纳米结构脂质载体促进难溶性药物口服吸收机制的研究进展

刘建清,张 晶，赵佳丽，3，宋洪涛(.南京军区福州总医院药学科，福建 福州 350025；2.福建医科大学药学院，福建 福州 35008；3.厦门大学医学院，福建 厦门 36005)

药物研发过程中，经常可以遇到一些药物具有药理活性，但因为水溶性差而导致其口服生物利用度低且临床效果不佳。对于这类药物，通过提高其溶解度而改善其生物利用度的方法很多，如将药物制成盐或前体药物、环糊精包合物、固体分散体等。纳米结构脂质载体(nanostructured lipid carriers,NLC)是极具开发潜力的药物载体，作为水溶性差的药物载体，纳米结构具有许多优越性，其应用日益广泛[1,2]。NLC作为一种新型的药物载体，采用混合脂质为载体，将常温下为液态的脂质加入到固态脂质中，晶体的混乱度增加，使其承载药物的空间增大为特殊骨架材料纳米粒[3,4]。NLC因其独特而优良的性能在新药制剂中有广泛的应用前景。如何使纳米结构脂质给药系统更利于促进难溶性药物的吸收，成为业界关注的热点。本文将从NLC使难溶性药物满足：①在小肠吸收部位保持足够的溶解性;②保持药物与上皮细胞膜的充分接触，即克服小肠上皮细胞表面的静态水层(unstirred water layer)[5];③突破穿细胞膜转运障碍3个方面进行探讨。

1 纳米结构脂质体

固体脂质纳米粒(solid lipid nanoparticles，SLN)是20世纪90年代发展起来的一种新型微粒给药体系，以天然或合成的脂质材料，如卵磷脂、三酰甘油、复合甘油酯等将药物包裹其中，粒径一般为100 nm，具有毒性低、物理稳定性高、生物利用度高等优点。

NLC是2000年之后在SLN的基础上出现，被称为第二代脂质纳米粒子。NLC与SLN的不同之处在于其内部结构，NLC是以一定比例的液态油或混合脂质代替了固体脂质纳米粒中的固体脂质而制备出的新型固体脂质纳米粒。NLC可以弥补SLN的三方面不足：①载药能力有限；②药物在储存过程中的泄漏；③其水分散体中水分含量过高[6]。

2 促进难溶性药物口服吸收的机制

2.1促使药物的充分溶解

2.1.1粒径 口服药物后，药物需要在胃肠道中溶解才能穿过肠上皮细胞而被吸收。对于难溶性药物的吸收，药物的溶出速率和溶解度取决于它的限制条件。药物粒径减小可增加药物的表面积与润湿性，根据Noyes-Whitney方程可知，药物在胃肠道中的溶解度得到显著提高，进而促进药物的吸收。Sigfridasson等[7]研究表明，NLC粒径的减小可以进一步促进难溶性药物的溶解，NLC在胃肠道中的吸收存在粒径依赖性。Muchow等[8]对比了十一酸睾酮NLC的粒径对十一酸睾酮体内吸收的影响。分别制备粒径为215、592 nm的十一酸睾酮NLC，大鼠灌胃后，AUC0→∞分别为13 950、10 208 pg·h/ml，表明减小NLC粒径可以提高十一酸睾酮的体内吸收。

2.1.2脂质体对药物的增溶作用 对难溶性药物而言,药物的溶解度可包括药物在胃肠溶液中的固有溶解度和内、外源性物质对药物的增溶作用等方面。NLC本身由脂质辅料制备而成，由于药物的吸收促进效应，脂质与药物的吸收密切相关[9]。口服NLC后,脂质体在消化道经酶降解形成单酰甘油和脂肪酸等乳化剂，同时随着脂质体进入十二指肠，刺激胆酸盐、胆固醇以及胰液等从胆囊分泌并排入肠腔。经过一系列反应的过程，内源性胆酸盐等物质、外源性脂质的消化产物在胃肠道中产生一系列胶体分散体系，如混合胶束、小囊泡以及乳滴等，难溶性药物也混合在其中，从而提高难溶性药物的溶解度。Sahu等[10]研究了氟比洛芬NLC及氟比洛芬缓释片的体内药物动力学情况。实验结果表明，NLC的氟比洛芬AUC0→∞为(36.95 ± 1.23) ng·min/ml，而市售氟比洛芬AUC0→∞为(13.55±0.63) ng·min/ml，前者的浓度为后者的近3倍。这是由于NLC中的脂质成分在一系列变化后与体内成分形成胶束，对氟比洛芬产生增溶作用，使氟比洛芬的吸收远大于后者。

2.2脂质体促进药物在胃肠道的吸收

2.2.1穿过静态水层 在小肠绒毛表面存在一层非流动水层，即静态水层，难溶性药物必须溶解扩散，穿过该静态水层与小肠上皮细胞接触才能被吸收。但由于难溶性药物在静态水层中低溶解度的特性阻碍了药物的吸收，NLC中的脂质成分在消化酶作用下降解形成单甘油酯和双甘油酯，后者与胆盐相互作用形成胶束或混合胶束，使药物在静态水层中的溶解度得到提高。同时有其他观点表明，药物可以通过形成的胶束等结构直接或间接地与小肠上皮细胞接触，再者，药物以纳米结构的形式存在，这两方面都有利于载体携带药物穿过静态水层到达肠上皮细胞，从而促进药物在静态水层的吸收[12]。当药物以胶束结构穿过静态水层，可游离出药物或直接以胶束的结构进行穿膜转运，转运方式包括：被动转运、载体介导吸收、界面转运、与囊泡载体结合吸收等[13]，详见图1。

图1 药物从脂质药物处方转运至肠上皮细胞的机制

2.2.2脂质体增加附着性及其作用 纳米颗粒具有附着性[15]，脂质纳米给药系统中的药物以微小粒径存在，可增加药物在胃肠道黏膜上的吸附作用，当大量的药物吸附在胃肠道黏膜上，药物经释放后即在胃肠壁吸收，胃肠壁与血液药物浓度形成浓度梯度从而促进药物的吸收，增加药物的生物利用度。而且形成的药物纳米粒子通过吸附在胃肠道壁上并进入绒毛间隙，可增加药物在胃肠黏膜上的滞留时间，从而促进药物的吸收。Zhuang等[16]将长春西汀制备成无定型的NLC，以大鼠建立体内动物模型，口服给予相同剂量的长春西汀纳米结构脂质体与长春西汀混悬液，Cmax分别为 (679.29±135.57)、(354.29±57.49) ng/ml。AUC0→∞分别为(3143.9±574.9) 、(975.8±109.4) ng·h/ml。长春西汀NLC的AUC0→∞是其混悬溶液的3.22倍。原因是长春西汀NLC的粒径较小,在胃肠道壁的生物附着性强,甚至进入小肠绒毛之间的空隙从而增加了长春西汀NLC在胃肠道的驻留时间,使药物被充分吸收,提高了生物利用度[16]。

2.3跨膜转运

2.3.1淋巴转运 药物口服可以经毛细血管转运，也可以通过淋巴途径进入体循环。由于肝门静脉中血液的流速和肠淋巴管中淋巴液的流速之比约为500:1，一般情况下，药物主要通过肝门静脉进入到血液循环。但是，对于脂质纳米粒药物，Alessandro等研究了十二指肠给药后SLN淋巴和血液的分布情况，对淋巴插管后的大鼠模型进行研究，通过测定淋巴和血液的辐射剂量，观察了SLN给药后的转运，研究发现直接转运到血液中的SLN与转运到淋巴中的SLN相比要少得多，这一研究结果说明，SLN在口服给药后主要的吸收机制是淋巴吸收，证实了NLC能够通过脂肪的吸收途径与转运。

脂质促进药物肠淋巴转运与其消化、吸收有关[17,18]。首先，经胃消化产生的含药粗乳经一系列的消化最终变成可以自由扩散进入静水层的含药混合胶束。混合胶束很少以完整的形式吸收，需要以游离脂肪酸、2-单酰甘油和药物的形式各自吸收。脂质中长链脂肪酸在滑面内质网内重新酯化形成三酰甘油。三酰甘油和糙面内质网产生的初始脂蛋白结合，核扩张形成乳糜微粒。药物可与乳糜微粒中的三酰甘油结合，对于肠上皮毛细淋巴管细胞间隙要比毛细管大得多，药物形成的乳糜微粒结合物粒径在200～800 nm，可以选择性地进入到毛细淋巴管之中，即药物可以通过淋巴转运进入体循环，避免药物的肝脏首过效应。其次，纳米粒药物口服后，其主要吸收部位在回肠内集合淋巴结，功能细胞为微粒细胞，纳米粒被吞噬后，通过囊性转运方式转运到M细胞基底面凹腔释放出来，此时纳米粒以游离状态或以被巨噬细胞吞噬的状态，随淋巴细胞通过淋巴管从淋巴循环进入血液循环，在这个过程中也避免了肝脏首过效应，提高药物的吸收程度[19]。

除了刺激脂蛋白和乳糜微粒的产生之外，NLC促进药物淋巴转运的机制可能还有[20]：增加细胞膜的流动相来增加细胞内转运；打开细胞间紧密连接促进离子化药物和亲水大分子的细胞间转移。

2.3.2抑制P糖蛋白外排 小肠不仅是药物的主要吸收部位，也是机体排泄药物的重要器官，在肠道黏膜的顶端丰富表达着药物外排分泌蛋白，如P糖蛋白(P-gp)可以将已经吸入胃肠道黏膜细胞内的药物再分泌到肠腔，从而抑制药物吸收，降低药物的生物利用度。浙江大学黄凌斐等用Caco-2细胞考察了P-gp对载药SLN转运的影响。研究以阿霉素刺激并产生的P-gp高表达的Caco-2单层细胞为模型，发现阿霉素、紫杉醇、10-羟基喜树碱这3种抗癌药在转运时有明显的外排作用，加入P-gp抑制剂维拉帕米之后，各种药物的P-gp外排均减少。采用NLC给药后，外排现象减弱更显著，药物从肠腔侧向基底侧的正向转运能力提高1～6倍，并且NLC给药系统能躲避P-gp的识别。由此可见，脂质纳米粒能通过抑制P-gp外排作用而促进药物的吸收。

3 小结

近年来发现难溶性药物越来越多，因而提高难溶性药物的溶解度、改善其溶出度、促进药物的人体吸收，已成为当代药物制剂的一个研究重点。对NLC促进难溶性药物的口服吸收机制的研究将有助于进一步解决难溶性药物问题，根据研究得出的机制重新对NLC及其他给药系统、药物研究设计进行改进。Takeuchi等[21]选择壳聚糖或卡波姆等生物黏附性聚合物对纳米载体进行表面修饰，增加其在胃肠道的停留时间和接触面积，进而改善药物的口服吸收，提高生物利用度。随着进一步研究NLC促进难溶性药物口服吸收机制，NLC会有更广阔的应用，为推动整体药物的发展创造更好的条件。

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