田 園，張燕麗，付起鳳，康宇紅，孟凡佳，吳麗紅，孟勝楠

（1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué) 實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)中心，黑龍江 哈爾濱150040；2.齊齊哈爾中醫(yī)醫(yī)院，黑龍江 齊齊哈爾161000）

前 言

在自然界中，殼聚糖（Chitosan，CS）是唯一的天然堿性多糖，化學(xué)名稱為（1,4）-2-氨基-2-脫氧-β-D-葡萄糖，是由甲殼素脫乙?；饔玫玫?，廣泛存在于蝦、蟹甲殼類動(dòng)物等的外殼中，具有良好的降解性、安全性、生物相容性，在醫(yī)藥、工程、化工等行業(yè)有重要應(yīng)用價(jià)值。

微球是指以清蛋白、殼聚糖、明膠、聚乳酸等高分子材料制成的藥物傳遞體系，微球中的藥物溶解、分散或包裹在材料中從而形成粒徑大小5～250μm間的球狀實(shí)體[1]。不同粒徑大小的微球可作為藥物的緩釋、控釋、靶向給藥的藥物載體,成為新型給藥系統(tǒng)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。載藥微球材料作為藥物緩釋體系的載體，應(yīng)有如下特征[2]：①毒副作用小，藥物穩(wěn)定性強(qiáng)；②具有可生物降解性并能有效控制藥物釋放速度和時(shí)間；③可延長(zhǎng)藥物作用的時(shí)間，提高材料的生物利用度；材料的降解過(guò)程需發(fā)生在合理的期間內(nèi)；④來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉，適合常規(guī)方法制備，并可大批量生產(chǎn)應(yīng)用；⑤作為多肽、蛋白類等藥物的載體時(shí)，還應(yīng)滿足藥物成分免受胃蛋白酶或胃腸道環(huán)境破壞的特殊要求。

近年來(lái)，殼聚糖微球作為藥物緩釋和傳遞的載體，因其具有緩釋性、靶向性、生物相容性等優(yōu)點(diǎn)，可起到延長(zhǎng)藥效、控制藥物釋放、穩(wěn)定藥物成分的作用，在藥物載體領(lǐng)域中深受研究者的青睞。

1 殼聚糖微球的制備方法

1.1 乳化交聯(lián)法

乳化交聯(lián)法[3]（emulsion cross-linkingmethod）是傳統(tǒng)的微球制備方法，其原理是利用殼聚糖分子中的氨基與醛類化合物（醛基）發(fā)生氨醛縮合反應(yīng)，經(jīng)交聯(lián)固化便可得到微球。具體方法是在油相中配置油包水型（W/O）殼聚糖乳液，再加入甲醛或戊二醛等交聯(lián)劑進(jìn)行固化，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥后制得殼聚糖微球。此方法制得的殼聚糖微球外形規(guī)整，結(jié)構(gòu)緊密，可用于親水或疏水型多種藥物的包載，載藥量較為理想。但此方法制得的微球的大小受多重因素影響，如交聯(lián)劑、水相及油相、表面活性劑的比例，乳化時(shí)間、交聯(lián)溫度和時(shí)間等。同時(shí)，交聯(lián)劑易與被包裹的藥物發(fā)生反應(yīng)，影響藥物的活性。

王鵬[4]等，選用乳化交聯(lián)法經(jīng)攪拌、超聲共同作用，交聯(lián)劑選用三聚磷酸鈉，制得性能良好的Sema3A殼聚糖微球，對(duì)其形態(tài)進(jìn)行表征顯示微球的表面光滑且粒徑均勻，具有較高的包封率、微球溶脹率、載藥量。

Mao[5]等通過(guò)乳化交聯(lián)法制備了萬(wàn)古霉素海藻酸-殼聚糖微球，結(jié)果顯示，復(fù)合微球的平均直徑為25.3±5.4μm，使用相關(guān)模擬微球?qū)嶒?yàn)，表明相關(guān)性較好（相關(guān)系數(shù)r=0.9996），平均載藥量可達(dá)18.5%±2.3%。進(jìn)行體內(nèi)研究實(shí)驗(yàn)表明此微球有效保護(hù)了藥物濃度，而且降低了毒性。

陳麗媛[6]等分別選用四種不同相對(duì)分子質(zhì)量的殼聚糖通過(guò)乳化交聯(lián)法制備了殼聚糖載藥微球，并對(duì)其進(jìn)行了相關(guān)性能檢測(cè)（粒徑大小、溶脹率、載藥率與包封率），發(fā)現(xiàn)當(dāng)殼聚糖的相對(duì)分子質(zhì)量為240kDa時(shí)，其載藥微球的載藥率與包封率較高，綜合性能普遍優(yōu)于其它相對(duì)分子質(zhì)量的殼聚糖微球。利用此相對(duì)分子質(zhì)量的殼聚糖包埋固態(tài)分散體（Solid dispersion,SD）制備了一種較為理想的藥物緩釋體系——?dú)ぞ厶?SD載藥微球，進(jìn)而改善了藥物的溶解度，延緩并控制了藥物的釋放速度，可用作包埋溶解性差、對(duì)胃腸道的刺激強(qiáng)的藥物的載體。

Chi X[7]等利用乳化交聯(lián)法制備了包裹石榴皮提取物的殼聚糖-海藻酸微球，經(jīng)二項(xiàng)式方程模擬微球?qū)嶒?yàn)，結(jié)果表明相關(guān)系數(shù)為0.994，其相關(guān)性較好。為優(yōu)化反應(yīng)條件，降低殼聚糖的沉積時(shí)間、海藻酸及乳化劑的用量對(duì)微球載藥量的影響，經(jīng)星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法優(yōu)化后較為理想的制備條件為：殼聚糖的沉積時(shí)間為2.56h，乳化劑17.83%，海藻酸0.98%，固化時(shí)間為5h，戊二醛為1mL，此時(shí)的微球載藥量達(dá)12.19%。也有研究人員用改性的殼聚糖或者海藻酸來(lái)優(yōu)化其形態(tài)制備微球。

1.2 噴霧干燥法

噴霧干燥法[8]（Spray drying method）是指將要包裹的藥物分散于PLGA等聚合物的有機(jī)溶劑中，形成W/O/W型（水包油包水）乳濁液，再將乳濁液在惰性氣體保護(hù)下使用噴霧干燥儀干燥，使乳滴上的溶劑快速揮發(fā)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)藥物的包埋，得到粒徑均勻的殼聚糖載藥微球。噴霧干燥法的優(yōu)點(diǎn)是適合規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)，簡(jiǎn)化了滅菌的過(guò)程，降低了人為誤差，水溶性差的藥物適用于此方法，但由于反應(yīng)過(guò)程中體系內(nèi)的溫度較高，故不適合包埋熱敏型藥物。

李納[9]等利用噴霧干燥法將磷脂復(fù)合物與殼聚糖結(jié)合成復(fù)合微球，為水溶性較低的姜黃素提供新的給藥載體，并進(jìn)一步討論其對(duì)肺癌的靶向治療效果和吸收機(jī)制。研究結(jié)果表明，此復(fù)合微球可作為將藥物傳遞至肺部吸入給藥的干粉吸入劑，當(dāng)殼聚糖與磷脂的質(zhì)量比為3∶1時(shí)，復(fù)合微球呈現(xiàn)光滑完整的球形，并表現(xiàn)出良好的載藥量（為（11.79±0.82）%）和吸濕性。

孫玉卿[10]等采用噴霧干燥法制得了黃芪多糖-殼聚糖藥物緩釋微球并研究了其對(duì)大鼠變應(yīng)性鼻炎的療效，結(jié)果表明，將此緩釋微球滴入變應(yīng)性鼻炎的大鼠鼻腔后，可明顯降低患病大鼠的鼻腔分泌物及打噴嚏、抓鼻次數(shù)，減緩其鼻腔粘膜組織重塑速度，部分上皮組織得到修復(fù)，為治療變應(yīng)性鼻炎積累了實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1.3 離子交聯(lián)法

離子交聯(lián)法[11]（ionic gelation method）是指大分子鏈利用聚電解質(zhì)的正負(fù)電荷相互作用聯(lián)結(jié)在一起，發(fā)生一種分子內(nèi)或分子間的可逆的物理交聯(lián)反應(yīng)。具體方法是在酸性條件下，殼聚糖表面的氨基變成NH3+，帶有正電荷，與一些帶負(fù)電荷的聚離子如三聚磷酸鈉通過(guò)靜電作用，發(fā)生分子內(nèi)或分子間的相互交聯(lián)形成球形或網(wǎng)狀，從而生成殼聚糖的微球，此過(guò)程是可逆的。通過(guò)本方法制備微球具有一定的優(yōu)勢(shì)，如操作簡(jiǎn)便，反應(yīng)環(huán)境溫和，微球粒徑可控，能有效保護(hù)藥物的活性。但由于離子交聯(lián)法僅靠靜電吸附作用形成可逆的物理交聯(lián)反應(yīng)，所以制得的微球機(jī)械強(qiáng)度不高，外形規(guī)整度也有待提高。

Sriram[12]等利用離子交聯(lián)法將氧化銅-姜黃素加入到殼聚糖-苯丙酮中，制備出復(fù)合載藥微球，姜黃素可以有效釋放源于殼聚糖中的芳基酮和親水性納米氧化銅的存在。同時(shí)研究了制備的復(fù)合微球?qū)19-MEL、MCF-7及HeLa的抗癌活性作用，研究結(jié)果表明此微球的抗癌活性大小與游離的苯丙酮數(shù)量相當(dāng)，當(dāng)IC50為12～19μg/mL時(shí)的抗癌活性效果最顯著。

梁雪莉[13]等以殼聚糖為載體，低相對(duì)分子質(zhì)量的三聚磷酸鈉作為交聯(lián)劑，選用離子交聯(lián)法，并經(jīng)星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法將制備工藝優(yōu)化，最終得到載有牛血清白蛋白的殼聚糖微球的最佳制備工藝，即殼聚糖的濃度為4.5mg/mL,三聚磷酸鈉的濃度為10mg/mL，牛血清白蛋白的用量為60mg。此時(shí)的微球形態(tài)光滑圓整，大小均一且沒(méi)有粘連，包封率和載藥量可達(dá)74.1%和50.8%，體外釋放測(cè)試表明33.5h后藥物累計(jì)釋放度僅有9.61%，藥物釋放速度緩慢并持續(xù)，釋放機(jī)制屬于Fickian擴(kuò)散，為殼聚糖包裹蛋白多肽類藥物的研究奠定了基礎(chǔ)。

Mishra[14]等結(jié)合離子交聯(lián)法及噴霧干燥法制備了包裹鹽酸多西環(huán)素和左氧氟沙星鹽酸鹽的殼聚糖聚電解質(zhì)緩釋復(fù)合微粒，其靶向性強(qiáng)，緩釋效果好且無(wú)細(xì)胞毒性。此方法制備的微?？捎糜谖胄退幬镞f送抗生素的優(yōu)良載體。

1.4 沉淀/凝聚法

沉淀/凝聚法[15]（precipitation/coacervationmethod）是1989年Bodmeier首次提出的。沉淀/凝聚法是指在殼聚糖與藥物的溶液中，通過(guò)帶相反電荷、溶劑轉(zhuǎn)換等物理或化學(xué)（如）的方法使殼聚糖的溶解度發(fā)生改變，進(jìn)而凝聚包載藥物，并使殼聚糖沉淀出來(lái)，制備出殼聚糖載藥微球，包括中和沉淀法及凝聚法。中和沉淀法指殼聚糖在堿性環(huán)境中溶解度降低從而沉淀析出。凝聚法指由于殼聚糖溶于稀酸介質(zhì)中氨基發(fā)生質(zhì)子化呈陽(yáng)離子性，從而向其中滴入陰離子性沉淀劑，使殼聚糖的溶解度發(fā)生改變并析出，從而形成殼聚糖微球。

Unagolla[16]等運(yùn)用凝聚法分別制備出載有萬(wàn)古霉素的殼聚糖及殼聚糖-藻酸鹽微球。他們首先將低分子量殼聚糖的冰醋酸溶液過(guò)濾，加入萬(wàn)古霉素溶液后攪拌均勻，待充分溶解后將此混合溶液緩慢滴加至三聚磷酸鈉溶液中，攪拌2h后過(guò)濾，經(jīng)室溫風(fēng)干后，在殼聚糖微球中成功包裹萬(wàn)古霉素。同時(shí)，他們又將殼聚糖和氯化鈣制成共溶液，將萬(wàn)古霉素溶液加入其中并經(jīng)連續(xù)攪拌后，將此共混液逐滴加入到海藻酸鹽/磷酸三苯酯（TPP）溶液中，經(jīng)室溫風(fēng)干后對(duì)其進(jìn)行性能測(cè)試，表明制得的萬(wàn)古霉素-殼聚糖-藻酸鹽微球每天釋放萬(wàn)古霉素22μg左右，可持續(xù)釋放14d，具有良好的控釋性能，并且當(dāng)提高藻酸鹽的濃度時(shí)萬(wàn)古霉素的釋放速率并未增加。

Smith[17]等選用凝聚/沉淀法研究了制備工藝對(duì)殼聚糖載藥微球的粒徑變化和藥物釋放性能的影響。在殼聚糖的濃度、相對(duì)分子質(zhì)量以及沉淀劑的滴入速度發(fā)生變化時(shí)，載藥微球粒徑的變化范圍是300nm～3μm之間。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，藥物釋放速率隨著載藥微球粒徑變大或藥物相對(duì)分子質(zhì)量減小而增加。因此，此方法的制備工藝有效控制著藥物釋放速率。

2 殼聚糖載藥微球的應(yīng)用

2.1 止血材料的載體

Shi[18]等用羧甲基殼聚糖、海藻酸及膠原蛋白制備出新型復(fù)合微球，可促進(jìn)血小板的粘附聚集和體外活化，同時(shí)具有良好的生物可降解性，有利于形成血小板栓子且無(wú)細(xì)胞毒性，為止血材料的發(fā)展研究奠定了一定基礎(chǔ)。Sun[19]等研究的殼聚糖-高嶺土復(fù)合微球?qū)Υ笫蟮奈步刂案瘟褌哪Ｐ椭?，其止血時(shí)間顯著降低，因此制得的復(fù)合微球可用作快速止血?jiǎng)?，為?chuàng)傷止血領(lǐng)域研究提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

2.2 抗癌藥物的載體

Liu[20]等首先將葡萄糖氧化酶載入海藻酸鈣凝珠中，再通過(guò)靜電作用制備出加載了葡萄糖氧化酶的海藻酸-殼聚糖微球。對(duì)其進(jìn)行體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)表明，在瘤內(nèi)注射此微球可有效延緩腫瘤的生長(zhǎng)，與其他載體藥物相比其毒性低很多。沈海俊[21]通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了載有阿霉素的SA（海藻酸鈉）-CS微囊可以在pH值為7.4的條件下緩慢釋放，對(duì)小鼠的B16F10黑色素肺轉(zhuǎn)移腫瘤有很好的抑制作用。

Jameela[22]等以戊二醛為交聯(lián)劑制得載有米托蒽醌殼聚糖載藥微球，通過(guò)在小鼠的腹膜內(nèi)部注射本微球后的存活時(shí)間和60d內(nèi)體重變化來(lái)評(píng)估其對(duì)癌癥抑制效果。對(duì)小鼠使用米托蒽醌單獨(dú)給藥時(shí)小鼠存活2.1d，而將載有藥物的微球注射至小鼠體內(nèi)時(shí)，由于藥物的緩釋效果可對(duì)小鼠有連續(xù)給藥的作用，小鼠存活了50d之久，表明本緩釋微球?qū)及┬∈笥辛己玫闹委熜Ч?/p>

2.3 疫苗、蛋白質(zhì)類藥物的載體

Khatri[23]等把含有乙肝表面抗原基因DNA質(zhì)粒負(fù)載于殼聚糖納米粒中，兩周后血清里的抗乙肝表面抗原抗體依然存在。付圍[24]等制得了吸附了狂犬疫苗的殼聚糖微球凍干粉，經(jīng)測(cè)試表明，此微球可以增強(qiáng)機(jī)體細(xì)胞免疫。Kavianinia[25]等制備了苯四甲酸酐-殼聚糖微球，以牛血清白蛋白為藥物模型，在模擬結(jié)腸液中研究得出此微球具有結(jié)腸定位并對(duì)蛋白類藥物有緩釋的作用，可用作蛋白類藥物口服給藥的載體。楊帆[26]等制得了CS-NaCS(纖維素磷酸鈉)-TPP（三聚磷酸鈉）新型載藥微球，以牛血清白蛋白及乳鐵蛋白作為藥物模型，研究得到此復(fù)合載藥體系在結(jié)腸靶向的藥物釋放載體方面具有一定應(yīng)用潛力。

2.4 靶向藥物治療的載體

Wang[27]等制備出了載有淫羊藿苷的海藻酸-殼聚糖微球，有助于靶向給藥保護(hù)結(jié)腸，可應(yīng)用于潰瘍性結(jié)腸炎的治療。吳婉瑩[28]等研究了負(fù)載了金雀異黃素的殼聚糖微球膠囊，經(jīng)體內(nèi)藥動(dòng)學(xué)研究表明普通的金雀異黃素膠囊在體內(nèi)以肝臟分布為主，而制得的微球膠囊以肺臟脾臟分布為主，因此本微球膠囊對(duì)肺脾有很高的選擇性。

3結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，將具有生物質(zhì)特性的天然高分子材料制備成微球來(lái)負(fù)載各種藥物，達(dá)到藥物緩釋、靶向傳遞等目的，在醫(yī)藥學(xué)、生物工程等領(lǐng)域取得大量進(jìn)展，備受關(guān)注。對(duì)于如何提高殼聚糖的溶解性，簡(jiǎn)化微球的制備工藝并規(guī)模化生產(chǎn)以及如何有效地控制藥物釋放、探索簡(jiǎn)便的給藥方式和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立等都是需要今后深入研究和克服的問(wèn)題。