納米技術(shù)在獸藥中的應(yīng)用及研究進(jìn)展

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納米技術(shù)在獸藥中的應(yīng)用及研究進(jìn)展

嚴(yán)素凡1，姜源明2,何莫斌3，俸祥仁3，趙武2*

(1.廣西百色市田東縣動(dòng)物衛(wèi)生監(jiān)督所，廣西百色 531500；2.廣西獸醫(yī)研究所;3.廣西百朋種畜場)

近年來，隨著畜牧業(yè)的快速發(fā)展，隨之帶動(dòng)了獸藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于我國獸藥產(chǎn)業(yè)起步較晚，研發(fā)水平及制備技術(shù)較為落后，故獸用制劑仍以粉劑、散劑及預(yù)混劑等常規(guī)劑型為主。因此，研制獸藥新劑型、開發(fā)制劑新技術(shù)是我國獸藥業(yè)的未來主要發(fā)展方向。納米技術(shù)(Nanotechnology)是指在0.1～100 nm內(nèi)對物質(zhì)進(jìn)行制備、研究和工業(yè)化的一門綜合性技術(shù)[1]。本文主要就納米技術(shù)在獸藥領(lǐng)域的應(yīng)用及研究進(jìn)展作一綜述，以期為新型獸藥的開發(fā)及應(yīng)用提供可靠依據(jù)。

1納米制劑概述

納米制劑是指應(yīng)用納米技術(shù)制作成粒徑在10~1 000 nm的藥物制劑[2]。目前常見的納米制劑類型，包括納米脂質(zhì)體、固體脂質(zhì)納米粒、納米囊和納米球等。藥物粒子納米化后，往往表現(xiàn)出與其他劑型完全不同的理化和生物學(xué)效應(yīng)。

1.1提高藥效藥物的溶解速率與藥物粒徑密切相關(guān)，而藥物的吸收效率又受氣溶解速率等因素的影響。利用納米技術(shù)可將較大的藥物顆粒轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的納米粒子，當(dāng)藥物粒徑達(dá)到納米水平時(shí)，藥物面積大大增加，使藥物與吸收部位的有效接觸面積和接觸時(shí)間明顯增加，從而提高藥物的溶出速率；而且，納米級藥物顆粒還可改變膜轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，從而增加藥物透膜性[3]。

1.2控釋作用納米制劑不但可提高難溶藥物的溶解速率和吸收效率，還可通過修飾表面載體達(dá)到減慢溶出速率，實(shí)現(xiàn)藥物在機(jī)體中的長循環(huán)性。目前常用的納米制劑載體包括類脂、薄膜、糖脂、生物降解材料、親水性凝膠等[4]。含藥的納米制劑在體內(nèi)隨制劑載體的緩慢降解而被逐漸溶出，從而使某些在體內(nèi)易被快速代謝失效的藥物大大減慢溶出速率，延長藥效。如以納米粒包裹的阿霉素，其粒徑約為45~100 nm，藥物緩釋可持續(xù)20 d。

1.3靶向作用常規(guī)藥物顆粒難以進(jìn)入組織器官及血腦屏障。納米級藥物則可透過機(jī)體內(nèi)各類屏障，從而達(dá)到靶向治療目的，利用不同大小顆粒在人體內(nèi)分布的特異性可實(shí)現(xiàn)被動(dòng)靶向[5]。研究發(fā)現(xiàn)，喜樹堿固體脂質(zhì)納米粒經(jīng)靜脈給藥后大量富集于小鼠腦、肝、心及脾等部位。其中腦部藥物濃度較常規(guī)劑型提高4~10倍，表明固體脂質(zhì)納米粒可通過血腦屏障[6]。如對納米粒進(jìn)行表面修飾則可實(shí)現(xiàn)主動(dòng)靶向，使藥物到達(dá)特定器官和組織，如采用鐵磁性載體制備納米粒，利用體位磁場效應(yīng)可引導(dǎo)藥物在體內(nèi)定向移動(dòng)和集中，從而提高局部治療效果[7]。

2獸藥納米制劑的應(yīng)用

近年來，隨著抗菌藥與抗寄生蟲藥在畜牧生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用,交叉耐藥和藥物殘留問題日趨突出，納米技術(shù)的應(yīng)用則可使上述問題得到有效改善。一方面, 原有的獸藥經(jīng)納米化處理后, 其靶向性、溶解性及緩釋性明顯提高,在保證藥效的前提下，其給藥劑量可大大減少，從而可明顯減輕或避免藥物殘留及耐藥性的產(chǎn)生。另一方面, 利用納米技術(shù)還可研制更多高效、無毒、無副作用的新型獸藥, 從根本上解決耐藥性問題。目前，利用納米技術(shù)開發(fā)出的獸藥大致可分為以下幾類。

2.1納米抗菌制劑納米抗菌制劑起源于20世紀(jì)80年代，對大多數(shù)致病菌均有強(qiáng)烈的抑菌和殺滅作用。納米氧化鋅是近年來研發(fā)的新型納米抗菌制劑，具備傳統(tǒng)氧化鋅劑型無法比擬的抗菌特性[8]。研究證實(shí)，納米氧化鋅可通過與細(xì)菌間的強(qiáng)烈氧化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)殺菌作用，采用1%濃度的納米氧化鋅作用5 min，可殺滅98.86%的金黃色葡萄球菌和99.93%的大腸桿菌[9]。此外，在飼料中添加納米氧化鋅還可通過經(jīng)口給藥途徑達(dá)到殺滅胃腸道致病菌的目的，具有用量小、藥效強(qiáng)等特點(diǎn)。利用納米氧化鋅的強(qiáng)滲透性，還可減少胃腸道消化液對藥物穩(wěn)定性的影響，提高藥物吸收率。

2.2納米抗病毒制劑納米制劑在抗病毒方面具有無可比擬的優(yōu)勢，利用多聚體聚合物或樹形單體可構(gòu)建“納米陷阱”，從而明顯抑制病毒對宿主細(xì)胞的吸附和感染[10]。研究發(fā)現(xiàn)，納米陷阱能在流感病毒感染細(xì)胞前與之結(jié)合,導(dǎo)致病毒喪失致病能力[11]?，F(xiàn)有研究認(rèn)為，多聚體聚合物所構(gòu)建“納米陷阱”的抗病毒效果優(yōu)于樹形單體，而相同多聚體聚合物所構(gòu)建“納米陷阱”對不同病毒的抑制效果也不同,分析其原因可能與病毒的生長特性和生長環(huán)境有關(guān)[12]。采用多聚體聚合物作為大分子藥物傳遞運(yùn)載體，可精確控制藥物尺寸、形狀和位置,對于精確用藥具有重要意義。

2.3納米中藥中草藥是我國特色藥物，鑒于其獨(dú)特的安全性和有效性，已成為養(yǎng)殖業(yè)疾病防控的方向。我國學(xué)者楊祥良等(2004)[13]最早提出了納米中藥的概念，并認(rèn)為可通過納米技術(shù)制備粒中藥復(fù)方或單體，可大大提高傳統(tǒng)中藥療效。首先，納米中藥制劑的表面效應(yīng)、尺寸效應(yīng)，以及納米中藥加工過程中的細(xì)胞破壁工序，可使中藥中有效成分被大量釋放，更利于機(jī)體吸收，從而大大提高藥物的生物利用度。其次，由于納米中藥制劑的獨(dú)特形態(tài)、粒徑，極易被肝臟Kupffer細(xì)胞捕捉和吞噬，使藥物在肝臟中聚集后，逐步降解釋放到血液循環(huán)中。爐甘石經(jīng)納米技術(shù)處理后，與未納米化的爐甘石相比，其抑菌作用明顯增強(qiáng)，且對銅綠假單胞菌、金黃色葡萄球菌及艾希氏大腸桿菌等作用最為顯著。

3問題與展望

目前納米制劑的研發(fā)技術(shù)尚未成熟，有許多問題仍需進(jìn)一步研究。

首先，藥物的成分十分復(fù)雜, 對其進(jìn)行納米化處理, 是否可使某些藥物原有的缺陷得以糾正從而達(dá)到增強(qiáng)藥效的作用，是否可產(chǎn)生新的藥理作用，尚待深入研究。

其次，鑒于納米化后中藥有效成分和藥效學(xué)的不確定性,是否會導(dǎo)致毒副作用增大則尚未所知，從而給藥物質(zhì)量的穩(wěn)定性和安全性留下了隱患。

其三，納米加工成本高、費(fèi)用大、設(shè)備要求高等問題，都將限制納米中藥制劑在獸藥領(lǐng)域中的應(yīng)用及發(fā)展。

雖然我國的納米技術(shù)仍處在探索階段，且離整體產(chǎn)業(yè)化尚有距離，但其前景不可估量。納米技術(shù)作為最前沿的交叉和邊緣學(xué)科，將對獸藥研究領(lǐng)域產(chǎn)生意義深遠(yuǎn)的影響，引發(fā)一場巨大的技術(shù)革新，為現(xiàn)代獸藥的研發(fā)提供有力的技術(shù)保障，最終為獸藥的發(fā)展提供新契機(jī)，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效應(yīng)，值得推廣應(yīng)用。

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中圖分類號：S859.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1005-7307(2015)06-0011-002

通訊作者：*趙武(1970-)，男，廣西賓陽人，學(xué)士，高級獸醫(yī)師，主要從事新獸藥、生物制劑研發(fā)及畜牧獸醫(yī)技術(shù)研究和示范、推廣工作。E-mail：1505697400@qq.com

作者簡介：嚴(yán)素凡(1972-)，女，廣西田東人，學(xué)士，高級畜牧師，主要從事畜牧技術(shù)推廣工作。

收稿日期：2015-07-09