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國產納米脂質體突破量產瓶頸 網紅藥物“快遞員”降“薪”了
科技日報 · 4天前
近日,東南大學顧寧教授帶領團隊,打破國外的技術壁壘,攻克了納米脂質材料的關鍵技術,建成了國內首條、國際上規模最大的脂質納米粒生產線,并獲得江蘇省科技進步一等獎。

本文轉載自“科技日報”。


圖片來源:Pixabay

人一生病,往往就要掛水吃藥。但是,藥物進入人體后,想要到達指定位置,滯留更長時間,更好地被吸收,還要避免被“友軍誤傷”,并非一帆風順。

近20年來,越來越多的新型納米藥物制劑涌入市場,擁有載體中“小籠包”之稱的納米脂質體應運而生。這種由脂質雙分子層形成的粒徑在納米級別的囊泡,可將毒副作用大、穩定性差、降解快的藥物包裹其中。通過與細胞膜融合,將攜帶的藥物濃集于病灶部位,以實現靶向給藥,同時可以提高療效、降低毒性、增強穩定性。

近日,東南大學顧寧教授帶領團隊,打破國外的技術壁壘,攻克了納米脂質材料的關鍵技術,建成了國內首條、國際上規模最大的脂質納米粒生產線,并獲得江蘇省科技進步一等獎。

那么,這種納米級別的“小不點”,是如何擔當起“打包”“運送”一條龍服務重任的?納米脂質體除了在藥物載體中大顯身手,還有哪些不為人知的用途?

被譽為“返老還童”的秘密武器

脂質體的形成,要感謝一種叫磷脂的物質所擁有的自組裝性質。磷脂是一種兩親性物質,一端親水一端親油,由于自身分子構型的特殊性,磷脂在水里會自發組裝成雙分子膜的結構,把一部分包在里面,通常被稱為“囊泡”。

最早的脂質體是在水中天然形成的。在科學家發現了它的特殊本領后,就嘗試用人工方法合成磷脂化合物,以達到大批量制造的目的。脂質體的直徑通常是幾十納米到零點幾毫米,“納米脂質體”就是粒徑為納米級別的脂質體。

脂質納米材料的膜結構跟細胞膜非常接近,為藥物遞送和吸收提供了方便。因此,脂質體可以將有效成分包裹后導入細胞,讓有效成分輕易進入細胞。

在許多常見藥物中,都有脂質體的功勞。比如抗腫瘤藥物、靶向網狀內皮系統藥物、蛋白質及核酸類藥物、抗菌藥物、抗炎激素藥物等。而且,以脂質體為載體的藥物“皮實不嬌貴”,怎么給藥都可以,靜脈注射、皮下和肌肉注射、口服給藥、肺部給藥、皮膚給藥都不在話下。

“脂質體的大小與給藥途徑和藥物釋放速率有關,但納米級別的脂質體作為藥物載體優勢明顯。”顧寧教授告訴記者,如柔紅霉素脂質體,其粒徑為60—120納米,由于其粒徑小,進入血液循環后不易被網狀內皮系統的吞噬細胞所識別,從而能在血液循環中滯留較長的時間。同時,該藥物制劑沒有明顯的心臟毒性。

近年來,越來越多的納米脂質體藥物涌入國際市場,成為國際上發展最快的一種高端藥物制劑。納米脂質體不僅在制藥界大顯身手,還在化妝品中擔當專業“快遞員”。它可以很好地保持化妝品的活性,使生長因子等成分更快更完全地進入皮膚角質層從而增強細胞修復力。因此,脂質體包裹被譽為“返老還童”的秘密武器。

親油親水“兩親性”增加量產難度

近年來,在國際藥學界,靈巧多能的納米脂質體幾乎已成“網紅”。

目前,全球共有29個納米脂質體藥物獲批上市。此外,還有87個納米脂質體藥物處于臨床研究階段,132個納米脂質體藥物處于臨床前研究階段。其中,獲得美國食品與藥物管理局(FDA)批準上市的納米脂質體藥物有13個。

與此形成鮮明對比的是,我國僅有3個納米脂質體藥物獲得生產批文,分別為注射用紫杉醇脂質體、鹽酸多柔比星脂質體、注射用兩性霉素B脂質體。

而在10年前,我國的相關藥物和化妝品更是一片空白,中國老百姓根本接觸不到此類藥物和化妝品,因為當時脂質納米材料的關鍵技術都掌握在外國人手中。

納米脂質體藥物在國際上的市場占有量逐年增加,而我國在該領域的產業化發展一直較慢,“究其原因,一是納米脂質體藥物所需要的脂質納米材料完全靠進口,其價格遠遠超過原料藥本身;二是國產脂質體藥物制劑的質量、純度和穩定性有待提升;三是脂質納米材料的組裝技術及脂質納米藥物的制劑工藝水平要求高、難度大。”顧寧教授告訴記者。

20世紀70年代,脂質體剛開始作為藥物載體時,由于結構極不穩定和藥物包封率低而一度被人們忽視。隨著對脂質體的深入研究,現在已初步解決了存在的問題。20世紀90年代初期,經濟、高效的抗真菌和抗癌藥物脂質體產品先后投入市場,極大推動了脂質體的研究與發展。

脂質納米材料具有獨特的親水、親油“兩親性”,使得在同一藥物里同時添加親油親水藥物和活性成分成為了可能。

但是,科研人員也發現,脂質納米材料“兩親性”是一把“雙刃劍”,它在為載藥提供了便利的同時,也增加了量產的難度。因此,脂質納米材料制備工藝復雜,導致很難去除雜質,中間體及產品難于純化,因而很難實現量產。

“風吹兩邊倒”用好也是寶

制備納米脂質體的原材料并不復雜,但是掌握不了門道,就做不出合格的納米脂質體。

做得好的脂質體,有著磷脂雙分子外殼,跟細胞膜的結構很相似,個頭又很小,直徑基本都在150納米以下,有助于活性物的滲透。

實現脂質納米材料國產化,合成工藝路線尤為重要。為此,顧寧教授團隊提出了創新的脂質納米材料合成純化新工藝。他們通過自制的分離填料和自主的分離純化技術,實現了高純度脂質納米藥用載體材料的產業化。

脂質納米材料一端親水一端親油,看似“風吹兩邊倒”的墻頭草特性,如何用好也大有講究。科研人員經過反復實驗終于找到了“錦囊妙計”。“我們創造性地將油溶性藥物放在親油的外層,水溶性藥物放在親水的內層,最大程度地發揮了藥物的作用,真正做到揚長避短。”顧寧教授說道。

據顧寧教授介紹,他們研發的脂質納米材料合成純化新工藝,采用“一鍋煮”反應制備關鍵中間體,產率成倍提升。同時,采用脂質體配位技術,突破了甘草酸藥物磷脂復合物組裝的關鍵瓶頸,將甘草酸二銨和脂質材料磷脂酰膽堿絡合,形成脂質復合物,大幅改善了甘草酸的親脂性,使其更易穿越消化道的多重膜結構進入血液循環,有效解決了甘草酸口服生物利用度低的難題。

項目成功后,國內脂質納米材料的價格大幅下降,顯著降低了脂質體藥物的整體成本。此外,脂質納米粒技術已在國內一線化妝品公司得到廣泛應用,在制備具有美白、抗衰老、去皺等功能的化妝品中大顯身手。

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