如何提高其生物利用度，改善臨床療效是制劑研究人員

17、所面臨的重要課題之一。253.4 納米中藥水飛薊素分別測定大鼠口服3種粒度大小的SM-SLN后的血藥濃度，血藥濃度經時曲線如下：圖3.8 血藥濃度經時曲線273.4 納米中藥水飛薊素肝靶向研究取昆明種小鼠120 只，體重（20 2）g，雌雄各半，隨機分為20 組，每組6 只。其中10 組灌胃給予SM-SLN 凍干劑作為實驗組；另外10 組小鼠口服給予水飛薊素混懸液作為對照組，每個時間點1 組，每組6 只小鼠，實驗組和對照組分別于給藥后0 .17 h、0 .33 h、0 .5 h、1 h、 2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h 眼眶取血0 . 8ml處死，全血置肝素化塑料離心管中。

18、迅速解剖處死小鼠取出心、肝、脾、肺、腎、腦各器官，濾紙吸干，精密稱重后，加入適量蒸餾水研成勻漿，備用。全血于10000rpm離心10min，分離血漿，備用。圖3.9 血漿藥物濃度經時曲線283.4 納米中藥水飛薊素靶向效率（ te）：te =（AUC）靶（/ AUC）非靶式中te表示SM-SLN 凍干劑或SM 混懸液對靶器官的選擇性。te大于1 表示制劑對靶器官比某非靶器官有選擇性；te愈大，選擇性越強；SM-SLN 凍干劑的te值與SM 混懸液的te值相比，說明SM-SLN 凍干劑靶向性增強的倍數。表3.6 SM 和SM-SLN 的 te計算結果294 納米藥物的毒性評價4.1 新型阿霉素抗

19、耐藥性隱形脂質體的毒性研究9目的多藥耐藥(multidrug resistance,MDR)是目前臨床腫瘤治療的主要障礙。本文研制了新型阿霉素抗耐藥性隱形脂質體(DARSLs) ,并對其體外細胞毒和體內毒性進行評價。方法采用硫酸銨梯度法將阿霉素(DOX)和維拉帕米(VER)藥物同時包載到隱形脂質體內,制備成DARSLs; 采用耐藥性鼠前列腺腫瘤細胞株MLLB2和人子宮肉瘤細胞株MES2SA /DX5進行體外細胞毒性評價; 采用SD大鼠對阿霉素抗耐藥性隱形脂質體進行體內毒性評價。9王堅成, 劉曉巖, 呂萬良, 等. 新型阿霉素抗耐藥性隱形脂質體的體外細胞毒和體內毒性研究J. 藥學學報, 2005

20、, 40(5): 475-480.304.1 新型阿霉素抗耐藥性隱形脂質體的毒性研究結果：1. 不同阿霉素制劑間細胞毒性的比較IC50 /molL - 1FDFDFV LDLDLVLDFVFDLVDARSLsMLLB2141 330.15 0.03 89 4 0.100 0.010 1.0 0.5 0.30 0.15 0.080 0.020MES2SA /DX52.3 0.40.130 0.0202.1 0.30.140 0.0200.21 0.060.140 0.0200.130 0.010FD：游離DOX ,LD：脂質體包載DOX,FDFV：游離DOX和游離VER 組成的混合液,LDFV：

21、脂質體包載DOX和游離VER組成的混合液,LDLV ：DOX脂質體和VER脂質體組成的混合液)DARSLs：阿霉素抗耐藥性隱形脂質體表4.1 不同劑型阿霉素對MLLB2和MES2SA /DX5細胞的IC50值游離性藥物脂質體型藥物314.1 新型阿霉素抗耐藥性隱形脂質體的毒性研究2. 動物體內全身毒性 在給藥的9 d內,每天記錄動物存活數目和體重。結果發現,在給藥3個劑量后, 游離性藥物FD 或FDFV組動物發生嚴重的體重減輕(圖4.1) ,并且出現30% 50%的死亡率。而接受脂質體制劑給藥組(LDFV和DARSL s)動物,體重減輕情況明顯改善且存活率仍為100%。另外,生理行為學觀察結果

22、顯示游離藥物組中80%動物有不同程度的腹瀉癥狀發生并且毛發臟亂,而在脂質體制劑組則沒有發現這些特征。圖4.1 注射不同劑型藥物后小鼠的體重變化324.1 新型阿霉素抗耐藥性隱形脂質體的毒性研究3. 透射電子顯微鏡觀察心肌損傷情況圖4.2 分別注射Saline (A) , FD (B) , FDFV (C) , LDFV (D) , DARSL s ( E)后，心肌的顯微圖334.1 新型阿霉素抗耐藥性隱形脂質體的毒性研究結論DARSL s具有相對較低的毒性,且能有效抑制耐藥腫瘤的生長。344 納米藥物的毒性評價4.2 納米藥物對血腦屏障的毒性評價納米粒表面電荷可改變血腦屏障的完整性和通透性10

23、 血腦屏障由于物理和靜電屏障限制治療藥物滲入腦內。制備蜂蠟微乳，使其表面負荷中性、陰性或陽性表面活性劑，采用大鼠腦灌流方法測定血腦屏障的完整性和納米粒腦滲透能力。結果為中性和低濃度陰性納米粒對血腦屏障的完整性無影響，高濃度陰離子納米粒和陽離子納米粒則破壞血腦屏障的完整性。低濃度陰性納米粒的攝入大于同濃度的中性和陽性納米粒。研究結果顯示，中性和低濃度陰性納米粒可作為腦部給藥的藥物載體，陽性納米粒對血腦屏障有中等程度的毒性，納米表面電荷對大腦的毒性和腦分布特征性應加以考慮。 10 Lockman P R, Koziara J M, Mumper R J, et al. Nanoparticle s

24、urface charges alter blood-brain barrier integrity and permeabilityJ. Journal of drug targeting, 2004, 12(9-10): 635-641.354 納米藥物的毒性評價4.3 納米粒的安全性問題 納米粒對環境和人類健康的影響是當前納米科學研究中令人關注的問題，日益受到世界各國的重視。納米粒能夠穿透皮膚，進入肺部，在機體內自由穿梭而不受免疫系統的干擾；金屬納米粒進入肺部而形成矽肺；納米粒可通過嗅球進入大腦而致動物死亡，特氟龍塑料在20nm粒徑時能迅速致大鼠死亡；單壁納米炭管能透過皮膚進入體內，沉淀

25、于肺泡中，誘發炎癥或肉芽腫。由此可見，納米粒進入體內后與機體間存在相互作用，不同直徑的納米粒和不同種類的材料對機體的影響可能是不同的，需要大量的研究來確定。36小結 納米材料給疾病治療治療帶來了新的機遇，展示出誘人的美好前景。但是，如何科學、合理地應用納米材料，也面臨著新的挑戰。如納米材料的新特性對生產者、消費者、公共場所與環境可以引起新的危險。一些納米材料顯示出毒性特征，特別是納米材料與人體或環境相互作用的后果還不清楚。這些危險與不確定性高度提示納米技術應該被視作為雙刃劍，在納米材料被加工成商業化產品之前，應充分研究其生物學效應、作用機制及其毒性的消除措施，為合理利用納米材料奠定理論基礎。3

26、7參考文獻1 楊祥良.納米藥物M.北京：清華大學出版社，2007:1-32 吉順莉, 張春燕, 戈延茹. 納米載藥系統的研究進展J. 中國藥業, 2010 (14): 82-833 平其能. 納米藥物和納米載體系統J. 中國新藥雜志, 2002, 11(1): 42-46. 4 Lu B, Xiong S B, Yang H, et al. Solid lipid nanoparticles of mitoxantrone for local injection against breast cancer and its lymph node metastasesJ. European journal of pharmaceutical sciences, 2006, 28(1): 86-95. 5 Lu B,Xiong S B, Yang H, et al. Mitoxantrone-loaded BSA nanospheres and chitosan nanospheres for local injection against breast cancer and its lymph node metastases. I: Formulation and in vitro characterizationJ. Int J