第十六章 制剂新技术

第三节 聚合物胶束、纳米乳与亚纳米乳的制备技术

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内 容 提 要

聚合物胶束、纳米乳与亚纳米乳的制备方法、质量评价。

制备的产物一般为中间体，也可作为最终剂型。

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聚合物胶束 (Polymeric micelles) 系由合成的两亲性嵌段共聚物在水中自组装形成的一种热力学稳定的胶体溶液。

水中自组装的过程，就是共聚物的疏水段因受水分子的排挤，而自动缔合聚集成胶束的疏水核芯。而共聚物的亲水段则形成胶束的亲水外层使胶束在水中稳定。

聚合物胶束的疏水核芯可以包载疏水性药物，包载液体药物则成纳米乳或亚微乳，如包载固体药物则成为纳米球或亚微球。

一、概述

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普通乳（普通乳（ emlsion)emlsion)普通乳（普通乳（ emlsion)emlsion) > 1µm> 1µm

0.1-1 µm0.1-1 µm

＜ 0.1 µm ＜ 0.1 µm

乳剂分几种乳剂分几种

亚微乳（亚微乳（ subnanoemlsion)subnanoemlsion)亚微乳（亚微乳（ subnanoemlsion)subnanoemlsion)

纳米乳（纳米乳（ nanoemlsion)nanoemlsion)纳米乳（纳米乳（ nanoemlsion)nanoemlsion)

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纳米乳 (nanoemulsion) 系粒径为 10-l00nm

的乳滴分散在另一种液体介质形成的热力学稳定的胶体溶液。纳米乳一般在一定条件下可自发 ( 或轻度振摇 ) 形成，其乳滴多为大小比较均匀的球形。外观透明或半透明，可经热压灭菌或离心仍不分层。

亚微乳 (submicroemulsion) 乳滴的粒径在 1

00-1000nm 范围。

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纳米乳与亚微乳以往均称为微乳 (microemulsion) 。

应用实例：

环孢菌素（自乳化）

两性霉素 B 纳米乳

全氟碳乳剂（血浆代用品）

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二、常用的载体材料 （一）聚合物胶束的载体材料 通常用合成的线形两亲性嵌段共聚物，其亲水段材料

一般用聚乙二醇 (PEG) 、聚氧乙烯 (PEO) 或聚维酮（ PVP) ，壳聚糖 ( 先经过降解 ) 。疏水段材料主要有聚丙烯、聚苯乙烯、聚氨基酸、聚乳酸、精胺或短链磷脂等，这两类材料可以组成各种二嵌段 (AB) 或三嵌段 (ABA 或 BAB) 两亲性共聚物。合成时可以控制亲水段和疏水段的长度和摩尔比，制得不同分子段和不同亲水 - 疏水平衡的共聚物，要制得稳定的聚合物胶束， PEG 段分子量通常要求在 1000-15000 之间。疏水段与此相当或稍小。

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1. 乳化剂：分类天然乳化剂：多糖类、蛋白类、磷脂类

合成乳化剂：非离子型乳化剂（主要）， Spa

n 、 Tween 、 Myri 、 Brij 、 Pluronic F68 。助乳化剂： 作用： 成分：短链醇、非离子型表面活性剂（ HLB 适宜）

（二）纳米乳和亚微乳的制备材料

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三、聚合物胶束的形成机理与制备

（一）聚合物胶束的形成机理 表面活性剂是两亲性物质，在水中，达到一定浓度时（ CMC) ，会形成胶束（分子缔和）。以两亲性嵌段聚合物为材料制得的聚合物胶束形成的机理与此相似，但由于其溶解度小，故 CMC 低，疏水核芯更稳定，故聚合物胶束可以经稀释而不易解聚合。

聚合物胶束的结构和载药机制示意图见图 16-5 。

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（二）聚合物胶束的制备方法 1. 物理包裹法 (1 ）自组装浴剂蒸发法 : 将两亲性聚合物材料与

药物溶于有机溶剂中，再缓慢加入于搅拌中的水中，形成聚合物胶束后，加热将有机溶剂蒸发除去，即得。如将喜树碱包裹成 PEG-Paasp （聚苯甲天冬氨酸）胶束。

（ 2 ）透析法 : 将材料溶解在 N,N- 二甲基甲酰胺（ DMF) 、二甲基亚砜（ DMSO ）或 N,N- 二甲基乙酰胺（ DMAC ）中，溶解后加入难溶于水的被载药物，搅拌过夜，再将混合溶液置透析袋中，用水透析 5~9h, 透析后冷冻干燥即得。

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如将阿霉素与聚 -L- 乳酸 (PLLA)/PEG 嵌段共聚物一道溶于有机溶剂，搅拌后透析，得阿霉素的 pH 敏感胶束，如在 pH7.4 稳定、但在 pH7.2~6.6 释放阿霉素。该胶束可和利用肿瘤细胞外的微酸性环境而加速释药，提高抗癌药的药效。

(3 ）乳化 - 溶剂挥发法 : 将难溶药物溶于有机溶剂，同时将材料以合适方法制成澄清的聚合物胶束水溶液，再在剧烈搅拌下将有机溶液倒入聚合物胶束溶液中，形成 O/W 型乳状液，继续搅拌使有机溶剂挥发，滤去游离的药物及其他小分子后，冷冻干燥即得。此法所得的聚合物胶束载药量比透析法略高。

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如用有机溶剂将阿霉素溶解，在剧烈搅拌下倒人

嵌段共聚物 PEG-PBLA( 聚 β- 苄基 -L- 天冬氨酸

的乙醇 / 水溶液中，形成 O/W 型乳状液，继续搅

拌使有机溶剂挥发，滤去游离的药物及其他小分

子即可得阿霉素的聚合物胶束，载药量 5%~18% 。

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2. 化学结合法 利用药物与聚合物疏水链上的活性基团发生化

学反应 ，将药物共价结合在聚合物上，所制得载药聚合物胶束，可有效避免肾排泄及网状内皮系统的吸收 , 提高生物利用度。

如将阿霉素 (DOX) 中的伯氨基同 PEG-PAsp 中 PAsp( 聚天冬氨酸 ) 段的羧基经共价结合制成 PEG-PAsp(DOX) 嵌段聚合物。 PAsp 中的羧基大约 50% 同DOX 结合，使 PAsp 的疏水性增强，使疏水核芯的聚集力明显加强形成稳定性很高的聚合物胶束，还有利于通过物理包载作用进一步增加对 DOX 的载药量。用作亲水段的 PEG 具有长循环的效果。 PEG-PAsp(DOX) 的 PEG 段分子量为 12000 时，在小鼠体内的循环半衰期可达 7h 。

本法需要有能够反应的活性基团，应用上受限。

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三、纳米乳的形成与制备（一）纳米乳的形成条件与制备步骤1. 纳米乳的形成条件

（ 1）大量的乳化剂 :油量的 20%~30%

（ 2）助乳化剂 :插入到乳化剂界面膜中，形成复

合凝聚膜，提高膜的牢固性和柔顺性，又可增大乳

化剂的溶解度，进一步降低界面张力，有利于纳米

乳的稳定性；对界面能和乳滴粒径也有影响。

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2. 制备纳米乳的步骤

（ 1 ）确定处方 : 油、水、乳化剂、助乳化剂；用三元相图确定形成纳米乳的区域，从而确定各组分的用量。具体图形见课本 p358 、 p359

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（ 2）制备纳米乳 :例： O/W 型步骤：①将亲油性乳化剂溶于油相中。②在搅拌下，将溶有乳化剂的油相加入到水相中（已知助乳化剂的用量，则加入到水相中）。③不知助乳化剂的用量，助乳化剂滴加到油水混合液中，形成纳米乳。

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20 世纪 80 年代，自乳化给药系统（ self-em

ulsifying drug delivery systems, SEDDSs) 开始出现。

乳剂的软胶囊，口服后在消化道内与体液相遇，自动乳化形成 O/W 型纳米乳。

遇水初期形成的脂质结构使水分子容易进入而将油水界面迅速扩大，从而发生自乳化

（三）自乳化纳米乳

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实例： 处方：环孢菌素 100mg ； 无水乙醇 100mg 1,2- 丙二醇 320mg ；精制植物油 320mg 聚氧乙烯（ 40）氢化蓖麻油 380mg制备：

药物溶于无水乙醇中，加入乳化剂、助乳化剂，得澄明液体，加油相，混合均匀得油状液体，由胶皮扎丸机制得环孢菌素纳米乳浓液胶丸。

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亲水性长链的修饰，减少在血液中的清除率。

（四）修饰纳米乳

五、亚微乳的制备

（一）亚微乳的制备与影响因素

影响亚纳米（微）乳形成的因素（２点）

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1.稳定剂的影响：例：地西泮;大豆油;磷脂;油酸；Poloxamer; 甘油；维生素E；蒸馏水。

*油酸的作用（稳定剂）：

①增大膜的强度②增大地西泮在豆油中的溶解度③使亚纳米乳的ζ电位绝对值升高

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2.混合乳化剂的影响：例：水杨酸毒扁豆碱;大豆油;磷脂;Pluronic F68; 甘露醇；蒸馏水。

个别情况下，单一的乳化剂无法得到稳定的乳化剂，混合乳化剂恰恰可以解决这一难题，可能是形成了稳定的复合凝聚膜。

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调pH值：盐酸和氢氧化钠调张力：甘油抗氧剂（还原剂）： Vc VE防腐剂（静注除外）增稠剂（静注除外）：稳定剂：

（二）常用的附加剂

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静脉注射用亚纳米乳应符合：无菌、等张、无热原、无毒、可生物降解、可生物相容、理化性质稳定等。原辅料中有特殊要求的：油相：植物油（长链、中链甘油三酯）乳化剂：

（三）制备静脉注射用脂肪亚纳米（微）乳

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例：[处方 ] 注射用大豆油100g

注射用卵磷脂12g

中链甘油三酯100g

注射用甘油22g

注射用水加至1000ml

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[ 制备 ] 将处方中的中链甘油三酯、卵磷脂、甘油及适量的水置于高速组织捣碎机内，在氮气流下分散，再倾入二步乳匀机，缓慢加入 90℃的大豆油，在氮气流下乳化至乳滴粒径小于 1µm 后，加水至足量，用 5~15µm 的玻璃砂漏斗过滤，罐装、充氮、压盖、高压灭菌（ 121℃ ， 15mi

n ）即得。在 25℃ 以下（避免冷冻）贮存。

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挥发性麻醉药： 以往：呼吸道给药（挥发罐） 研究进展：静脉注射用亚纳米乳。例：氯烷 (三氟氯溴乙烷 , 三氟乙烷 )

异氟烷（异氟醚）

（四）制备静脉注射用含药亚纳米（微）乳

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六、质 量 评 价

（一）乳滴粒径及其分布

粒径是静脉注射用亚纳米乳的质量指标之一。＜ 1µm

测定方法： TEM 、 SEM 、 TEM冷冻破裂法 激光粒度测定仪

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五、质 量 评 价

（二）药物的含量

溶剂提取法

（三）稳定性

分层、粒径及粒度分布、电导、黏度、

pH 、化学组成

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作业 名词解释：纳米乳、亚纳米乳 简答题： 1. 配制 O/W型纳米乳的步骤 : 2. 助乳化剂（在纳米乳中）的作用。 3. 地西泮乳剂处方中油酸的作用。