脂质体综述
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吸收(6):
脂质体与吸收
脂质体结构,前脂尾部,亲水头部
脂质体是由类脂组成的双分子层的空心小球,类脂是一种天然表面活性剂,具有独特的亲水亲油结构.例如卵磷脂,分散在水中时会自发地形成空心的双层球,两亲分子的亲水基定向地指向空心小球的内部和其外表层,亲油基则指向双层结构的中间部分,在球的内部密封亲水的活性成分,而在双层膜的中间则可加载油溶成分.
脂质体可以软化角质,使包封物到达作用的部位,并能在皮肤表面形成保护膜,保湿润肤.正是由于这些优异性能,脂质体在化妆品中的应用已引起人们极大关注,至今欧美已有100多个新型含脂质体的化妆品上市,目前,采用脂质体包埋活性特的产品主要有:包埋beta-胡萝卜素.黄酮类.超氧化物岐化酶{SOD}辅酶Q10和维生素E 及其衍生物等,但是脂质体由于其不稳定性,所封率低,与配方复配难等原因.国内能将此技术应用于生产的企业并不多见.。
脂质体(Liposomes)是由卵磷脂和神经酰胺等制得的脂质体(空心),具有的双分子层结构与皮肤细胞膜结构相同,对皮肤有优良的保湿作用,尤其是包敷了保湿物质如透明质酸、聚葡糖苷等的脂质体是更优秀的保湿性物质。
脂质体(liposome)是一种人工膜。
在水中磷脂分子亲水头部插入水中,脂质体疏水尾部伸向空气,搅动后形成双层脂分子的球形脂质体,直径25~1000nm不等。
脂质体可用于转基因,或制备的药物,利用脂质体可以和细胞膜融合的特点,将药物送入细胞内部生物学定义:当两性分子如磷脂和鞘脂分散于水相时,分子的疏水尾部倾向于聚集在一起,避开水相,而亲水头部暴露在水相,形成具有双分子层结构的的封闭囊泡,称为脂质体。
药剂学定义脂质体(liposome): 系指将药物包封于类脂质双分子层内而形成的微型泡囊体。
脂质体的分类1.脂质体按照所包含类脂质双分子层的层数不同,分为单室脂质体和多室脂质体。
小单室脂质体(SUV):粒径约0.02~0.08μm;大单室脂质体(LUV)为单层大泡囊,粒径在0.1~lμm。
多层双分子层的泡囊称为多室脂质体(MIV),粒径在1~5μm之间。
2.按照结构分:单室脂质体,多室脂质体,多囊脂质体3.按照电荷分:中性脂质体,负电荷脂质体,正电荷脂质体4.按照性能分:一般脂质体,特殊功效脂质体组成和结构脂质体的组成:类脂质(磷脂)及附加剂。
脂质体脂质体如注射给药脂质体的粒径应小于200nm,且分布均匀,呈正态性,跨距宜小。
2、包封率和载药量包封率:包封率=(脂质体中包封的药物/脂质体中药物总量)×100%一般采用葡聚糖凝胶、超速离心法、透析法等分离方法将溶液中游离药物和脂质体分离,分别测定,计算包封率。
通常要求脂质体的药物包封率达80%以上。
载药量:载药量=[脂质体中药物量/(脂质体中药物+载体总量)]×100%载药量的大小直接影响到药物的临床应用剂量,故载药量愈大,愈易满足临床需要。
中药脂质体摘要:药物治疗是肿瘤治疗的重要手段之一,但目前的一线化疗药物因为其毒性作用及多药耐药性限制了其临床应用。
而新型抗癌药物成本高昂、研发周期过长,无法满足临床需要。
因此利用新的剂型如脂质体,以提高药物疗效、降低毒性作用成为了研究的热点关键词:脂质体、肿瘤、靶向性、化疗脂质体(liposomes)是一种类似于生物膜结构的双分子层微小囊泡,可以包裹水溶性和脂溶性药物,主要材料是磷脂和胆固醇。
在给药系统研究领域中,脂质体非常引人瞩目,一是因为所用材料磷脂和胆固醇是生物细胞膜的主要成分,是机体内源性物质,具有良好的生物相容性和可降解性,无毒无免疫原性;二是脂质体的组成结构和生物细胞相似,易与细胞发生吸附、融合、脂交换、内吞而被细胞摄取;三是具有一定的弹性和变形性,比相同粒径的其他类型的纳米粒容易进入病灶组织,如透过肿瘤组织的毛细血管壁进入肿瘤组织[1]。
此外,脂质体表面还很容易进行修饰,如用聚乙二醇(PEG)修饰的长循环脂质体,用对特定组织或细胞有特异结合性的配基进行修饰的主动靶向脂质体,双层脂膜掺入胆酸盐之后形成的柔性脂质体,以及掺入带碱性脂质成分制备的用于基因转染的阳离子脂质体等[2]。
通过选用合适的磷脂成分以及调整磷脂成分、胆固醇的用量比例,还可以制备pH敏感、热敏感的脂质体,利用病变局部pH、温度等的改变而在该处选择性释放药物。
大量试验证据表明,脂质体作为药物载体,具有可以提高药物治疗指数、降低药物毒性、减少副作用、具有靶向性、可缓释长效以减少药物剂量、具脂质体细胞亲和性和组织相容性等特点。
中药脂质体的疗效是由脂质体所包裹的中药成分所决定的,目前脂质体主要用于包裹毒性大、不稳定或吸收效果差的中药,中药脂质体在抗癌、抗菌、免疫调节、酶系统疾病治疗、镇静方面以及肝炎治疗中都有所应用[3]。
脂质体具有的独特分子结构和理化性质使其具有如下特点:①靶向性。
脂质体能选择性地分布于人体内某些组织和器官,俗称药物导弹。
②缓释性。
药物被包在脂质体内,在组织和血液中的扩散速率降低,药物作用的时间延长。
③长效性。
在脂质体双分子层的保护下,药物可避免氧化、降解和破坏,药物的疗效延长。
④无毒性。
脂质体膜与哺乳动物的细胞相似,对机体无免疫原性,不会引起局部组织损伤、不诱发过敏反应。
⑤与细胞有亲和性。
可增加药物通过细胞膜的能力,起到增强疗效的作用。
⑥给药途径多样性。
脂质体不仅可静脉给药,也可通过皮肤、皮下、肌肉、黏膜给药,还可以将脂质体制成涂擦剂、膏剂、口服液等。
⑦可控性。
在制备的过程中,通过改变其表面的性质如颗粒大小、表面电荷等改变脂质体药物的靶向性,从而控制药物在体内的分布[4]。
脂质体的基本成分磷脂的性质是决定脂质体物理稳定性、与药物的相互作用及在体内转运的主要因素。
磷脂由一个头部和两个尾部组成。
头部是磷酸与水溶性分子(R3)如胆碱等酯化而成,再与甘油的一个羟基酯化;尾部是两条脂肪酸链(R1,R2为脂肪酸的烃链)与甘油剩下的两个羟基酯化[5]。
调节脂肪酸链的长度和不饱和度,可以调节脂质双层膜的相转变温度(Tc),改变脂肪酸链的长度和饱和度都可以改变Tc通过这一原理可制得热敏感脂质体;若将R3基团换成亲水性的高分子,如聚乙二醇等,可以增强磷脂亲水端的亲水性以得到长循环脂质体。
通过使用不同类型的磷脂或胆固醇的衍生物,或者引入一些抗体或抗体片断,可以使脂质体具表面电荷或免疫特性,以形成带电荷的脂质体或者免疫脂质体。
因此,按脂质体的结构性能可将脂质体分为被动靶向脂质体和主动靶向脂质体,主动靶向脂质体由于其修饰的方法及部位的不同,主要分为空间稳定脂质体(又称长循环脂质体)、糖基修饰脂质体、热敏脂质体、pH敏感脂质体、免疫脂质体等;按脂质体所带电荷可将其分为阳离子脂质体、阴离子脂质体和中性脂质体。
脂质体质量与原料密切相关.其主要成分是磷脂,常见的是蛋黄卵磷脂和大豆卵磷脂。
前者制备的代价较高,但是稳定性较好,属于饱和链,不易氧化;后者制备相对便宜,但属于不饱和脂肪酸,易于氧化,长期保存或运输较困难。
蛋黄卵磷脂是一个混合物,主要由卵磷脂(磷脂酰胆碱,phsphatidyl cholines,简称PC)、脑磷脂(磷脂酰乙醇胺,phosphatidyl ethanolamines,简称PE)和鞘磷脂(sphingomyelin,简称SPM)组成.精制卵磷脂中PC含量约60%,PE30%,SPM含量很少,仅占1%.本文将冷冻法与溶剂提取法结合,提取蛋黄中的卵磷脂。
得到的卵磷脂金黄色,色泽清纯、明亮为理想效果.由于温度与油脂氧化稳定性形成一定反比关系.经添加抗氧化剂Vit E和真空包装对比,真空包装为贮藏卵磷脂的较好方法。
卵磷脂在相变温度(52℃)处发生断裂.低温下,磷脂膜呈胶态,水解反应需要较高的活化能。
因此,可以在较低温度下贮存卵磷脂[6].一般采取称量、分装、密封的办法在4℃保存/常规制备方法:旋转蒸发法、硫酸铵梯度法、注入法、二次乳化法、冷冻干燥法、脂膜法、薄膜分散法、超声分散法、表面活性剂增溶法、离心法及重建法等等。
Yang等制备了连接曲妥珠单抗(tastuzumab) 的PEG化紫杉醇免疫脂质体(paclitaxel-loaded pegy-lated immunoliposome,PIL)用于乳腺癌的治疗研究。
肿瘤细胞对免疫脂质体的摄取量显著高于单纯的PEG 化紫杉醇脂质体(paclitaxel-loaded pegylated li-posomes,PL),也高于常用药物紫杉醇(taxol)及曲妥珠单抗与PLs的单纯混合物。
对于HER-2表达较高的细胞系如BT-474,PILs的IC50(451.3 nmol/L)低于PLs(1 645.9 nmol/L)甚至是紫杉醇(675.8nmol/L)。
同时,曲妥珠单抗-空脂质体及硫醇化曲妥珠单抗与曲妥珠单抗的抗肿瘤细胞作用无明显差异。
这说明,免疫脂质体表面连接的抗体具有靶向和抗肿瘤的双重功效[7]。
对荷瘤小鼠的在体实验发现,PIL在体内的组织药物浓度与血浆药物浓度之比显著高于对照组。
另外,60 d后测定肿瘤体积发现,PIL组仅分别为紫杉醇与PLs组的25%与42%。
Kim等制备了偶联抗上皮生长因子受体(epidermal growth factor receptor,EGFR)抗体的pH敏感的脂质体(antibody-targeted pH-sensitive lipo-some,Ab-PSL),包埋抗癌药物吉西他滨(gemcit-abine)。
设立Ab-PSL-gem 组(80、160 mg/kg),PSL-gem组(80、160 mg/kg),游离gem组(160 mg/kg)以及空白对照组。
以异体移植人非小细胞肺癌细胞的荷瘤裸鼠为模型,定期尾静脉给药,并测定肿瘤体积。
首次注射1个月后,空白对照组肿瘤体积增加20倍,而Ab-PSL-gem(160 mg/kg)组体积只增加3.26倍(P<0.01),同时比PSL-gem(160 mg/kg)组小2~3倍。
1个月后Ab-PSL-gem组肿瘤体积不再增加,而其他组均有增加。
Ab-PSL-gem组肿瘤体积增长速率显著低于空白对照组,而PSL-gem 组于空白组无明显区别。
通过计算得出Ab-PSL-gem(160mg/kg)组增殖细胞核抗原(proliferating pell nuclearantigen,PCNA)指数明显低于其他组及空白组,而原位末端转移酶标记检测(terminal deoxynucleotidyltransferase-mediated dUTP-biotin nick end labeling as-say,TUNEL)显著高于其他组及空白组。
Barrajón-Catalán等将抗Her-2的单抗trastu-zumab介导载有抗癌药物蜂毒肽的脂质体(lytic im-munoliposomes with trastuzumab,AbDR)用于培养的乳腺癌细胞中,并以空白免疫脂质体及空白溶液对照,发现AbDR对癌细胞生长的抑制效果显著高于其他组,细胞死亡率达30%~40%。
且抑制效果与肿瘤细胞表面Her-2表达量呈正相关。
采用ImageStream技术分析,显示AbDR组所结合细胞数显著高于DR(非免疫脂质体,lytic liposome without anti-body)组。
用荧光显微成像观察发现,在给药1~3h内,肿瘤细胞即发生溶解凋亡[8]。
药物治疗是肿瘤治疗的重要手段之一,但目前的一线化疗药物如氟尿嘧啶(5-fluorouracil)、多柔比星(doxorubicin)、顺铂(cisplatin)等都因为其毒性作用及多药耐药性限制了其临床应用。
而新型抗癌药物成本高昂、研发周期过长,无法满足临床需要。
因此利用新的剂型如免疫脂质体,以提高药物疗效、降低毒性作用成为了研究的热点。
化疗是目前肿瘤治疗的主要手段之一,然而传统的化疗药物在杀死或抑制肿瘤细胞的同时,对正常组织细胞也有较大的伤害。
而免疫脂质体可作为这些药物的载体,改变其传递方式,提高疗效,减小不良反应。
Tseng等将纯化的单抗S5A8连接到小单层脂质体表面的PEG 尾部制成免疫脂质体,包裹多柔比星后与包裹多柔比星的非靶向脂质体的药效进行比较。
结果显示,包裹多柔比星的免疫脂质体延长了药物在小鼠体内循环时间和小鼠的生存时间,提示用此免疫脂质体药物在淋巴瘤治疗中有较好的应用前景[9]。
另一种化疗药物紫杉醇对多种肿瘤具有良好的治疗效果,但严重的不良反应限制了它的应用。
国内有研究者采用新型偶联剂琥珀酰亚胺S-乙酰硫代乙酸脂,将抗人体大肠癌的单抗与载有紫杉醇的脂质体耦联制成免疫脂质体。
体外细胞毒实验结果显示,紫杉醇免疫脂质体对细胞生长的抑制作用有明显的靶向专一性,对人大肠癌细胞的体外杀伤作用优于普通脂质体和游离药物,IC50分别为两者的6.70和88.7倍。
抗神经胶质瘤甲氨蝶呤免疫脂质体,对靶细胞的细胞毒作用较游离的甲氨蝶呤增加100倍[10]。
上述研究表明,免疫脂质体药物肿瘤杀伤性强、不良反应少主要源于脂质体表面单抗的靶向性和肿瘤组织局部药物浓度的提高。
传统的化疗药物对肿瘤细胞的杀伤作用依赖于剂量,一般剂量越大就越有效,但对正常组织细胞的毒性也越大。
通常单抗分子在连接10个左右的药物分子后就失去了活性,但单抗与脂质体连接形成的免疫脂质体却可包裹上千个药物分子,这就使得免疫脂质体能在肿瘤细胞周围形成很高的浓度。
因此,给予小剂量即可达到治疗目的。
文献报道实验显示,丝裂霉素免疫脂质体对肿瘤细胞的杀伤作用明显优于游离丝裂霉素,而毒性只有游离药物得1/3。
免疫脂质体除包裹化疗药物外,也可作为基因片段的载体,其与基因治疗肿瘤中常常采用的病毒载体相比,有以下的优势:脂质体与基因复合过程容易;便于大量生产;因脂质体是非病毒载体,无潜在传染危险,能降解,无免疫原性;可以保护DNA和RNA;脂质体可携带基因达到特定的部位;转染过程方便易行。