劉 君,許銀銀,李 萌,錢 海*
1 中國藥科大學(xué) 藥物科學(xué)研究院,南京 211198;2 上海復(fù)星星泰醫(yī)藥科技有限公司,上海200120
在過去的幾十年中,納米技術(shù)的發(fā)展為很多重大疾病的治療提供了新機會。與傳統(tǒng)藥物相比,納米藥物遞送系統(tǒng)顯示很多優(yōu)勢,例如改善溶解度,提高生物利用度,減小毒副作用,能通過血腦屏障等[1]。納米藥物能夠提高難溶性藥物的有效性、安全性和耐受性,在藥物遞送系統(tǒng)中起著非常重要和獨特的作用[2]。因此,將一些難溶性或細(xì)胞毒性藥物設(shè)計成可以工業(yè)化生產(chǎn)的納米制劑具有重要的意義。但是目前獲批上市的納米藥物并不多,大部分正在進(jìn)行臨床研究。本文對納米制劑的種類及對應(yīng)的已上市的納米產(chǎn)品、制備方法、評價指標(biāo)等予以綜述,為納米藥物工業(yè)化研發(fā)提供參考和理論支持。
20 世紀(jì)60 年代科學(xué)家首次提出脂質(zhì)體的概念,經(jīng)過了30 年研究第一個納米藥物阿霉素脂質(zhì)體Doxil?才于1995 年由美國FDA 批準(zhǔn)上市[3]。近20 年來,納米藥物學(xué)迅速發(fā)展,每年有大量的納米藥物相關(guān)文獻(xiàn)和專利被發(fā)表,納米制劑新藥申請也逐年增多。2014 年,美國FDA 的指導(dǎo)文件對納米藥物的定義給出了新的解讀:納米產(chǎn)品或納米材料的粒徑在1~100 nm 范圍內(nèi)者,它們特性(理化或生物學(xué)特性)改變是由其粒徑改變所致,即使粒徑達(dá)1 μm,也可視為納米產(chǎn)品[4]。
美國FDA 的藥品評價和研究中心(Center for Drug Evaluation and Research,CDER)分析了從1973~2015 年收到的359 個納米藥物申請,其中65%是新藥申請,17%是藥物的新應(yīng)用申請,18%是仿制藥申請。最多的是抗腫瘤脂質(zhì)體制劑(33%),其次是納米晶藥物(23%)、乳劑(14%)、鐵-聚合物復(fù)合物(9%)、膠束(6%),另外15%是其他種類的納米藥物,比如藥物-蛋白復(fù)合物、藥物-聚合物復(fù)合物、復(fù)合物納米粒等。從1973~2015 年,94%的納米藥物是用于治療,剩下6%是用于體內(nèi)成像。絕大多數(shù)產(chǎn)品是用于腫瘤治療(35%),用于炎癥/免疫/疼痛疾病(18%)和感染(12%),26%應(yīng)用在如貧血、影像學(xué)、腸外營養(yǎng)、內(nèi)分泌/外分泌紊亂和心臟/血管疾病等,9%的申請應(yīng)用于包括精神障礙、防曬霜、麻醉劑、維生素補充劑和惡性高熱等[5]。納米藥物具有優(yōu)越的市場前景、巨大的發(fā)展?jié)摿?,激起了科研機構(gòu)和制藥企業(yè)的研發(fā)熱情。
從藥代動力學(xué)/藥效學(xué)觀點來看,納米藥物可分成兩類:一類是通過高強度機械力將活性藥物成分本身粉碎至納米級別,制備方法相對簡單,藥物負(fù)載量達(dá)到近100%;另一類是用來溶解、連接、締合或包封遞送活性成分的納米載體[6],屬于基質(zhì)骨架型或囊泡型結(jié)構(gòu),制備過程復(fù)雜,藥物負(fù)載量相對較低[7]?,F(xiàn)對納米藥物的分類及其研發(fā)進(jìn)展作一介紹。
納米晶體通常是指具有亞微米或納米級的結(jié)晶(包括無定形)特征的活性藥物成分[8]。納米晶體藥物是在離子型或非離子型穩(wěn)定劑和水等附加劑的存在下,用高強度機械力將藥物本身粉碎至納米級別,無需載體材料[9]。通過將粒徑減小到納米級范圍,納米晶體藥物表現(xiàn)出優(yōu)異的性能屬性,包括增強難溶性藥物的溶解度,改善粘附性,提高細(xì)胞膜滲透性和生物利用度[10]。
納米晶體從1988 年誕生,到目前為止,美國FDA、歐洲藥品管理局和制藥與醫(yī)療器械局已經(jīng)批準(zhǔn)了許多基于納米晶體技術(shù)的新藥產(chǎn)品。表1 列出了一些目前已上市及臨床轉(zhuǎn)化中的納米晶體藥物的劑型、活性成分、適應(yīng)癥、制備技術(shù)和上市時間等信息[11,12]。從表1 看出,大部分納米晶體藥物是口服劑型[13],且主要使用介質(zhì)研磨法或高壓均質(zhì)技術(shù)制備的。
納米載體藥物是借助于載體材料將藥物吸附、結(jié)合、分散或包裹其中,能夠運輸小分子藥物、大分子蛋白質(zhì)、基因藥物。納米載體可通過保護(hù)藥物免受降解而增加其半衰期,并提高難溶性藥物的溶解度和遞送效率,在藥物遞送系統(tǒng)中顯示出巨大的應(yīng)用潛力[14]。納米載體藥物主要類型:納米脂質(zhì)體、聚合物納米膠束、納米顆粒、聚合物-藥物偶聯(lián)物等[15]。
表1 已上市及臨床轉(zhuǎn)化中的納米晶體制劑
2.2.1 脂質(zhì)體 脂質(zhì)體是由兩親性的磷脂組裝成脂質(zhì)雙分子層結(jié)構(gòu)的膠體囊泡,它不僅具有可包封多種親水性藥物和siRNA 的內(nèi)室,還可在其疏水性的殼層中負(fù)載疏水性藥物[16]。它具有生物相容性好、不易引起抗原或毒性反應(yīng)的優(yōu)點。使用聚乙二醇等聚合物進(jìn)行表面功能化,延長了它們的循環(huán)時間[17]。
脂質(zhì)體是抗腫瘤納米藥物的主要劑型之一,也是臨床轉(zhuǎn)化最成功的一類納米藥物[13]。藥物評價和研究中心通過對2010~2015 年期間納米藥物申請的分析發(fā)現(xiàn),脂質(zhì)體占據(jù)向美國FDA 申請的納米藥物的70%,絕大多數(shù)(61%)脂質(zhì)體包載的都是化療藥物[5]。納米遞藥系統(tǒng)能同時荷載多個藥物,并可改變原有藥動學(xué)特征,確保所載的多個藥物從給藥開始到進(jìn)入腫瘤細(xì)胞都能維持合適的比例,有利于藥物間協(xié)同作用的發(fā)揮。Vyxeos 是美國FDA 于2017 年批準(zhǔn)的第一個含有阿糖胞苷和道諾霉素兩種原料藥的脂質(zhì)體產(chǎn)品。在針對急性髓系白血病的Ⅲ期臨床研究中,比較了脂質(zhì)體產(chǎn)品與標(biāo)準(zhǔn)阿糖胞苷-道諾霉素(5∶1)方案。與對照組(游離阿糖胞苷和道諾霉素)相比,Vyxeos 提高了整體存活率,并表現(xiàn)出類似的安全性[18]。表2 列出了從1995 年至今FDA、EMA 批準(zhǔn)上市的多種脂質(zhì)體新藥產(chǎn)品及其活性成分、適應(yīng)癥和上市時間等[19]。2015 年到2018 年期間國內(nèi)也有5 家藥企的脂質(zhì)體注射液成功上市,分別是南京綠葉制藥的注射用紫杉醇脂質(zhì)體,上海上藥新亞藥業(yè)的注射用兩性霉素B 脂質(zhì)體,石藥集團(tuán)、常州金遠(yuǎn)和上海復(fù)旦張江的鹽酸多柔比星脂質(zhì)體注射液。雖然,目前的脂質(zhì)體產(chǎn)品設(shè)計、工藝可能還需要進(jìn)一步的改進(jìn),但磷脂質(zhì)量差、封裝效率低、制造工藝復(fù)雜、穩(wěn)定性差等問題卻已經(jīng)成功地被解決。此外,藥用輔料級別的磷脂已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)?;a(chǎn)。對于治療用脂質(zhì)體的生物相容性、生物降解性和毒性安全性的認(rèn)識也促進(jìn)了未來脂質(zhì)體產(chǎn)品的開發(fā)[20]。
表2 已上市的脂質(zhì)體納米藥物
2.2.2 聚合物膠束與納米顆粒 聚合物膠束是由兩親性嵌段共聚物形成的納米尺寸的球狀膠束,具有疏水性核心和親水性外殼,疏水性核心可包封水溶性差的藥物,親水性外殼允許負(fù)載親水性藥物并使膠束維持穩(wěn)定狀態(tài)。聚合物納米膠束常用于遞送難溶性藥物,提高藥物溶解度和滲透性,延長藥物循環(huán)時間,可用于靜脈內(nèi)給藥[14]。目前,已獲得臨床批準(zhǔn)的聚合物納米膠束有Genexol-PM?和Paclical?,活性成分均為紫杉醇,分別用于治療轉(zhuǎn)移性乳腺癌和卵巢癌。此外,多種納米膠束正在進(jìn)行臨床試驗,比如已完成臨床Ⅲ期試驗的紫杉醇納米膠束NK105?,正在進(jìn)行臨床Ⅲ期試驗的順鉑納米膠束NC-6004?,處于臨床Ⅱ期的NK012?和NK911 以及已經(jīng)完成臨床Ⅰ期試驗的NC-4016。這些納米膠束多由生物相容性良好的聚乙二醇-聚氨基酸嵌段聚合物制備而成[13]。
聚合物納米顆粒是指納米囊、納米球或固體球形的聚合物顆粒,可以通過沉淀、乳化、凝聚等方法制備。常用的聚合物包括天然聚合物如白蛋白、葡聚糖、透明質(zhì)酸鹽和殼聚糖,以及合成聚合物如聚谷氨酸和聚乙醇酸、聚乙二醇、聚己內(nèi)酯、聚乳酸、聚天冬氨酸等[21]。聚合物納米顆??梢詫⑺幬锇饣蛭锢戆裼诰酆衔锘|(zhì)內(nèi),減少其與健康細(xì)胞的相互作用,從而降低藥物的毒性。目前,已獲批上市的產(chǎn)品有用于治療胰腺癌、轉(zhuǎn)移性乳腺癌的白蛋白-紫杉醇納米顆粒Abraxane?和用于治療肝細(xì)胞性肝癌的阿霉素納米顆粒Transdrug?,還有多種納米顆??拱┧幬镎谂R床試驗過程中,包括處于臨床Ⅱ期的米托蒽醌納米顆粒DHAD-PBCA-NPs、喜樹堿納米顆粒CRLX101、多烯紫杉醇納米顆粒Docetaxel-PNP、BIND-014、ABI-008,雷帕霉素納米顆粒ABI-009;處于臨床Ⅰ期的ABI-010、ABI-011、CALAA-01 及Nanoxel[14]。國內(nèi)由石藥集團(tuán)歐意藥業(yè)有限公司和江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司研發(fā)的的注射用紫杉醇(白蛋白結(jié)合型)仿制藥也分別于2018 年2月和2018 年8 月獲批上市。
2.2.3 聚合物-藥物偶聯(lián)物 聚合物-藥物偶聯(lián)物(polymerdrug conjugates,PDCs)是指活性藥物分子與聚合物通過化學(xué)共價鍵偶聯(lián)形成的納米藥物[22]。聚合物材料要具有水溶性好、無毒和無免疫原性等特點,主要包括聚乙二醇、多糖類聚合物(如透明質(zhì)酸、葡聚糖等)和聚谷氨酸等。目前,僅有培門冬酶注射劑(Oncaspar 獲得上市),但多種PDCs 納米抗癌藥物正處于臨床試驗中,如已完成前列腺癌臨床Ⅲ期和乳腺癌臨床Ⅱ期試驗的聚谷氨酸與紫杉醇的偶聯(lián)物Xyotax?;已完成非小細(xì)胞肺癌臨床Ⅲ期和黑色素瘤臨床Ⅱ期試驗的負(fù)載紫杉醇用于實體瘤治療的Taxoprexin?;已完成臨床Ⅰ期試驗負(fù)載喜樹堿用于非小細(xì)胞肺癌的XMT-1001,活性成分為阿霉素的葡聚糖-藥物偶聯(lián)物AD-70 以及正在進(jìn)行臨床Ⅰ期試驗的Prothecan[13]。
目前上市的納米藥物大多是納米晶體藥物或脂質(zhì)體,工業(yè)上常用介質(zhì)研磨法、高壓均質(zhì)法、噴霧干燥法來制備納米晶體藥物;常用高壓均質(zhì)法、冷凍干燥法及擠出法等制備脂質(zhì)體藥物。
介質(zhì)研磨法是在機械研磨室中裝載研磨珠、分散介質(zhì)(通常為水)、表面活性劑和待納米化的藥物,藥物顆粒通過機械研磨產(chǎn)生的剪切力和碰撞力而減小尺寸[23]。影響納米化效果的因素有研磨珠的尺寸、藥物的硬度、表面活性劑的濃度與溫度,以及分散介質(zhì)的粘度等[24]。目前工業(yè)轉(zhuǎn)化比較成功的納米晶體藥物大部分是使用介質(zhì)研磨法制備的,包括最早上市的戊脈安膠囊Verelan?PM、阿瑞吡坦膠囊Emend?、非諾貝特片劑Tricor?以及甲地孕酮口服懸浮液Megace?ES 等。介質(zhì)研磨法由于產(chǎn)業(yè)化設(shè)備易得、批間差異小等優(yōu)點,更易應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。
介質(zhì)研磨法的主要缺點是制備過程中研磨珠的磨損和溶蝕會造成產(chǎn)品污染。最近,F(xiàn)unahashi I 等[25]提出了一種使用冰珠代替?zhèn)鹘y(tǒng)硬珠(如金屬或陶瓷)的無污染的新型濕介質(zhì)研磨方法。使用由冰制成的珠粒作為研磨介質(zhì)代替氧化鋯珠粒,并且使用冰錐進(jìn)行攪拌以消除研磨介質(zhì)碎裂/磨損造成的污染。研究表明,冰珠的直徑對銑削性能有很大影響,最佳直徑約為1500 μm。此外,在研磨過程中需要將溫度保持在0 ℃~-2 ℃,以維持研磨功能。研磨所得的納米懸浮液經(jīng)噴霧干燥可用于開發(fā)口服劑型,如顆粒劑、片劑和膠囊劑。
此外,制備技術(shù)的可轉(zhuǎn)移性是納米藥物實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的重要條件。Hagedorn M 等[26]研究了濕介質(zhì)研磨從小到中等規(guī)模,再到大規(guī)模藥物生產(chǎn)的可轉(zhuǎn)移性,提出了參數(shù)比研磨能可以預(yù)測所得納米懸浮液的藥物粒度分布,指導(dǎo)攪拌研磨機之間進(jìn)行批量的縮小和放大。比研磨能是研磨機凈輸入能量與懸浮液中固含量重量的比值。在該研究中,使用了最近開發(fā)的適用于非常小批量的雙離心機Dual centrifugation(DC)對藥物進(jìn)行研磨,DC 與普通離心的區(qū)別在于離心過程中樣品的額外旋轉(zhuǎn)使得藥物顆粒在小瓶內(nèi)與研磨珠一起快速有力地運動,為懸浮液引入了非常高的比研磨能,從而實現(xiàn)有效的混合、均質(zhì)化和高效研磨,最終可得到與攪拌研磨機相當(dāng)?shù)募{米顆粒。中試規(guī)模使用了批量大小為1.5kg 的設(shè)備型號為Delta Vita 300 的攪拌研磨機,以比研磨能為3.33kWh·kg-1研磨270 min,生產(chǎn)規(guī)模使用了批量大小為30 kg 的設(shè)備型號為Delta Vita 10000 的攪拌研磨機,通過計算達(dá)到相當(dāng)?shù)谋妊心ツ芩栎斎氲哪芰吭O(shè)置研磨參數(shù),實際比研磨能為3.03 kWh·kg-1,兩者獲得了粒徑分布類似的藥物顆粒,并且與雙離心機研磨90 min 得到的藥物顆粒粒徑相類似。證明了參數(shù)比研磨能對納米研磨批量放大具有指導(dǎo)作用,說明小批量的雙離心機可作為篩選工具用于納米晶體藥物的處方開發(fā)。Lestari MLAD 等[27]使用低能濕球磨法(LE-WBM)制備小批量的納米懸浮液(10 g),用于篩選合適的表面活性劑并預(yù)測藥物的可研磨性,研究發(fā)現(xiàn),使用低能量濕球磨法或120 g批量的高能球磨法以分批模式處理藥物時,在相同的研磨時間和研磨速度下獲得了粒度相當(dāng)?shù)念w粒。對于在再循環(huán)模式下使用高能濕球磨法制備的2 kg 批量時,調(diào)整研磨速度也可獲得與小批量粒度相當(dāng)?shù)念w粒。
高壓均質(zhì)技術(shù)既可用于規(guī)模化制備納米混懸液,又可用于脂質(zhì)體的工業(yè)化生產(chǎn)。微射流高壓均質(zhì)技術(shù)是一種新型高壓均質(zhì)技術(shù),它集合了微射流、撞擊流和傳統(tǒng)高壓均質(zhì)技術(shù)的優(yōu)勢于一體,同傳統(tǒng)閥式高壓均質(zhì)相比,具有更高的均質(zhì)效率,粒徑更小、分布更窄,更適合納米藥品規(guī)?;a(chǎn)。微射流高壓均質(zhì)技術(shù)基于射流原理,將藥物懸浮液放入高壓均質(zhì)腔中,使物料在動力單元的增壓作用下快速地通過百微米級的不銹鋼孔道,形成超音速射流(>500 m·s-1),在高壓均質(zhì)腔內(nèi)壁處產(chǎn)生劇烈的剪切、碰撞、空穴作用以及另一端的對射作用。雙股射流對射致瞬間相對速度加倍,產(chǎn)生對射爆炸效應(yīng),從而使藥物顆粒分解破碎[28]。微射流高壓均質(zhì)制得的納米晶體混懸液還可以通過干燥固化,進(jìn)一步制備成膠囊、片劑或凍干粉劑等。目前上市的帕潘立酮棕櫚酯肌肉注射混懸液Invega Sustenna、棕櫚酸帕利哌酮肌肉注射混懸液Invega Trinza、月桂酰阿立派唑肌肉注射混懸液Aristada,以及非諾貝特片Triglide?,均是以高壓均質(zhì)化技術(shù)制備而成。
早在1990 年就有使用微射流高壓均質(zhì)機規(guī)?;苽渲|(zhì)體的報道,研究發(fā)現(xiàn),在微射流高壓均質(zhì)機作用下,脂質(zhì)體的平均尺寸可以從640nm 減小至160nm,并且可以從100mL 實驗室規(guī)模擴大到4000 mL 生產(chǎn)規(guī)模[29]。Duong VA 等[30]最近使用改良的冷高壓均質(zhì)法成功制備了負(fù)載鹽酸昂丹司瓊的納米脂質(zhì)體緩釋制劑,可延長其止吐的治療效果。高壓均質(zhì)技術(shù)制備的脂質(zhì)體具有粒徑小、分布窄的優(yōu)點,且包封率高,可實現(xiàn)規(guī)?;?、連續(xù)化生產(chǎn)。目前工業(yè)上常用的微射流高壓均質(zhì)設(shè)備有:實驗型微射流超高壓均質(zhì)機、Nano DeBEE 實驗型微射流高壓均質(zhì)機、MiniDeBEE 小試型超高壓均質(zhì)機、DeBEE 2000 中試型超高壓均質(zhì)機、DeBEE 3000 生產(chǎn)型超高壓均質(zhì)機、Will 生產(chǎn)型微射流均質(zhì)機等。
冷凍干燥法所制備的脂質(zhì)體具有粒徑?。?00 nm 以內(nèi))、穩(wěn)定性好、滅菌貯存方便等優(yōu)點,特別適合于對熱敏感的藥物脂質(zhì)體的制備[31]。上海艾力斯醫(yī)藥科技有限公司的發(fā)明專利CN200610028725.7 中公開了一種穩(wěn)定的脂質(zhì)體組合物,由飽和磷脂和膽固醇作為成膜脂質(zhì),加入維生素E 作為抗氧劑,以蔗糖作為凍干賦形劑,采用薄膜蒸發(fā)-冷凍干燥的方法制備,這種脂質(zhì)體可作為抗癌藥物紫杉醇的載體[32]。南京綠葉制藥有限公司的發(fā)明專利CN106924195 中公開了一種用凍干法制備注射用紫杉醇脂質(zhì)體組合物:先將處方量的紫杉醇原料、磷脂、膽固醇溶于乙醇中,50 ℃~60 ℃恒溫除去溶劑,加入溶有處方量的氨基酸和甘露醇或葡萄糖的水溶液,溶解后,定量分裝加入容器內(nèi),放置冷凍干燥機中,將溶液在0.5~2 h 迅速降至-50 ℃~-80 ℃,并保溫4~8 h,得到凍結(jié)體,真空處理,使真空度小于10 pa,再將凍結(jié)體在0.1~2 h 升溫至-5 ℃,保溫1~4 h,然后將凍結(jié)體在1~2 h 升溫至30 ℃~35 ℃,保溫3~6 h,通入氮氣、氦氣或氬氣,得紫杉醇脂質(zhì)體制劑[33]。冷凍干燥法已應(yīng)用于多種脂質(zhì)體產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn),2017 年8 月經(jīng)美國FDA 批準(zhǔn)的道諾霉素/阿糖胞苷脂質(zhì)體Vyxeos 就是使用冷凍干燥法制備的[34]。
擠出法是通過加壓使大小不一的多室或大單室脂質(zhì)體通過特定孔徑大小的聚碳酸酯膜與不銹鋼微孔濾板,由于剪切力的作用導(dǎo)致其發(fā)生形變而破裂,破裂的雙層膜立即重新組合,形成粒徑均一集中的小單室脂質(zhì)體。擠出法不接觸有機溶媒,且制備工藝簡單、重現(xiàn)性好[35]。脂質(zhì)體擠出膜為聚碳酸酯膜,不溶于大多數(shù)有機溶劑(氯仿、二氯甲烷、N-甲基-2-吡咯烷酮除外)和水,不吸附蛋白和提取物,可確保樣品不被污染,具有化學(xué)高抗性和熱穩(wěn)定性,適用于脂質(zhì)體制備。與過濾除菌用膜彎曲孔道不同,脂質(zhì)體擠出膜孔道為直道,具有明確的孔徑大小,不容易阻滯大脂質(zhì)體的通過,膜孔垂直更有利于納米級脂質(zhì)體的擠出制備。目前世界上有Whatman、Millipore 等公司生產(chǎn)的聚碳酸酯膜較為常用。脂質(zhì)體擠出器可分為手動型、氣動型、在線式3 種。手動型脂質(zhì)體擠出器主要處理范圍是0~1 mL,適合超小體積的實驗階段應(yīng)用;氣動型脂質(zhì)體擠出器主要處理范圍是0~5000 mL,適合中小量樣品處理;在線型脂質(zhì)體擠出器主要處理范圍是0~1000 L,適合中試以及放大生產(chǎn)[36]。擠出法還可與其他方法聯(lián)用制備脂質(zhì)體,比如微射流高壓均質(zhì)機與脂質(zhì)體擠出器通過標(biāo)準(zhǔn)的高壓接口與高壓管路串聯(lián)在一起,物料經(jīng)微射流高壓均質(zhì)以后,通過特定孔徑的脂質(zhì)體擠出膜,增加了脂質(zhì)體擠出器的樣品處理效率,高效獲得粒徑小且分布窄的脂質(zhì)體,達(dá)到更好的納米化效果。
普通藥物制成納米制劑產(chǎn)生的的納米效應(yīng)不僅帶來了許多治療優(yōu)勢,其理化性質(zhì)的改變使藥物的體內(nèi)分布行為也發(fā)生了變化,可能會帶來新的不良反應(yīng)[37]。故應(yīng)明確納米藥物的評價指標(biāo)、技術(shù)要求,對有效性、安全性、可控性進(jìn)行評估。
納米藥物的理化性質(zhì)會影響其質(zhì)量、穩(wěn)定性及體內(nèi)分布,EMA 現(xiàn)有法規(guī)及指導(dǎo)原則規(guī)定,需要對納米材料的化學(xué)組成、粒子尺寸、形態(tài)學(xué)、質(zhì)量濃度、比表面積、表面化學(xué)、表面電荷、粘度等理化性質(zhì)進(jìn)行表征。為保證產(chǎn)品質(zhì)量和批間一致性,美國FDA 提出,需要對納米藥物的生產(chǎn)過程進(jìn)行質(zhì)量控制,確定關(guān)鍵工藝參數(shù),并對每批產(chǎn)品的包封率、降解產(chǎn)物、可能引入的雜質(zhì)和溶劑殘留進(jìn)行控制。關(guān)于納米藥物的穩(wěn)定性,除了同傳統(tǒng)藥物一樣需要進(jìn)行常規(guī)的長期及加速穩(wěn)定性考察,還需對空白納米載體進(jìn)行相關(guān)的影響因素穩(wěn)定性試驗[38]。體外釋放度與體內(nèi)溶出相關(guān),是評價納米制劑質(zhì)量的重要指標(biāo),也是確保有效性的重要指標(biāo)。納米制劑體外釋放度評價方法有取樣分離法、透析法、流通池法、弗朗茨擴散池法、結(jié)合法,還有電化學(xué)法、非電化學(xué)法、微滲析法等新方法[39]。體外釋放方法應(yīng)該能夠區(qū)分產(chǎn)品生物等效性的差異。
同種藥物的傳統(tǒng)制劑與納米制劑的藥動學(xué)性質(zhì)也會有所不同,美國FDA 提出納米藥物需進(jìn)行以下藥動學(xué)試驗:單劑量藥動學(xué)試驗、多劑量藥動學(xué)試驗以及預(yù)期治療劑量范圍內(nèi)的劑量比值試驗、納米藥物和非納米藥物之間的對比試驗[38]。還應(yīng)收集和分析血液、尿液和糞便樣品中的母體藥物以及代謝物,并確定與該藥物的治療和毒性相關(guān)的主要代謝物[40]。EMA 提出,納米制劑的仿制藥需要進(jìn)行生物等效性試驗,以證明其與原研產(chǎn)品的臨床治療效果一致[41]。
尺寸的減小,使納米藥物可以透過血腦屏障,可能會造成潛在毒性。美國FDA 推薦納米藥物的安全評估應(yīng)包括危害識別、劑量反應(yīng)評估、暴露評估和風(fēng)險表征,研究原料藥和載體材料可能的雜質(zhì)及雜質(zhì)的毒性,至少需要進(jìn)行急性毒性試驗、多劑量毒性試驗、基因毒性試驗以及亞慢性毒性試驗、體外哺乳動物細(xì)胞基因突變試驗、染色體畸變試驗及體外微核試驗。此外,納米藥物許多毒副作用是與劑量相關(guān)的,因此納米藥物的體內(nèi)毒性測試需要注意對劑量的考察[38]。
納米制劑能否成功開發(fā),取決于其從實驗室規(guī)模到工業(yè)規(guī)模的可轉(zhuǎn)移性,因此,應(yīng)該加強納米藥物的基礎(chǔ)研究,包括納米藥物制備的相關(guān)設(shè)備研發(fā),關(guān)注過程表征、設(shè)備選擇、處方研究和穩(wěn)定性研究四個方面,以解決產(chǎn)品重現(xiàn)性問題。另外,納米藥物相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和方法尚未完全明確,EMA 和FDA雖已發(fā)布了一系列指導(dǎo)原則,但尚未有具體的規(guī)程或法規(guī)來指導(dǎo)行業(yè)開展研究,國內(nèi)暫未發(fā)布納米藥物相關(guān)指導(dǎo)原則,現(xiàn)有的藥物審評原則無法完全適用于納米藥物。監(jiān)管機構(gòu)仍需針對納米藥物的工業(yè)化研發(fā)進(jìn)行廣泛研討,加強對其質(zhì)量控制和管理,深入開展體內(nèi)外相關(guān)性及毒理安全性評價研究,廣泛收集市場上的監(jiān)測信息,促進(jìn)納米藥物的快速發(fā)展。