药剂学课件：纳米乳与亚纳米乳的制备技术

2023/12/3纳米乳1第三节纳米乳与亚纳米乳的制备技术2023/12/3纳米乳2第十六章制剂新技术（II）keypoints一、纳米乳与亚纳米乳概述（纳米乳、亚纳米乳）

乳化剂与助乳化剂纳米乳制备、亚纳米乳制备

质量评价2023/12/3纳米乳3第十六章制剂新技术（II）keypoints二、微囊与微球概述、药物微囊化目的、囊心、囊材微囊制备（单凝聚法、复凝聚法等）微球制备（明胶、白蛋白、淀粉、磁性）影响粒径的因素影响微囊药物释放速率的因素

质量评价2023/12/3纳米乳4一、概述纳米乳（nano-emulsion）/是粒径为10～100nm的乳滴分散在另一种液体中形成的胶体分散系统，乳滴多为球形，大小比较均匀，透明或半透明，经热压灭菌或离心也不能使之分层，属热力学稳定系统／曾被称为微乳（micro-emulsion）亚纳米乳（subnano-emulsion）／粒径在100～500nm，外观不透明，呈混浊或乳状／会分层／曾被称为亚微乳纳米乳形成的机理／多数科学家认为是介于普通乳和胶束溶液之间的一种稳定的胶体分散体系／又称为胶束乳(micelleemulsion)2023/12/3纳米乳5一、概述纳米乳与亚纳米乳均可作为药物的载体／但目前在药剂学中的应用还不太多存在的问题：由于纳米乳所需的乳化剂用量较大，如何降低乳化剂的用量，从而降低纳米乳的毒性2023/12/3纳米乳6（emulsifier,emulgent）（coemulsifier,auxilialyemulsifyingagents）1、天然乳化剂（naturalemulsifiers)2、合成乳化剂（syntheticemulsifiers）3、助乳化剂（coemulsifier,auxilialyemulsifyingagents）二、常用乳化剂与助乳化剂2023/12/3纳米乳7二、常用乳化剂与助乳化剂1、天然乳化剂如阿拉伯胶（acacia）、西黄蓍胶(tragacanth)、明胶(gelatin)、白蛋白（albumin）、豆磷脂、卵磷脂（lecithin）、胆固醇(cholesterin)等天然乳化剂降低界面张力能力不强／通过形成高分子膜而使乳滴稳定优点：无毒、价廉缺点：存在批间差异，对大量生产不利

2023/12/3纳米乳8二、常用乳化剂与助乳化剂

2、合成乳化剂（syntheticemulsifiers）分为离子型(ionic)和非离子型(nonionic)纳米乳常用非离子型乳化剂，如脂肪酸山梨坦（亲油性、司盘spans）、聚山梨酯（亲水性、吐温Tweens）、聚氧乙烯脂肪酸酯类（亲水性、卖泽Myrj）、聚氧乙烯脂肪醇醚类（亲水性、苄泽Brij）、聚氧乙烯聚氧丙烯共聚物类（如poloxamer或pluronic）等非离子型乳化剂毒性较小，有溶血作用，其溶血顺序见教科书P3572023/12/3纳米乳9二、常用乳化剂与助乳化剂

3、助乳化剂(coemulsifier,auxilialyemulsifyingagents)可调节乳化剂的HLB值，并形成更小的乳滴／助乳化剂应为药用短链醇或适宜HLB值的非离子型表面活性剂／常用有正丁醇、乙二醇、乙醇、丙二醇、甘油等2023/12/3纳米乳10三、纳米乳的制备（一）形成条件与制备步骤

1、形成条件（1）大量乳化剂：用量一般为油量的20％～30％，而一般乳剂中乳化剂多低于油量的10％／因为纳米乳乳滴较小，界面积大，需要更多的乳化剂才能乳化（2）加入助乳化剂：助乳化剂可插入到乳化剂界面膜中，形成复合凝聚膜，提高膜的牢固性和柔顺性（compliance）,又可增大乳化剂的溶解度，进一步降低界面张力（interfacetension），有利于纳米乳的稳定2023/12/3纳米乳112023/12/3纳米乳12三、纳米乳的制备

2、纳米乳的制备（1）确定处方：必需成分通常是油、水、乳化剂和助乳化剂／当油、乳化剂和助乳化剂确定后，可通过三元相图找出纳米乳区域，从而确定它们的用量。（2）配制纳米乳：相图确定了处方后，将各组分按比例混合即可制得纳米乳，且与各成分加入的次序无关。通常制备W/O型纳米乳比O/W型纳米乳容易。

纳米乳中的油、水仅在一定比例范围内混溶，在水较多的某一范围内形成O/W型纳米乳，在油较多的某一范围内形成W/O型纳米乳。

具体方法见教科书P358图16－52023/12/3纳米乳132023/12/3纳米乳14三、纳米乳的制备配制O/W型纳米乳的基本步骤：

1、选择油相及亲油性乳化剂，将该乳化剂溶于油相中；

2、在搅拌下将溶有乳化剂的油相加入水相中，如已知助乳化剂的用量，则可将其加入水相中；

3、如不知助乳化剂的用量，可用助乳化剂滴定油水混合液，至形成透明的O/W型纳米乳为止2023/12/3纳米乳15三、纳米乳的制备

（二）自乳化(self-emulsification)20世纪80年代出现自乳化药物传递系统（self-emulsifyingdrugdeliverysystems,SEDDSs）现已有商品上市／如环孢菌素纳米乳浓液胶囊剂口服后在消化道内与体液相遇，自动形成O/W型纳米乳，生物利用度在74％～139％。环孢菌素处方及制备方法见教科书P360。2023/12/3纳米乳16三、纳米乳的制备（三）修饰纳米乳(modifiednanoemulsion)用聚乙二醇（PEG）修饰的纳米乳可增加表面的亲水性，减少被巨噬细胞的吞噬，明显延长在血液循环系统中滞留的时间。例如在水相中加入经PEG修饰的磷脂酰乙醇胺（PEG-EG），以二棕榈酰磷脂酰胆碱为乳化剂，聚山梨酯80为助乳化剂，三油酸甘油酯为油相，制得粒径为44nm的纳米乳，静注后在血中的清除率明显降低。2023/12/3纳米乳17四、亚纳米乳的制备亚纳米乳常作为胃肠外给药的载体，其特点；提高药物稳定性、降低毒副作用、提高体内及经皮吸收、使药物缓释、控释或具有靶向性(targeting)。（一）亚纳米乳的制备与影响因素通常亚纳米乳的粒径应比微血管（内径4μm左右）小才不会发生栓塞。一般亚纳米乳使用两部高压乳匀机将初乳捣碎，并滤去初乳滴与碎片／如药物或其他成分易氧化，宜在氮气下进行；对热不稳定，采用无菌操作2023/12/3纳米乳18四、亚纳米乳的制备影响亚纳米乳形成的因素

1、稳定剂的影响

2、混合乳化剂的影响2023/12/3纳米乳19例如：地西泮亚纳米乳处方地西泮0.5g大豆油13.2g

油酸6.6g精制蛋黄卵磷脂1.0gpoloxamer2.0g甘油2.25g

生育酚0.05g加蒸馏水至100g1、稳定剂的影响

采用蛋黄卵磷脂和poloxamer作混合乳化剂，并以油酸作为稳定剂，制得的亚纳米乳可在4℃稳定24个月以上。油酸的作用：（1）增大膜的强度；（2）使地西泮的溶解度增大；（3）使亚纳米乳的ξ电位绝对值升高（表明油酸大量电离，但仍然能定位在油水界面上，且亚纳米乳的ξ电位绝对值随油酸浓度的增大而升高）2023/12/3纳米乳202、混合乳化剂的影响例如：毒扁豆碱单用磷脂乳化时，其乳剂不稳定／加入乳化剂poloxamer即可提高毒扁豆碱乳剂的稳定性／可能是在油－水界面形成了poloxamer与磷脂的复合凝聚膜。2023/12/3纳米乳21（二）常用的附加剂附加剂／用于调节生理环境所需的pH值和张力静注的亚纳米乳都应加入等张调节剂，以甘油最为常用／还有稳定剂或抗氧剂（还原剂）非静注的可能还要加入防腐剂以及增稠剂稳定剂（如油酸、胆酸等）的作用：乳滴的界面膜因加入脂溶性药物而改变，需加入能定位在界面膜内的稳定剂，它们的分子通常是半亲水、半亲油的，表面活性不高，但能增大分子间力和乳滴的表面静电荷，故提高膜的稳定性。2023/12/3纳米乳22（三）制备静脉注射用脂肪亚纳米乳静注亚纳米乳应符合：无菌、等张、无热原、无毒、可生物降解、生物相容、理化性质稳定等。原辅料中应主要考虑油相及乳化剂。2023/12/3纳米乳23（四）制备静脉注射用含药纳米乳近年来将挥发性麻醉药制成静注亚纳米乳是一个新的研究方向。每种挥发性麻醉药需要各自特殊的挥发罐，有的需要复杂的设备或在高浓度时有刺激作用。故制成静注亚纳米乳不仅可克服以上缺点，还可提高麻醉的诱导速率，减少用药量，降低费用和减少环境污染。2023/12/3纳米乳24五、质量评价（一）乳滴粒径及其分布

（二）药物的含量

（三）稳定性2023/12/3纳米乳25（一）乳滴粒径及其分布乳滴粒径是衡量静脉注射用亚纳米乳的质量指标之一。静注亚纳米乳的乳滴不应产生毛细血管阻塞或肺阻塞。根据报道其产品平均粒径小于1μm，无聚集合并现象，1滴乳液中（0.05ml），10～15μm的乳滴不多于2粒，无大于15μm的乳滴。2023/12/3纳米乳26（一）乳滴粒径及其分布乳滴粒径常用测定方法：

1、电镜法：（1）透射电镜（TEM）：脂肪纳米乳，用OsO4固定，可观察到小乳滴边界清晰；（2）扫描电镜（SEM）：不同于TEM，可得到乳滴的三维图像；（3）TEM冷冻碎裂法：将乳剂速冻在碎裂，可区别乳滴与极易混淆的气泡，可测出分子的尺寸及类脂等大分子的精细结构。

2、其它方法：光子相关光谱法和计算机调控的激光测定法，可有效地测定0.05～10μm范围的乳滴／激光测定法。无需加入电解质，因而不会影响纳米乳的稳定性。2023/12/3纳米乳27（二）药物的含量纳米乳和亚纳米乳中药物的含量的测定一般采用溶剂提取法／溶剂的选择原则是：应最大限度的溶解药物，而最小限度的溶解其他材料，溶剂本身也不应干扰测定2023/12/3纳米乳28（三）稳定性纳米乳通常是热力学稳定系统。亚纳米乳在热力学上仍是不稳定的，在制备过程及贮存中乳滴都有增大的趋势／评价亚纳米乳的稳定性是决定其贮存期的基本因素。亚纳米乳稳定性考察项目可以包括是否分层、乳滴粒径分布，也可对电导、粘度电位、pH及化学组成（药物含量及有关物资）进行测定。2023/12/3纳米乳29（三）稳定性1、稳定性影响因素试验即：强光照射试验／在2000～4000lx的光照下放置，于第5天、第10天测定，结果同放置前比较；高温试验／在密闭器皿中于40℃、60℃、80℃分别放置，于第5天、第10天测定，结果同放置前比较；高湿度试验／在密闭器皿中于25℃、相对湿度75％及92.5％条件下放置，于第5天、第10天测定，结果同放置前比较。

2023/12/3纳米乳30（三）稳定性

2、加速试验(acceleratingtest)可用市售包装在30±2℃／RH（60±5）％条件下放置，在0、1、2、3、6个月时测定以上稳定性考察项目。经离心后，乳滴会加速上浮或下沉。将亚纳米乳放在3750r/min、半径为10cm的离心机中离心5h，可相当于放置1年因密度不同产生的分层、絮凝或合并的结果。2023/12/3纳米乳31（三）稳定性

3、常温留样观察将市售包装在常温（25℃±2℃／RH75％）条件下进行，因看一定时间间隔（0、1、3、6、12、18、24、36个月），测定以上稳定性考察项目。2023/12/3纳米乳32第四节微囊与微球的制备技术一、概述微型包囊技术（micro-encapsulation）/是利用天然的或合成的高分子材料（通称为囊材）作为囊膜壁壳（membranewall）/将固态药物或液态药物（通称为囊心物）包裹而成药库型微型胶囊／简称微囊（microcapsule）2023/12/3纳米乳33第四节微囊与微球的制备技术也可使药物溶解和（或）分散在高分子材料基质中／形成骨架型（matrixtype）微小球状实体，称微球（micro-sphere）如两者的粒径属微米级，就叫微囊或微球，粒径在纳米级的称为纳米囊（nano-capsule）或纳米球(nano-sphere)2023/12/3纳米乳342023/12/3纳米乳35第四节微囊与微球的制备技术药物微囊化的目的：共8条（1）掩盖药物的不良气味及口味

如鱼肝油、生物碱类及磺胺类等（2）提高药物的稳定性

如易氧化的β－胡萝卜素、对水汽敏感的阿司匹林、易挥发的挥发油类等2023/12/3纳米乳36第四节微囊与微球的制备技术药物微囊化的目的：共8条（3）防止药物在胃内失活或减少对胃的刺激性

如尿激酶、胰岛素等；氯化钾、吲哚美辛等易刺激胃从而引起胃溃疡（4）使液态药物固态化便于应用与储存

如油类、香料、脂溶性维生素等2023/12/3纳米乳37第四节微囊与微球的制备技术药物微囊化的目的：共8条（5）减少复方药物的配伍变化

如阿司匹林与扑尔敏配伍后可加速阿司匹林的水解／分别包裹后得以改善（6）缓释或控释药物

如采用惰性物质、薄膜、生物降解材料、亲水性凝胶等／制成微囊可使药物控释或缓释2023/12/3纳米乳38第四节微囊与微球的制备技术药物微囊化的目的：共8条（7）使药物浓集于靶区

如抗癌药制成微囊的靶向制剂／可使药物浓集于靶区，提高疗效，降低毒副作用（8）可将活细胞或生物活性物质包裹

如胰岛、血红蛋白等／在体内可发挥生物活性作用，且具有良好的生物相容性和稳定性2023/12/3纳米乳39第四节微囊与微球的制备技术过去仅因为口服的活性低，或注射的半衰期短／使许多药物难以应用于临床／近30年来微囊化技术的发展，使过去认为不合格的药物成为有效的新药／微囊化技术对新药的研发具有特别的意义2023/12/3纳米乳40第四节微囊与微球的制备技术药物微囊化技术的进展(development)70年代／应用的是粒径为5μm-2mm的微囊80年代／发展了粒径小（0.01－10μm）的第二代产品／这类产品通过非胃肠道给药时，被器官或组织吸收能显著延长药效、降低毒性、提高活性和生物利用度2023/12/3纳米乳41第四节微囊与微球的制备技术近年来／第三代产品主要是纳米级胶体粒子的靶向制剂／即具有特异的吸收和作用部位的制剂（详见后面章节）临床已将微囊化技术应用于敏感的生物分子，如蛋白质、酶、激素、肽类，甚至应用于活细胞而不引起活性损失或变性／例如已制成微囊化的胰岛，它能保持活力并能在有糖尿病的动物体内长时期不断分泌胰岛素

2023/12/3纳米乳422023/12/3纳米乳43第四节微囊与微球的制备技术二、囊心物与囊材（一）囊心物（corematerial）除包括主药外，还可以包括一些提高微囊化质量而加入的附加剂，如稳定剂、稀释剂以及控制释放速率的阻滞剂、促进剂和改善囊膜各塑性的增塑剂等囊心物可以是固体，也可是液体／通常将主药与附加剂混匀后微囊化／也可先将主药单独微囊化，再加入附加剂2023/12/3纳米乳44第四节微囊与微球的制备技术（二）囊材（coatingmaterial）是用于包裹所需的材料／对囊材的一般要求：（1）性质稳定；（2）有适宜的释药速率；（3）无毒、无刺激性；（4）能与药物配伍，不影响药物的作用及含量测定；（5）有一定的强度及可塑性，能完全包封囊心物；（6）具有符合要求的粘度、渗透性、亲水性、溶解性等2023/12/3纳米乳45第四节微囊与微球的制备技术常用的囊材有三大类：（1）天然高分子囊材(naturalmacromolecularcoatingmaterial)（2）半合成高分子囊材(semi-syntheticmacromolecularcoatingmaterial)（3）合成高分子囊材(syntheticmacromolecularcoatingmaterial)2023/12/3纳米乳46第四节微囊与微球的制备技术（1）天然高分子囊材(naturalmacromolecularcoatingmaterial)稳定、无毒、成膜性好

1）明胶(geletin)2)阿拉伯胶

3）海藻酸盐(alginate)4）壳聚糖(chitin)2023/12/3纳米乳471）明胶(geletin)使氨基酸与肽交联形成的直接聚合物／通常Mav（平均分子量）在15000～25000之间不同分子量的混合物因制备时水解方法的不同／明胶分酸法明胶（A型）和碱法明胶（B型）通常可根据药物对酸碱性的要求选用A或B型／用于制备微囊的用量为20～100g/L

A型明胶：等电点为7－9，浓度为10g/L溶液25℃的pH值为

3.8～6.0

B型明胶：等电点为4.7～5.0，浓度为10g/L溶液25℃的pH值为5～7.42023/12/3纳米乳482)阿拉伯胶系由糖苷酸及阿拉伯酸的钾、钙、镁盐所组成／一般常与明胶等量配和使用／作囊材的用量为20～100g/L／也可与白蛋白配合作复合材料2023/12/3纳米乳493）海藻酸盐(alginate)系多糖类化合物／可溶于不同温度的水中，不溶于乙醇、乙醚及其它有机溶剂／不同Mav产品的粘度有差异因海藻酸钙不溶于水，故海藻酸钠可用CaCl2固化成囊2023/12/3纳米乳504）壳聚糖(chitin)是由甲壳素脱乙酰化后制得的一种天然聚阳离子多糖／可溶于酸或酸性水溶液／无毒、无抗原性／在体内能被溶菌酶等溶解，具有优良的生物降解性和成膜性／在体内可溶胀成水凝胶2023/12/3纳米乳51（2）半合成高分子囊材(semi-syntheticmacromolecularcoatingmaterial)多为纤维素衍生物，特点是毒性小、粘度大、成盐后溶解度增大

1）羧甲基纤维素盐（CMC-Na)2）醋酸纤维素酞酸酯（CAP）

3）乙基纤维素（EC）

4）甲基纤维素（MC）

5）羟丙甲纤维素（HPMC）1）羧甲基纤维素盐（CMC-Na)属阴离子型的高分子电解质／如羧甲基纤维素钠（CMC-Na），遇水溶胀，体积可增大10倍，在酸性溶液中不溶／水溶液粘度大，有抗盐能力和一定的热稳定性，不会发酵／常与明胶配合使用2）醋酸纤维素酞酸酯（CAP）在强酸中不溶解，溶于pH>6的水溶液／作囊材时可单独使用，用量一般在30g/L左右半合成高分子囊材3）乙基纤维素（EC）化学稳定高／适用于多种药物的微囊化／不溶于水、甘油和丙二醇／可溶于乙醇，遇强酸易水解，故对强酸性药物不适宜4）甲基纤维素（MC）一般用作微囊囊材的用量为10～30g/L，可与明胶、CMC-Na、聚维酮（PVP）等配合使用5）羟丙甲纤维素（HPMC）能溶于冷水成为粘性溶液，长期储存稳定，有表面活性。

半合成高分子囊材2023/12/3纳米乳54（3）合成高分子囊材分为非生物降解和生物降解两类非生物降解类，且不受pH影响的囊材有聚酰胺、硅橡胶等／可在一定pH条件下溶解度囊材有聚丙烯酸树脂、聚乙烯醇等生物降解(biodegaradation)类，近年来得到广泛应用／如聚碳酯、聚氨基酸、聚乳酸（PLA）、丙交酯乙交酯共聚物等／其特点是无毒、成膜性好、稳定性高／可用于注射2023/12/3纳米乳55（3）合成高分子囊材研究较多的是聚酯类／常用的是聚乳酸（PLA）、聚羟基乙酸（PGA）或由乳酸与羟基乙酸直接缩合的聚合物（PLAGA）

这些聚酯类聚合物都表现出一定的降解、融蚀的特性／降解是聚合物断键，分子量减小，直至成为单体／融蚀是指分解的小分子脱离了聚合物／控制这些特性就可控制微囊中药物的释放速率

聚酯的特性常用热分析法测定／如用差示热分析（DTA）及差示扫描热法（DSC）/其主要参数是玻璃化温度Tg和晶体的熔点Tm(当聚合物有一定程度的结晶性时)／热分析可了解载药微囊结构变化2023/12/3纳米乳56三、微囊的制备（一）物理化学法(physico-chemicalmethod)本法在液相中进行／囊心物与囊材在一定条件下形成新相析出／故又称相分离法（phaseseparation）/其微囊化步骤可分为囊心物的分散、囊材的加入、囊材的沉积和囊材的固化4步如图16－92023/12/3纳米乳572023/12/3纳米乳58（一）物理化学法（physico-chemicalmethod）根据形成新相方法的不同／相分离(phaseseparation)法又分为单凝聚法、复凝聚法、溶剂－非溶剂法、改变温度法和液中干燥法

2023/12/3纳米乳591、单凝聚法（simplecoacervation）较常用的一种方法／是在高分子囊材（如明胶）溶液中加入凝聚剂以降低高分子材料的溶解度而凝聚成囊的方法（1）基本原理(basicprinciple)

系用一种高分子材料（如明胶或CAP）加入凝聚剂（降低溶解度）使之凝聚成囊或成球／这时凝聚相为高粘度、半流动的凝胶／凝聚是可逆的，一旦解除凝聚的条件，就发生解凝聚而使微粒（凝聚囊）消失／利用这种可逆性过程，获得满意的凝聚囊时再固化，使之成为不凝结、不粘连、不可逆的球形微囊2023/12/3纳米乳601、

单凝聚法（simplecoacervation）（2）工艺过程（technologicalprocesss）

以明胶为囊材的工艺流程如后图21－2：

固体（或液体）药物（囊心物）／加入到3－5％明胶溶液（囊材）／混匀形成混悬液（或乳状液）／50℃下，用10％醋酸调pH至3.5－3.8／加入60％硫酸钠溶液（凝聚剂）／形成凝聚囊／加稀释液／得沉降囊／15℃以下用37％甲醛固化（用20％NaOH调pH至8－9）／得固化囊／水洗至无甲醛／得微囊2023/12/3纳米乳611、

单凝聚法（simplecoacervation）

稀释液配法：即硫酸钠溶液／其浓度由凝聚囊系统中硫酸钠浓度X加1.5％（X+1.5）%,稀释液体积是凝聚囊系统总体积的3倍／稀释温度是15℃／稀释液浓度过高或过低，可使凝聚囊粘连成团或溶解2023/12/3纳米乳63（3）成囊条件（condition）

1）凝聚系统的组成

2）明胶溶液的浓度与温度

3）药物及凝聚相的性质

4）凝聚囊的流动性及其与水相间的界面张力

5）交联固化1、

单凝聚法（simplecoacervation）2023/12/3纳米乳641）凝聚系统的组成

可用三元相图说明／如图16－10明胶－水－硫酸钠系统单凝聚三元相图2）明胶溶液的浓度与温度

增加明胶浓度可加速胶凝／浓度降到一定程度就不能形成胶凝／同一浓度时温度愈低愈易胶凝／浓度愈高的可胶凝的温度上限愈高，如5％明胶溶液在18℃以下才胶凝，而15％明胶可在23℃以下胶凝／通常明胶在37℃以上凝聚成凝聚囊，然后在较低温度下粘度增大而胶凝（3）成囊条件（condition）2023/12/3纳米乳653）药物及凝聚相的性质

单凝聚法在水性介质中成囊，因此要求药物难溶于水／但不能过分疏水，否则仅形成不含药物的空囊作为囊心物的药物过分亲水则易被水包裹，只存在与水相中而不能混悬于凝聚相中成囊／如药物过分疏水，因凝聚相中含大量的水，使药物既不能混悬于水相中，又不能混悬于凝聚相中，也不能成囊（3）成囊条件（condition）2023/12/3纳米乳664）凝聚囊的流动性及其与水相间的界面张力(interfacialtention)

为了得到良好的球形微囊，凝聚后的凝聚囊应有一定的流动性／降低凝聚囊－水间的界面张力，使凝聚囊易于分散成小球形5）交联固化

欲制得不可逆的微囊，必须加入固化剂固化，同时要求微囊间的粘连愈少愈好／常用甲醛作固化剂，通过胺醛缩合反应使明胶分子互相交联而固化／交联的最佳pH值范围是8～9／若药物不宜在碱性环境，可改用戊二醛作固化剂

（3）成囊条件（condition）2023/12/3纳米乳672023/12/3纳米乳68（4）影响成囊的因素1）凝聚剂的种类和pH值用电解质作凝聚剂时，阴离子对胶凝起主要作用／强弱次序为枸橼酸>酒石酸>硫酸>醋酸>氯化物>硝酸>溴化物>碘化物／阳离子电荷数愈高的胶凝作用愈强2）药物的性质药物与明胶要有亲和力／明胶多带正电／当药物带正电荷而具有一定ζ电势／带正电的明胶可使药物的ζ电势值增大，如增加值较大者（9～90mV），均能制得明胶微囊3）增塑剂(plasticizer)的影响增塑剂可使制得的明胶微囊具有良好的可塑性、不粘连、分散性好／常用的有山梨醇、聚乙二醇、丙二醇或甘油等2023/12/3纳米乳69

举例：以醋酸纤维素酞酸酯（CAP）为囊材

将CAP溶于Na2HPO4溶液中形成CAP-Na/药物（硝硫氰胺）加少许Span20润湿后加入到CAP-Na溶液中／加热至70℃～80℃，再加入凝聚剂Na2SO4溶液凝聚成球／加成球系统总体积2～3倍的稀醋酸固化／用pH3～4的水洗至无Na2SO4／得载药CAP微球2023/12/3纳米乳702、复凝聚法（complexcoacervation）系使用两种带相反电荷的高分子材料作为复合囊材／在一定条件下交联且与囊心物凝聚成囊的方法／可作复合材料的有明胶与阿拉伯胶（或CMC、CAP等多糖）、海藻酸盐与聚赖氨酸、海藻酸盐与壳聚糖、海藻酸与白蛋白、白蛋白与阿拉伯胶等2023/12/3纳米乳722、复凝聚法（complexcoacervation）以明胶与阿拉伯胶为例：将明胶溶液pH值自等电点以上调至等电点以下使之带正电（pH4.0～4.5），而阿拉伯胶仍带负电／由于电荷互相吸引交联形成正、负离子的络合物，溶解度降低而凝聚成囊／复凝聚法是经典的微囊化方法，适合于难溶性药物的微囊化明胶、阿拉伯胶、水三者的组成与凝聚现象的关系可由图16－12三元相图说明

2023/12/3纳米乳732023/12/3纳米乳743、溶剂－非溶剂法（solvent-nonsolvent）是在囊材溶液中加入一种对囊材不溶的溶剂（非溶剂），引起相分离／而将药物包裹成囊的方法常用囊材的溶剂和非溶剂的组合详见教科书P370表16－5药物可以是固态或液态／但必须对溶剂和非溶剂均不溶解，也不起反应若用疏水囊材，要用有机溶剂溶解，疏水性药物可与囊材混合；亲水性药物不溶于有机溶剂，可混悬或乳化在囊材溶液中／然后加入争夺有机溶剂的非溶剂，使材料降低溶解度而从溶液中分离，滤过，除去有机溶剂即得微囊2023/12/3纳米乳76

举例

例如：制备促肝细胞生长素微囊将药物的浓溶液分散在液状石蜡中，与乳化剂将CAP（醋酸纤维素酞酸酯）（用丙酮和乙醇溶解）搅拌乳化／加入氯仿（非溶剂）析出后，离心，用乙醚洗涤，干燥／即得类白色粉末状微囊／平均粒径12.7um，载药量29.7％，包封率95.7％2023/12/3纳米乳774、改变温度法

（change-temperaturemethod）本法不加凝聚剂，而通过控制温度成囊／例如用EC作囊材时，先在高温溶解，后降温成囊

2023/12/3纳米乳785、液中干燥法（in-liquiddrying）或称乳化－溶剂挥发法／从乳状液中除去分散相挥发性溶剂以制备微囊的方法工艺过程包括：溶剂萃取过程（两液相间）和溶剂蒸发过程（液相和气相间）按操作可分为：连续干燥法、间歇干燥法和复乳法／前两者为o/w,w/o及o/o型乳状液；后者为w/o/w或o/w/o型复乳2023/12/3纳米乳792023/12/3纳米乳805、液中干燥法连续干燥法和间歇干燥法／如所用的囊材溶剂也能溶解药物，则制得的是微球／否则得到的是微囊／复乳法制得的是微囊例如：联系干燥法制备微囊的基本工艺流程：在易挥发溶剂中将囊材溶解并将药物分散加连续相及乳化剂乳浊液连续蒸发除去囊材的溶剂微囊2023/12/3纳米乳815、液中干燥法若囊材的溶剂与水不易混溶，多用水作连续相，加入亲水性乳化剂（如极性的多元醇），可制成O/W型乳状液／也可用高沸点的非极性液体如液状石蜡作连续相，制成O/O型乳状液／若囊材的溶剂能与水混溶，则连续相可用液状石蜡，加入油溶性乳化剂（如司盘80或85），制成W/O型乳状液根据以上连续相的不同，又可分别称为水中干燥法和油中干燥法2023/12/3纳米乳825、液中干燥法用O/W型乳浊液的连续干燥法，所得微囊表面常含药物的微晶体／但如果控制干燥速率，使初步干燥的微囊换纯水迅速萃取形成硬膜再继续干燥，可得满意的微囊／称间歇干燥法2023/12/3纳米乳835、液中干燥法连续干燥法或间歇干燥法如用水作连续相，不易制作水溶性药物的微囊，因其中的药物易进入水相而降低载药量和包封率／若改用油作连续相制得O/O型乳浊液，药物仍可能在微粒表面形成微晶体，或有药物进入连续相，或所得微囊不是流动性好的粉末复乳法(complexemulsion)可克服以上缺点，常用W/O/W型复乳法其工艺流程如下：囊材的有机溶剂溶液药物水溶液（含增稠剂）（含亲油性乳化剂）

W/O型乳浊液冷却（15℃）以增大水相粘度加含亲水性乳化剂的水作连续相

W/O/W型复乳蒸发除去材料的溶剂，分离，干燥

微囊2023/12/3纳米乳85

例如：阿拉伯胶和EC为囊材／复乳法制备微囊的过程将阿拉伯胶水溶液分散在含EC的乙酸乙酯有机相中形成W/O型乳浊液／阿拉伯胶与EC在分散相和连续相的界面分别形成两层吸附膜（见后图21－7）／乳浊液进一步与阿拉伯胶溶液乳化，形成W/O/W型复乳，出现新的水／油界面，阿拉伯胶与EC再一次形成两层吸附膜／透析除去内、外EC膜间的乙酸乙酯有机溶剂，滤过，得内外层都是阿拉伯胶膜、中间是EC膜的三层膜的微囊，粒径为50µm以下2023/12/3纳米乳862023/12/3纳米乳87

复乳包裹法制备微囊示意图2023/12/3纳米乳88（二）物理机械法本法是将固态或液态药物在气相中微囊化／需一定的设备条件如喷雾干燥法、喷雾凝结法、空气悬浮法、多孔离心法、锅包衣法等自习见教科书P371－3722023/12/3纳米乳89（三）化学法利用在溶液中单体或高分子通过聚合反应或缩合反应，产生囊膜制成微囊此法的特点是不加凝聚剂／常先制成W/O型乳浊液，再利用化学反应交联固化主要有：

1、界面缩聚法

2、辐射交联法2023/12/3纳米乳901、界面缩聚法（interfacepolycondensation）也称界面聚合法／是在分散相（水相）与连续相（有机相）的界面上发生单体的缩聚反应例如：水相中含有1，6－己二胺和碱，有机相为含对苯二甲酰氯的环己烷、氯仿溶液／将上述两相混合搅拌，在水滴界面上发生缩聚反应，生成聚酰胺／由于缩聚反应的速率超过1，6－己二胺向有机相扩散的速率／故反应生成的聚酰胺几乎完全沉积于界面成为囊材／门冬酰胺酶微囊就是利用此法制备2023/12/3纳米乳922、辐射交联法系将明胶在乳化状态下，经γ射线照射发生交联，再处理制得粉末状微囊／该工艺简单，不在明胶中引入其他成分

所制得的明胶微囊粒径可为30µm以下／其释药量（活力单位）从0.25－72h,释药量从202－789／门冬酰胺酶属于异性蛋白，可引起过敏反应，长期注射可产生抗体而失活／将其制备成微囊可避免过敏反应和失活2023/12/3纳米乳93

例如：门冬酰胺酶明胶微囊制备

50g／L明胶水溶液，加入液状石蜡（含乳化剂硬脂酸钙），搅拌30min；得一稳定乳浊液（W／O型）；通氮气，得无氧乳浊液；用60Co放射源照射，得乳浊液；超速离心破乳，倾去液状石蜡，得明胶微囊，用乙醚洗、乙醇洗、真空干燥，得粉末状明胶微囊，浸吸门冬酰胺酶水溶液，保干器除水，最后得粉末状门冬酰胺酶明胶微囊。举例说明2023/12/3纳米乳94四、微球的制备微球（microspheres）／是药物与高分子材料制成的基质骨架的球形或类球形实体通常微球的粒径范围微1～250μm／目前国内产品有肌内注射用丙氨瑞林微球、植入用黄体酮微球、口服用阿昔洛韦微球、布洛芬微球等。微球的制备方法微囊的制备有相似之处。2023/12/3纳米乳95（一）明胶微球用明胶等天然高分子材料。以乳化交联法制备微球。以药物和材料的混合水溶液为水相，用含乳化剂的油为油相，混合搅拌乳化，形成稳定的W/O型或O/W型乳状液，加入化学交联剂（如产生胺醛缩合或醇醛缩合反应），可得粉末状微球。其粒径通常在1～100范围内，油相可采用蓖麻油、橄榄油或液状石蜡等。油相不同，微球粒径也不同／不同交联剂对微球质量也有影响／如用甲醛交联形成的明胶微球表面光滑，二戊二醛交联形成的微球表面有裂缝现已成功制备米托蒽醌、盐酸川嗪、硫酸链霉素、卡铂、莪术油等明胶微球。

2023/12/3纳米乳96

举例例如：莪术油肝动脉栓塞明胶微球的制备／以莪术油明胶初乳为分散相，液状石蜡为连续相，加乳化剂，制得O/W/O型复乳，用甲醛交联，分离除油，异丙醇脱水干燥、即得。粒径在40～160范围的微球占97.16％，微球平均收率89.73％，微球中药物收率19.36％，载药量2.13％。

举例说明2023/12/3纳米乳97（一）明胶微球也可用两步法制备微球／即先用本法（或其他方法）制备空白微球，再选择既能溶解药物、又能浸入空白明胶微球的适当溶剂系统，用药物溶液浸泡空白微球后干燥即得。两步法适用于对水相和油相都有一定溶解度的药物。例如用两步法制得米托蒽醌肺靶向明胶微球。2023/12/3纳米乳98（一）明胶微球也有报道／不采用交联剂，经乳化制备明胶微球／基本步骤；7ml含药的明胶水溶液于80℃倒入40g液状石蜡油相中，油相含异丙酸棕榈酯（isopropylpalmitate）或异硬脂酸异硬脂（isostearylisostearate）,有时在水相或油相中加入聚山梨酯－85和脂肪酸山梨坦－85等乳化剂，500～1000r/min搅拌形成W/O型乳状液，5min后冷却至15℃，加入30ml丙酮使明胶微球脱水，垂溶漏斗过滤，用丙酮洗涤脱油3次，每次80ml，即得。2023/12/3纳米乳99（二）白蛋白微球可用液中干燥法或喷雾干燥法制备。制备白蛋白微球的液中干燥法以加热交联代替化学交联，使用的加热温度不同（100～180℃），微球平均粒径不同，在中间温度（125～145℃）时粒径较小。2023/12/3纳米乳100（二）白蛋白微球

喷雾干燥法／将药物与白蛋白的溶液经喷嘴喷入干燥室内，同时送入干燥室的热空气流使雾滴中的水分快速蒸发、干燥、即得微球。／如将喷雾干燥得的微球再进行热变性处理，可得到缓释微球。

以喷雾干燥前的白蛋白的溶解度作为100％，则喷雾干燥后空白白蛋白微球的溶解度为99.17％，再经120℃热变性处理3、6、

12、24h，其溶解度分别为79.92%、13.02%、8.47%、

2.06%。由于热变性后白蛋白的溶解度降低，所以微球的释放速率也相应降低。2023/12/3纳米乳101（三）淀粉微球淀粉微球商品Pharmacia，Uppsala（瑞典）/系由淀粉水解再经乳化聚合制得／其微球在水中可膨胀而具有凝胶的特性，粒径1～500um，降解时间从数分钟到几小时／溶于动脉栓塞的淀粉微球商品名Spherex，可混悬于生理盐水中，在酶存在下水解半衰期为20～30min。淀粉微球可用甲苯、氯仿、液状石蜡为油相，以脂肪酸山梨坦

60为乳化剂，将20％的碱性淀粉分散在油相中，形成W/O型乳状液，升温至50～55℃，加入交联剂环氧丙烷适量，反应数小时后，去除油相，分别用乙醇、丙酮多次洗涤干燥，得白色粉末状微球，粒径范围2～50μm。2023/12/3纳米乳102（四）聚脂类微球可用液中干燥法制备。以药物与聚脂材料组成挥发性有机相，加至含乳化剂的水相中搅拌乳化，形成稳定的O/W型乳状液，加水萃取(也可同时加热）挥发除去有机相，即得微球。2023/12/3纳米乳103（五）磁性微球（magneticmicrosphere）首先用共沉淀反应制备磁流体／取一定量FeCl3和FeCl2分别溶于适量水中，过滤后将两滤液混合，用水稀释，加入适量分散剂，置超声波清洗器中振荡，同时以1500r/min搅拌，在40℃下以5ml／min滴速加适量6mol/LNaOH溶液，反应结束后40℃保温30min。将所得混悬液置于磁铁上使磁性氧化铁粒子沉降，弃去上清液后加适量分散剂搅匀，再在超声波清洗器中处理20min，过1孔径筛，弃去筛上物，得黑色胶体，即为磁流体(magneticfluid)。2023/12/3纳米乳104（五）磁性微球（magneticmicrosphere）最近报道在高pH值和1％PVA条件下用类似的共沉淀法制备的磁流体Fe3O4特别稳定。制得磁流体后，在制备含药磁性微球／如取一定量明胶溶液与磁流体混匀，滴加含脂肪酸山梨坦85的液状石蜡，经乳化、甲醛交联、用异丙醇洗脱甲醛、过滤，再用有机溶剂多次洗去微球表面的液状石蜡，在真空干燥、灭菌，得粒径为8～88的无菌微球。最后在无菌条件下静态吸附药物，制得含药磁性微球。2023/12/3纳米乳105五、影响粒径的因素囊心物（药物）的大小囊材的用量制备方法制备温度制备时的搅拌速率附加剂(additives)的浓度囊材相的粘度2023/12/3纳米乳1061、囊心物（药物）的大小例如：维生素C粉末粒径在150～250μm，相分离法值得的微囊，平均粒径为512μm／药物粉末粒径愈小，制得的微囊也小通常若要求微囊的粒径为10μm左右，囊心物粒径应达到1～2μm／要求微囊的粒径为50μm，囊心物粒径应在6μm以下对于不溶于水的液态药物，用相分离法制备微囊时／如先乳化再微囊化，可得小而均匀的微囊2023/12/3纳米乳1072、

囊材的用量一般药物粒子愈小，其表面积愈大，要制成囊壁厚度相同的微囊，所需囊材愈多

2023/12/3纳米乳108

制备方法影响微囊的粒径见下表：（见教科书P375表16－7）

微囊化方法及其适用性和粒径范围微囊化方法适用的囊心物粒径范围（μm）空气悬浮固态药物35～5000

相分离固态和液态药物2～5000

多孔离心固态和液态药物1～5000

锅包衣固态药物5～5000

喷雾干燥和凝结固态和液态药物5～600

3、

制备方法4、制备温度

温度对微囊形成时粒径也有影响详见教科书P376表16－85、制备时的搅拌速率

一般来说，低速搅拌粒径大，高速搅拌时微囊粒径小6、附加剂(additives)的浓度

例如：采用界面缩聚法且搅拌速率一致／加入0.5％与5％的司盘85，前者可得小于100µm的微囊，而后者可得小于20µm的微囊7、囊材相的粘度

一般讲，微囊的平均粒径随最初囊才相粘度的增大而增大，降低粘度可以降低平均粒径。

影响粒径的因素2023/12/3纳米乳111六、微囊与微球中药物的释放及体内转运（一）药物的释放速率与机制微囊释药机制通常有以下三种(1)扩散(disffusion)

(2)囊壁的溶解(solubility)

(3)囊壁的消化与降解2023/12/3纳米乳112（1）扩散（disffusion）即微囊进入体内后，体液向微囊中渗透而逐渐使微囊中药物溶解扩散出囊壁，则是物理过程，囊壁不溶解。也有人提出药物释放首先是已溶解或粘附在囊壁中的少量药物发生短暂的快速释放／称为突释效应（dumping或bursteffect）／然后才是囊心物溶解成饱和溶液而扩散出微囊。2023/12/3纳米乳113

举例例如：氯贝丁酯微囊其药物的释放可分为4个阶段1）初期的迅速释放，来自溶解在囊壁中的药物；2）慢速释放，来自囊心药物的溶解并扩散透过囊壁；3）较快速的稳态释放，来自囊心药物的饱和溶液，维持时间也最长；4）最后较缓慢的释放，来自药物的残留部分，此时已不足以维持所需的浓度梯度。

举例说明2023/12/3纳米乳1142023/12/3纳米乳115（2）囊壁的溶解（solubility）囊壁溶解的速率主要取决于囊材的性质、体液的体积、组成、pH值及温度等，但不包括酶的作用／此过程属于物理化学过程2023/12/3纳米乳116（3）囊壁的消化（digestion）与降解（degaradation）这是在酶作用下的生化过程／当微囊进入体内后，囊壁可受胃蛋白酶或其它酶的消化与降解成为体内的代谢产物，而使药物释放出来2023/12/3纳米乳117（3）囊壁的消化（digestion）与降解（degaradation）但用合成的生物降解的聚合物作囊材，在降解之前，药物早已开始释放例如丙交酯乙交酯（50:50）共聚物为囊材的纳福肽醋酸盐微囊在体内释放机制可分为三个阶段1）快速释放阶段，药物从微囊壁中扩散释出；2）是聚合物水解并同时分子量减小，但