脂质体的制备方法ppt课件.ppt

第六节脂质体Liposomes 1 本节要求 1 脂质体的基本概念2 脂质体的组成与结构 与胶团的区别3 脂质体的剂型特点和体内作用特点4 脂质体的制备方法 质量标准 2 MainContents 脂质体 脂质体的应用概况 脂质体的组成和结构特点 脂质体的剂型特点 3 Microparticlesdrugdelieveysystems 4 Macromolecularconjugates 5 脂质体脂质体 liposomes 是将药物包封于类脂质双分子层内形成的微型泡囊 6 脂质体的应用概况 1971年英国莱门等人开始将脂质体用于药物载体 我国自80年代开始进行脂质体的研究工作 7 抗癌药物脂质体 2000年 世界脂质体产品销售额为12亿美元 预测至2005年将达33亿美元 增长率为175 国外已上市的脂质体药物品种有两性霉素 多柔比星和柔红霉素 均为抗癌药物 抗癌药物脂质体是脂质体最重要的应用 目前还有约30种脂质体抗癌药物正在临床试验或等待批准上市 8 脂质体抗癌药物产品及研究进展情况 9 脂质体在主动靶向制剂中的应用 对脂质体来说 将靶向因子 脂质连接物插入含药脂质体的外层脂质分子层中 是一种操作性强的有效的靶向因子连接手段 10 DiagramofsynthesizereactionbetweenWGAandPE 11 Transmissionelectronphotomicrogramsofinsulinliposomesa conventionalliposomes b WGAmodifiedliposomes 12 脂质体在基因治疗中的应用 1987年Felgner等率先用脂质体作为基因转移载体 阳离子脂质体是应用最多的非病毒基因载体 它们一般由带正电荷的脂类与中性脂类按一定的摩尔比组成 阳离子脂质体并不是将DNA包裹在其脂质双分子层中 而是若干阳离子脂质囊泡将DNA链夹在其中 形成片层状结构 13 脂质体基因转移示意图 14 脂质体的组成和结构特点 一脂质体的组成脂质体是由磷脂 胆固醇等为膜材包合而成 这两种成分是形成脂质体双分子层的基础物质 具有良好的生物相容性 1 磷脂类磷脂类包括卵磷脂 脑磷脂 大豆磷脂及合成磷脂等都可以作为脂质体的双分子层物质基础 2 胆固醇胆固醇与磷脂共同构成脂质体基础物质 15 磷脂结构通式 式中 R1 R2是疏水链 R由C12 C18 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 16 17 18 天然磷脂 胆碱 磷脂酸 磷脂酰胆碱 PC 即卵磷脂乙醇胺 磷脂酸 磷脂酰乙醇胺 PE 即脑磷脂丝氨酸 磷脂酸 磷脂酰丝氨酸 PS 合成磷脂 二棕榈酰 DL 磷脂酰胆碱 DPPC 二肉豆蔻酰磷脂酰胆碱 DMPC 等 19 胆固醇结构 20 磷脂和胆固醇分子排列示意图 21 磷脂和胆固醇分子排列 把类脂质的醇溶液倒入水面时 醇很快地溶解于水而类脂分子则排列在空气一水的界面上极性部分在水里 亲油的非极性部分则伸向空气中 当极性类脂分子被水完全包围时极性基团面向两侧的水相 而非极性的烃链彼此面对面缔合成双分子层 22 脂质体双分子层 23 脂质体形成示意图 24 25 脂质体与其包封的药物 26 脂质体半球剖面图 27 结构特点 脂质体结构与由表面活性剂构成的胶团不同 后者是由单分子层组成 脂质体由双分子层组成 micelleliposomesbilayer 28 胶团与脂质体结构 Liposomes Micelles 29 脂质体与胶团区别 30 二脂质体的类型 单室脂质体 SUVs 大单室脂质体 LUVs 多室脂质体 MLVs 大多孔脂质体 MVVs 按结构 脂质体 31 单室脂质体 unilamellarvesicles ULV 球径0 02 0 08 m为小单室脂质体 singleunilamellarvesicles SUV 0 1 1 m为大单室脂质体 largeunilamellarvesicles 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 32 多室脂质体 multilamellarvesicles MLV 球径1 5 m 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 33 大多孔脂质体 Multivesicularvesicles MVV 球径约0 13 0 06 m 单层状 比单室质体可多包封10倍的药物 34 脂质体分类 按结构 35 单室和多室脂质体示意图 36 脂质体电镜照片 37 纳米脂质体呈蓝色乳光 38 二脂质体的类型 按性能 热敏脂质体pH敏感脂质体超声波敏感脂质体光敏脂质体磁性脂质体 特殊性能脂质体 脂质体 一般脂质体 SUVsLUVsMLVsMVVs 39 二脂质体的类型 脂质体 按荷电性 中性脂质体负电性脂质体正电性脂质体 40 三脂质体的理化性质 一 相变温度脂质体膜的性质与介质温度关系密切 当温度升高时 磷脂分子中酰基侧链从有序排列变成无序排列 从而引起膜性质的变化 由胶晶态变成液晶态 膜的横切面增加 双分子层厚度减少 膜流动性增加 发生这种转变时的温度称为相变温度 每种磷脂有其特有的相变温度 41 三脂质体的理化性质 膜的流动性是脂质体的重要性质 流动性与药物释放密切相关 胆固醇被称为膜流动性调节剂 因为低于相变温度时 胆固醇的存在增加了膜的无序性 增加膜的流动性 相变温度以上时 胆固醇减少膜酰基侧链的无序性 减少膜的流动性 42 二 脂质体的荷电性荷电磷脂制备的脂质体荷电 含磷脂酸 PA 和磷脂酰丝氨酸 PS 的脂质体荷负电 含碱基 胺基 磷脂的脂质体荷正电 不含离子的脂质体电中性 按荷电性分类 43 二 脂质体的荷电性阳离子脂质体作为药物的载体比传统脂质体有利 它与带负电的细胞表面有很强的亲合作用 有利于药物的被吸收 阳离子脂质体是应用最多的非病毒基因载体 44 二 脂质体的荷电性某些阳离子脂质体能专一性靶向肺等器官的内皮细胞 药物和阳离子脂质体相互作用时 不仅同样可包埋于脂质体的囊泡内 此外也可由于阳离子脂质体表面的正电荷与带负电荷的药物分子产生静电吸附作用 多肽类药物分子中的疏水结构可插入脂质体的脂双层 形成稳定结构 45 脂质体的剂型特点1脂质体具有生物相容性 46 脂质体的剂型特点 2 制备工艺简单 适宜工业大生产 47 脂质体的剂型特点 3同时装载水溶性和脂溶性药物 48 脂质体的剂型特点 4药物以非共价键结合的方式被包裹 有利于药物释放 5脂质体的物理化学稳定性较差 49 脂质体的体内作用特点 1 体内分布靶向性 被动靶向主动靶向 50 脂质体主动靶向性 脂质体易于连接靶向因子 51 2 药物作用延效性 许多药物在体内由于被迅速代谢或排泄而使其体内作用时间短 将药物包封成脂质体 可减少肾排泄和代谢而延长药物在血液中的滞留时间 使药物在体内缓慢释放 从而延长药物的作用时间 52 3 生物相容性 因脂质体是类似生物膜结构的泡囊 具有很好的细胞亲和性与组织相容性 它可长时间吸附于靶细胞周围 使药物能充分向靶细胞渗透 脂质体也可通过融合进入细胞内 53 4 降低药物毒性 药物被脂质体包封后 主要被单核 巨噬细胞系统的巨噬细胞所吞噬而摄取 且在肝 脾和骨髓等单核 巨噬细胞较丰富的器官中浓集 而使药物在心 肾中累积量比游离药物低得多 54 4 降低药物毒性 如果将对心 肾有毒性的药物或对正常细胞有毒性的抗癌药物包封成脂质体 就可明显降低药物的毒性 两性霉素B对多数哺乳动物的毒性较大 制成两性霉素B脂质体 可使其毒性大大降低而不影响抗真菌活性 55 5 提高药物稳定性 一些不稳定的药物被脂质体包封后可受到脂质体双层膜的保护 如青霉素G或V的钾盐是对酸不稳定的抗生素 口服易被胃酸破坏 制成脂质体则可减少胃酸对其的破坏 提高口服的吸收效果 56 脂质体的制备技术 注入法薄膜分散法超声波分散法逆相蒸发法冷冻干燥法 57 1 注入法 将磷脂与胆固醇等类脂质及脂溶性药物其溶于有机溶剂中 一般多采用乙醚 然后将此药液经注射器缓缓注入加热至50 并用磁力搅拌 的磷酸盐缓冲液 或含有水溶性药物 中 加完后 不断搅拌至乙醚除尽为止 即制得大多孔脂质体 其粒径较大 不适宜静脉注射 再将脂质体混悬液通过高压乳匀机二次 则所得的成品 58 将磷脂 胆固醇等类脂质及脂溶性药物溶于氯仿 或其他有机溶剂中 然后将氯仿溶液在一玻璃瓶中旋转蒸发 在瓶内壁上形成一薄膜 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 2 薄膜分散法 59 2 薄膜分散法 1多用于脂溶性药物脂质体的制备2制备方法简单 脂溶性药物包封率较高3多室脂质体 粒径较大 若需减小粒径 需经超声或高压乳匀处理 60 将水溶性药物溶于磷酸盐缓冲液磷脂 胆固醇与脂溶性药物共溶于有机溶剂的溶液 混合 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 经超声波处理大多为单室脂质体 3 超声波分散法 61 4 逆相蒸发法 将水溶性药物溶于磷酸盐缓冲液磷脂 胆固醇与脂溶性药物共溶于有机溶剂的溶液 混合 超声处理直至形成稳定的W O乳剂减压蒸发除去有机溶剂达到胶态后 加入磷酸盐缓冲液 旋转使器壁上凝胶脱落 继续减压蒸发除去有机溶剂脂质体水性混悬液 62 4 逆相蒸发法 磷脂胆固醇脂溶性药物有机溶剂 水溶性药物磷酸盐缓冲液 混合 63 4 逆相蒸发法 超声 W O乳剂 64 4 逆相蒸发法 W O乳剂 蒸发 有机溶剂 65 4 逆相蒸发法 凝胶 磷酸盐缓冲液 蒸发 有机溶剂 66 4 逆相蒸发法 Liposomes 67 4 逆相蒸发法 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 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 68 5 冷冻干燥法 脂质体亦可用冷冻干燥法制备 对遇热不稳定的药物尤为适宜 先按上述方法制成脂质体悬液后分装于小瓶中 冷冻干燥制成冻干燥制剂 惟全部操作应在无条件菌条件下进行 69 5 冷冻干燥法 Payne用冷冻干燥法制备前体脂质体 它为一干燥且具有良好流动性的颗粒 一旦加水水合 即可分散成等胀的多层脂质体混悬液 适用于静脉给药或用于其它给药途径 另一方法为将脂质吸附于极细的水溶性载体 如粉末氯化钠 山梨醇或其它的聚合糖类 即可形成高度分散的前体脂质体 与水接触时 脂质溶胀而载体迅速溶解 脂质在水相中形成脂质体 70 脂质体的质量评价 1大小与形态观察脂质体的粒径对其性质影响很大 因而测定粒径非常重要 常用方法包括 电镜法 热力学光散射法 Zetasizer3000SH激光测粒仪 MalvernInstrumentsLtd 71 2主药含量测定和释放度测定透析管法和离心法等可用来测定释放度 3包封率测定脂质体包封率的测定方法很多 有离心法 透析法 凝胶柱层析法 导数光谱法等 其中凝胶柱层析法 具有分子筛作用 能使混合物依据分子大小不同而分离 广泛用于脂质体的分离及包封率的测定 72 凝胶柱层析法 用于分离脂质体时 脂质体粒子将首先流出 随后游离药物也会被洗脱下来 因此 游离药物在凝胶柱上保留时间越长 流出越慢 越有利于与脂质体粒子的分离 73 三种凝胶流出曲线图 n 3 74 游离药物在SephadexG 50 100 300 柱上的保留时间较长 从第六流份开始大量流出 而在SephadexG 50 50 100 和SephadexLH 20上均从第三流份开始大量流出 经三种凝胶的洗脱曲线测定 可初步选定用SephadexG 50 100 300 测定包封率 洗脱体积可初步定为10ml 75 包封率计算 重量包封率Qw是指包入脂质体内的药物量与投料量的重量百分比 式中W总 W包和W游 分别表示投料量 包封于脂质体的药量及未包入脂质体的药量 76 2 体积包封率Qv 是指制剂中某类粒子体积V类与总体粒子 总体积百分比 式中V总和V类 分别为脂质体制剂中总体粒子的体积和某类粒子的体积 Qv测定方法有凝胶过滤法和显微镜法等 77 3 药脂包封比 Ew Ew是指一定重量的类脂 包括PC CH等 所包封药物重量的百分比 式中W类脂 处方类脂总量W包 包封药物重量 78 4渗漏率测定 渗漏率表示脂质体贮存期间包封率的变化情况 定义为贮存期包封量的减少与刚制备脂质体的包封量之比式中Q渗 渗漏率 W总游 定期测得游离药物量 W始游 制备当时测得游离药物量 W包 制备当时包封量 W贮 定期测得包封量 79 4渗漏率测定 渗漏率测定方法是一定条件下贮存 灭菌 脂质体 定期 时 取样用测定包封率的方法 主要用凝胶柱层析 测定脂质体包封量或游离药物量与开始包封或游离药物量比较 再由式计算渗漏率 80 5 药物体内分布 通常可以小鼠为受试对象 将脂质体静注给药 测定不同时间血药浓度 并定时处死剖取脏器组织 捣碎分离取样 以同剂量药物作对照 比较各种组织的滞留量 进行动力学处理 以评价脂质体在动物体内的分布 81 5 药物体内分布 脂质体以静脉给药时 能选择地集中于单核 巨噬细胞系统 70 89 集中于肝 脾 如卡氮芥脂质体注射液在小鼠尾静脉注射后卡氮芥主要被肝 脾摄取 40min在肝中达峰值 8h仍保持较高的滞留量 较同一时间的卡氮芥水溶液摄取量提高10倍 82 脂质体的作用机制和给药途径 一 脂质体与细胞的相互作用脂质体属胶体系统 具有靶向和缓释作用 从而可提高药物药效 降低不良反应 脂质体与细胞膜的组成相似 能显著增强细胞摄取 延缓和克服耐药性 脂质体在体内细胞水平上的作用机制有吸附 脂交换 内吞 融合等 83 一 脂质体与细胞的相互作用 1 吸附吸附是脂质体作用的开始 是普通物理吸附 受粒子大小 密度和表面电荷等因素的影响 如脂粒与细胞表面电荷相反 吸附作用大 84 一 脂质体与细胞的相互作用 2 脂交换脂质体的脂类与细胞膜上脂类发生交换 其交换过程包括 脂质体先被细胞吸附 然后在细胞表面蛋白的介导下 特异性交换脂类的极性基团或非特异性地交换酰基链 交换仅发生在脂质体双分子层中外部单分子层和细胞质膜外部的单分子层之间 而脂质体内药物并未进入细胞 脂质体可与血浆中各种组织细胞相互作用进行脂交换 85 一 脂质体与细胞的相互作用 3 内吞内吞作用 endocytosis 是脂质体的主要作用机制 脂质体被单核 巨噬细胞系统细胞 特别是巨噬细胞作为外来异物吞噬 称内吞作用 通过内吞 脂质体能特异地将药物浓集于作用的细胞房室内 也可使不能通过浆膜的药物达到溶酶体内 被动靶向 86 一 脂质体与细胞的相互作用 4 融合融合 fusion 指脂质体的膜材与细胞膜的构成物相似而融合进入细胞内 然后经溶酶体消化释放药物 体外证明脂质体可以将生物活性大分子如酶 DNA 环磷酸腺苷 cAMP mRNA或毒素以细胞融合方式传递到培养细胞内 87 一 脂质体与细胞的相互作用 4 融合对产生耐药的菌株或癌细胞群 用脂质体载药可显著提高抗菌或抗癌效果 大分子药物被包封于脂质体往往可以提高口服药效 溶酶体膜的通透性有限 可阻止大分子药物释放至细胞内其它部位 而脂质体载大分子药物由于融合作用则往往不受限制 88 细胞膜对脂质体的吸附和融合a吸附b融合 89 脂质体的吸附和内吞 90 二 给药途径 脂质体在体内可完全生物降解 一般无毒 脂质体在体内的作用受给药途径的影响 用不同的方法 可制备成各种大小和具有不同表面性质的脂质体 因而脂质体可适用于多种给药途径 91 二 给药途径 1 静脉注射这是脂质体常见的给药途径 脂质体静脉注射后迅速从血液循环中消除 其消除率与脂质体大小及表面所带电荷有关 大的脂质体比小的消除快 92 二 给药途径 2 肌内和皮下注射脂质体经肌内或皮下注射后 一般缓慢从注射部位消除 随后吸收进入淋巴管 最后进入血液循环并广泛分布于肝 脾的单核 巨噬细胞系统细胞中 93 二 给药途径 2 肌内和皮下注射