脂质体的组成及形成动力学

一、脂质体的组成

 组成和制备方法都极大地影响脂质体的基本性质，如多分散系数、平均大小、载药效率、Zeta电位、药物释放行为和细胞内摄取。脂质体的化学组成包含具有不同头部基团的磷脂分子和（或）脂质。不同的脂质组成可以影响胶体囊泡的制备技术和生物药剂学参数，从而影响脂质体的应用。为了制备具有预期物理化学特征的脂质体，首先考虑磷脂的各种化学和物理参数，以确保达到预期的最佳脂质体制剂。

 1. 磷脂

磷脂是具有疏水尾部基团和亲水头部基团的两亲性分子。磷脂分子的头部基团是亲水的，而它们的脂肪酸尾部通常是酰基链并且是疏水的。通常磷脂的化学结构中具有甘油骨架，甘油分子的3位羟基被酯化成磷酸，而甘油的1位和2位的羟基通常用长链脂肪酸酯化。长链脂肪酸赋予磷脂分子脂质特征。剩余的部分磷酸氧基团可以进一步酯化成各种有机分子，包括甘油、胆碱、乙醇胺、丝氨酸和肌醇。磷酸盐部分与连接的醇共同作为磷脂的头部基团。各种磷脂被广泛用于制备脂质体。这些磷脂可以来自天然来源、半合成或全合成。从天然来源或使用天然头部基团修饰的磷脂也广泛用于脂质体制剂中。常用有：DLPC、DSPC、DOPC、DMPC、DMPE、DLPE、DPPC、DOPE、DLPG、DSPS、DSPE等。用于制备脂质体的磷脂其化学性质极大地影响着脂质体特征。脂质体制剂的生物分布、清除率、药物释放及透过性和表面电荷取决于构成它们的磷脂的化学性质。同样地，脂质体的包封率、毒性和稳定性也受其制备中使用的磷脂类型的影响。亲水亲油平衡值已成为预测两亲物的脂质体囊泡形成能力的有效指标。具有单尾的两亲物可以在胆固醇存在下自组装形成囊泡，但药物包封率低于双尾两亲物。磷脂的组成和表面电荷也决定了载药脂质体的组织分布和清除动力学。神经节苷脂是一类鞘脂，有时应用在脂质体制剂中，以提供一层表面带电基团，生成具有更长血液循环时间的脂质体。

2. 甾醇

甾醇已成为细胞膜的组成部分。甾醇使得细胞膜产生了双层流动性、透过性和稳定性。许多甾醇附加剂被添加到脂质体结构中以增强囊泡的稳定性。这些附加剂还能通过其阻碍效应来改善脂质体的稳定性。同样地，还能添加带电分子来产生静电排斥以实现更高的制剂稳定性。胆固醇由于其可调节双层膜流动性的能力，是改善脂质体稳定性的最广泛使用的分子之一。它还能通过空间排斥性和静电效应防止聚集从而稳定制剂。胆固醇降低了带负电、中性及带正电荷膜对Cl-、K+、Na+和葡萄糖的透过系数。胆固醇也可以使膜稳定，避免膜随温度的变化，导致升高温度时透过性降低。脂质体预期的应用决定了制剂中使用的胆固醇的量。胆固醇也会改变双层中磷脂排序和流动性，从而影响双层流动性。胆固醇还能调节膜蛋白的相互作用。

 3. 其他附加剂

在所有其他附加剂中，PEG发挥重要作用。它存在脂质体表面，增加了脂质体在体循环中的循环时间，还保护药物免于代谢失活和降解，增加脂质体囊泡的细胞内摄取。为了产生带电脂质体囊泡，可将脂质体加入到带电荷的磷脂中，如硬脂胺（SA）和磷酸二乙酯（DCP）。同样地，向脂质体中加入鞘磷脂可降低其渗透性并增加膜对质子的通透性。

二、脂质体形成动力学

 ● 磷脂是含有亲水性头基和两条长亲脂性尾端的两亲性分子。它们的两亲性导致其水溶性较差，除非它们自组装形成双层。

 ● 磷脂双层的有限片段具有与其边缘相关的能量，其中疏水性尾基暴露于水中，并且该能量与片段周长成正比。如果双分子层片段闭合形成球形囊泡，则可以通过消除边缘使能量最低化。但是，将双层弯曲成球体也存在能量损失，与球半径的平方的倒数成比例。

 ● 当双分子层平面重新排列成球体时，系统的总能量首先由于双分子层的弯曲而增加。随后，总能量随着边缘相遇和消失而形成。在双分子层弯曲成球形囊泡的过程中，由于磷脂分子的添加和其他双分子层片段，囊泡双层片段可能会增大。流体动力和其他不稳定力的作用也可能导致双层破裂，形成较小的脂质体。

 ● 当蒸发除去有机溶剂时，磷脂分子会自组装形成双层堆叠层。在水化时，双层堆叠层分离非常缓慢，如果双分子层边缘以更快的速率融合，就能形成多层囊泡。如果通过施加电场来增加双层分离的速率或通过抑制流体动力来降低双层融合的速率，则可以获得单层脂质体。

三、脂质体双层膜的性质

 脂质体在液体中的行为类似胶体溶液中的带电粒子。带有相反电荷的脂质体倾向于聚集。聚集速率

类似于由粒子之间的静电吸引力而引起的聚集速率。脂质体聚集和融合的程度可通过向制剂中加入少量酸性或碱性脂质来控制。由带电脂质体产生的静电力的大小例如，去污剂的表面化学性质表明，用磷脂制备的脂质体性质可以通过：
①增加磷脂的脂肪酸部分的烃链长度来控制，形成更紧密的薄膜堆积；
②增加磷脂链烃链的不饱和度，使得薄膜堆积更松散；
③增加磷脂烃链的支化度，使得薄膜堆积更松散；
④提高系统温度，使得薄膜堆积更松散；

⑤通过向磷脂膜中加入胆固醇，形成更紧密的薄膜堆积。

随着水-磷脂比的变化，产生了许多不同形式的磷脂分散体。这些形式可能是漂浮在水中的简单脂质分子；可漂浮在水面上的脂质聚集体；可能在水中形成的脂质溶液；形成的胶束或乳液；可能在界面处形成的脂质双层；可能在水面形成的脂质双层；和（或）产生髓鞘形式或其他形式的磷脂分散体。生物细胞膜是在水面的脂质双层的形式。脂质体由这些磷脂形成双层结构。