新型药物递送系统纳米技术
由夏马尔·戈什呈现
内容目录
- 药物递送
- 靶向药物递送
- 纳米技术
- 应用纳米技术的领域
- 树状大分子
- 树状大分子在药物递送中的应用
- 树状大分子的药物递送机制
- 脂质体
- 脂质体在药物递送中的应用
- 脂质体制备
- 胶束
- 胶束形状
- 胶束形成机制
- 胶束作为药物载体
药物递送
- 药物递送是指施用药物化合物以达到治疗效果的方法或过程。
- 药物递送技术可修改：
- 药物释放曲线
- 吸收
- 分布
- 消除
以提高产品疗效和安全性，以及患者便利性和依从性。
药物递送
最常见的给药方式包括：
- 非侵入性口服（经口）
- 局部（皮肤）
- 经黏膜（鼻腔、颊下/舌下、阴道、眼部和直肠）
- 吸入途径
- 胃肠外给药（静脉注射、肌肉注射、动脉注射、脊髓注射等）
药物递送系统的代际
- 第一代：片剂、胶囊、软膏、混悬液、乳剂、栓剂
- 第二代：重复作用片剂、延长作用片剂、肠溶片剂、定时释放片剂
- 第三代：渗透控制系统、溶胀控制系统、磁控系统、扩散控制系统
- 第四代：靶向药物递送系统、调控药物递送系统
- 第五代：自调节药物递送系统、基因治疗
靶向药物递送
靶向药物递送，有时称为智能药物递送：
- 以增加药物在身体某些部位浓度相对于其他部位的方式来向患者递送药物的方法。
- 靶向药物递送系统的目标是延长、定位、靶向药物与病变组织的相互作用，并提供保护。
靶向药物递送系统相比传统药物递送系统的优势：
- 提高药物疗效
- 特定部位递送
- 降低毒性/副作用
- 增加便利性
- 更好的患者依从性
- 为以前无法治愈的疾病提供可行的治疗方法
新型药物递送系统
这是一种先进的药物递送系统，可改善：
- 药物效力
- 控制药物释放以提供持续的治疗效果
- 提供更高的安全性
- 最终实现将药物特异性地靶向到所需组织
纳米技术
"纳米技术是在纳米尺度（约1至100纳米）操纵物质的艺术和科学。"
应用纳米技术的领域：
- 医学
- 能源
- 降低能源消耗
- 提高能源生产效率
- 使用更用户友好的能源系统
- 信息和通信
- 重工业
- 航空航天
- 炼油厂
- 车辆制造
纳米技术应用领域
- 药物递送
- 治疗技术
- 抗微生物技术
- 诊断
- 组织工程
药物递送
- 使用纳米粒子递送药物
- 药物的口服给药
治疗技术
- 巴基球
- 纳米壳
- 纳米粒子
- 铝硅酸盐纳米粒子
- 纳米纤维
抗微生物技术
- 纳米粒子乳膏
- 纳米胶囊
- 使用纳米机器人进行细胞修复
诊断应用
i) 纳米技术芯片是芯片实验室技术的另一个维度。
ii) 与合适抗体结合的磁性纳米粒子用于标记特定分子、结构或微生物。
iii) 与短DNA片段标记的金纳米粒子可用于检测样品中的遗传序列。
组织工程
i) 纳米技术可以帮助再生或修复受损组织。
ii) "组织工程"利用合适的纳米材料支架和生长因子，通过人工刺激细胞增殖。
iii) 组织工程可能会取代当今的传统治疗方法，如器官移植或人工植入物。更高级形式的组织工程可能导致寿命延长。
纳米粒子在药物发现和生物学中的应用
- 荧光生物标记物
- 蛋白质检测
- DNA结构探针
- MRI对比度增强
- 生物分子和细胞的分离和纯化
- 通过加热破坏肿瘤
- 组织工程
- 药物和基因递送
纳米技术在药物递送中的可能机会
改善药物特性，如：
- 溶解度
- 溶解速率
- 口服生物利用度
- 靶向能力
改善给药要求：
- 给药剂量更低
- 副作用更少
- 剂型更方便
FDA监管的受纳米技术影响的产品
- 药物（递送系统）
- 医疗设备
- 生物技术产品
- 组织工程产品
- 疫苗
- 化妆品
- 组合产品
树状大分子
- 像树枝一样从中心核心分支出来的树状聚合物，分为层次化的分支单元
- 尺寸不超过15纳米，分子量很高
- 相对空心的核心周围是密集的表面（与传统聚合物的线性结构相比）
树状大分子发展
- 2008年有超过10,000份科学报告和1,000项专利涉及树状结构。
树状大分子家族
树状大分子的结构组件
制药行业应用
- 药物递送
- 小分子
- 蛋白质
- 组织靶向
- 药物溶解
- RNA/DNA递送
- 诊断和材料应用
树状大分子在药物递送中的应用
- 提高药物疗效
- 延长药物半衰期
- 降低毒性
- 主动或被动靶向
- 产品生命周期管理
- 改善药物溶解度
- 药物"挽救"
改善药物溶解度
- 利用树状大分子结构，紫杉醇药物的水溶性提高了9,000倍以上。
- 紫杉醇水溶性：0.8 mg/mL
树状大分子药物递送机制
- 树状大分子特别有吸引力，因为它们提供高药物装载能力。
- 两种树状大分子药物递送方法：
- 药物封装
- 树状大分子-药物结合物
树状大分子药物递送机制
- 树状大分子与药物之间的相互作用将药物困在树状大分子内部。这种系统可用于封装药物并提供控制递送。
- 例如：DNA与PAMAM树状大分子复合用于基因递送应用，疏水性药物和染料分子被掺入各种树状大分子核心。
树状大分子-药物结合物
在树状大分子-药物结合物中，药物通过共价键直接或通过连接剂/间隔物连接到树状大分子的表面基团。树状大分子已与各种生物活性分子结合，如药物、抗体、糖部分和脂质。
树状大分子药物递送机制
- 可通过改变树状大分子的代数来调整药物装载量
- 通过在药物和树状大分子之间加入可降解连接物来控制药物释放
- PAMAM树状大分子与顺铂（一种具有非特异性毒性和低水溶性的强效抗癌药物）的结合物
- 这些结合物显示出溶解度增加、全身毒性降低以及在实体瘤中的选择性积累
通过树状大分子递送的药物
磷脂结构
- 磷脂极性头基团
- 三碳甘油
脂质体
- 一种人工微观囊泡，由一个或多个磷脂层包围的水核组成。
- 用于将疫苗、药物、酶或其他物质递送到目标细胞或器官。
脂质体
- 具有磷脂双层的球形囊泡
- 亲水性
- 疏水性
脂质体分类
脂质体可以分为：
- 小单层囊泡（SUV），尺寸25至100纳米，由单层脂质双层组成
- 大单层囊泡（LUV），尺寸100至400纳米，由单层脂质双层组成
- 多层囊泡（MLV），尺寸200纳米至数微米，由两个或多个同心双层组成
- 尺寸超过1微米的囊泡称为巨型囊泡
脂质体类型：常规脂质体
- 由天然中性和阴离子脂质制备，与其环境具有非特异性相互作用
- 相对不稳定
- 载药能力低
- 容易"渗漏"包裹的药物物质
脂质体类型：非常规脂质体
- 小尺寸，表面修饰以克服常规脂质体的一些缺点
- 修饰以减少负电荷、降低流动性并引起吞噬的立体阻碍
- 性质被改变（例如，通过掺入胆固醇）
- 聚合脂质体更稳定且"渗漏"更少
脂质体用途
- 重金属中毒的螯合疗法
- 酶替代
- 肿瘤的诊断成像
- 膜的研究
- 化妆品
- 药物递送
脂质体在药物递送中的途径
- 它们可以将药物直接递送到细胞中。
- 途径：
- 静脉内（iv）
- 皮下（sc）
- 肌肉内（im）
- 局部
- 肺部
脂质体在药物递送中的优势
- 改善治疗反应
- 实现适当的组织或血液水平
- 减少不良反应
- 给药量减少
- 靶向药物释放
- 降低给药频率
- 提高患者依从性
- 简化给药方案
- 每剂量成本降低
已批准的脂质体产品
- Doxil（阿霉素）1995年
- Daunoxome（柔红霉素）1996年
- Ambisome（两性霉素B）1997年
- Depocyt（阿糖胞苷）1999年
脂质体制备
脂质有机溶剂溶液 → 蒸发 → 挤出（或超声）→ 脂质体和未包裹的SRB → 脂质膜 → 与磺酰罗丹明B（SRB）溶液水合 → 冻融循环 → 凝胶过滤 → 纯化脂质体
脂质体制备
脂质体制备中的关键因素
- 粒径
- 制造方法
- 脂质类型
- 聚合
- 界面电荷
- 立体稳定
- 灭菌
脂质体/细胞相互作用模式
可能影响释放的介质和方法
- 溶剂
- pH值
- 温度
- 搅拌
- 酶
- 细胞培养
- 汇条件
- 体积
- 采样间隔
脂质体帮助改善治疗指数
- 快速代谢
- 不良药代动力学
- 溶解度低
- 稳定性差
- 刺激性
定制设计：脂质含量、尺寸、表面电荷、制备方法
胶束
- 胶束就像分子的微小球体。
- 它们由两亲性分子组成。
- 两亲性分子是同时具有亲水性（极性）和疏水性（非极性）的分子。
- 胶束是当两亲性分子放入液体中时形成的球体。液体可以是极性的（如水）或非极性的（如丁烷或辛烷）。
胶束形状
胶束形成机制
- 逐步生长模型（等熵模型）
- 封闭聚集模型
胶束形成机制：逐步生长模型
聚集是一个连续过程，广泛聚集，没有临界胶束浓度
胶束形成机制：封闭聚集模型
聚集数n占主导地位
水（H2O）
胶束作为药物载体
胶束作为药物载体
纳米技术的前景
- 从理论到我们可以看到的东西，文字变成了现实。
- 纳米技术已经发展了几十年，现在正向全世界展示其潜力。
- 纳米机器的发展，如：I开关、纳米推进器、纳米机器人等。
- 纳米技术将提高你的生活水平。
- 到今天为止，纳米技术是时下流行、最新和最新开发的技术，遍布全球。
感谢关注
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