構(gòu)建乙氧基化磷脂穩(wěn)定的油酸囊泡用作藥物傳輸系統(tǒng)

王淑鈺 薄純玲 王 杰 王 軒 茅沁怡 方 云

（1. 江南大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院，2. 江南大學(xué)至善學(xué)院，江蘇無(wú)錫，214000）

囊泡作為親水性和親脂性生物活性成分的藥物傳輸載體已經(jīng)得到廣泛研究并已有實(shí)際應(yīng)用。囊泡通常由天然的、可生物降解的和無(wú)毒的分子制備，除了由磷脂制備的脂質(zhì)體外，脂肪酸也能夠形成囊泡[1-2]，且形成的囊泡是多分散的，尺寸可以從小囊泡到巨囊泡。脂肪酸比磷脂更廉價(jià)易得，因此，有作為磷脂替代品的可能，然而脂肪酸囊泡只能在很窄的pH范圍內(nèi)形成，因此，其在長(zhǎng)期儲(chǔ)存過(guò)程中的不穩(wěn)定性和對(duì)周圍環(huán)境的熱力學(xué)敏感性，阻礙了脂肪酸囊泡作為藥物傳輸系統(tǒng)的適用性和有效性。由非離子表面活性劑形成的非離子囊泡雖然穩(wěn)定[3]，但囊泡粒徑較難控制且原料昂貴[4]。Teo[5]等人證實(shí)各種不飽和脂肪酸均能形成脂肪酸囊泡，最近Suk[6]等人發(fā)現(xiàn)：如果將脂肪酸囊泡的理念與非離子囊泡的理念相結(jié)合，僅需將少量非離子囊泡的囊材乙氧基化磷脂（DOPEPEG2000）加入到大量脂肪酸囊泡的囊材油酸（OA）中就能形成穩(wěn)定且粒徑較大的囊泡，這在藥品和日用化學(xué)品工業(yè)中具有應(yīng)用價(jià)值。

1 DOPEPEG2000/OA復(fù)合脂質(zhì)體

圖1 不同pH值下OA的相變曲線

圖1為OA在不同pH下的相變曲線及形貌圖[6]，以此確定OA囊泡存在的主要pH區(qū)域。在pH高于10的情況下，相鄰的羧酸基團(tuán)之間的離子排斥使油酸鈉呈澄清溶液；而加入HCl降低溶液的pH后，OA的羧酸基團(tuán)開(kāi)始質(zhì)子化并降低了靜電斥力；當(dāng)溶液的pH逐漸接近OA的pKa（9.39）時(shí)，大約一半的羧酸基團(tuán)被質(zhì)子化，故使溶液變得渾濁。質(zhì)子化的和電離的羧酸基團(tuán)之間的氫鍵作用使其隨后自發(fā)形成OA囊泡的雙層膜。溶液pH在8.00～10.00之間時(shí)，通過(guò)光學(xué)偏光顯微鏡（OPM）和高分辨透射電子顯微鏡（HR TEM）觀察OA囊泡。根據(jù)中和終點(diǎn)計(jì)算OA的pKa。當(dāng)向溶液中加入過(guò)量的HCl時(shí)，剩余的游離羧酸鹽被質(zhì)子化。因此，pH在6.50～8.00時(shí)，觀察到乳液液滴的出現(xiàn)。由于雙折射效應(yīng)，OPM觀察到藍(lán)色和黃色干涉色的OA囊泡。由于雙層的有序分子組裝，雙折射效應(yīng)由囊泡的不同折射率產(chǎn)生。圖1（ai，bi和ci）顯示不同pH環(huán)境中的OA。OA在不同pH下的HR TEM影像（圖1 aii，bii和cii）驗(yàn)證了存在平均直徑為100～300nm的OA囊泡。

ζ電位或表面電荷對(duì)穩(wěn)定具有靜脈內(nèi)藥物傳輸作用的囊泡非常重要，雖然紅細(xì)胞膜帶負(fù)電荷，但囊泡負(fù)電荷過(guò)強(qiáng)會(huì)增加被從血液系統(tǒng)中清除的機(jī)會(huì)。0.05mol/L磷酸緩沖液中的OA囊泡的ζ電位高達(dá)-72 mV，但隨著DOPEPEG2000添量增加該絕對(duì)值急劇下降，如圖2a所示。當(dāng)DOPEPEG2000∶OA為0.02∶1時(shí)，ζ電位值在-30mV左右，此時(shí)DOPEPEG2000在雙層中飽和，錨定在囊泡膜上長(zhǎng)且體積龐大的聚乙二醇基團(tuán)增加了對(duì)靜電荷的屏蔽能力，使ζ電位不隨時(shí)間的推移發(fā)生較大變化（圖2b），囊泡因而不會(huì)團(tuán)聚被血液清除。

如圖3所示，DOPEPEG2000/OA比為0.02∶1的情況下，囊泡內(nèi)/外表面的曲率減小，DOPEPEG 2000/OA囊泡的平均粒徑減至最?。▓D3a）；由于其粒徑低于4000nm的毛細(xì)血管的尺寸，因而不會(huì)堵塞血流而被身體清除，且長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)粒徑穩(wěn)定（圖3b）。

圖2 pH8.5和30℃下DOPEPEG2000/OA囊泡的ζ電位

圖3 pH8.5和30℃下DOPEPEG2000/OA囊泡的粒徑

2 藥物包埋和緩釋

在Suk[6]等人的研究中，他們將亞葉酸鈣鹽，甲氨蝶呤，鹽酸多柔比星和鹽酸伊立替康4種抗癌藥物包埋到上述復(fù)合囊泡中，它們的logP值分別為-2.67，-0.50，+0.53和+2.78。DOPEPEG2000/OA囊泡成功地包埋了60%以上的各種抗癌藥物（圖4），其中親水性藥物亞葉酸鈣鹽和甲氨蝶呤位于囊泡的水性空腔中，而親脂性藥物阿霉素和伊立替康鹽酸鹽被包埋在囊泡的疏水雙層內(nèi)。由于親水性藥物在水性介質(zhì)中溶解度大并容易跨膜擴(kuò)散，故親水藥物的包埋率低于親脂性藥物。這種跨膜擴(kuò)散引起了藥物從囊泡到環(huán)境的泄漏，DOPEPEG2000/OA囊泡顯示出比文獻(xiàn)[3]更好的包埋率，那里只能包埋4%的親水性藥物平推后和60%的親脂性藥物。圖5顯示：圖4中的包埋體系24小時(shí)后釋放到擴(kuò)散池中的藥物的百分比，加入DOPEPEG2000后藥物釋放增加，這是因?yàn)镈OPEPEG2000可以促進(jìn)囊泡的流動(dòng)性，從而提高囊泡的透膜滲透性。其中葉酸，多柔比星和伊立替康釋放較慢，24小時(shí)后只釋放20%的藥物，而親水性藥物甲氨蝶呤釋放超過(guò)30%，這可能是因?yàn)榧装钡示又械膌ogP可以使其位于水相和膜之間，更有利于透膜擴(kuò)散因而釋放量高于其他藥物。此外，藥物釋放模式也會(huì)受到各種因素的影響，如藥物在不同pH梯度下的性質(zhì)，藥物與囊泡雙層間的相互作用以及擴(kuò)散路徑長(zhǎng)度等。

圖4 30℃和pH8.5下DOPEPEG2000/OA囊泡的包埋率

圖5 37℃和pH8.5下24小時(shí)后從DOPE-PEG2000/OA囊泡釋放

3 脂肪酸囊泡的潛在應(yīng)用

3.1 透皮藥物傳輸

不飽和脂肪酸囊泡相對(duì)于常規(guī)脂質(zhì)體的主要優(yōu)點(diǎn)包括成本效益，增加的包封和加載效率以及適于滲透。Rajkamal[7]等人評(píng)估過(guò)不飽和脂肪酸囊泡介導(dǎo)的地塞米松的藥物傳輸，他們得出的結(jié)論是在不飽和脂肪酸囊泡介導(dǎo)的藥物傳輸中，透皮滲透和皮膚分配顯著高于普通藥物和普通凝膠制劑，并發(fā)現(xiàn)不飽和脂肪酸囊泡介導(dǎo)的藥物傳輸?shù)臐B透性達(dá)到普通藥物的4.7倍，表明不飽和脂肪酸囊泡是一種有前途的透皮藥物傳輸模式。

3.2 靜脈藥物傳輸

Suk[6]等人設(shè)計(jì)出DOPEPEG2000/OA囊泡（0.02∶1）的粒徑小于200 nm，其ζ電位值小于-20 mV（與紅細(xì)胞膜相比在可接受范圍內(nèi)），因而可應(yīng)用于靜脈傳輸。研究結(jié)果進(jìn)一步表明其對(duì)所有抗癌藥物的包埋率均在60%以上，其中大約20%～40%的藥物在24小時(shí)后釋放。

此外，馬潔等[8]還利用烷基糖苷修飾共軛亞油酸，將共軛亞油酸囊泡的pH窗口從原先的8.0～9.0遷移并擴(kuò)張至6.0～8.0，從而與生命體系適應(yīng)pH范圍相匹配，且囊泡形貌基本未改變，因而也具有經(jīng)皮或靜脈藥物傳輸?shù)臐摿Α?/p>

3.3 鈣響應(yīng)性納米載體

以脂肪酸囊泡起到類膠囊物的作用，可以包裹香精或活性物，減少香精等被溫度或pH等外界條件影響的現(xiàn)象，在日用化學(xué)品和洗滌用品中具有應(yīng)用前景。魏貝[9]等人制備了共軛亞油酸囊泡，在配方的軟水環(huán)境中穩(wěn)定，而應(yīng)用時(shí)遇到硬水后膨脹破裂，因而可能用于包埋/釋放液體洗滌劑配方中的酶制劑和香精等敏感物質(zhì)。他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，交聯(lián)程度為70%的共軛亞油酸囊泡具有良好的鈣穩(wěn)定性，鈣離子濃度低于2.73mmol/L以下均可以穩(wěn)定，因而具有在硬水中膨脹并達(dá)到緩釋的效果；而自交聯(lián)程度越低的共軛亞油酸囊泡其鈣響應(yīng)性越好，如交聯(lián)度為51%的共軛亞油酸囊泡在鈣離子濃度1.36mmol/L以下具有較大的膨脹度，而在1.36mmol/L以上就能夠迅速解體而達(dá)到一次性釋放，適用于洗滌劑用酶等活性物質(zhì)的快速釋放，提高洗滌性能。而且破裂后的脂肪酸囊泡在堿性洗滌條件下還能發(fā)揮皂類的助洗作用或消泡等輔助作用。

4 結(jié)論

脂肪酸囊泡因其原料價(jià)格廉價(jià)、來(lái)源廣泛、生物相容性好、制備過(guò)程簡(jiǎn)單而具有部分替代脂質(zhì)體的潛能。乙氧基化磷脂穩(wěn)定的油酸囊泡部分解決了脂肪酸囊泡不夠穩(wěn)定的問(wèn)題，而且粒徑大小易于控制且具有良好的穩(wěn)定性，因而已經(jīng)顯示在靜脈傳輸藥物中的應(yīng)用潛能。其他脂肪酸油脂囊泡也顯示了在透皮藥物傳輸、鈣穩(wěn)定性等方面的良好表現(xiàn)，因此，有望成為一種新型納米載體，并在日用化學(xué)品和洗滌用品中具有應(yīng)用前景。