脂質(zhì)體(Liposome)利用磷脂和膽固醇模擬"細(xì)胞"的質(zhì)膜系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的人工合成膜,能夠作為一種劑型應(yīng)用于藥物傳輸。脂質(zhì)體的最大優(yōu)勢就是具有非常好的人體生理相容性,人體對其排斥反應(yīng)特別小,還可以對其進(jìn)行各種功能修飾,以延伸其功能性。
近年來脂質(zhì)體成為發(fā)展最為迅速的制劑劑型之一,是由于其無論在安全性還是有效性上都有其獨(dú)一無二的優(yōu)勢,但是它被業(yè)內(nèi)稱為“高端復(fù)雜注射劑”,也是因為其獨(dú)一無二的優(yōu)勢導(dǎo)致的復(fù)雜制備工藝,從而需要進(jìn)行特殊的工藝化定制生產(chǎn)設(shè)備。
脂質(zhì)體生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)是對粒徑的控制技術(shù),脂質(zhì)體的粒徑控制是脂質(zhì)體制備過程中的基礎(chǔ)。有機(jī)相與水相水化形成脂質(zhì)體后往往其粒徑的大小和分布不符合要求,必須予以適當(dāng)?shù)恼,也就是我們常說的粒徑控制。
而目前可以用于減小粒徑的方式也較多,主要有:超聲波、剪切、均質(zhì)、擠出四種。
脂質(zhì)體的膜結(jié)構(gòu)主要由磷脂和膽固醇組成,由于具有兩親性,親水頭部聚集朝向一側(cè),疏水尾部朝向另一側(cè),形成較為穩(wěn)定的具有雙分子層的封閉囊泡結(jié)構(gòu)。
磷脂都有一定的相變溫度,當(dāng)脂質(zhì)體溫度在磷脂相變溫度時,質(zhì)膜的流動性較好,表現(xiàn)為柔性,此時通過PC濾膜較為溫和的剪切力即可有效的減小脂質(zhì)體粒徑,并使其分布控制在很好的范圍之內(nèi)。
膽固醇在脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)中起穩(wěn)定性作用,當(dāng)環(huán)境條件改變(如溫度、滲透壓、pH等)時,能起到增強(qiáng)脂質(zhì)體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的作用。
剪切法
剪切法是將樣品粒子高速通過定轉(zhuǎn)子之間的狹窄縫隙,這樣可形成非常劇烈的湍流,并通過機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)所傳遞的能量對樣品粒子進(jìn)行高線速度的剪切,使樣品粒子達(dá)到細(xì)化的效果。
剪切設(shè)備在脂肪乳的制備過程中是非常重要的一個設(shè)備,在脂質(zhì)體領(lǐng)域的應(yīng)用相對較少。這是因為,脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)較為柔弱,在減小粒徑的過程中需要吸收一定的能量,但能量不能過大,否則容易造成脂膜結(jié)構(gòu)的損壞。
而剪切的特點(diǎn)在于能量過大,控制不慎則容易過度,造成脂質(zhì)體的破損。
所以,剪切設(shè)備在應(yīng)用于脂質(zhì)體粒徑控制的時候,常常需要將剪切技術(shù)和混合、攪拌技術(shù)相結(jié)合,設(shè)計特定的容腔結(jié)構(gòu)、定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和縫隙大小,并在工藝過程中對傳質(zhì)、傳熱和力學(xué)(粒子表面張力和應(yīng)力)分析的研究要比較深入,并有理論計算基礎(chǔ),這樣才能用好。
正是由于這種特殊性,剪切在脂質(zhì)體粒徑控制的應(yīng)用中使用較少,但往往有特殊要求的應(yīng)用場合中會比較有優(yōu)勢,比如:部分特殊被動載藥型脂質(zhì)體、多囊脂質(zhì)體等。
剪切也常作為一種前處理過程技術(shù),與均質(zhì)、擠出設(shè)備配套使用。
均質(zhì)法
均質(zhì)法就是利用脂質(zhì)體溶液從狹縫中噴出時產(chǎn)生的巨大壓力差,使粒子產(chǎn)生巨大的爆破作用,同時由于高速噴射而出,與沖擊環(huán)內(nèi)側(cè)的撞擊力及粒子之間的剪切力共同作用,使粒子達(dá)到粒徑減小的效果。
均質(zhì)閥是該方法的關(guān)鍵設(shè)備,它有三個組件:均質(zhì)閥座,均質(zhì)閥芯和沖擊環(huán)。均質(zhì)閥座與均質(zhì)閥芯預(yù)先貼合,當(dāng)樣品輸送至均質(zhì)單元時,樣品通過前端流道進(jìn)入均質(zhì)閥座孔道內(nèi),因為前端流路管道比均質(zhì)閥座的孔道大,造成樣品內(nèi)部能量急劇增加,同時將均質(zhì)閥座和均質(zhì)閥芯之間留出一條縫隙,讓樣品粒子由此縫隙高速噴出到?jīng)_擊環(huán)內(nèi)側(cè),發(fā)生撞擊后噴射而出,從而完成均質(zhì)過程。
該過程中均質(zhì)閥座與均質(zhì)閥芯之間的貼合緊密度將直接影響樣品沖破縫隙所承受的阻力,此阻力的大小即為均質(zhì)的壓力,一般來說阻力越大,即均質(zhì)壓力越高、爆破力越強(qiáng)、噴出速度越高,所形成的粒子間剪切力、與沖擊環(huán)之間的撞擊力也越強(qiáng),均質(zhì)能力就越強(qiáng),粒徑就越小。而均質(zhì)壓力大小的調(diào)節(jié)通過調(diào)節(jié)均質(zhì)閥座與均質(zhì)閥芯之間的貼合緊密度來實(shí)現(xiàn)。
除均質(zhì)閥座與均質(zhì)閥芯之間的貼合緊密度影響外,均質(zhì)閥座的出口釋放距離也極為重要(一般稱均質(zhì)閥座邊寬),可以理解為,能量一定的情況下,邊寬越窄,能量損耗越小,其噴射出的速度就越高,均質(zhì)效果也就越好。
擠出法
擠出法是根據(jù)脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)性質(zhì)的特點(diǎn),在高于磷脂相變溫度的前提下,施加一定壓力,使脂質(zhì)體粒子通過濾膜,利用濾膜孔徑的剪切力來減小脂質(zhì)體粒徑,控制粒徑分布。由于濾膜的孔徑固定,脂質(zhì)體粒子在通過濾膜后其粒徑大小可有效控制在濾膜孔徑大小的附近,一般波動范圍會在±10%內(nèi)。
所以通過優(yōu)化擠出法工藝,可將脂質(zhì)體的粒徑分布控制在0.01~0.03這個非常窄的范圍內(nèi)。而脂質(zhì)體擠出法工藝最主要的影響因素是擠出溫度、擠出壓力和擠出濾膜的選擇。擠出濾膜的使用方式又可以分為兩種,即采用單層膜的梯度擠出和采用多層膜的疊加擠出。