注:本文多數內容來自參考文獻,文獻題為“Lipid Nanoparticles for Drug Delivery”,如需更深入了解,可查閱原文獻。原文鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/anbr.202100109
脂質納米顆粒(LNP)具有較好的生物相容性、生物降解性以及包埋效率,因此被認為是DNA、mRNA和siRNA等核酸的理想載體。文中作者分多個章節詳細的介紹了LNP的制備、表征及應用,接著,小編聚焦要點,重點介紹LNP的表征及其在包封疏水性藥物方面的應用。
1.LNP的表征
粒徑、ZP及表面形態
LNP的平均粒徑多位于100-400nm之間,當通過靜脈注射進行系統性給藥時,10-150nm的粒徑是更為理想的選擇。此外,PDI可表明粒徑的分布指數,PDI和粒徑可使用激光粒度儀同時測定。PDI<0.2,通常可認為粒徑分布較窄,實際上,PDI位于0.2-0.3之間,對于部分研究者來說依然可以接受。
ZP是指由ZP分析儀檢測的顆粒表面電荷。ZP絕對值大于30mV時,通常可認為粒子足以相互排斥并保持靜電穩定。但對于系統性藥物遞送,建議選擇近中性電荷;近中性電荷,弱相互排斥也解釋了LNP在放置過程中為何會有粒徑的增長。
掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)和透射電子顯微鏡(TEM)都可以用來觀察顆粒表面形態。TEM和SEM分別通過從顆粒內部結構和顆粒表面傳輸的電子提供形態信息,相比之下,AFM允許獲得LNP的3D特性。
圖1.LNP電鏡圖
包封率(EE)測定
包封率是LNP包裹的重要指標,它表明了有效成分的利用效率。脂質類型、組成、結晶度以及藥物溶解度等因素都會影響包封率。而提到結晶度,讀者可能會相對陌生,脂質和包封的藥物在存儲過程中可能會發生多晶型轉變,導致藥物不穩定或排出,從而影響載藥量與藥物釋放,通常可結合差示掃描量熱法(DSC)和X射線衍射(XRD)來測定樣品的結晶度。
2.疏水性藥物包封
LNP用來包封核酸在之前的系列推文里已有較多介紹,銘汰公司的微流控設備已為廣大研究者提供了諸多此類服務。我們知道,核酸為親水性成分,那么LNP能否用于疏水性藥物的包封呢?答案是肯定的。實際上,在研藥物中有90%都為疏水性,因此,開發疏水性藥物的遞送工具勢在必行。
LNP已廣泛用于疏水性藥物遞送,例如,多西他賽(DTX)是一種有效的抗腫瘤和抗血管生成劑,由于其水溶性差、細胞毒性高,因此臨床應用受到了限制。為解決這些問題,使用Compritol 888 ATO作為脂質材料、Pluronic F127和Span 80作為穩定劑制備了載DTX的LNP。檢測表明:LNP的粒徑為128nm,PDI為0.2,DTX的EE高達86%,DL為2%,并且還觀察到了控釋曲線,更令人驚喜的是,載DTX的LNP在120天內都保持了穩定狀態。
文中也提到了LNP對其他多種疏水性藥物的包封,當然,有些包封并未使用微流控技術,但小編最近接觸過的研究者中,確實有使用微流控技術進行中藥粉末包封的案例。中藥粉末為疏水性藥物,將其溶解在乙醇相中,水相使用PBS緩沖液,通過配方調控,最終得到了均一、穩定的納米粒子。
總結:LNP的表征是包封后必不可少的一步,它實際上是粒子形態的一種量化體現,依據量化參數,我們方能更好地追溯脂質結構與功能之間的關系。而在RNA疫苗火熱研究的背景下,微流控技術更多的被聚焦在核酸藥物的包封上,事實上,它的應用范圍遠不止于此。相信隨著疏水性藥物包封研究的深入推進,微流控技術定能在諸多類型的藥物包封中占有更重要的位置。
參考文獻:
1. L.Xu, X.Wang, G.Yang, et al., Lipid Nanoparticles for Drug Delivery. Adv. NanoBiomed Res.2022, 2, 2100109.
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