第六节 脂质体与泡囊制备技术
一、概述
脂质体(liposomes，或称类脂小球)是一种类似生物膜结构的双分子层微小囊泡。脂质体是将药物包封于类脂质双分子层形成的薄膜中间所得的超微型球状载体。
根据脂质体结构中所包含的磷脂双层分子的层数和结构，分为单室脂质体和多室脂质体。粒径在0.1-1μm之间为大单室脂质体，粒径在0.02-0.08μm之间为小单室脂质体。多室脂质体的粒径在1-5μm之间。
当前脂质体的研究主要集中在三个领域：
①模拟膜的研究；
②制剂的可控释放和在体内的靶向给药；
③作为基因的载体，提高基因治疗研究的安全性和有效性。
二、脂质体
（一）脂质体的组成和结构
脂质体的组成是以磷脂为主要膜材并加入胆固醇等附加剂。
磷脂为两性物质，其结构上有亲水（磷酸基团和含氨的碱基）及亲油基团（烃链）。
胆固醇属于两性物质，其结构中具有疏水和亲水两种基团，但疏水性较亲水性强。
（二）脂质体的理化性质
1．相变温度
当升高温度时，脂质双分子层中酰基侧链从有序排列变为无序排列，这种变化会引起脂膜物理性质的一系列变化，可由“胶晶”态变为“液晶”态，膜的横切面增加，双分子层厚度减小，膜流动性增加，这种转变时的温度称为相变温度。
相变温度高低取决于磷脂的种类。
2．电性
含酸性脂质，如磷脂酸（PA）和磷脂酰丝氨酸（PS）等的脂质体荷负电；
含碱基（胺基）脂质，例如十八胺等的脂质体荷正电；
不含离子的脂质体显电中性。
脂质体表面电性对其包封率、稳定性、靶器官分布及对靶细胞作用影响较大。
（三）脂质体的作用特点
1．细胞亲和性和靶向性
具有良好的细胞亲和性与组织相容性，可以和细胞发生吸附、脂质交换、内吞、融合、扩散等。
（1）被动（天然）靶向性
（2）物理和化学靶向性
（3）主动靶向性
2．缓释性
3．降低药物毒性
4．提高药物稳定性
（四）制备脂质体的材料与制备方法
脂质体的膜材主要是由磷脂与胆固醇构成，这两种成分是形成脂质体双分子层的基础物质。
1．载体材料
（1）磷酯类
天然：卵磷脂、脑磷脂、豆磷脂
合成：二棕榈酰-DL-α-磷脂酰胆碱（DPPC）、合成磷脂酰丝氨酸（PS）等。
磷脂的结构简式
（2）胆固醇类
胆固醇具有调节膜的流动性的作用，故称为脂质体“流动性缓冲剂”
胆固醇的结构式
卵磷脂与胆固醇在脂质体中的排列形式
2．制备方法
（1）薄膜分散法
将磷脂、胆固醇等类脂质及脂溶性药物溶于氯仿(或其他有机溶剂)中，然后将氯仿溶液在烧瓶中旋转蒸发，使其在内壁上形成一薄膜；将水溶性药物溶于磷酸盐缓冲液中，加入烧瓶中不断搅拌，即得脂质体。
（2）逆相蒸发法
逆相蒸发法系将磷脂等膜材溶于有机溶剂，如氯仿、乙醚等，加入待包封的药物水溶液进行短时超声，直到形成稳定W/O型乳状液。然后减压蒸发除去有机溶剂，达到胶态后，滴加缓冲液，旋转帮助器壁上的凝胶脱落，在减压下继续蒸发，制得水性混悬液，通过凝胶色谱法或超速离心法，除去未包入的药物，得大单层脂质体。
适合于水溶性药物及大分子生物活性物质。
（3）冷冻干燥法
将磷脂分散于缓冲盐溶液中，经超声处理与冷冻干燥，再将干燥物分散到含药物的水性介质中，即得。
（4）注入法
将磷脂与胆固醇等类脂质及脂溶性药物共溶于有机溶剂中（乙醚）然后将此药液经注射器缓慢注入于搅拌下的50℃磷酸盐缓冲液中，不断搅拌至乙醚除尽，即得大多室脂质体。
（5）超声波分散法
将水溶性药物溶于磷酸盐缓冲液，加到磷脂、胆固醇与脂溶性药物共溶于有机溶剂制成的溶液中，搅拌蒸发除去有机溶剂，残液经超声波处理，然后分离出脂质体，再混悬于磷酸盐缓冲液中，即得。
（6）pH梯度法
根据弱酸、弱碱药物在不同pH介质中的解离度不同，通过控制脂质体膜内外的pH梯度，使药物以离子形式包封于脂质体的内水相中。
（五）脂质体的修饰
1．长循环脂质体
2．免疫脂质体
3．糖基脂质体
4．温度敏感脂质体
5．pH 敏感脂质体
6．磁性脂质体、微波敏感脂质体
（六）脂质体的质量评价
1．形态、粒径和粒度分布
2．包封率
3．渗漏率
4．磷脂的氧化程度
氧化指数的测定
氧化产物的测定
5．有机溶剂残留量
三、泡囊
泡囊（niosomes）又称类脂质体，系指非离子表面活性剂为囊材制成的，具有和脂质体类似的封闭双层结构。
特点：
稳定性高于脂质体，可克服脂质体因磷脂氧化而带来的毒性。
粒径较小的泡囊（<50nm），不易被巨噬细胞吞噬，可延长在体内的时间，具有良好的组织透过性，即所谓的增强透过和滞留效应，因此具有天然的被动靶向作用。
粒径大的泡囊可在肝、脾浓集，具有被动被动靶向作用。
具有缓释性、降低药物毒性、提高稳定性。
（一）泡囊的形成机理与载体材料
1．形成机理
非离子型表面活性剂浓度超过CMC后，表面活性剂疏水部分受到水分子的排斥聚集或两亲性嵌段共聚物的疏水段受到水分子的排斥聚集，在水中自发形成以疏水段为夹心、亲水段为内外层的膜的具有亲水腔的泡囊。
关键取决于表面活性剂或两亲性嵌段共聚物分子中亲水段的体积比。
2．载体材料
膜材料：主要是非离子型表面活性剂。
常用的有：单（双）烷基聚丙三醇醚类、脂肪酸山梨坦类（span类）、聚山梨酯类（吐温类）、聚氧乙烯脂肪酸酯类（Brij类）、合成的两亲性嵌段共聚物
其他材料：胆固醇、磷酸二鲸蜡酯（DCP）
（二）制备方法
与脂质体的制备方法相似，目前多采用薄膜分散法和逆相蒸发法。
（三）聚合物泡囊
采用合成的聚合物，利用薄膜分散法和逆相蒸发法制备聚合物泡囊。
（四）前体泡囊
合成的表面活性剂与胆固醇形成的一种单层或多层的，具有空腔结构的固态药物载体。临用前加水形成泡囊。
脂质体(liposomes，或称类脂小球)是一种类似生物膜结构的双分子层微小囊泡。脂质体是将药物包封于类脂质双分子层形成的薄膜中间所得的超微型球状载体。
根据脂质体结构中所包含的磷脂双层分子的层数和结构，分为单室脂质体和多室脂质体。粒径在0.1-1μm之间为大单室脂质体，粒径在0.02-0.08μm之间为小单室脂质体。多室脂质体的粒径在1-5μm之间。
当前脂质体的研究主要集中在三个领域：
①模拟膜的研究；
②制剂的可控释放和在体内的靶向给药；
③作为基因的载体，提高基因治疗研究的安全性和有效性。
二、脂质体
（一）脂质体的组成和结构
脂质体的组成是以磷脂为主要膜材并加入胆固醇等附加剂。
磷脂为两性物质，其结构上有亲水（磷酸基团和含氨的碱基）及亲油基团（烃链）。
胆固醇属于两性物质，其结构中具有疏水和亲水两种基团，但疏水性较亲水性强。
（二）脂质体的理化性质
1．相变温度
当升高温度时，脂质双分子层中酰基侧链从有序排列变为无序排列，这种变化会引起脂膜物理性质的一系列变化，可由“胶晶”态变为“液晶”态，膜的横切面增加，双分子层厚度减小，膜流动性增加，这种转变时的温度称为相变温度。
相变温度高低取决于磷脂的种类。
2．电性
含酸性脂质，如磷脂酸（PA）和磷脂酰丝氨酸（PS）等的脂质体荷负电；
含碱基（胺基）脂质，例如十八胺等的脂质体荷正电；
不含离子的脂质体显电中性。
脂质体表面电性对其包封率、稳定性、靶器官分布及对靶细胞作用影响较大。
（三）脂质体的作用特点
1．细胞亲和性和靶向性
具有良好的细胞亲和性与组织相容性，可以和细胞发生吸附、脂质交换、内吞、融合、扩散等。
（1）被动（天然）靶向性
（2）物理和化学靶向性
（3）主动靶向性
2．缓释性
3．降低药物毒性
4．提高药物稳定性
（四）制备脂质体的材料与制备方法
脂质体的膜材主要是由磷脂与胆固醇构成，这两种成分是形成脂质体双分子层的基础物质。
1．载体材料
（1）磷酯类
天然：卵磷脂、脑磷脂、豆磷脂
合成：二棕榈酰-DL-α-磷脂酰胆碱（DPPC）、合成磷脂酰丝氨酸（PS）等。
磷脂的结构简式
（2）胆固醇类
胆固醇具有调节膜的流动性的作用，故称为脂质体“流动性缓冲剂”
胆固醇的结构式
卵磷脂与胆固醇在脂质体中的排列形式
2．制备方法
（1）薄膜分散法
将磷脂、胆固醇等类脂质及脂溶性药物溶于氯仿(或其他有机溶剂)中，然后将氯仿溶液在烧瓶中旋转蒸发，使其在内壁上形成一薄膜；将水溶性药物溶于磷酸盐缓冲液中，加入烧瓶中不断搅拌，即得脂质体。
（2）逆相蒸发法
逆相蒸发法系将磷脂等膜材溶于有机溶剂，如氯仿、乙醚等，加入待包封的药物水溶液进行短时超声，直到形成稳定W/O型乳状液。然后减压蒸发除去有机溶剂，达到胶态后，滴加缓冲液，旋转帮助器壁上的凝胶脱落，在减压下继续蒸发，制得水性混悬液，通过凝胶色谱法或超速离心法，除去未包入的药物，得大单层脂质体。
适合于水溶性药物及大分子生物活性物质。
（3）冷冻干燥法
将磷脂分散于缓冲盐溶液中，经超声处理与冷冻干燥，再将干燥物分散到含药物的水性介质中，即得。
（4）注入法
将磷脂与胆固醇等类脂质及脂溶性药物共溶于有机溶剂中（乙醚）然后将此药液经注射器缓慢注入于搅拌下的50℃磷酸盐缓冲液中，不断搅拌至乙醚除尽，即得大多室脂质体。
（5）超声波分散法
将水溶性药物溶于磷酸盐缓冲液，加到磷脂、胆固醇与脂溶性药物共溶于有机溶剂制成的溶液中，搅拌蒸发除去有机溶剂，残液经超声波处理，然后分离出脂质体，再混悬于磷酸盐缓冲液中，即得。
（6）pH梯度法
根据弱酸、弱碱药物在不同pH介质中的解离度不同，通过控制脂质体膜内外的pH梯度，使药物以离子形式包封于脂质体的内水相中。
（五）脂质体的修饰
1．长循环脂质体
2．免疫脂质体
3．糖基脂质体
4．温度敏感脂质体
5．pH 敏感脂质体
6．磁性脂质体、微波敏感脂质体
（六）脂质体的质量评价
1．形态、粒径和粒度分布
2．包封率
3．渗漏率
4．磷脂的氧化程度
氧化指数的测定
氧化产物的测定
5．有机溶剂残留量
三、泡囊
泡囊（niosomes）又称类脂质体，系指非离子表面活性剂为囊材制成的，具有和脂质体类似的封闭双层结构。
特点：
稳定性高于脂质体，可克服脂质体因磷脂氧化而带来的毒性。
粒径较小的泡囊（<50nm），不易被巨噬细胞吞噬，可延长在体内的时间，具有良好的组织透过性，即所谓的增强透过和滞留效应，因此具有天然的被动靶向作用。
粒径大的泡囊可在肝、脾浓集，具有被动被动靶向作用。
具有缓释性、降低药物毒性、提高稳定性。
（一）泡囊的形成机理与载体材料
1．形成机理
非离子型表面活性剂浓度超过CMC后，表面活性剂疏水部分受到水分子的排斥聚集或两亲性嵌段共聚物的疏水段受到水分子的排斥聚集，在水中自发形成以疏水段为夹心、亲水段为内外层的膜的具有亲水腔的泡囊。
关键取决于表面活性剂或两亲性嵌段共聚物分子中亲水段的体积比。
2．载体材料
膜材料：主要是非离子型表面活性剂。
常用的有：单（双）烷基聚丙三醇醚类、脂肪酸山梨坦类（span类）、聚山梨酯类（吐温类）、聚氧乙烯脂肪酸酯类（Brij类）、合成的两亲性嵌段共聚物
其他材料：胆固醇、磷酸二鲸蜡酯（DCP）
（二）制备方法
与脂质体的制备方法相似，目前多采用薄膜分散法和逆相蒸发法。
（三）聚合物泡囊
采用合成的聚合物，利用薄膜分散法和逆相蒸发法制备聚合物泡囊。
（四）前体泡囊
合成的表面活性剂与胆固醇形成的一种单层或多层的，具有空腔结构的固态药物载体。临用前加水形成泡囊。