納米混懸劑藥物因?yàn)檎宫F(xiàn)出納米尺寸效應(yīng)、靶向性、高生物利用度、更加穩(wěn)定等特性，收到越來(lái)越多的重視。納米混懸劑藥物粒徑控制是該劑型藥物的重點(diǎn)，而高壓微射流技術(shù)在顆粒粒徑減小過程中具有其他設(shè)備難以比擬的優(yōu)勢(shì)。藥物顆粒的粒徑大小和粒度分布是藥物藥理藥效及使用性能的重要影響因素。為了納米藥物提供穩(wěn)定的立體障礙，抑制分散的小顆粒重新聚集可以采用羥丙基甲基纖維素(HMPC)、聚維酮(PVP)K30、普朗尼克 (F68、F127) 、十二烷基硫酸鈉(SLS)等表面活性劑均可作為穩(wěn)定劑。與傳統(tǒng)的混懸劑相比，納米混懸劑由于粒徑小、分散性極好、表面反應(yīng)活性高、活性中心多和吸附能力強(qiáng)等特性，可有效增大藥物尤其是難溶性藥物的飽和溶解度和溶出速度、增強(qiáng)療效及靶向性、提高生物利用度及吸收穩(wěn)定性。而且納米混懸劑的藥物顆粒對(duì)體內(nèi)的黏膜組織有良好的黏附行，延長(zhǎng)滯留時(shí)間，減少藥物用量及降低不良反應(yīng)。最重要的是納米混懸劑的適用范圍很廣，在醫(yī)藥領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。

納米混懸劑普遍適用于難溶性藥物制劑。納米混懸劑無(wú)需任何載體，可以通過簡(jiǎn)單操作和處方即可提高難溶性藥物的生物利用度，減少藥物用量，避免了附加劑對(duì)患者的毒副作用。

采用納米混懸技術(shù)最初是為了解決難溶性藥物的溶解問題，許多研究機(jī)構(gòu)對(duì)其做了大量的工作。目前許多制藥公司對(duì)其研究有了很大的進(jìn)展，已有一些納米混懸藥物已經(jīng)上市，Verma 等人對(duì)其進(jìn)行了較為詳細(xì)的報(bào)道，見表 1。

表 1 國(guó)外已上市的納米混懸劑

從表 1 可以看出，已上市的納米混懸劑大多數(shù)是口服給藥，這是因?yàn)榭诜�給藥安全且方便，但不能快速起效、靶向給藥，也不能避免首過效應(yīng)。口服給藥的生物利用度和藥效取決于藥物的溶解度及在胃腸道的吸收程度。因此，納米混懸劑被許多新的給藥途徑所采用，例如注射給藥、肺部給藥、眼部給藥及鼻腔給藥等，它們可以避免首過效應(yīng)，有的甚至可以達(dá)到靶向給藥。

動(dòng)態(tài)高壓微射流技術(shù)是環(huán)境友好的一種連續(xù)化物理改性方法，是將輸送、混合、高壓、高速撞擊、剪切等多單元操作融為一體的現(xiàn)代新型處理技術(shù)，把物料粒徑分散至納米級(jí)，并且均質(zhì)后粒徑分布均勻。該方法運(yùn)用范圍廣，可用于均質(zhì)分散各種行業(yè)的乳液、分散液、懸浮液等，特別是納米制劑和納米材料的研究和制備。

本實(shí)驗(yàn)以老師的某種納米藥物為例，命名為藥物X，采用NanoGenizer30K型微射流高壓均質(zhì)機(jī)（美國(guó)Genzier公司），最高處理壓力可達(dá) 30，000psi，進(jìn)行納米混懸液制備。

 

實(shí)驗(yàn)方法

X 的預(yù)處理

將一定量的 X 原料藥分散在超純水（含有一定量的表面活性劑）中，用高速分散機(jī)在一定條件下高速剪切，得到 X 初混懸液，備用。

X 混懸劑的制備

將上述初混懸液經(jīng)高壓微射流儀均質(zhì)處理，設(shè)定實(shí)驗(yàn)所需的固定的處理壓力、固定的循環(huán)次數(shù)，過濾，得到 X 混懸劑。

X 顆粒形貌觀察

將 X 混懸劑滴到樣品臺(tái)的玻璃片上，自然晾干，噴鍍電導(dǎo)層，噴金 120s，然后經(jīng)場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡觀察 X 樣品的顆粒形貌及大小。

X 粒徑大小及其分布 

用水作為分散劑，使用 Mastersizer2000 激光衍射法粒度分析儀（通常測(cè)微米級(jí)）和Zetasizer nano ZS90 納米粒度分析儀（通常測(cè)納米級(jí)）測(cè)定 X 樣品的粒度大小及粒度分布，測(cè)試的角度是 90°，測(cè)試的溫度是 25℃，被測(cè)樣品用超純水稀釋 10 倍。將測(cè)得的結(jié)果與該樣品的電鏡圖進(jìn)行比較。

 

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表面活性劑的選擇

表面活性劑大大地降低了藥物的表面張力和表面自由能，可以為藥物提供穩(wěn)定的立體障礙，有效地抑制分散的小顆粒重新聚集，進(jìn)而得到穩(wěn)定有效的藥物。分別制備含量為 120 μg/mL 的兩組 X 初混懸劑，其中一組添加 0.5‰v/v Tween80，而另一組不加任何表面活性劑。

將 X 原料藥通過導(dǎo)電膠粘附在樣品臺(tái)上，而將 X 兩組初混懸劑滴到樣品臺(tái)的玻璃片上，自然晾干，噴鍍電導(dǎo)層，噴金 120s，然后經(jīng)場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡觀察X的顆粒形貌及大小，結(jié)果如圖1 所示

圖1 不同 X 樣品的掃描電鏡圖

 

從圖1.a 和 1.b 可以看出，X 原料顆粒呈圓形或類橢圓形，顆粒大小多數(shù)小于5 μm，但是顆粒聚集在一起，顆粒表面相對(duì)平滑，但也有細(xì)微的褶皺，可能藥物本身的特性有關(guān)。表面活性劑的選擇是納米混懸劑穩(wěn)定性的關(guān)鍵，常見的表面活性劑有十二烷基硫酸鈉、聚山梨醇等。從圖1.c 和 1.d 可以看出，經(jīng)過高速分散機(jī)處理后，X 顆粒無(wú)特定的形狀，但添加 0.5‰v/v Tween80 的 X 初混懸液的分散性更好，粒度相對(duì)較小且粒度分布均勻。

利用 Mastersizer2000 激光衍射法粒度分析儀（通常測(cè)微米級(jí)）測(cè)定 X原料藥、未加表面活性劑 X 初混懸液和加 0.5‰v/v Tween80 的 X 初混懸劑樣品，濕法測(cè)試，速度控制為 850 轉(zhuǎn)/min，測(cè)得它們的 D [4,3]值分別為 9.231 μm、7.155 μm 和3.947 μm。綜上所述，適當(dāng)?shù)奶砑颖砻婊钚詣��?duì) X 混懸劑的穩(wěn)定性有一定的效果。這主要是因?yàn)楸砻婊钚詣┠芴峁┓�(wěn)定的立體障礙和靜電排斥力，防止小顆粒聚集。Tween80是非離子型表面活性劑，大大地降低了表面張力和表面自由能，有效地抑制顆粒團(tuán)聚。

處理壓力的確立

將一定量的 X 原料藥分散在超純水（含有 0.5‰v/v Span 60）中，用高速分散機(jī)在 13500 轉(zhuǎn)/min 下高速剪切，剪切 5min，得到 X 初混懸液。將上述出混懸液經(jīng)高壓微射流儀均質(zhì)處理，處理壓力分別為 50 MPa、100 MPa、150 MPa、180 MPa，處理次數(shù)為 20 次，過濾，得到 X 混懸劑。將上述各樣品滴到樣品臺(tái)的玻璃片上，自然晾干，噴鍍電導(dǎo)層，噴金 120s，然后經(jīng)場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡觀察 X 的顆粒形貌及大小，結(jié)果如圖 3 所示

 

圖 2 不同處理壓力對(duì) X 混懸劑的掃描電鏡圖及粒度分布的影響

 

從圖 2 中可以看出，處理壓力為 50 MPa 時(shí)，X被粉碎，顆粒較大且不均勻，隨著壓力的增大，X 混懸劑顆粒的平均粒徑逐漸減小，且顆粒的形貌更趨于圓形，但仍為不規(guī)則圓形。通過高壓微射流儀均質(zhì)處理，處理壓力分別為 50 MPa、100 MPa、150 MPa、180 MPa，處理次數(shù)為 20 次，過濾，得到 X 混懸劑，將其用 Zetasizer nano ZS90 納米粒度分析儀測(cè)定粒度大小及粒度分布，它們的粒徑為 2680 nm、1126 nm、1049 nm、748 nm。將不同處理壓力下 X 混懸液的掃描電鏡圖和粒徑分布進(jìn)行比較，可以看出能相互對(duì)應(yīng)。在掃描電鏡下觀察發(fā)現(xiàn)一方面稍大的顆粒破碎，另一方面較小的顆粒有團(tuán)聚的傾向，由此看出 X 的粉碎過程存在動(dòng)態(tài)平衡。表 2可以更直觀的看出壓力對(duì)于混懸劑的影響。

 

表 2. 不同處理壓力對(duì) X 混懸劑的影響

 

表 2 所示，隨著處理壓力的增大，粒徑大小降低，分散情況也變好。但增加壓力產(chǎn)生的熱量也會(huì)相對(duì)增加，對(duì)納米混懸劑的穩(wěn)定性也會(huì)有影響。由于 X 本身性質(zhì)的關(guān)系，它的硬度較大，不易被粉碎，所以需要較大的處理壓力來(lái)制備 X 納米混懸劑

循環(huán)次數(shù)的確立

將一定量的 X 原料藥分散在超純水（含有 0.5‰v/v Tween60）中，用高速分散機(jī)在 13500 轉(zhuǎn)/min 下高速剪切，剪切 5min，得到X的初混懸液。將上述出混懸液經(jīng)高壓微射流儀均質(zhì)處理，處理壓力 180MPa，處理次數(shù)分別為 0，3，6，10，20，30，40，50 次，過濾，得到X混懸劑。用水作為分散劑，使用 Zetasizer nano ZS90 納米粒度分析儀測(cè)定 X 樣品粒度大小及分布，測(cè)試的角度是 90°，測(cè)試的溫度是 25℃，被測(cè)樣品用超純水稀釋 10 倍。不同處理次數(shù)對(duì) X 混懸劑的粒徑大小及分布的影響，結(jié)果如圖 4所示。

圖 3不同處理次數(shù)對(duì) X 混懸劑的粒徑大小及分布的影響

 

從圖 3中可以直觀地看出，隨著處理次數(shù)的增加，X 混懸劑藥物的平均粒徑逐漸減低，多分散指數(shù)（polydispersity index，PDI）也逐漸降低，顆粒分布均一，但處理次數(shù)增加到一定值，粒徑變化不明顯，由于處理次數(shù)的增加，對(duì) X 混懸劑所施加的能量也會(huì)增加，對(duì) X 混懸劑的穩(wěn)定性有一定的影響。通過高壓微射流儀均質(zhì)處理，處理次數(shù)分別為 0、3、6、10、20、30、40、50，處理壓力為 180MPa，過濾，得到 X混懸劑，將其用 Zetasizer nano ZS90 納米粒度分析儀測(cè)定粒度大小及粒度分布，它們的平均粒徑為（3260.3±411.9）nm、（1055±33.8）nm、（938.3±27.4）nm、（907.2±11.3）nm、（787.9±11.2）nm、（737.9±24.9）nm、（643.8±10.1）nm 和（616.6±17.7）nm。Tween60 同 Tween80 一樣均為非離子型表面活性劑，但其分散效果不如Tween80。

 

實(shí)驗(yàn)小結(jié)

本實(shí)驗(yàn)確立了 X 納米混懸劑的處方設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化，采用掃描電鏡觀察 X 混懸劑的顆粒形貌與 Zetasizer nano ZS90 納米粒度分析儀測(cè)定粒度大小及粒度分布進(jìn)行比較，篩選出最優(yōu)的工藝條件。

本實(shí)驗(yàn)將表面活性劑的選擇、處理壓力和次數(shù)的確立進(jìn)行優(yōu)化，研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)奶砑颖砻婊钚詣�，�?duì)納米混懸劑的分散效果有所提高，另外，利用高壓微射流儀制備 X混懸劑，一般來(lái)說(shuō)，壓力越大，粒徑越小，粒度分布越均勻，處理次數(shù)增多，粒徑減小，但次數(shù)增到一定值時(shí)，粒徑變化不明顯。