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【艾分享-03 · 脂质体制备 · 工艺设备篇】脂质体的粒径控制(一):概述

更新时间:2024-06-07  |  点击率:102

【艾分享-03 · 脂质体制备 · 工艺设备篇】脂质体的粒径控制(一):概述

脂质体(Liposome)作为一种药物传输的剂型,是一种人工合成膜。它与人体最基本结构和功能单位——"细胞"的质膜系统结构非常接近,与人体的生理相容性非常好,使其作为一种载药体系时,人体对其排斥反应小。而脂质体膜作为人工合成膜的另一优势是,可以进行各种功能修饰,从而具备更多的延伸功能,如靶向性、长循环等。


脂质体的膜结构主要由磷脂和胆固醇组成。磷脂作为脂质体膜结构的基础,由于具有两亲性,亲水头部聚集朝向一侧,疏水尾部朝向另一侧,形成较为稳定的具有双分子层的封闭囊泡结构。胆固醇在脂质体结构中起稳定性作用,当环境条件改变(如温度、渗透压、pH等)时,能起到增强脂质体结构稳定性的作用。



【艾分享-03 · 脂质体制备 · 工艺设备篇】脂质体的粒径控制(一):概述

渗透——停留——释放


脂质体在全制备过程中,由于粒径的大小和分布情况对后续的稳定性、包封率等都有着非常重要的影响。因此,脂质体的粒径控制是脂质体制备过程中的基础,也是非常重要的一个环节。脂质体粒径控制的方法目前比较多,相对而言要减小粒径达到所需要求也比较容易,但是要筛选出一个既稳定可靠、又重现性好、还适于生产放大的工艺,仍需费一番思量。在诸多方法和设备中如何去选择,最终还需依赖脂质体的基本结构特点、自身在研脂质体品种的特殊性而决定


有机相与水相水化形成脂质体后往往其粒径的大小和分布不符合要求,必须予以适当的整粒,也就是我们常说的粒径控制。而目前可以用于减小粒径的方式也较多,主要有:超声波、剪切、均质、挤出四种



超声波


超声波的特点在于其输出能量集中,密度大。适合于小量(一般建议10ml以下)各类脂质体样品的粒径控制使用,尤其适合于微量的载药型脂质体粒径控制。


超声波在用于样品粒径控制时,由于距离其探头远近不同的样品粒子所接收的能量差异较大,导致容器中不同部位的样品粒子粒径差异较大。样品越多,容器越大,此差异就越明显,不适合于产业化放大。


所以,在进行脂质体论文研究或立项阶段的可行性研究实验时,超声波由于其通用性及成本低的优势,是一个非常理想的选择方式。而在有产业化方向或要求的脂质体项目研究中,建议选择其他方式进行粒径控制



剪切


剪切的原理在于,样品粒子通过定转子之间的狭窄缝隙中可形成非常剧烈的湍流,并由机械传动结构所传递的能量对样品粒子进行高线速度的剪切,使样品粒子达到细化的效果。


剪切设备在脂肪乳的制备过程中是非常重要的一个设备,在脂质体领域的应用相对较少。这是因为,脂质体的结构较为柔弱,在减小粒径的过程中需要吸收一定的能量,但能量不能过大,否则容易造成脂膜结构的损坏。而剪切的特点在于能量过大,控制不慎则容易过度,造成脂质体的破损。


所以,剪切设备在应用于脂质体粒径控制的时候,常常需要将剪切技术和混合、搅拌技术相结合,设计特定的容腔结构、定转子结构和缝隙大小,并在工艺过程中对传质、传热和力学(粒子表面张力和应力)分析的研究要比较深入,并有理论计算基础,这样才能用好


正是由于这种特殊性,剪切在脂质体粒径控制的应用中使用较少,但往往有特殊要求的应用场合中会比较有优势,比如:部分特殊被动载药型脂质体、多囊脂质体等。


剪切也常常作为一种过程技术,与其他设备配套使用。如均质、挤出。


均质


均质技术的首·次亮相是在1900年巴黎世博会,距今已经有一百多年的历史。均质技术最初设计为食品乳化用,用于控制乳制品的粒径。后来由于均质技术的通用性及其独···二的适于放大的优势,逐渐在制药行业中崭露头角。国内制药行业大约20年前引进此技术,并已大量用于如:营养性脂肪乳剂、载药型脂肪乳剂、特殊功能医学食品等领域。


当然,均质技术在脂质体行业也有着非常广泛的应用。早期上市脂质体品种,如:两性霉素B、阿霉素,都采用了均质技术作为生产上的核心设备。均质技术主要有两种:一种是高压均质技术,一种是微射流技术


由于篇幅限制,关于均质技术在脂质体粒径控制中的应用将在下一篇中做详细介绍。