壳聚糖作为靶向制剂载体材料的研究进展

赵 阳，蒋淑琴综述，张秀荣*审校 (.延边大学，吉林 延吉 33000;.吉林医药学院，吉林 吉林303)

壳聚糖作为靶向制剂载体材料的研究进展

The advance of chitosan as targeted preparation carrier material

赵 阳1，蒋淑琴2综述，张秀荣2*审校 (1.延边大学，吉林 延吉 133000;2.吉林医药学院，吉林 吉林132013)

壳聚糖是甲壳素脱乙酰化的衍生物，是自然界中唯一的碱性多糖。大量研究报告证明其具有良好的生物相容性、生物可降解性、无毒性和可塑性，广泛应用于生物医学和药物制剂领域。壳聚糖及其衍生物作为靶向制剂载体可控制药物释放、提高药物疗效、降低药物毒副作用，加强制剂的靶向给药能力。本文从壳聚糖及其衍生物作为靶向制剂载体的剂型和在不同部位给药系统中的应用进行了综述，说明壳聚糖及其衍生物是一种优良的靶向制剂载体材料。

壳聚糖;靶向制剂;进展

壳聚糖为甲壳类动物、昆虫和其他无脊椎动物外壳中的甲壳质脱乙酰化而制得，1859年由法国人Rouget首先得到，其化学名称为聚葡萄糖胺(1-4)-2-氨基-B-D葡萄糖，分子基本单元是带有氨基的葡萄糖，由于分子中同时含有氨基和羟基，性质比较活泼，可进行交联、接枝、酰化、磺化、羧甲基化、烷基化、硝化、卤化、氧化、还原、络合等多种反应。壳聚糖具有良好的生物相容性、生物可降解性、无毒性、成膜性和极强的可塑性，使其作为靶向制剂载体可以控制药物释放、提高药物疗效、降低药物毒副作用，加强制剂的靶向给药能力［1］。因此被各行各业广泛关注，尤其在医药、生化和生物医学工程等诸多领域的应用研究取得了重大进展。

靶向给药系统是目前制剂研究的热点，由于其可将药物直接定位输送到病变部位，进一步提高了治疗效果，降低了毒副作用，深为国内外学者所关注。近年来，将壳聚糖进行结构改造使其作为靶向制剂载体材料的研究尤其深入，也为今后靶向制剂的研究奠定了基础。

1 壳聚糖作为载体材料的靶向制剂剂型

以壳聚糖为载体材料的靶向制剂的剂型有很多，主要以纳米粒和微球为主，然而近年来对胶束的研究也越来越多，所以以下综述了近些年来各种剂型的突出研究成果。

1.1 壳聚糖纳米粒

对于壳聚糖纳米粒的研究颇多，诸多学者已证明纳米粒是一种新的、能够稳定包载药物，并且释放度良好的新剂型。姚倩［2］等人选用脱乙酰度大于87%的壳聚糖以氯化钠溶液作为沉淀剂制备成了白藜芦醇壳聚糖纳米粒。采用浊度法确定加入的戊二醛的体积为200 μL时固化相对完全，用高效液相色谱法，流动相:甲醇-0.1 mol/L醋酸溶液(40∶60)，测定其释放度和包封率适宜。用激光粒度分析仪测定CSNP的粒径为487 nm，粒径分布均匀。林爱华［3］采用离子凝胶法制备阿霉素壳聚糖纳米粒，再以高碘酸盐氧化法制备甘草酸表面修饰阿霉素壳聚糖纳米粒。纳米粒呈类球形，平均粒径为179.5 nm，RP-HPLC法间接测定纳米粒中甘草酸结合率达到80%以上，纳米粒中阿霉素包封率达90%以上再释放介质中，12 h的甘草酸结合率仍保持(65.2±3.4)%。

1.2 壳聚糖胶束

聚合物胶束作为药物载体是药学领域的一个研究热点，高分子聚合物作为靶向药物载体具有潜在的优势［4］。杨税［5］等人以抗肿瘤药阿霉素为模型药物，用亲水性的丁二酸和疏水性的正辛醛对天然高分子壳聚糖进行化学结构修饰制备得到两亲性壳聚糖为载体的含药胶束，计算其包封率92.7%、载药量7.4%，测量该载药胶束在24 h内稳定，一周内含量下降约20%，临界胶束浓度(CMC)值为13.0 mg/L，胶束形成良好，提高了难溶性药物阿霉素的溶解度。Tanasait Ngawhirunpat［6］等人合成了胆酸-聚乙二醇单甲醚壳聚糖两亲性聚合物胶束，并以喜树碱为模型药物单因素考察了制备工艺，证明当药物占载体比例为20%时，检测其载药量和包封率以及释放度最为适宜，透射电镜下胶束呈球形，载药胶束平均粒径为150 nm到390 nm，以芘为荧光探针测定胶束的临界胶束浓度为 7.08 μg/mL。

1.3 壳聚糖脂质体

仵文英［7］等人采用逆相蒸发-短时超声法制备得苦参碱脂质体。苦参碱在室温下与乳糖化羧甲基壳聚糖pH 7.0的磷酸盐缓冲溶液包覆30 min得苦参碱脂质体。包覆后脂质体的平均粒径与空白脂质体无明显变化，Zeta电位由负转正，包封率为51.0%，包覆后的脂质体的体外释放符合Higuchi方程。吴正红［8］等人采用逆相蒸发法制备胰岛素脂质体，用胃蛋白酶、胰蛋白酶溶液和胃肠道内容物试验考察脂质体对胰岛素的保护作用，用酶-苯酚法测定小鼠血糖值，用放射免疫法测定血清胰岛素含量，并采用Pkanalyst程序进行拟合。在正常大鼠葡萄糖耐药量试验中，以相对生物利用度为考察指标。证明采用壳聚糖-CEC双层包覆的胰岛素脂质体更有利于胰岛素口服吸收。

1.4 壳聚糖微球

李扬［9］等人将适量的液体石蜡与聚山梨酯-80以250 r/min转速混匀，按一定比例加入含羧甲基壳聚糖(40.0 g/L)的生理氯化钠溶液，搅匀20 min成为稳定的乳化体系后，再加入左氧氟沙星并用戊二醛进行交联固化，制备得左氧氟沙星羧甲基壳聚糖微球。所得微球载药量为21.69%，平均粒径为64 μm。简晓顺［10］等以乳化交联法制备壳聚糖微球并采用星点设计法优化处方，确定汉防己甲素和壳聚糖的重量百分比为61.97%，水相和油相的体积比为13.51%，壳聚糖浓度为2.37%制得的微球粒径大小适宜。

2 壳聚糖为载体材料制备的不同靶向部位的主动靶向制剂

靶向制剂亦称靶向给药系统(targeting drug system，TDS)，是指借助载体、配体或抗体将药物通过局部给药胃肠道或全身血液循环而选择性地浓集定于位靶组织、靶器官、靶细胞或细胞内结构的给药系统。据有国内外文献报道以壳聚糖为载体材料制备的靶向制剂可以到达不同的靶向部位，以充分证明壳聚糖作为靶向制剂载体控制药物释放、提高药物疗效、降低药物毒副作用，加强制剂的靶向给药能力。

2.1 肝靶向

去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)是一种跨膜糖蛋白，它存在于哺乳动物的肝实质细胞上。研究发现，ASGPR能特异性的识别N-乙酞氨基半乳糖、半乳糖和乳糖，利用这些特性可以将壳聚糖经过半乳糖等“靶头”修饰后，定向地转入肝细胞中发挥作用。汤爱国［11］等人以壳聚糖为载体材料制备了载药量为(44.79 ±4.27)μg/mg、粒径为(110 ±12)nm 的 O-羧甲基乳糖酰化壳聚糖-聚乳酸阿霉素纳米粒。动物实验中静脉注射同等剂量不同剂型的阿霉素药物，用荧光光度计测量。结果半乳糖化修饰后纳米粒的肝靶向性明显增强，肝外器官的浓度明显降低。证明了O-羧甲基乳糖酰化壳聚糖-聚乳酸阿霉素纳米粒对正常大鼠肝脏具有明显的靶向性。黄羽［11］通过流式细胞术研究大鼠肝实质细胞对罗丹明B异硫氰酸标记壳聚糖纳米粒(RBITC-CS-NPs)和甘草酸表面修饰壳聚糖纳米粒(RBITC-CS-NPs-GL)的结合及摄取实验，实验结果表明RBITC-CS-NPs-GL与肝实质细胞通过甘草酸介导的主动靶向结合作用明显。说明甘草酸表面修饰壳聚糖纳米粒对肝实质细胞的靶向结合作用。匡长春［12］等人利用离子交联法制备了平均粒径为448.9 nm、包封率为(62.4 ±7.3)%、载药量为(10.1±1.3)%的去甲斑蝥素壳聚糖纳米粒，通过对小鼠尾静脉给药后眼眶取血制备血浆，测定血浆及各脏器在不同时间的药物浓度来研究载药壳聚糖纳米粒组(NCD-NP)在小鼠体内的分布情况，同时与普通制剂治疗组(NCD-SOL)进行了比较。结果表明，载药壳聚糖纳米粒组在考察的时间点肝脏药物浓度均明显高于普通制剂治疗组，在肝的TI值为4.427，对肝部位有明显的靶向效果。

近年来，越来越多的研究证据表明，病毒载体可引起严重的免疫反应［13］，所以非病毒传递系统将成为未来首选。高淑英［14］等人运用复合法制备了半乳糖基修饰的低分子量壳聚糖作为肝脏靶向性的质粒DNA(gal-LMWC/DNA)和gal-LMWC/反义寡聚核苷酸(antisense oligonucleotide，ASO)复合物。测定了复合物的粒径、形态和Zeta电位，并用琼脂糖凝胶电泳分析了复合物的稳定性。实验结果表明gal-LMWC能有效地与DNA或ASO结合，形成近似球形的稳定的复合物，复合物的粒径约300 nm。以gal-LMWC为载体，肝脏中ASO的高浓度能保持3周。表明gal-LMWC使ASO具有肝脏靶向性，并延长了ASO在肝脏中的保留时间。因此，半乳糖基修饰的低分子量壳聚糖可用作质粒DNA或反义寡聚核苷酸的载体，应用于体内和体外转染，不仅安全有效，而且具有肝脏靶向性。

2.2 肝、脾靶向

许向阳［15］等人采用透析法以多柔比星注射液(DOX-INJ)为对照，制备得多柔比星壳聚糖聚合物胶束(DOX-OSC)，载药量为(35.8 ±0.4)%，包封率为(75.3±1.1)%，粒径为(174 ±12)nm，Zeta电位为(－37.1±3.0)mV，形态为球形结构。研究其在小鼠体内的组织分布并进行靶向性评价。DOX-OSC表现出较好的长循环及缓释特性。与对照组比较，DOXOSC具有肝和脾靶向特性及滞留特性，药物动力学研究表明DOX-OSC具有优良的载药性能，有利于肝和脾靶向，并能显著降低心脏和肾脏毒性，对于DOX的临床应用具有重要意义。

2.3 脑靶向

恶性胶质瘤大多在原发肿瘤的周围复发，常规的化疗药物很难到达肿瘤部位以达到有效浓度。陈新梅［16］等人将小鼠鼻腔给药伊文思蓝的壳聚糖溶液后，采用荧光显微镜观察脑部伊文思蓝的分布，紫外法测定小鼠脑部其含量。证明了壳聚糖对伊文思蓝经鼻吸收入脑具有促进作用，伊文思蓝在脑前、中、后部均有分布，壳聚糖载体对大鼠鼻黏膜毒性较小。Chandy［17］用壳聚糖包衣5-FU/聚乳酸(或羟基乙酸)微球，用于脑交质瘤的靶向治疗，研究发现微球的表面孔隙率低，药物初次突释后，以典型的二相释药，可靶向脑胶质瘤释药30 d以上。

2.4 肿瘤靶向

抗肿瘤药物对肿瘤组织和正常细胞几乎无选择性，普遍存在疗效低、毒性大、转移灶难以控制、患者用药顺应性差等问题。因此，抗肿瘤药物传递系统已成为药剂学领域的研究重点和热点。许向阳［18］等人以壳聚糖为原料，在其2位氨基引入琥珀酰基和正辛基对壳聚糖的结构进行修饰，制备N-正辛基-N'琥珀酰基壳聚糖。证明其结晶程度下降，水溶性增加，与K562肿瘤细胞亲和性较好，可作为新型肿瘤靶向载体。Omid Veiseh［19］等人制备了涂有生物相容性的聚乙烯乙二醇-Fe3O4壳聚糖纳米粒，建立了脑部肿瘤的大鼠模型，通过体内核磁共振、成像以及组织学和生物学的分析，证明了合成物是无毒性的，而且能够轮廓清晰的持续保留在肿瘤上。说明涂有生物相容性的聚乙烯乙二醇-Fe3O4壳聚糖纳米粒可以被潜在地用于诊断和治疗多种肿瘤类型。

3 展望

我国拥有丰富甲壳素资源，继而发展壳聚糖产业将具有很大的优势。近些年来，随着国内外对壳聚糖及其衍生物认识的加深和应用的进一步研究，壳聚糖已应用于更多更宽领域中，在化妆品、保健品、食品加工等行业对壳聚糖的需求增长很快，而壳聚糖在医药领域中的应用也被更多的学者所重视并且取得了很大的成果。因此，壳聚糖及其衍生物的开发应用及市场发展前景是很可观的。这种天然高分子作为一种新型的药物载体材料，具有良好的生物相容性、安全性、微生物降解性等优良性能。

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R944

A

1673-2995(2012)01-0035-04

赵 阳(1987－)，女(汉族)，在读硕士.

张秀荣(1959－)，女(汉族)，教授，本科.

2011-11-16)