利用微射流高壓均質機制備藥物納米混懸劑
納米混懸劑普遍適用于難溶性藥物制劑。納米混懸劑無需任何載體，可以通過簡單操作和處方即可提高難溶性藥物的生物利用度，減少藥物用量，避免了附加劑對患者的毒副作用。
采用納米混懸技術最初是為了解決難溶性藥物的溶解問題，許多研究機構對其做了大量的工作。目前許多制藥公司對其研究有了很大的進展，已有一些納米混懸藥物已經上市，Verma 等人對其進行了較為詳細的報道，見表 1。
表 1 國外已上市的納米混懸劑
從表 1 可以看出，已上市的納米混懸劑大多數(shù)是口服給藥，這是因為口服給藥安全且方便，但不能快速起效、靶向給藥，也不能避免首過效應�？诜o藥的生物利用度和藥效取決于藥物的溶解度及在胃腸道的吸收程度。因此，納米混懸劑被許多新的給藥途徑所采用，例如注射給藥、肺部給藥、眼部給藥及鼻腔給藥等，它們可以避免首過效應，有的甚至可以達到靶向給藥。
動態(tài)高壓微射流技術是環(huán)境友好的一種連續(xù)化物理改性方法，是將輸送、混合、高壓、高速撞擊、剪切等多單元操作融為一體的現(xiàn)代新型處理技術，把物料粒徑分散至納米級，并且均質后粒徑分布均勻。該方法運用范圍廣，可用于均質分散各種行業(yè)的乳液、分散液、懸浮液等，特別是納米制劑和納米材料的研究和制備。
本實驗以老師的某種納米藥物為例，命名為藥物X，采用NanoGenizer30K型微射流高壓均質機（美國Genzier公司），最高處理壓力可達 30，000psi，進行納米混懸液制備。
實驗方法
X 的預處理
將一定量的 X 原料藥分散在超純水（含有一定量的表面活性劑）中，用高速分散機在一定條件下高速剪切，得到 X 初混懸液，備用。
X 混懸劑的制備
將上述初混懸液經高壓微射流儀均質處理，設定實驗所需的固定的處理壓力、固定的循環(huán)次數(shù)，過濾，得到 X 混懸劑。
X 顆粒形貌觀察
將 X 混懸劑滴到樣品臺的玻璃片上，自然晾干，噴鍍電導層，噴金 120s，然后經場發(fā)射掃描電鏡觀察 X 樣品的顆粒形貌及大小。
X 粒徑大小及其分布
用水作為分散劑，使用 Mastersizer2000 激光衍射法粒度分析儀（通常測微米級）和Zetasizer nano ZS90 納米粒度分析儀（通常測納米級）測定 X 樣品的粒度大小及粒度分布，測試的角度是 90°，測試的溫度是 25℃，被測樣品用超純水稀釋 10 倍。將測得的結果與該樣品的電鏡圖進行比較。
實驗結果
表面活性劑的選擇
表面活性劑大大地降低了藥物的表面張力和表面自由能，可以為藥物提供穩(wěn)定的立體障礙，有效地抑制分散的小顆粒重新聚集，進而得到穩(wěn)定有效的藥物。分別制備含量為 120 μg/mL 的兩組 X 初混懸劑，其中一組添加 0.5‰v/v Tween80，而另一組不加任何表面活性劑。
將 X 原料藥通過導電膠粘附在樣品臺上，而將 X 兩組初混懸劑滴到樣品臺的玻璃片上，自然晾干，噴鍍電導層，噴金 120s，然后經場發(fā)射掃描電鏡觀察X的顆粒形貌及大小，結果如圖1 所示
圖1 不同 X 樣品的掃描電鏡圖
從圖1.a 和 1.b 可以看出，X 原料顆粒呈圓形或類橢圓形，顆粒大小多數(shù)小于5 μm，但是顆粒聚集在一起，顆粒表面相對平滑，但也有細微的褶皺，可能藥物本身的特性有關。表面活性劑的選擇是納米混懸劑穩(wěn)定性的關鍵，常見的表面活性劑有十二烷基硫酸鈉、聚山梨醇等。從圖1.c 和 1.d 可以看出，經過高速分散機處理后，X 顆粒無特定的形狀，但添加 0.5‰v/v Tween80 的 X 初混懸液的分散性更好，粒度相對較小且粒度分布均勻。
利用 Mastersizer2000 激光衍射法粒度分析儀（通常測微米級）測定 X原料藥、未加表面活性劑 X 初混懸液和加 0.5‰v/v Tween80 的 X 初混懸劑樣品，濕法測試，速度控制為 850 轉/min，測得它們的 D [4,3]值分別為 9.231 μm、7.155 μm 和3.947 μm。綜上所述，適當?shù)奶砑颖砻婊钚詣⿲?X 混懸劑的穩(wěn)定性有一定的效果。這主要是因為表面活性劑能提供穩(wěn)定的立體障礙和靜電排斥力，防止小顆粒聚集。Tween80是非離子型表面活性劑，大大地降低了表面張力和表面自由能，有效地抑制顆粒團聚。
處理壓力的確立
將一定量的 X 原料藥分散在超純水（含有 0.5‰v/v Span 60）中，用高速分散機在 13500 轉/min 下高速剪切，剪切 5min，得到 X 初混懸液。將上述出混懸液經高壓微射流儀均質處理，處理壓力分別為 50 MPa、100 MPa、150 MPa、180 MPa，處理次數(shù)為 20 次，過濾，得到 X 混懸劑。將上述各樣品滴到樣品臺的玻璃片上，自然晾干，噴鍍電導層，噴金 120s，然后經場發(fā)射掃描電鏡觀察 X 的顆粒形貌及大小，結果如圖 3 所示
圖 2 不同處理壓力對 X 混懸劑的掃描電鏡圖及粒度分布的影響
從圖 2 中可以看出，處理壓力為 50 MPa 時，X被粉碎，顆粒較大且不均勻，隨著壓力的增大，X 混懸劑顆粒的平均粒徑逐漸減小，且顆粒的形貌更趨于圓形，但仍為不規(guī)則圓形。通過高壓微射流儀均質處理，處理壓力分別為 50 MPa、100 MPa、150 MPa、180 MPa，處理次數(shù)為 20 次，過濾，得到 X 混懸劑，將其用 Zetasizer nano ZS90 納米粒度分析儀測定粒度大小及粒度分布，它們的粒徑為 2680 nm、1126 nm、1049 nm、748 nm。將不同處理壓力下 X 混懸液的掃描電鏡圖和粒徑分布進行比較，可以看出能相互對應。在掃描電鏡下觀察發(fā)現(xiàn)一方面稍大的顆粒破碎，另一方面較小的顆粒有團聚的傾向，由此看出 X 的粉碎過程存在動態(tài)平衡。表 2可以更直觀的看出壓力對于混懸劑的影響。
表 2. 不同處理壓力對 X 混懸劑的影響
表 2 所示，隨著處理壓力的增大，粒徑大小降低，分散情況也變好。但增加壓力產生的熱量也會相對增加，對納米混懸劑的穩(wěn)定性也會有影響。由于 X 本身性質的關系，它的硬度較大，不易被粉碎，所以需要較大的處理壓力來制備 X 納米混懸劑
循環(huán)次數(shù)的確立
將一定量的 X 原料藥分散在超純水（含有 0.5‰v/v Tween60）中，用高速分散機在 13500 轉/min 下高速剪切，剪切 5min，得到X的初混懸液。將上述出混懸液經高壓微射流儀均質處理，處理壓力 180MPa，處理次數(shù)分別為 0，3，6，10，20，30，40，50 次，過濾，得到X混懸劑。用水作為分散劑，使用 Zetasizer nano ZS90 納米粒度分析儀測定 X 樣品粒度大小及分布，測試的角度是 90°，測試的溫度是 25℃，被測樣品用超純水稀釋 10 倍。不同處理次數(shù)對 X 混懸劑的粒徑大小及分布的影響，結果如圖 4所示。
圖 3不同處理次數(shù)對 X 混懸劑的粒徑大小及分布的影響
從圖 3中可以直觀地看出，隨著處理次數(shù)的增加，X 混懸劑藥物的平均粒徑逐漸減低，多分散指數(shù)（polydispersity index，PDI）也逐漸降低，顆粒分布均一，但處理次數(shù)增加到一定值，粒徑變化不明顯，由于處理次數(shù)的增加，對 X 混懸劑所施加的能量也會增加，對 X 混懸劑的穩(wěn)定性有一定的影響。通過高壓微射流儀均質處理，處理次數(shù)分別為 0、3、6、10、20、30、40、50，處理壓力為 180MPa，過濾，得到 X混懸劑，將其用 Zetasizer nano ZS90 納米粒度分析儀測定粒度大小及粒度分布，它們的平均粒徑為（3260.3±411.9）nm、（1055±33.8）nm、（938.3±27.4）nm、（907.2±11.3）nm、（787.9±11.2）nm、（737.9±24.9）nm、（643.8±10.1）nm 和（616.6±17.7）nm。Tween60 同 Tween80 一樣均為非離子型表面活性劑，但其分散效果不如Tween80。
實驗小結
本實驗確立了 X 納米混懸劑的處方設計和工藝優(yōu)化，采用掃描電鏡觀察 X 混懸劑的顆粒形貌與 Zetasizer nano ZS90 納米粒度分析儀測定粒度大小及粒度分布進行比較，篩選出最優(yōu)的工藝條件。
本實驗將表面活性劑的選擇、處理壓力和次數(shù)的確立進行優(yōu)化，研究發(fā)現(xiàn)，適當?shù)奶砑颖砻婊钚詣�，對納米混懸劑的分散效果有所提高，另外，利用高壓微射流儀制備 X混懸劑，一般來說，壓力越大，粒徑越小，粒度分布越均勻，處理次數(shù)增多，粒徑減小，但次數(shù)增到一定值時，粒徑變化不明顯。
