药物输送中壳聚糖纳米粒的应用

张 杨 王庆卫 李 梦 蔡元元 李 旸

郑州工业应用技术学院药学院 河南省郑州市 201609

药物输送中壳聚糖纳米粒的应用

张 杨 王庆卫 李 梦 蔡元元 李 旸

郑州工业应用技术学院药学院 河南省郑州市 201609

药物输送系统中，纳米技术是现在的一个热点，纳米技术相对传统技术具有高度专一性和组织靶向性。壳聚糖作为纳米给药系统的载体，则具有毒性低，生物体内可降解性高和低过敏率的优点。本文重点阐述了壳聚糖作为载体的纳米给药系统在抗癌药物、抗病毒药物和口服药物制剂中的应用和发展。

壳聚糖；纳米粒；药物输送

纳米粒( nanoparticles)是现今给药系统中的重点研究对象，它是以天然高分子物质作为载体把适用药品包裹起来，进入人体后由血液系统进行超微粒分散把药物扩散到组织靶位点[1]。由于载体的缘故，药物向组织靶位输送和药物释放控制可以提高局部药物浓度，进而发挥巨大的药效性能，也让纳米粒药物在药物输送系统中起着越来越大的作用。壳聚糖( chitosan)[2]以自身低毒性、低过敏率、低成本、可生物体内降解等诸多优势成为了纳米载体中广泛获得关注的材料。壳聚糖纳米载体作为药物辅助材料已经获得美国FDA的批准。

1 壳聚糖的结构和性质

壳聚糖是一种天然高分子聚合物，对外呈正电性，具有良好生物应用性和生物相容性，是药物制剂中载体开发的热点。壳聚糖又称作几丁聚糖，是甲壳素经过萃取得到的化合物再经过乙酰化制得，具体成分是由的两个分子N-乙酰胺基葡萄糖和脱乙酰胺基葡萄糖由乙酰基共价而成。甲壳素和壳聚糖之间的区别则是其中N-乙酰氨基葡萄糖的含量，如果超过50%我们认为是甲壳素，如果低于50%我们认为是壳聚糖[3]。N-乙酰氨基葡萄糖的含量就意味着乙酰基共价的两个分子的数量比例，也因此呈现不同的性质。壳聚糖是一种天然含氮多糖，分子链接的位置含有大量的-NH2 和-OH 基团，不易与其他物质反应，具有一定的活性。壳聚糖可溶于酸，几乎不溶于碱，壳聚糖的质量参数决定于它的黏度，不同黏度的壳聚糖可用于不同使用途径的药物载体。

2 壳聚糖纳米粒的制备方法

壳聚糖纳米粒的制备方法主要是乳化交联法、聚合物分散法、离子交联法、和溶剂蒸发法和复合凝聚法等[4]。首先，要把甲壳素聚合物的内容物进行彻底的分散化，然后再进行快速固化，这样可以保障壳聚糖纳米粒的含量不会低于可用值。由于壳聚糖纳米粒的制作是个复合凝聚的过程，自然有着自发分离的趋向，N-乙酰胺基葡萄糖和脱乙酰胺基葡萄糖两种大分子的相互作用在外加电场的作用下会引发团聚体上浮，最终从上清液中分离出来。分离过程中要点是分散程度和外加电场力的大小，制作过程中一个要注意的是外界施加的机械力或者降低表面张力能够充分分散壳聚糖，否则壳聚糖过于集中，造成纳米粒制作的不够均匀而失败，外加的电场力要根据壳聚糖材料密度来进行具体设定。

3 壳聚糖纳米粒的应用

3.1 蛋白多肽类药物缓控释制剂

普通蛋白多肽类的药物在体内吸收主要阻碍是胃肠内的PH值过低，引起蛋白质的变性、氧化、水解失活等现象，药物吸收量极少。而经过壳聚糖纳米粒包裹的蛋白肽类药物经可以不受到肠胃里PH值过低的影响[5]，也不会受到胆汁中的多肽蛋白酶的分解。同时纳米粒还可以明显控制药物的释放速度，平衡血液中的药物浓度，增加在小肠中的吸收总量，提高生物利用水平。

3.2 抗癌药物的递送

目前医学界癌症治疗的一个主要困难是抗癌药物无法在体内明确靶向定位，大部分常规的抗癌治疗如放疗化疗都是不识别细胞成分大面积杀伤，造成病人有着巨大的副作用。壳聚糖纳米粒运输系统由于外层包裹技术可以把药物颗粒做到50～200nm的粒径[6]，这个非常小的直径可以不通过细胞的转运就渗透入肿瘤组织，并且在肿瘤组织中堆积，造成对肿瘤细胞的杀灭。在乳肿瘤的治疗中还可以用壳聚糖镶二氧化硅载体做出以PH值介导的靶向治疗药物，由于大多数癌症肿瘤都有着不同于正常组织的PH值（一般是偏低）[7]，这就形成了壳聚糖二氧化硅载体的准确靶向治疗系统。

3.3 基因治疗的非病毒载体

肿瘤治疗中，基因疗法是现今最为有效的方法之一。基因疗法中，用于治疗的非病毒载体需要具备粒径小，抗酸碱，不易被免疫细胞识别灭活等特点。壳聚糖纳米粒分子可以与DNA紧密结合形成复合体，使得细胞液中的DNA降解酶无法降解药物，这就大大的提高了基因疗法的质量，保障了药物准确的到达肿瘤部位，具有明确的DNA和RNA传递能力。基因疗法中的转染率也由于壳聚糖的疏水基团而提高。

4 结语

壳聚糖纳米粒在未来的药物制剂科学上前景广阔，现今已经作为药物的控释剂和透粘膜靶向输送普遍存在于各类药品，可以明显提高药品、基因和多肽类药品的生物稳定性，在人体有着明显排斥反应的细胞、DNA、非病毒基因的人体靶向输送，提高转染率方面也有着重要的作用。作为一种天然生物聚合物，大多数壳聚糖纳米粒载体还是处在实验室水平，并未释放出它的全部潜力，希望在未来的研究中，不断优化壳聚糖的衍生品结构和性质，使之为人类造福。

[1]Farokhzad OC，Langer R.Impact of nanotechnology on drug delivery[J].ACS Nano,2009,3(01): 16-20．

[2]Elgindy NA．Albumin-based nanoparticles as potential controlledrelease drug delivery systems[J].J Control Release,2012,157(02):168-182．

[3]罗 忠，蔡开勇，张蓓璐，等.介孔硅纳米储存器在智能药物释放系 统 的 应 用[J].化 学 进展,2011,23(11):2326-2338．