本文转自:April的学习杂记
纳米粒子药物输送系的药物释放方式可以分为两种:持续释放以及刺激响应释放。刺激响应释放的释药机制很明确,根据外部或内部刺激,纳米递送系统崩解破裂释放出药物。我们具体来讲讲持续释放。
持续性释放的目的是保证在一个相对较长的时间段内提供一个比较恒定的给药速率,当携带有药物的载体进入体内后,纳米载体会随着体液到达靶点,并在可控的时间段内释放药物分子。这种释放模式的关键是药物进入人体后会迅速代谢并排出体外,持续释放可以通过调控药物的释放率和清除率的比值来维持药物在血液或者靶组织中的浓度,使其维持在一个相对稳定的数值内。
持续释放分为扩散控制释放和侵蚀控制释放。
扩散控制释放
在扩散性控制释放中,药物分子是预装在不溶性有机聚合物中,这样的目的是通过不溶性的有机聚合物来限制药物分子溶于水环境。通常扩散控制 释放可以分为两种模型:一种为容器型(resenroir-based system),利用不可溶的聚合物包裹溶有药物分子的水溶液;另一种为矩阵型(matrix-based systems),将药物分子直接分散在纳米颗粒状的聚合物内部。容器型纳米载体装载的药物只能通过不溶性的聚合物薄膜扩散出来。药物的释放速率取决于膜的性质、药物的性质,以及薄膜的厚度。虽然这种基于聚合物薄膜的释放机制很简单,但是它有一个缺陷:外层的包裹薄膜上很容易负载多余药物。在矩阵模型纳米载体中,药物分子均匀地分散在不溶性聚合物载体中,在这种模式中,药物分子在初始时刻有一个非常明显的释放,这是因为吸附在纳米颗粒表层的药物解吸所造成的,而接下来的释放速度将会变得缓慢,因为药物分子从纳米颗粒的内层扩散到表面需要一段时间。扩散性控制释放的最大优点是可以负载疏水性的药物,但是不溶的有机聚合物纳米载体在生物体内的代谢是必须考虑到的难题之一。
扩散控制释药最典型的是物理包埋载药类的纳米递送系统。以胶束为例,物理包埋载药是以物理手段将药物包载于胶束内核中,无需特殊官能团用于化学键合,利用胶束内核的疏水性和难溶药物的疏水相互作用及氢键力,将药物增溶于聚合物胶束中,适用于大部分疏水性药物。物理包埋载药过程中,药物和胶束内核的相容性影响着胶束对药物的增溶效果,相容性越好载药量越高。物理包埋制备胶束的释药机制是扩散作用,因此会比化学键合法制备的胶束释药更快,释药速率受胶束特性影响较大。药物与胶束内核的相容性越好,或者药物与胶束内核的氢键作用越强,药物释放速率越慢。此外,载药量越高,药物释放越缓慢。
侵蚀控制释放
侵蚀控制释放中,载药的纳米载体组成聚合物在人体内可以被侵蚀或降解。采用侵蚀控制释放的大多数是可生物降解的聚合物,药物缓释可能持续几天或几周。侵蚀控制释放相比于扩散控制释放最大的优点是,无论该聚合物是合成的还是天然的,当药物完全释放后,不需要考虑纳米载体的 回收或进一步的操作。这种释放模式还可以通过筛选聚合物的种类或者改变药物的封装技术来控制纳米载体的降解,以达到控制药物释放的目的。
仍以胶束为例,通过化学键合将药物分子和两亲性聚合物材料的疏水末端连接(化学键合载药),在材料自组装形成胶束的过程中,连接在疏水末端的药物直接进入胶束内核中。化学键决定了胶束对药物的包载量,影响胶束的稳定性。化学键合包载药物的载药过程是与自组装形成胶束同时发生的。
化学结合制备胶束的释药方式主要有两种,一种是聚合物胶束先降解再断裂胶束与药物之间的共价键实现释药,另一种是胶束与药物之间的共价键先断裂再通过扩散作用释药。两种方式都体现了这类胶束的缓释作用。
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