纳米中药研究希望与困难同在
纳米技术是当今前沿的科学技术,将纳米技术运用到中药的研究当中,解决目前中药研究领域出现的问题,其前景是光明的,这其中的过程又同样是曲折的。同传统中药相比,纳米中药取得的从理论研究到技术应用方面的突破让人看到了希望,而面对已经出现的困难,则更需要科研人员脚踏实地地暄小?br> ——编者按
纳米中药是指运用纳米技术制造的、粒径小于100纳米的有效成分、有效部位、原药及其复方制剂。科研人员研究发现,普通的中药如牛黄在加工到纳米级的水平时,甚至可以治疗疑难杂症,并具有极强的靶向作用。同传统中药相比,纳米中药可以提高药物的利用度,减少用药量;增强药物的靶向性;将中药纳米粒进行一定的表面修饰后,可能使中药具有缓释作用;中药加工至纳米尺寸时,由于其量子尺寸等效应导致其物理、化学特性的改变,从而可使中药呈现出新功能;丰富中药的剂型选择,提升传统给药途径。
■药理学研究——期待建立完善的方法
, 百拇医药
机体对药物的吸收和代谢是一个极其复杂的过程,中药的药理效应不仅取决于它特有的化学组成,也与该药物的物理状态等密切相关。纳米中药改变了药物的物理状态,药物的活性和生物利用度就可能得到大幅度提高,并可能产生新的药效。
研究表明,不同粒径的矿物中药雌黄对肿瘤细胞S180、上皮细胞EC-304等的细胞毒性和诱导细胞凋亡作用有明显的尺寸效应,纳米雌黄颗粒表现出了尤为突出的生物效应。同时,中药纳米微粒载体系统主要发挥靶向给药系统(可将药物定向输送到靶器官、靶组织、靶细胞的新型药物输送系统)和缓慢、控释给药系统(可使药物在体内以缓慢或恒定速度释放而持续发挥药效的新型给药系统)的作用,它们可在提高药效的同时降低其毒副作用。华中科技大学药物研究所的科研人员用雷公藤内酯醇固体脂质纳米粒(TP-SLN)进行实验,发现TP-SLN能降低雷公藤内酯醇(TP)对肝脏的毒性作用。目前,纳米中药的研究尚处于基础阶段,其药理学的研究还不成熟、不完善,建立一整套纳米药理、药效和毒理学的理论与系统评价方法仍有待于科学工作者的努力。
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■制备技术应用——催生更有价值新产品
纳米中药并不是只简单地将中药材加工成纳米级,而是针对中药的有效成分或有效部位进行纳米技术加工处理,开发中药的新功效。对于不同类型的纳米中药,有不同的制备方法。
药物纳米粒子的制备药物纳米粒子的制备是针对组成中药方剂的单味药的有效部位或有效成分进行纳米技术加工处理。在进行纳米中药粒子的加工时,必须考虑中药处方的多样性、中药成分的复杂性。一般来说,矿物药、贵重药、有毒中药、有效成分易受湿热破坏的药物、有效成分不明的药物目前比较常用的是超微粉碎技术。所谓超微粉碎是指利用机械或流体动力的途径将物粒颗粒粉碎至粒径小于10纳米以下的过程。根据破坏物质分子间内聚力的方式不同,目前的超微粉碎设备可分为机械粉碎机、气流粉碎机、超声波粉碎机等。
机械粉碎法是利用机械力的作用来实现粉碎的目的。华中科技大学药物研究所科研人员采用自主开发的、温度可控(-30℃~50℃)的高能球磨装置系统制备纳米石决明。将石决明置于配有深冷外套的惰性气氛的球磨罐中,同时装入磨球,磨球与石决明粉比保持在15∶1~5∶1范围,控制高能球磨机的转速(200~400半径/分钟)和时间(2~60小时),获得了平均粒度不大于100纳米的石决明粉末。
, 百拇医药
气流粉碎法是以压缩空气或过热蒸汽通过喷嘴产生的超音速高湍流气流作用为颗粒的载体,颗粒与颗粒之间或颗粒与固定板之间发生冲击性挤压、摩擦和剪切等作用,从而达到粉碎的目的。世界上首项将纳米技术应用于中药加工领域的纳米级中药微胶囊生产技术,主要是通过对植物生砘钚猿煞趾陀行Р课唤刑?br>取,并用超音速干燥技术制成纳米级包囊。利用这项技术生产出的甘草粉体和绞股蓝粉体,经西安交通大学材料科学工程学院金属材料强度国家重点实验室和第四军医大学基础部药物化学研究室鉴定,均达到了纳米级,其中甘草微胶囊微粒平均粒径为19纳米。这样的纳米粒可跨越血脑障碍,实现脑位靶向。
中药纳米超微化技术既丰富了传统的炮制方法,又能为中药的生产和应用带来新的活力。纳米产品目前已成为中药行业新的经济增长点,将这项技术应用于中药行业可以开发具有更好疗效、更优品种的纳米中药新产品,这将对中药行业的发展带来深远的理论和现实意义。
药物纳米载体的制备药物纳米载体的制备主要是选择特殊的材料,这些材料应具备性质稳定,不与药物产生化学反应;无毒、无刺激、生物相容性好、不影响人的正常生理活动;有适宜的药物释放速率;能与药物配伍,不影响药物的物理作用和含量测定;有一定的力学强度和可塑性;具有符合要求的黏度、亲水性、渗透性、溶解性等性质。
, 百拇医药
对于纳米中药载体,常用的是纳米包复技术。目前,纳米包复化学药品和生物制品的技术在世界药学领域是最受关注的前沿技术之一。根据待包复的中药的性质不同,可选取不同的纳米包复技术,得到纳米中药。四川大学华西药学院的科研人员采用3-琥珀酸-30-硬脂醇甘草次酸酯作为导向分子,采用乙醇注入法制备了甘草酸表面修饰脂质体,作为肝细胞主动靶向给药的载体。北京大学药学院药剂学系科研人员用“乳化蒸发-低温固化”法制备紫杉醇长循环固体脂质纳米粒,延长了药物在体内的滞留时间。
制备成纳米微粒载体系统的中药多为单一有效成分,如抗肝癌或肝炎药物蓖麻毒蛋白、猪苓多糖、斑蝥素、羟基喜树碱、草乌酯型生物碱、油酸、碘化油、鸦胆子油、唐松草新碱、喜树碱、黄芪多糖、虫草多糖、香菇多糖、葫芦素等;抗感染药小檗碱等;消化道疾病药硫酸氢黄连素等;抗肿瘤药秋水仙碱、高三尖杉酯碱、泰素等;心血管疾病药银杏叶有效成分等;其他还有鹤草酚、苦杏仁苷等。也有将多种中药成分复合后制备纳米微粒载体系统的,如口服结肠靶向给药系统,其主药成分为3种极性相似的火麻仁油、郁李仁油和莱菔子油的混合油。还有将中药复合西药后制备纳米微粒载体系统的。总之,不同的制备技术和工艺适合不同种类纳米中药的制备。
, 百拇医药
目前纳米中药的研究尚处于基础阶段,纳米中药的制备技术也很不成熟,有许多问题仍需进一步研究。如中药的成分十分复杂,且机制不明,对其进行纳米化处理,通过纳米颗粒的改性作用,有可能使某些中药原有的缺陷得以纠正,疗效增强,但也可能适得其反。而且纳米化后中药有效成分和药效学的不确定性,将给药物质量的稳定、可控留下隐患。另外,纳米中药的范围应有所限制。当一种中药粉碎到了纳米级时,药效可能会发生改变,不能为获得纳米微粒而损坏了药物的有效成分。由于目前对中药的微观研究尚不深入,对其有效成分与非有效成分还认识不清,仓促对其纳米化处理有可能得不偿失。因此,在目前这个时期,进行商品化的纳米中药生产为时尚早,应该进行开发纳米中药的制备技术研究,建立一整套纳米药理、药效和毒理学的理论与系统评价方法,为纳米中药的产业化搭起一个成熟的技术平台,然后再选择典型的纳米中药进行产品化和市场化开发。
(梁海峰 李成植 徐肖肖)
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纳米技术是指用单个原子、分子制造或将大分子物质加工成粒径在1~100纳米的物质的技术,包括一些以高分子材料制成包嵌物的纳米囊,其粒径可能超过100纳米。纳米技术的出现标志着人类改造自然的能力已延伸到原子、分子水平,表明人类科学技术已进入一个新的时代——纳米科技时代。专家预测,纳米技术必将成为21世纪的主导新技术之一。它对药物研究领域的不断渗透和影响,引发了药物研究领域深远的革命。纳米材料和纳米产品在性质上的奇特性和优越性,将增加药物吸收度、建立新的药物控释系统、改善药物的输送、替代病毒载体、催化药物化学反应和辅助设计药物等研究引入了微型、微观领域,为寻找和开发医药材料、合成理想药物提供了新的途径。运用纳米技术的药物能克服传统药物许多缺陷甚至无法解决的问题。, 百拇医药(梁海峰;李成植;徐肖肖)
纳米中药是指运用纳米技术制造的、粒径小于100纳米的有效成分、有效部位、原药及其复方制剂。科研人员研究发现,普通的中药如牛黄在加工到纳米级的水平时,甚至可以治疗疑难杂症,并具有极强的靶向作用。同传统中药相比,纳米中药可以提高药物的利用度,减少用药量;增强药物的靶向性;将中药纳米粒进行一定的表面修饰后,可能使中药具有缓释作用;中药加工至纳米尺寸时,由于其量子尺寸等效应导致其物理、化学特性的改变,从而可使中药呈现出新功能;丰富中药的剂型选择,提升传统给药途径。
■药理学研究——期待建立完善的方法
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机体对药物的吸收和代谢是一个极其复杂的过程,中药的药理效应不仅取决于它特有的化学组成,也与该药物的物理状态等密切相关。纳米中药改变了药物的物理状态,药物的活性和生物利用度就可能得到大幅度提高,并可能产生新的药效。
研究表明,不同粒径的矿物中药雌黄对肿瘤细胞S180、上皮细胞EC-304等的细胞毒性和诱导细胞凋亡作用有明显的尺寸效应,纳米雌黄颗粒表现出了尤为突出的生物效应。同时,中药纳米微粒载体系统主要发挥靶向给药系统(可将药物定向输送到靶器官、靶组织、靶细胞的新型药物输送系统)和缓慢、控释给药系统(可使药物在体内以缓慢或恒定速度释放而持续发挥药效的新型给药系统)的作用,它们可在提高药效的同时降低其毒副作用。华中科技大学药物研究所的科研人员用雷公藤内酯醇固体脂质纳米粒(TP-SLN)进行实验,发现TP-SLN能降低雷公藤内酯醇(TP)对肝脏的毒性作用。目前,纳米中药的研究尚处于基础阶段,其药理学的研究还不成熟、不完善,建立一整套纳米药理、药效和毒理学的理论与系统评价方法仍有待于科学工作者的努力。
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■制备技术应用——催生更有价值新产品
纳米中药并不是只简单地将中药材加工成纳米级,而是针对中药的有效成分或有效部位进行纳米技术加工处理,开发中药的新功效。对于不同类型的纳米中药,有不同的制备方法。
药物纳米粒子的制备药物纳米粒子的制备是针对组成中药方剂的单味药的有效部位或有效成分进行纳米技术加工处理。在进行纳米中药粒子的加工时,必须考虑中药处方的多样性、中药成分的复杂性。一般来说,矿物药、贵重药、有毒中药、有效成分易受湿热破坏的药物、有效成分不明的药物目前比较常用的是超微粉碎技术。所谓超微粉碎是指利用机械或流体动力的途径将物粒颗粒粉碎至粒径小于10纳米以下的过程。根据破坏物质分子间内聚力的方式不同,目前的超微粉碎设备可分为机械粉碎机、气流粉碎机、超声波粉碎机等。
机械粉碎法是利用机械力的作用来实现粉碎的目的。华中科技大学药物研究所科研人员采用自主开发的、温度可控(-30℃~50℃)的高能球磨装置系统制备纳米石决明。将石决明置于配有深冷外套的惰性气氛的球磨罐中,同时装入磨球,磨球与石决明粉比保持在15∶1~5∶1范围,控制高能球磨机的转速(200~400半径/分钟)和时间(2~60小时),获得了平均粒度不大于100纳米的石决明粉末。
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气流粉碎法是以压缩空气或过热蒸汽通过喷嘴产生的超音速高湍流气流作用为颗粒的载体,颗粒与颗粒之间或颗粒与固定板之间发生冲击性挤压、摩擦和剪切等作用,从而达到粉碎的目的。世界上首项将纳米技术应用于中药加工领域的纳米级中药微胶囊生产技术,主要是通过对植物生砘钚猿煞趾陀行Р课唤刑?br>取,并用超音速干燥技术制成纳米级包囊。利用这项技术生产出的甘草粉体和绞股蓝粉体,经西安交通大学材料科学工程学院金属材料强度国家重点实验室和第四军医大学基础部药物化学研究室鉴定,均达到了纳米级,其中甘草微胶囊微粒平均粒径为19纳米。这样的纳米粒可跨越血脑障碍,实现脑位靶向。
中药纳米超微化技术既丰富了传统的炮制方法,又能为中药的生产和应用带来新的活力。纳米产品目前已成为中药行业新的经济增长点,将这项技术应用于中药行业可以开发具有更好疗效、更优品种的纳米中药新产品,这将对中药行业的发展带来深远的理论和现实意义。
药物纳米载体的制备药物纳米载体的制备主要是选择特殊的材料,这些材料应具备性质稳定,不与药物产生化学反应;无毒、无刺激、生物相容性好、不影响人的正常生理活动;有适宜的药物释放速率;能与药物配伍,不影响药物的物理作用和含量测定;有一定的力学强度和可塑性;具有符合要求的黏度、亲水性、渗透性、溶解性等性质。
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对于纳米中药载体,常用的是纳米包复技术。目前,纳米包复化学药品和生物制品的技术在世界药学领域是最受关注的前沿技术之一。根据待包复的中药的性质不同,可选取不同的纳米包复技术,得到纳米中药。四川大学华西药学院的科研人员采用3-琥珀酸-30-硬脂醇甘草次酸酯作为导向分子,采用乙醇注入法制备了甘草酸表面修饰脂质体,作为肝细胞主动靶向给药的载体。北京大学药学院药剂学系科研人员用“乳化蒸发-低温固化”法制备紫杉醇长循环固体脂质纳米粒,延长了药物在体内的滞留时间。
制备成纳米微粒载体系统的中药多为单一有效成分,如抗肝癌或肝炎药物蓖麻毒蛋白、猪苓多糖、斑蝥素、羟基喜树碱、草乌酯型生物碱、油酸、碘化油、鸦胆子油、唐松草新碱、喜树碱、黄芪多糖、虫草多糖、香菇多糖、葫芦素等;抗感染药小檗碱等;消化道疾病药硫酸氢黄连素等;抗肿瘤药秋水仙碱、高三尖杉酯碱、泰素等;心血管疾病药银杏叶有效成分等;其他还有鹤草酚、苦杏仁苷等。也有将多种中药成分复合后制备纳米微粒载体系统的,如口服结肠靶向给药系统,其主药成分为3种极性相似的火麻仁油、郁李仁油和莱菔子油的混合油。还有将中药复合西药后制备纳米微粒载体系统的。总之,不同的制备技术和工艺适合不同种类纳米中药的制备。
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目前纳米中药的研究尚处于基础阶段,纳米中药的制备技术也很不成熟,有许多问题仍需进一步研究。如中药的成分十分复杂,且机制不明,对其进行纳米化处理,通过纳米颗粒的改性作用,有可能使某些中药原有的缺陷得以纠正,疗效增强,但也可能适得其反。而且纳米化后中药有效成分和药效学的不确定性,将给药物质量的稳定、可控留下隐患。另外,纳米中药的范围应有所限制。当一种中药粉碎到了纳米级时,药效可能会发生改变,不能为获得纳米微粒而损坏了药物的有效成分。由于目前对中药的微观研究尚不深入,对其有效成分与非有效成分还认识不清,仓促对其纳米化处理有可能得不偿失。因此,在目前这个时期,进行商品化的纳米中药生产为时尚早,应该进行开发纳米中药的制备技术研究,建立一整套纳米药理、药效和毒理学的理论与系统评价方法,为纳米中药的产业化搭起一个成熟的技术平台,然后再选择典型的纳米中药进行产品化和市场化开发。
(梁海峰 李成植 徐肖肖)
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纳米技术是指用单个原子、分子制造或将大分子物质加工成粒径在1~100纳米的物质的技术,包括一些以高分子材料制成包嵌物的纳米囊,其粒径可能超过100纳米。纳米技术的出现标志着人类改造自然的能力已延伸到原子、分子水平,表明人类科学技术已进入一个新的时代——纳米科技时代。专家预测,纳米技术必将成为21世纪的主导新技术之一。它对药物研究领域的不断渗透和影响,引发了药物研究领域深远的革命。纳米材料和纳米产品在性质上的奇特性和优越性,将增加药物吸收度、建立新的药物控释系统、改善药物的输送、替代病毒载体、催化药物化学反应和辅助设计药物等研究引入了微型、微观领域,为寻找和开发医药材料、合成理想药物提供了新的途径。运用纳米技术的药物能克服传统药物许多缺陷甚至无法解决的问题。, 百拇医药(梁海峰;李成植;徐肖肖)