纳米技术与药物输送
纳米技术和纳米生物学会对医疗和医药产生巨大影响。在亚微米水平工作的其中一些潜在利益包括新配方和新药物输送途径。纳米技术所涉及的是材料和系统,由于它们的纳米水平,其结构和组分使物理、化学和生物学性质、现象和过程显示出新和明显的改进。
制药业有几个领域可以利用纳米技术,其中一个应用是水溶性不良化合物的配方。据估计,约有40%通过组合化学筛选计划获得的活性物质难溶于水。如用常规的方法配方,则由于生物利用度差和高度可变性,会对临床前筛选、临床试验产生负面影响。纳米技术可以处理这些问题,并为制药业带来附加价值。世界不溶性化合物的总销售额不低于370亿美元。然而,纳米技术若要对水不溶性分子产生明显影响,它必须能够:
1)能用于毫米规模的发现(用标准化的成本-效益方法);
2)能放大至开发/商业生产规模,并可利用美国FDA通常认为是安全的(GRAS)赋形剂;
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3)能被配方成可接受的剂型,如片剂(利用常规的次级加工设备);
4)为法规管理部门所接受;
5)提供专利保护。
虽然仍处于早期阶段,但采用纳米技术的产品正在出现。AHP公司第一个采用Elan公司NanoCrystal技术开发的免疫抑制剂Rapamune(西罗莫司,sirolimus)片剂配方于2001年5月推出。其它产品在处于开发的不同阶段。其中有Medimmune公司的抗癌药和单克隆抗体Vitaxin。它们采用了Targesome公司的纳米颗粒技术和Novavax公司的经皮睾酮霜剂Androsorb,它采用该公司专利的晶子纳米颗粒系统。
纳米颗粒技术用于水溶性不良的化合物配方的成功与否在很大程度上取决于所用纳米技术的效率。它们必须能有效地提供小量纳米颗粒,如10~50mg供临床试验,以及大量生产。这些纳米颗粒也必须适于二级加工成终剂型如口服、胃肠外或经肺输送等形式。纳米颗粒的生产大体分为2类,即研磨(将颗粒研磨至亚微米大小)和控制结晶。前者的代表是Elan公司的NanoCrystal技术,将微米药物结晶湿磨成低纳米大小,并通过在它们的表面吸附稳定剂使这些纳米化颗粒稳定,以防止结成团块。RTP Pharma公司也在开发制备亚微粒颗粒的微流体化/均化技术,并向Baxter公司提供这种技术,以用于可注射药物输送。而后者则通过超临界流体技术获得,现时有2种主要方法在开发中,即RESS(超临界流体迅速膨胀)和GAS(气体反溶剂重结晶)。
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RESS用于可溶于超临界流体的化合物。使生成的溶液迅速减压和/或升温,溶质即从溶液释出。如果条件达到最适化,可产生亚微米颗粒。几家公司包括希腊制药公司LaviPharm正在开发RESS过程。它拥有自己的专利超临界流体技术,通过调节过程参数可改变颗粒的形状和分散度。GAS过程用于不溶于超临界流体的化合物。在此过程中,化合物首先溶于有机溶剂内,然后掺入超临界流体使之重新结晶。同样,如果条件达到最适化,则可得到亚微米颗粒。Bradford Particle Design公司的SEDS(用超临界流体的溶液强化分散)系统就是GAS的一个例子。SEDS在将药物溶液流与超临界流体混合的同时,提取出有机溶剂并迅速生成干燥颗粒。
除了GAS和RESS外,还有不少杂化的方法,每家公司都试图改变过程设备临界溶剂和赋形剂以示区别来取得知识产权地位。例如,RxKinetix公司的Micromix技术采用了一种称之为PCA(加压抗溶剂沉淀)。它可用于疏水和亲水性药物,如蛋白质、肽和基因药物。
利用常规过程设备(次级加工)将纳米大小颗粒悬胶转换成固体剂型,并保留悬胶的优点是实现纳米颗粒技术用于水溶性差的药物配方的商业潜能的一大挑战。对于固体配方,包括控释、脉动释放和速融/无水片等都存在需要解决的问题。制药业的纳米技术时代已从第一个口服剂型Rapamune的被批准开始。之后,用于疾病发现和消除的生物活性纳米颗粒的出现将为期不远。, http://www.100md.com
制药业有几个领域可以利用纳米技术,其中一个应用是水溶性不良化合物的配方。据估计,约有40%通过组合化学筛选计划获得的活性物质难溶于水。如用常规的方法配方,则由于生物利用度差和高度可变性,会对临床前筛选、临床试验产生负面影响。纳米技术可以处理这些问题,并为制药业带来附加价值。世界不溶性化合物的总销售额不低于370亿美元。然而,纳米技术若要对水不溶性分子产生明显影响,它必须能够:
1)能用于毫米规模的发现(用标准化的成本-效益方法);
2)能放大至开发/商业生产规模,并可利用美国FDA通常认为是安全的(GRAS)赋形剂;
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3)能被配方成可接受的剂型,如片剂(利用常规的次级加工设备);
4)为法规管理部门所接受;
5)提供专利保护。
虽然仍处于早期阶段,但采用纳米技术的产品正在出现。AHP公司第一个采用Elan公司NanoCrystal技术开发的免疫抑制剂Rapamune(西罗莫司,sirolimus)片剂配方于2001年5月推出。其它产品在处于开发的不同阶段。其中有Medimmune公司的抗癌药和单克隆抗体Vitaxin。它们采用了Targesome公司的纳米颗粒技术和Novavax公司的经皮睾酮霜剂Androsorb,它采用该公司专利的晶子纳米颗粒系统。
纳米颗粒技术用于水溶性不良的化合物配方的成功与否在很大程度上取决于所用纳米技术的效率。它们必须能有效地提供小量纳米颗粒,如10~50mg供临床试验,以及大量生产。这些纳米颗粒也必须适于二级加工成终剂型如口服、胃肠外或经肺输送等形式。纳米颗粒的生产大体分为2类,即研磨(将颗粒研磨至亚微米大小)和控制结晶。前者的代表是Elan公司的NanoCrystal技术,将微米药物结晶湿磨成低纳米大小,并通过在它们的表面吸附稳定剂使这些纳米化颗粒稳定,以防止结成团块。RTP Pharma公司也在开发制备亚微粒颗粒的微流体化/均化技术,并向Baxter公司提供这种技术,以用于可注射药物输送。而后者则通过超临界流体技术获得,现时有2种主要方法在开发中,即RESS(超临界流体迅速膨胀)和GAS(气体反溶剂重结晶)。
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RESS用于可溶于超临界流体的化合物。使生成的溶液迅速减压和/或升温,溶质即从溶液释出。如果条件达到最适化,可产生亚微米颗粒。几家公司包括希腊制药公司LaviPharm正在开发RESS过程。它拥有自己的专利超临界流体技术,通过调节过程参数可改变颗粒的形状和分散度。GAS过程用于不溶于超临界流体的化合物。在此过程中,化合物首先溶于有机溶剂内,然后掺入超临界流体使之重新结晶。同样,如果条件达到最适化,则可得到亚微米颗粒。Bradford Particle Design公司的SEDS(用超临界流体的溶液强化分散)系统就是GAS的一个例子。SEDS在将药物溶液流与超临界流体混合的同时,提取出有机溶剂并迅速生成干燥颗粒。
除了GAS和RESS外,还有不少杂化的方法,每家公司都试图改变过程设备临界溶剂和赋形剂以示区别来取得知识产权地位。例如,RxKinetix公司的Micromix技术采用了一种称之为PCA(加压抗溶剂沉淀)。它可用于疏水和亲水性药物,如蛋白质、肽和基因药物。
利用常规过程设备(次级加工)将纳米大小颗粒悬胶转换成固体剂型,并保留悬胶的优点是实现纳米颗粒技术用于水溶性差的药物配方的商业潜能的一大挑战。对于固体配方,包括控释、脉动释放和速融/无水片等都存在需要解决的问题。制药业的纳米技术时代已从第一个口服剂型Rapamune的被批准开始。之后,用于疾病发现和消除的生物活性纳米颗粒的出现将为期不远。, http://www.100md.com