纳米粒给药系统

纳米技术的迅猛发展将为药品研发带来深远影响，本书展现了纳米粒在制备和生物应用方面上的实际问题，主要分为四个部分：纳米粒所特有的基本性质和纳米粒的生产制备技术；纳米粒在材料和理化方面的性质，与这些性质相关的体内行为以及纳米粒的毒理学特性；纳米粒在注射给药、口服给药、脑部给药、眼部给药和基因给药药物传递领域中的应用；纳米药物传递的临床、伦理和管理方面的问题等。

本书对于从事纳米药物生产、科研以及管理的企业人员具有极高的参考价值及指导意义，同时这本书也可以作为纳米药物传递课程的教科书。

译者的话
前言
编者名单
篇 纳米粒的制备技术
    1 药物纳米粒的相关理论
        前言
        纳米粒的粒径
        纳米粒的表面积
        纳米粒的混悬和沉降
        磁性和光学性质
        纳米粒的制备
        纳米粒的生物转运
        结论
        参考文献
    2 研磨法和均质法制备纳米粒
        前言
        珠(球)研磨技术制备药物纳米结晶
        高压均质法制备纳米结晶
        喷雾干燥法制备化合物纳米结晶
        在非水溶剂中制备纳米结晶
        热熔法制备纳米结晶
        微丸化技术
        直接压片技术
        参考文献
    3 超临界流体技术制备纳米粒
        前言
       
超临界CO₂
       
超临界CO₂流体的溶解性
       
超临界流体快速膨胀技术制备药物纳米粒子
       
固体潜溶剂超临界流体快速膨胀技术制备纳米粒子
        超临界流体反溶剂技术制备纳米粒
       
提高传质速率的超临界流体反溶剂技术制备纳米粒子
       
RESS技术和SAS技术制备粒子的基本原理
        超临界流体在粒子工程中的其他应用
        脂质体
        安全与健康问题
        参考文献
    4 乳剂法制备聚合物或蛋白质稳定的纳米粒
        前言
        乳化-溶剂蒸发法
        乳化法
        纳米粒的硬化
        有机溶剂和乳化剂的残留
        蛋白质稳定的纳米粒
        结论
        参考文献
第二篇 纳米粒的特征与性质
    5 纳米粒的物理特征
        前言
        粒径测定
        分析方法
        体外释放
        实例:粒径
        结论
        参考文献
    6 纳米粒界面性质:药物(基因)传输纳米粒给药体系中一个重要决定因素
        前言
        乳化剂对纳米粒药剂学性质的影响
       
界面性质对细胞摄取、毒性、基因传递的影响
        体内分布
        结论
        参考文献
    7 工程化纳米粒的毒理学特征
        前言
        颗粒的吸入
        纳米粒的生物效应
        工程化纳米粒的毒理学危害
        结论
        致谢
        参考文献
第三篇 纳米粒的药物传递应用
    8 注射给药的药物纳米粒
       
前言:医学治疗用药物传递对纳米粒的需求
        载体种类
        包衣的功能性
        外部辅助的靶向
        装载的药物(应用实例)
        临床研究
        结论
        参考文献
    9 用于口服给药的聚合物纳米粒
        前言
        与粒子摄取有关的胃肠道生理条件
        粒径与表面电荷:粒子吸收的关键因素
        生物黏附
        示踪技术
        体内外模型
        纳米粒的处方
        应用
        未来发展方向
        致谢
        参考文献
    10 脑部传递的纳米粒
        前言
        生物分布
        药理活性
        聚合物纳米粒脑部药物传递机制
        结论
        参考文献
    11 眼部给药纳米粒
        前言
        纳米粒在眼部的体内处置
        纳米粒促进药物的眼部传递
        纳米粒体系的安全性和耐受性
        结论
        致谢
        参考文献
    12 DNA基因的纳米传递系统
        基因传递载体
        用于制备DNA纳米粒的聚合物
        DNA纳米粒的物理特性
        DNA纳米粒的体内分布与转运
        结论
        参考文献
第四篇 临床、伦理和行业 管理问题
    13 纳米技术和纳米粒:临床、伦理和行业管理问题
        前言
        临床方面
        环境,社会和伦理问题
        行业管理问题
        结论
        致谢
        参考文献
索引

篇纳米粒的制备技术
1 药物纳米粒的相关理论
RAM B. GUPTA
美国 阿拉巴马州奥本奥本大学化学工程系
前言
对于药物来说，约90%是以固体形式存在的。随着纳米技术的发展，现在可以制备
应用于各种创新给药的药物纳米粒。新的药物传递方式可以增加药物疗效和降低毒副作
用。例如，2005年美国食品药品监督管理局批准了用于肿瘤治疗的粒径为130nm的紫
杉醇注射用白蛋白纳米粒（AbraxaneTM），它代表了基于纳米粒技术开发的一个新产品。
新型紫杉醇白蛋白纳米粒具有以下几个优点：消除了原注射剂中表面活性剂克列莫佛
（Cremophor）所引起的毒性，增加了可耐受的给药剂量从而改善了疗效。为了更好地开发
纳米粒给药系统，我们有必要对纳米粒的药剂学性质进行深入的了解，这也是本章及本
书的总体目的。在本章我们将从药物传递的角度来论述纳米粒的一些基本性质，包括粒
径、表面积、沉降速率、磁性、光学性质及生物转运等。
纳米粒的粒径
因为具有与人体细胞组成成
分可比性的大小，所以纳米粒在药物传递中很有潜力。很明显，大自然在创造生物体时广
泛地应用了纳米尺度的构件。如果人们想治疗机体疾病，那么就必须使用尺度相匹配的材
料来纠正错误基因、杀死寄宿在机体细胞内的麻风病细菌、阻碍病毒基因的繁殖、杀死癌
细胞、修复细胞代谢、阻止萎缩或其他老化症状。这就好像我们不能用人的手来按摩蚂蚁
的伤腿一样，尺度的匹配对于发挥任何生物活性都是很重要的。药物传递的目的是影响机
体的生物化学行为。生物过程的基本单元是细胞和胞内的生物化学反应。随着纳米粒的出
现，我们可以在生物过程的自然尺度范围内实现对细胞过程的选择性调控。
纳米粒的表面积
人类一般可以看到和辨认出小到100 000nm（100μm）大小的物质。在过去的300年里，
显微镜的发明使我们能看到更小的物体。当今，我们可以通过扫描探针显微镜看到单个
原子大小的物体（0.1nm）。因为具有较小的粒径，纳米粒展现出了令人感兴趣的性质，这
使它们适合于应用在各种药物传递中。随着粒径的减小，在粒子表面的分子数增加。
对于典型的直径为1nm的低分子质量的药物粒子来说，
令人感兴趣的是，10 000nm（10μm）的粒子表面分子百分数非常小。因此微米级粒
子相比纳米级粒子其溶出速率非常低。
当粒子大小在纳米范围内时，表面不规则性在黏附性方面起着很大的作用，此时表
面不规则性可能与粒径具有同等重要性[1]。
纳米粒因为增加了可产生范德华力的接触面积，从而显示出很强的黏附性。例如，
Lamprecht等[2]观察了不同粒径的聚苯乙烯粒子在结肠炎症黏膜的吸收（黏附）差异，结果
10μm、1000nm和100nm粒子沉积量分别为5.2%、9.1%和14.5%。
纳米粒的混悬和沉降
因为纳米粒具有较小的粒径，所以它很容易在液体里保持混悬状态。粒径大的微米
级粒子会因为重力很容易沉淀出来，而对于纳米粒来说重力很小。
热力学（布朗）波动能抑制粒子沉降。
在水中，1000nm的粒子由热力学波动引起的布朗运动速率是
1716nm/s。因此，粒径小于1000nm的粒子因布朗运动而几乎不会沉降。这就赋予纳米
粒一个重要的性质：尽管固体密度很高，但纳米粒子还是很容易保持混悬状态。粒径大
的微米粒子因为重力很容易从混悬液中沉降出来，因此，这种混悬液必须贴有“使用前
请摇匀”的标签。另外，微米级混悬液不能用于注射给药。对于纳米粒来说，重力吸引
弱于随机的热力学布朗运动，因此纳米混悬液不会沉降，这使其具有长的有效期。
然而，如果需要分离纳米级粒子，则可以通过离心来加速沉降。
磁性和光学性质
粒径小的纳米粒具有独特的磁性和光学性质。例如，强磁性物质在20nm以下会变
成超顺磁性，也就是说，这些粒子在离开磁场时不能维持磁性，但是在磁场下具有磁力。
这些材料对药物靶向和加热效应是有帮助的。例如，人们可以利用纳米粒的电磁脉冲反
应来提高药物向实体瘤的传递[3]。这类粒子能够接上针对肿瘤脉管中抗原的抗体，从而
使得纳米粒选择性地传递到肿瘤血管壁。脉冲式电磁辐射可使纳米粒产生局部放热效应，
导致肿瘤血管壁穿孔，细胞间质发生微对流，肿瘤细胞膜穿孔，因此能在使用小的热
量和对正常组织少的物理损伤的情况下，提高药物从血液向肿瘤细胞的转运。
金和银纳米粒具有粒径依赖性的光学性质[4]。由于表面等离子体共振作用，纳米粒
的自身颜色会随着粒径的改变而改变，因此这些纳米粒在分子感应、诊断和成像造影等
方面很有应用价值。例如，金纳米粒随粒径不同会表现出不同的颜色。