纳米乳的研究进展及其在药剂学及食品工业中应用.doc
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1、纳米乳的研究进展及其在药剂学及食品工业中应用摘要:纳米乳是由水相、油相、表面活性剂和助表面活性剂按适当比例形成粒径为10 100 nm,具低黏度、各向同性的热力学和动力学稳定的透明的或半透明体系。粒径100 1000 nm 的为亚微乳。有人将二者统称为微乳。本文综述了纳米乳的各组分组成、制备工艺、及在药剂学领域和食品工业领域中的应用。关键词: 纳米乳;制备工艺;稳定性;应用;药剂学;食品工业Progress in applications of nanocarriers and apply in Pharmaceutics and Food industryAbstract Nanoemuls
2、ion is organized with the oil phase, surfactant and co-surfactant which is formed by an appropriate proportion of water, particle size 10 100 nm, with a low viscosity, isotropic and thermodynamically or kinetically stable and transparent Translucent system. Particle size of 100 1000 nm is submicroem
3、ulsion. From the particle size of the watch, the nanoemulsion is a transitional thing micelles and emulsion between both micelles and emulsion properties, they have the essential difference; From a structural perspective, the nanoemulsion can be divided into oil-in-water (O / W), water-in-oil (W / O
4、) and bi-continuous type. Nanoemulsion preparation is simple, safe, thermodynamically stable, can increase the solubility of poorly soluble drugs, and improve the stability of the drug easily hydrolyzed,.Its slow release, targeting can improve the bioavailability of the drug. Cyclosporine.Preparatio
5、n, evaluation system, stability and in the field of pharmacy applications and micro-emulsion technology in the food industry and its progress in the text summarizes the nanoemulsion. Pointed out that the use of micro-emulsion technology to study the solubilization of nutrients in the food is a very
6、promising development, increase in food applications of micro-emulsion technology for the development of the food industry will play an important role.Keywords nanoemulsion; preparation process; stability; application; Pharmaceutics; food industry纳米乳( nanoemulsion) 是由水相、油相、表面活性剂和助表面活性剂按适当比例形成粒径为10 1
7、00 nm,具低黏度、各向同性的热力学和动力学稳定的透明的或半透明体系。粒径100 1000 nm 的为亚微乳。有人将二者统称为微乳( microemulsion)。从质点大小看,纳米乳是胶团和乳状液之间的过渡物,兼有胶团和乳状液的性质,又有着本质差异; 从结构看,纳米乳可分为水包油型( O/W) 、油包水型( W/O) 及双连续型3。纳米乳制备简单、安全性高、热力学稳定,可增加难溶性药物的溶解度,提高易水解药物的稳定性,其缓释、靶向性可提高药物的生物利用度。1环孢素A 微乳前体胶囊( SandimmunNeora) 、Contrafungin 微乳及治疗牛皮癣和神经性皮炎的Capsoft 微
8、乳已用于临床。文中综述了纳米乳的制备工艺、评价体系、稳定性及在药剂学领域中的应用以及微乳化技术在食品行业中的应用及其进展。指出利用微乳化技术将营养物质增溶到食品中将是一项很有开发前景的研究,加大食品中微乳化技术的应用将会对食品工业的发展起重要的推动作用。1 纳米乳各组分组成纳米乳的整个组分是由水相、油相、表面活性剂以及助表面活性剂4种组分组成,有的体系也可以没有助表面活性剂成分2。1.1 水相在纳米乳的制备中,水相组分可用超纯水、去离子水或蒸馏水。其主要的功能是在表面活性剂的作用与协同下与油相一起形成油水界面膜来包裹药物成分。还有些水相当中含有抗菌剂、缓冲剂、等渗剂等成分,但有些时候这些添加剂
9、成分会影响相图中纳米乳单相区的面积大小4。1.2 油相选择纳米乳油相对纳米乳单相区的存在及药物的增溶非常重要。一般情况下油相选择用中长链和短链的药用一级高纯度植物油,如花生油、橄榄油、大豆油、蓖麻油等;有时也用EO、油酸或中链脂肪酸三酰甘油等作为油相。单一的油相有时不能满足纳米乳制剂对油相的要求,需要进行不同油相的混合。有时几种不同的油相按照适当的比例相互混合才会达到理想的效果5。纳米乳的稳定性和油的碳氢链长短有直接的关系,通常情况下碳氢链越短,有机相穿入界面膜也就会越深,纳米乳就会越稳定。并且,油相的黏度也会直接影响纳米乳的形成,黏度越大,油相在水中的分散能力就会越小,达到乳化平衡所需要的时
10、间就会越长,因此在油相选择时,一般选择黏度较低的油相较好。油相的选择不但要考虑到药物在油相中的溶解能力,还要考虑纳米乳形成的难易程度以及纳米乳单相区的大小,所以应根据实际情况综合考虑纳米乳油相的选择。1.3 表面活性剂表面活性剂即是纳米乳制备中的乳化剂成分,一般用量为25%30%,有的甚至更多。表面活性剂在纳米乳中的种类及用量会直接影响纳米乳的毒性大小及其能否形成。用量过少时乳化能力较低,纳米乳形成的区域较小,性质不稳定。用量过多时则容易形成胶束,直接影响到药物的释放。表面活性剂在纳米乳中的主要作用是形成牢固的乳化膜从而降低油水界面张力,并且表面活性剂还能起到对难溶性药物的增溶效果。在应用时,
11、表面活性剂的用量比例也要适当10。近些年来,复合表面活性剂作为乳化剂的应用越来越广泛,但也有些缺陷,即复合表面活性剂的毒性与单一成分的表面活性剂相比其毒性更强,使用时应更加慎重。在应用复合表面活性剂时,由于表面活性剂分子之间的相互作用导致形成更加紧密的更高强度的复合膜,使得纳米乳更加稳定。1.4 助表面活性剂助表面活性剂即纳米乳制备中的助乳化剂,其既能够提高膜的柔顺性和牢固性,又可增加乳化剂的溶解性,还能协助乳化剂调节亲油亲水平衡值,降低界面张力从而使纳米乳自发形成,而且还能够扩大纳米乳的形成区域,降低整个体系的黏度。助表面活性剂有时能够产生一定的皮肤刺激性,使其应用受到一定程度的限制,因此寻
12、找低刺激性低毒的助表面活性剂成为筛选处方的重要任务10。目前应用较多的助表面活性剂有丙三醇、丙二醇、乙醇等,有时也选用长链的聚乙二醇类。乙醇易挥发使乳化剂不够稳定,因此临床用量受限,未被广泛使用。2.纳米乳的制备工艺纳米乳常自发形成,主要依靠体系中各处方的组成比例。其处方通常由油、水、乳化剂和助乳化剂组成,当油、乳化剂和助乳化剂被确定之后,可根据伪三元相图找出纳米乳区域来确定用量11。为寻找相互间的匹配关系,目前采用HLB 值、相转变温度( PIT) 、盐度扫描等方法确定各种成分的配比。在药剂学中应用较多的是单相纳米乳,PIT 法和盐度扫描法的应用较受限。药剂学研究中,纳米乳的首选方法是HLB
13、 值法。从相图确定处方后,即进行制备工艺的选择。制备工艺可影响纳米乳的粒径及性质,尤其是稳定性。从乳化能量的来源可分为高能乳化法和低能乳化法13 14。2.1 高能乳化法高能乳化法制备纳米乳可采用剪切搅拌法、高压均质机匀浆法和超声法。剪切搅拌法可很好地控制粒径,且处方组成有多种选择;高压均质机匀浆法在工业生产中应用最为广泛; 超声乳化法在降低粒径方面非常有效,通常采用探头超声仪,但只适合少量样品的制备,探头发热会产生铁屑并进入药液。应用剪切均质工艺制备了氟比洛芬酯纳米乳,并与离子敏感型凝胶材料( 结冷胶) 混合后制得氟比洛芬酯纳米乳 原位凝胶。由透射电镜可见: FBA/NE ISG 中乳滴粒度
14、分布均匀,胶凝前后无明显变化,稳定性较好17。2.2 低能乳化法低能乳化法是利用系统的理化性质,使乳滴的分散能够自发产生。这种方法减轻了制备过程对药物的物理破坏,并通过自发机制形成更小粒径的乳滴。低能乳化法包括相变温度法和转相法。相变温度法是利用聚氧乙烯型非离子表面活性剂的溶解度随温度变化而变化的特性,将水相和油相一次性混合在一起。当温度升高时,表面活性剂分子上的氢键脱落,聚氧乙烯链脱水,分子疏水性增强,自发曲率变成负值,形成水性反胶束( W/O 型乳剂) ; 当温度降低到相变温度时,表面活性剂自发地使曲率接近于零,并形成层状结构; 温度再降时,表面活性剂的单分子层产生很大的正向曲率,形成细微
15、的油性胶束( O/W 型乳剂) 18。PIT 乳化法充分利用表面活性剂分子在相变温度时非常低的界面张力来促进乳化,故温度是最重要的影响因素,另外,盐浓度、pH 也会对乳化产生影响。应用PIT 法,以磷脂为乳化剂成功制备了羟基喜树碱纳米乳,使纳米乳成为难溶性喜树碱类抗肿瘤药物极具潜力的药物传递系统19。转相法是将水相连续加入油相中,在乳剂相转化点,表面活性剂形成层状结构,此时表面张力最小,有助于形成非常小的分散乳滴; 在乳剂相转化点过后,随着水相的进一步增加,O/W 型乳剂形成,即相变法中的液滴形成。相变法中液滴形成的短链表面活性剂可在油水界面形成可弯曲的单分子层,从而制成相变点纳米乳,此转变过
16、程又叫做突发相转变。以CremophorRH 40 /甘油/IPM /水( Km = 11) 制得20 gL 1 人参皂苷纳米乳6,透射电镜下呈圆球形,平均粒径为72 2nm,理化性质较稳定,能增强机体对抗原的抗体产生能力,同时,可增强Th1 和Th2 免疫应答反应,具有开发佐剂的应用价值。文献7用转相法制备硫酸沙丁胺醇口服纳米乳,考察两种制备条件对纳米乳形成的影响。其处方完全相同,采用方法1 未能得到纳米乳( 在室温下进行) ,而方法2 从混合到加水成乳均在45 水浴中进行。可见45水浴是制得此纳米乳的必要条件。对于包含中链或长链三甘油酯的混合液,一般需在40 50 的条件下平衡一段时间(
17、减小黏度) ,使各相充分混合完全,才能在一定区域内形成纳米乳。2.3 自动乳化法自乳化药物传递系统( self emulsifying drug delivery system,SEDDS) 是一新型药物传递系统,药物溶解于载体中,口服给药后在胃肠道内自发形成O/W 型微乳21。油的黏度、表面活性剂的HLB 值和油相与水相的混溶性等是决定自动乳化法制备纳米乳的重要因素。乳化过程的自发性主要由界面张力、油水界面黏度和体积黏度、乳剂相变区域、表面活性剂的浓度和结构等因素来决定。自发乳化法制备纳米乳的步骤为: 制备油相( 将油和油溶性表面活性剂溶解在可与水混溶的溶剂中,如丙酮) ,在磁力搅拌下,将油
18、相加入水相中,与水混溶的溶剂通过减压蒸馏挥干。但自发乳化法要求油的含量低( 一般是1%) 。3. 纳米乳在药剂学领域中的应用纳米乳粒径范围非常窄,能改善组织对药物的耐受性,改善药物吸收转运,不会产生排异反应,可用作口服、经皮、注射、鼻用、眼用等药物制剂载体。3.1 纳米乳载药系统的经皮靶向吸收目前,纳米乳的给药途径有口服给药、注射给药、经皮给药、鼻腔给药等。口服给药方法比较方便,是最常用的给药途径。但是存在的问题是口服给药不可避免地面临药物对胃肠道的刺激和肝脏首过效应;注射给药虽然生物利用度良好,但是给药不方便,并且还会给患者带来痛苦;鼻腔给药目前仅用于脑部疾病的治疗。经皮给药能够避免药物对胃
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- 纳米 研究进展 及其 药剂学 食品工业 应用
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