脂质体的研究现状及主要应用

脂质体及其医药应用

化学01 马高建2010012222 摘要：脂质体是一种天然脂类化合物悬浮在水中形成的具有双层封闭结构的囊泡，目前可由人工合成的磷脂化合物来制备。它作为一种高效的载体，近年来在医药、化妆品和基因工程领域等都有广泛应用，国内外在这方面进行了大量的研究，并取得了一些进展。本文将对脂质体的研究现状和其在医药方面的应用做一下概括，并对脂质体的发展前景做一下展望。

关键词：脂质体、制备、医药、应用

脂质体最初是1965年英国学者Banyhanm和Standish将磷脂分散在水中进行电镜观察时发现的。磷脂分散在水中自然形成多层囊泡，每层均为脂质双分子层，囊泡中央和各层之间被水隔开，双分子层厚度约4 nm，后来将这种具有类似生物膜结构的双分子小囊泡称为脂质体，又称人工膜。

1988年，第一个脂质体包裹的药物在美国进行临床试验，现在用脂质体包裹的抗癌药、新疫苗、其他各种药品、化妆品、农药等也开始上市。

我国的脂质体研究始于上世纪70年代，经过近30年的研究，我国在脂质体的研究和应用方面取得了可喜的成果。目前我国已有多个以脂质体作载体的新药剂型进入临床验证阶段。

当前脂质体的医药应用研究主要集中在模拟膜的研究、药品的可控释放和体内的靶向给药，此外还有如何在体外培养中将基因和其他物质向细胞内传递。由于脂质体具有生物膜的特性和功能，它作为药物载体的研究已有多种，主要用于治疗癌症的药物，它可将包封的活性物质直接运输到所选择的细胞上，故有“生物导弹”之称。

1 脂质体及其分类

脂质体（或称类脂小球、液晶微囊），是一种类似微型胶囊的新剂型，是将药物包封于类脂质双分子层形成的薄膜中间所制成的超微型球状载体剂型，其内部为水相的闭合囊泡。由于其结构类似生物膜，故又称人工生物膜。脂质体主要有双分子层组成，磷脂（卵磷脂、脑磷脂、豆磷脂）和胆固醇是形成双分子层的基础物质，再加入其他附加剂制备而成。

1.1 结构

脂质体可以是单层的封闭双层结构，也可以是多层的封闭双层结构。在显微镜下，脂质体的外形除了常见的球形、橄榄形外，还有长管状结构，直径可以从几百A到零点几毫米（mm），而且各种大小和形状的结构可以共存。

1.2 性质

1.2.1 相变温度T c在加热情况下，脂质体的磷脂分子两条碳氢链从有序的凝胶

排列变为无序的类流动状态，对于生物膜模拟这一点是非常重要的。低于T c时，磷脂的碳氢链主要处于全反式构象，为“固体的”。高于T c时，碳氢链的链运动和交叉构象增加，为“流动的”。

1.2.2 稳定性主要包括化学稳定性，指磷脂的水解，不饱和脂肪酸和使用的胆甾

醇被氧化；大小的恒定性，由于聚集和融合使脂质体的大小发生变化；囊泡结构的保持；被包容物质的保存；生物体液对脂质体的完整性和渗透性的影响。

1.2.3 渗透性脂质体的渗透性是指它对水、离子、非电解质等的渗透能力，取决

于脂质体的化学组成，T c和渗透物质的种类。脂质体的渗透性对于作药品携带剂和靶向给药很重要。

1.3 分类

1.3.1 脂质体根据结构不同，可以分为单室脂质体（球径≤25 μm）、多室脂质体

（球径≤100 μm）、大孔径脂质体（球径约为0.13±0.06 μm，单层状）。

1.3.2 脂质体按性能可分为一般脂质体、热敏脂质体、磁性脂质体、微波敏脂质

体、声振波敏脂质体、光敏脂质体、pH敏感脂质体、隐形脂质体、目标

导向脂质体、阳离子脂质体等制剂。

1.4 作用机制

（1）吸附是脂质体作用的开始，有温度、电荷依赖性，使脂质体吸附在培养细胞表面。脂交换过程为脂质体与细胞先是吸附，然后在细胞表面蛋白

质的介导下，特异交换脂类的极性顶部基团或非特异性的交换酰基链进

入细胞；

（2）内吞是脂质体主要作用机制，是非渗透载体穿过细胞最普遍形式；（3）融合脂质体膜和细胞膜成分相似可通过融合作用载药入细胞内。

2 脂质体的制备

很多年前，人们在研究各种生物膜的过程中就发现，膜脂类的两亲分子都能在人为条件下形成球形的脂泡，即脂质体，如将磷脂酰胆碱悬浮于水介质中，通过声波作用即可得到大小均匀的闭合泡分散体系，这就是早起获得的脂质体。到目前为止，在脂质体制备方面已研究出多种方法，比较常用的有以下几种：逆向蒸发法、类脂薄膜水化法、冻融法、冻干再水化法、钙诱导融合法、乙醇注入法、超声波法和表面活性剂增溶法等。

脂质体的制备方法可分为三大类：（1）物理分散法；（2）两相分散法；（3）表面活性剂增溶法。

2.1 物理分散法

物理分散法的基本原理是将类脂材料干燥成薄膜，然后加入水溶性介质分

散、膨胀、水合（即以手摇法为基础），然后再进一步处理。这些方法的优点是制作简单，工艺不复杂，但包覆率都较低。

2.1.1 薄膜法类脂材料溶解在有机溶剂中，然后在旋转蒸发仪上真空蒸除溶剂，

加入缓冲液，再加些小玻璃球以帮助分散，这样就形成了一个乳白色的分散液。

2.1.2 非手摇法在类脂膜形成后，首先将湿的氮气流通过薄膜15分钟，然后再

加水膨胀、水合并慢慢搅拌形成脂质体。此法可提高其包覆率。

2.1.3 超声波法超声波法可分为两种：水浴超声波和探针超声波。探针超声波一

般是将探针进入到分散液中，它只花几分钟就能完成。现在更常用的是水浴超声波，它的优点是免除了可能的金属污染，重复性较好，但较为费时，均匀性也不是很好。

2.1.4 法兰白加压法此法是用非常高的压力将大的类脂球通过一个膜，将MLV

经过1400大气压的法兰西压力筒一次，约60%左右的颗粒直径达25~50 nm，而通过四次后，约94%的脂质体直径达到了31.5~52.5 nm。

2.1.5 微乳化法利用高压留经过精确规限的细微通道，流体立即被加速至极高速

度，并在特定的专利反应室内产生强大的剪切。冲击及空化作用，形成预期的精细密集、极为均一的脂质体。此法重复性好，能大规模生产；颗粒均匀，稳定性好；包覆率高。

2.1.6 预脂质体法此法是通过减少水的量增加干燥类脂的表面积而发展起来的。

将类脂干燥到一个多孔的支持体上，然后在搅拌下加入少量水以润湿被粉末包覆的干燥类脂，当支持体溶解后，就形成了一个MLV悬浮液。一般

这个过程是一点一点加水，带水蒸发后再加剩余的水，最后形成一个干燥的类脂（预脂质体）。此法很有商业价值，因为在做成后，可将其密封起

来，以避免氧化后变质，在用之前再加水溶解或加载活性成分。

2.2 两相分散法

这个方法的基本原理是将类脂溶于无机溶剂中，然后这个油相与水相接触，同时胶黏剂蒸发，以变成脂质体。

2.2.1 乙醇注入法将类脂的乙醇溶液通过一个细的针头迅速注入到水溶性介质

中，形成脂质体，它的直径约25 nm。其主要缺点是包覆率低，溶剂乙醇很难除去。

2.2.2 乙醚注入法将类脂的乙醚溶液通过一个细的针头慢慢注入到升温的水溶

性介质中，形成脂质体。此法的优点是方法较温和、包覆率高且被氧化的可能性小，但是速度慢，不适合大量制备。

2.2.3 逆向蒸发法此法是先将类脂溶于乙醚中，然后加水溶性介质以形成油包水

乳液，真空下蒸发溶剂，得到了脂质体胶。该法包覆率高，一般在40%左右可形成大的单层球，颗粒也较均匀、稳定。

2.3 表面活性剂增溶法

为防止表面活性剂、类脂和蛋白质混合胶束的形成，直到膜悬浮液澄清时表面活性剂才可加入。当表面活性剂浓度降低后，原来的类脂和蛋白质就形成了空心球的结构。

2.3.1 熔融-匀质法这是目前制备SLN最经典的方法，将熔融的三月硅酸甘油酯、

大豆磷脂和Poloxamer 188在高于70 ℃下高压匀质，冷却后得到。

2.3.2 冷却-匀质法将药物与脂质混合熔融，冷却后与液氮或干冰一起研磨至50

pm以下，然后和表面活性剂溶液在低于脂质熔点5~10 ℃下高压匀质。2.3.3 微乳法此法不适用有机溶剂，在熔融的硬脂酸、二十二烷酸、硬脂酸枸橼

酸甘油酯中分别加入磷脂、辅助乳化剂（去氧牛黄胆酸）和热水，得到澄清的微乳。再将热微乳倒入25倍体积的冰水中迅速冷却，最后超过滤出

去辅助乳化剂，可以得到小于90 nm的超细硬脂酸甘油酯（SLN）。在通常情况下，粒径随乳化剂用量增加而降低。

3 脂质体的检测

3.1 颗粒度分布的测定

取少量脂质体，用去离子水稀释200倍，以动态激光散射粒度测定仪测定粒度及其分布，每个样品重复运行5次取其平均值。

3.2 脂质体的显微形态结构鉴定

3.2.1 负染法取脂质体液少许以1%磷钨酸染色后，涂碳的铜网在蜡片上制样，

用电子显微镜以2万倍观察并拍片。

3.2.2 冰冻蚀刻法取脂质体少许，在-150 ℃冷冻后转入-120 ℃冷冻台上，抽真

空，用冷刀断裂，再将其转入-100 ℃真空度为1.333×10-6 KPa的柱中刻蚀，以碳—铂复型，清洗后捞至铜网上，以2万倍电镜拍片，均为脂双层的冻裂光滑之表面蚀刻迹象。

3.3 包封率的测定

用超速离心法将脂质体分为两部分，然后分别测定离心上清液和沉淀的紫外吸收，各以空白脂质体作为对照，按下式计算包封率：

包封率（%）=离心沉淀的A265/（离心沉淀A265+离心上清A265）×100%

4 脂质体的医药应用

4.1 药物载体

由于脂质体形成时，各片层之间含有水相，水溶性药物可包裹在水相内，脂

溶性药物则嵌合于脂质双分子层中。根据脂质体的这一结构特点，将一些毒副作用大，稳定性差的药物制成脂质体，可达到降低毒性，增加药效的作用。脂质体在水相和脂相均能适应，与细胞亲和力强，可增加药物对细胞膜的通透性并可改变药物的动力学性质和组织分布。脂质体种类繁多，组成和大小不同，表面电荷也不同，对分子又有渗透性，靶向给药就是将药品通过鞋带系统理想的绕过身体正常部位，靶向体内需要治疗的患病区。如果将药物分子包结在脂质体中，外面再接上免疫蛋白等抗体，就有可能导向抗原实现靶向给药。

4.1.1 抗肿瘤药物的载体

脂质体作为抗肿瘤药物载体具有增加与肿瘤细胞的亲和力、克服耐药性、增加药物被癌细胞的摄入量、降低药物剂量、提高疗效、降低毒副作用的特点。有与肿瘤细胞中含有比正常细胞较高浓度的磷酸酶及酰胺酶，因此如将抗药物包制成脂质体，不仅由于酶解使药物容易释出，而且亦可促使药物在肿瘤细胞部位特异的蓄积。由于脂质体或已吞噬载有脂质体药物的巨噬细胞不断释放药物，从而延长了药物在血液中保持有效治疗作用浓度的时间。

4.1.2 抗寄生虫药物的载体

由于脂质体的天然靶向性，静脉注射后，可迅速被网状内皮细胞所摄食，利用这一特点可以用含药物脂质体治疗内皮系统疾病如利什曼病和疟疾等疾病。4.1.3 抗菌药物的载体

利用脂质体与生物细胞膜亲和力强的特性，将抗生素包裹在脂质体内可提高抗菌效果。结合是一种常见疾病，结核杆菌主要寄生在正常细胞中，有一定耐药性，若将抗结核药物包入脂质体中，脂质体可将药物带入细胞内，杀死结核菌疗效很好。

4.1.4 激素类药物的载体

抗甾醇类激素包入脂质体后具有很大的优越性，首先浓集于炎症部位便于细胞吞噬，其次被包的离散药物与血浆蛋白作用，一旦到达炎症部位，就可以内吞融合释放药物在较低剂量下发挥疗效。

脂质体作为药物载体，进入人体后主要被网状内皮系统吞噬，从而激活免疫功能，并改变被包封药物的体内分布，使药物主要在肝、脾、肺和骨髓等组织器官中积蓄，从而提高药物的生物利用度，减少药物的治疗剂量和降低药物的毒性，减轻变态反应和免疫反应，延缓释放，降低体内消除速度，改变药物在体内的分布，并能靶向性释药等。

4.2 包结药物

用脂质体包结对人体有毒的抗癌药。可使达到治疗所需的药量减少一半。用可以引起疾病的微生物或抗原的某一部分填充脂质体，可以制备新的疫苗，并可

减少抗原的用量。

4.2.1 酶载体

对酶系统疾病哦治疗脂质体的天然靶向性使包封酶的脂质体主要被肝摄取，脂质体是治疗酶原疾病的最好载体。

4.2.2 解毒剂的载体

某些重金属如：铅、铬等过量进入体内能引起中毒，某些螯合剂如EDTA或DTPA可溶解金属，但由于这些螯合剂不能通过细胞膜而影响了他们的体内效果脂质体为螯合物转运载体，可有效除去细胞积累的重金属。

4.2.3 作为免疫激活剂

使用游离的巨噬细胞活化因子或合成细胞壁酰基二肽直接注射入机体，巨噬细胞很少被活化。然而将这些药物包封成脂质体后注入机体，可使巨噬细胞的摄取明显能加，并能有效地活化巨噬细胞，抑制肿瘤的生长和转移。

利用脂质体包结药物可实现可控释放并达到长效的效果，目前此类药已有商品上市。如用类似洋葱状的脂质体包结杀菌膏，可保持药效长达几个月。将医治干眼病的药物包结在脂质体里，利用脂质体的黏附作用，逐渐释放眼药，可减少用药次数，还有用来治疗男性秃顶的药物等。

4.3 脂质体作为基因的载体

基因工程是将某种有用的外源性基因（如胰岛素基因、干扰素基因等），通过载体DNA的连接，转运进另一生物体（通常是生长繁殖快的细菌或链霉菌）体内，是生物体出现新的性状，即能产生胰岛素、干扰素之类有用的蛋白质。

目前常用的载体是细菌的质粒、噬菌体等。近年来在对脂质体大量研究的基础上，逐步将脂质体应用于基因工程技术方面。利用脂质体性质与细胞膜的相似性，把基因DNA溶在能维持活性的营养液内，进一步制成脂质体，保护基因免受DNA酶的降解。当这种内藏基因的脂质体与受体细胞的原生质体混合作用时，二者发生融合，基因DNA随即进入原生质体中，再生后形成细胞。

此外，脂质体还可作为病毒核苷酸等的载体，将脊髓灰质炎病毒RNA转运至Hela细胞。将控制兔珠蛋白合成的mRNA引入小鼠细胞，以改变遗传性。

脂质体技术虽不属于经典的基因工程所使用哦分子载体的范围，但在目前生物性载体贫乏之际，作为开拓的新途径，特别是解决真核细胞基因转化时，仍是一种行之有效的手段。

4.4 脂质体用于免疫诊断

具有荧光性的物质或酶活性物质包裹于脂质体中，再在脂质体上连接特异性抗体，当脂质体上抗体和特异性抗原结合后，脂质体破裂，释放出荧光素，测其荧光强度，即可求出抗原含量。

该法可用于定性或定量分析，操作快速而简便，已用该方法进行了一些病毒如梅毒、乙型肝炎的诊断以及免疫球蛋白。激素等药物的检测。

5 脂质体在其他方面的应用

5.1 脂质体在日用化妆品方面的应用

脂质体的发现和应用不仅给医药制剂工业注入了新的活力，在美容化妆品行业中亦对化妆品向高档次、高技术发展起了巨大的推动作用。国内外对脂质体应用领域的开拓、制备方法的改进以及分离富集方法的研究正方兴未艾。

磷脂具有较强的表面活性和胶体性质，它又是所有生物细胞的重要成分之一，在机体细胞代谢和细胞膜渗透性调节方面起着重要作用。因此，磷脂对人体皮肤有着良好的保湿性、具抗氧性、抗静电、乳化、分散、润湿、渗透。促湿、调理、软化、润肤、稳定剂型和柔发等多种功能，并能消除皮肤色素沉着，减少和去除老年斑，延缓皮肤衰老，还可促进毛发生长金额减少白发。由此可见，磷脂是一种十分理想的天然优质化妆品原料。

5.2 模拟生物膜

生物膜是生命体中最基本的组织单元。生物膜上大量的酶，是生化反应的重要场所。生物膜有选择性的影响两侧的持续有向的传质，换能过程并具有信息传递，代谢调控和识别细胞或分子等功能。由于天然膜结构的复杂性和不稳定性给生物膜的研究带来了极大的困难，因此脂质体模拟生物膜的研究备受人们重视。通过研究脂质体与天然生物膜的相似性，模拟生物膜的某些功能和特性，提供与天然膜相似的微环境，就有可能利用脂质体排列有序的双分子体系像生物膜一样为一些酶提供反应场所，促使一些酶促反应的发生。这对于进一步深入研究人体内的生化反应，抵抗疾病，延缓衰老具有非常重要的意义。

5.3 脂质体在中药研究中的应用

目前国内对脂质体中药研究，大多是关于化学药物的研究。有关中药单体或复方的研究还不多。有人采用熔融法制备了双参脂质体口服液，在减少主药用药剂量的情况下，提高了抑瘤作用，而且避免了静脉注射带来的静脉炎症等副作用，这是国内外首次关于中药复方脂质体的报导；有用超声波法制备黄芩脂质体；有人研究制备的黄芪多糖脂质体比黄芪多糖普通制剂和空白脂质体具有更加显著

的免疫增强效果等。

6 存在的问题

脂质体药物研究存在一些问题，如未充分了解脂质体体内分布和清除的机制，进入体内后由于机体的作用会使其破裂，包封药物快速渗漏；体内一些组织对脂质体进行识别、吸收,导致脂质体生物学不稳定。虽然近年来很多学者对脂质体膜进行表面修饰，一定程度提高脂质体体外稳定性。同时脂质体的靶向性还

较低,不能准确的把药物携带到病灶部位，这些问题都有待进一步研究解决。

7 展望

世界脂质体药品的销售额以每年60%的增长速度发展，2003年的销售额已达到30亿美元。巨大的商业化成果，使以脂质体为基础的医药品的研究和开发已经成为医药强国发展的重点。

由于脂质体的特殊特点越来越受到科学家的关注，脂质体作为基因工程载体为遗传工程提供了新的方法和途径。较质粒和病毒载体有许多独特之处，如构建容易，所携带材料广泛，作用对象几乎没有限制。用脂质体运载DNA至动植物细胞均较用裸露DNA直接转化效率高。脂质体的应用研究是当前十分活跃的领域，尤其是通过脂质体实现靶向给药，包结药物以及模拟生物膜，有可能使人类对于癌症和艾滋病的治疗取得突破性的进展，使我们对于人体内生化反应、生理过程有更深刻的认识，为人类的健康做出巨大贡献。

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