2023-11-14 14:13:34
靶向给药脂质体技术在药物递送及诊断中的应用
靶向给药脂质体
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脂质体的被动靶向
常规和阳离子脂质体

普通的脂质体制剂长期以来一直是优良的药物载体,其成功地提高了治疗效果,具有极大的科学价值,目前已被广泛用于从抗生素到抗癌药物等各种药物的递送,也被广泛用于通过口服、局部、吸入和静脉途径递送药物。但是这些脂质体很容易从血流中被快速清除。当通过静脉给药时,它们会被网状内皮系统(MPS)迅速摄取,并从全身循环中清除。MPS在肝脏和脾脏中的快速摄取,降低了它们在身体其他组织的分布量,并可能对MPS器官造成毒性。最近在脂质体领域有许多新的研究。
阳离子脂质体带有正电荷,并且它们优于递送基因的普通脂质体。基因与阳离子载体系统结合,进一步保护它们免受酶降解作用。目前这种阳离子型脂质体也具有某些缺点。与普通脂质体相比,它们的稳定性较差。MPS摄取通常是由于它们与血液中带负电的蛋白的结合。由于它们的非特异性结合方式,还会对细胞产生毒性。尽管如此,仍有许多阳离子脂质体制剂用于递送短发夹状RNA(shRNA)、siRNA、DNA和其他寡核苷酸的研究报道。
隐形脂质体

如前文所述,因为肝脏和MPS的作用,普通脂质体易从身体中被清除。它们的表面包被可以防止它们被快速清除,从而增加它们的循环时间,并增加它们在目标部位的浓度。将PEG附着到脂质体的表面称为脂质体的PEG化,是最广泛的方式之一。PEG化过程中,在空间上稳定脂质体,防止它们与血液蛋白质结合的物质称为调理素,这也阻止了MPS对脂质体的摄取,从而使它们在血液中长期循环。此外,脂质体表面PEG功能化改变了脂质体的药物释放动力学,从而实现了较慢的释放速率。
PEG化是最常用且被广泛使用的实现脂质体内长循环的方法。其他聚合物材料也具备这种作用。丝素蛋白被用作脂质体的涂层,涂覆于脂质体酪氨酸激酶抑制剂大黄素。这种丝素蛋白以不同方式增强脂质体的治疗效果。它保护药物不受代谢酶的影响,并可控制脂质体的药物释放。目前还有使用壳聚糖来涂覆脂质体的研究报道。使用壳聚糖涂覆的载药脂质体为眼部药物递送开辟了新的途径。脂质体用于眼部药物递送主要是由于其较强的生物相容性和黏膜黏附性。使用葡萄糖、羟基芘三磺酸和阿伦磷酸盐制备L-b-L脂质体是获得这种特性的另一种方法。当脂质体用白蛋白包被时,得到了有趣的结果。脂质体的白蛋白涂层使其与血清蛋白的结合减少,因此,脂质体在血液中的循环时间增加。同样地,用聚乙烯醇和PEG联合包覆的脂质体也显示出更好的长循环功能。在另一项研究中,PEG和白蛋白的联合应用提高了脂质体多柔比星对荷瘤大鼠的疗效。
刺激响应型脂质体:概述

采用各种方式来增强脂质体介导的药物递送。包括增强脂质体制剂的稳定性及其在体循环中的循环时间,靶向特定细胞和组织,以及促进胞质内递送。在临床上,普通脂质体作为局部化疗的首选纳米载体。第二代脂质体,即所谓的刺激响应型脂质体,在提供位点特异性化疗方面获得了更广泛的认可。此类刺激响应型脂质体能实现触发释药,增加治疗在空间和时间方面可控性。这种智能结构设计的脂质体对于递送化学治疗药物十分重要,因为它们能在患病部位提供较高浓度的诊疗药物或治疗药物。
当某些外部或内部信号发生时,刺激响应型脂质体在特定位点释放其负载的内容物。到目前为止,已有各种刺激响应型脂质体的研究报道。在某些来自内部或外部刺激作用下,脂质体膜不稳定,刺激响应型脂质体将保护其负载药物,避免其降解,在特定区域中以爆炸式释放药物。这种刺激包括组织特异性酶、生理pH的改变、电解质浓度或生理温度的改变等。物理、化学和生物化学刺激能够改变脂质体的结构组成或构象,从而诱导其负载内容物在特定靶组织或生理环境中释放。这种体系最突出的优点是它们能够减少负载药物对正常组织的副作用,因为它们的大部分药物都累积在目标区域。
//①热敏脂质体
目前,热敏脂质体药物递送在制药科学领域特别是在肿瘤化疗方面备受关注。在许多疾病中对高热的探索促进热敏脂质体药物递送的研究不断发展。此外,还有其他简单的对靶部位进行加热的方法。通过在高温下分解制剂,触发释放和肿瘤内的受体靶向,也可以改善脂质体中包封药物的疗效。因此,联合靶向热敏脂质体已经成为药物特异性传递的备选载体。
Yatvin等首次提出热敏感脂质体,使用磷脂制备热敏感脂质体,磷脂具有比生理温度高几度的凝胶-液晶相变温度。最常见的是,采用相变温度在41~42℃的磷脂制备热敏脂质体。它们在高于生理温度几度时发生凝胶-液相相变。为了制备长循环热敏脂质体,采用PEG或低聚甘油对它们进行修饰。最近,已经出现用于热化学疗法的磁性热敏感脂质体,通过磁性和高温触发从脂质体释放药物。
DPPC由于其较低的相变温度,即41℃,被广泛用于热敏脂质体的研究。目前,已有使脂质体具有热敏感性的各种聚合物的研究报道。此类研究有助于实现脂质体的功能化,以温度依赖性方式调节它们的释药行为、改善与细胞表面的亲和力及其表面性质。结合某些聚合物的接枝结构改造也可以使脂质体具有热敏性。它们具有略低于生理温度的较低临界溶解温度。因为这些聚合物在临界溶液温度以下是可溶的,并且当温度升高到临界溶液温度以上时发生沉淀,在沉淀过程中脂质体膜被破坏并导致药物释放。聚[(2-(2-乙氧基)乙氧基乙基乙烯基醚)](EOEOVE)和聚-NIPAM是最常用的聚合物。热敏聚合物的毒性和生物可降解性问题限制了它们在制备热敏脂质体中的应用。联合热敏脂质体与轻度高热作用(39~42℃)已经成为增加肿瘤内药物浓度从而治疗肿瘤的另一种策略。
//②pH敏感脂质体
pH敏感脂质体是所有触发释药系统中较重要的一种,因为它利用了部分组织内部酸性生理条件而触发释药。各种病理部位具有明确的pH,并且疾病部位和正常组织之间常常存在pH差异。肿瘤细胞的微环境具有酸性pH,这一特性被广泛用于pH响应体系。肿瘤细胞中的细胞外pH(5.7~7.0)比正确血液pH(7.4)低。在细胞外环境和细胞内区室如溶酶体核和内体(pH4.5~6.5)之间存在pH梯度。该pH梯度对于经过内吞作用进入细胞的溶酶体和核内体的药物载体是十分重要的。
pH敏感脂质体在生理pH下是稳定的,但是当进入酸性环境时它们会变得不稳定,从而导致其负载的基因或药物的释放,通过内吞途径有效递送到细胞质中。目前,已知各种pH敏感脂质体具有不同的pH敏感触发机制。这种pH响应系统的最终目的是控制释放,增加药物在目标部位蓄积。
为了构建这样的体系,通常采用的方法是磷脂乙醇胺或衍生物与含有酸性基团的化合物的联用。酸性基团在中性pH下起稳定剂的作用。然而,这些基团可以与血浆蛋白相互作用,从而导致脂质体从体循环中消除。利用不带电且可分解的组分的pH依赖性水解作用是构建此类体系的另一种机制。通过含有二硫键的膜脂的硫解作用将这些组分加入膜中。二氧化碳前体在药物递送系统中的应用促进pH响应体系的新进展。生物相容性碳酸氢盐是最常用的二氧化碳前体。当载体系统与酸性环境接触时,碳酸氢根离子与酸反应,产生二氧化碳气泡。
此外,可以向脂质体分散体中加入pH敏感物质或在囊泡制备期间通过加入pH敏感聚合物或脂质来制备pH敏感脂质体。这些脂质体在生理pH下是稳定的,但在酸性环境中变得不稳定并具有融合性质。一旦它们被内吞,pH响应型脂质体因为内体较低pH而与内泡膜发生膜融合,并因为不稳定,将其内容物释放到细胞质中。
//③酸敏感脂质体
将可降解的细胞外酶包被于脂质体表面是另一种有效药物递送的方法。目前,基质金属蛋白酶(MMPs)对于脂质体负载内容物的触发释放引起研究者的关注。这些MMPs可作为辅助纳米载体释放的可行靶标。不同的MMPs被广泛用于各种疾病模型。目前,已有使用可切割的MMP-9脂肽相关研究。MMP-9通过酶裂解作用破坏脂质体的结构完整性,从而释放出最大量的羧基荧光素染料。关于SiRNA的递送,也有磷脂酶2敏感脂质体制剂研究报道。这种类型递送系统的另一个研究是有关PEG修饰的还原型谷胱甘肽脂质体制剂,用于细胞内递送DNA。
//④超声敏感脂质体
超声敏感脂质体的研发需要脂质体中具有特别的气穴及装载药物。它们被认为是脂质体微泡。在应用外部施加的超声波后,这些脂质体在目标部位累积、破裂并释放其负载的药物。脂质体膜的组成高度影响其对应用超声作用的敏感性。因此,已有声学脂质体用于递送药物的研究报道,如多柔比星、甲泼尼龙琥珀酸酯和顺铂。在基因递送领域,它们已用于递送DNA和其他寡核苷酸。
//⑤磁性脂质体
通过包封磁赤铁矿(γ-Fe2O3)或磁铁矿(Fe3O4)的纳米氧化铁粒子制备磁性脂质体。当施加外部磁场时,这些类型的脂质体会触发递送。施加外部磁场时作为MRI造影剂和在高热中作为热介质治疗癌症。它们能与触发释放的药物相结合,以实现更有效和更安全的个性化治疗。当用作MRI造影剂时,脂质体包封磁性纳米粒子降低其毒性并且增强其作为MRI造影剂的功效。
//⑥高热敏感脂质体
高热在靶向药物递送中的作用是十分引人关注的。它能增加纳米药物递送系统在靶标组织的血管渗透性,并从热敏递送系统中释放药物。增加渗透性和触发药物释放的组合策略能将药物递送至靶点。它也用于影像引导疗法。最近,已有使用磁性脂质体通过磁性流体高热诱导细胞死亡并将其与细胞毒性分子的递送相结合的研究报道。
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