Основные направления в технологии получения наноносителей лекарственных веществ

способность наноносителей проникать внутрь клеток, что 
наиболее эффективно для частиц размером от 300 до 50 нм;

вязкость суспензии наноносителей в плазме крови.

В отличие от макрокапсул (например, желатиновых) и микрокапсул (размером 500-10 мкм), наноносители предназначены не для перорального введения (хотя и оно применяется), для инъекционного введения в/в (транспорт к органам-мишеням либо длительная циркуляция в кровяном русле), в/м (депо ЛВ или постепенное поступление наноносителей либо выделяемых ими ЛВ в кровоток) [11]. Также используется ингаляционное и ин-траокулярное введение наноносителей. Возможна также интра- и трансдермальная подача ЛВ с помощью наноносителей. Широко применяются наноносители в косметике.

1. Нанокапсулы представляют собой полые сферические контейнеры (с толщиной стенки ~10-30 нм), содержащие жидкую среду, в которой растворено ЛВ. Высвобождение ЛВ из нанокапсулы происходит за счет диффузии ЛВ через стенку или разрыва капсулы. Скорость высвобождения регулируется дизайном нанокапсул и способом их получения. Обладая большой удельной поверхностью, нанокапсулы пригодны для труднорастворимых ЛВ. При пероральном введении растет абсолютная биодоступность, падает индивидуальная вариабельность и эффект потребленной пищи. Максимум концентрации ЛВ в плазме достигается быстрее. В зависимости от морфологических особенностей используемого для синтеза наночастиц материала и технологии производства, можно выделить несколько наиболее распространенных групп носителей:

1.1. Липосомы

На рассмотрении липосом, являющихся одними из средств доставки ЛВ, следует остановиться подробнее.

Мембрана липосом состоит из природных фосфолипидов, что определяет их многие привлекательные качества. Они нетоксичны, биодергадируемы, при определенных условиях могут поглощаться клетками, их мембрана может сливаться с клеточной мембраной, что ведет к внутриклеточной доставке их содержимого [13]. Кроме того, вещество, заключенное в липосомы, защищено от воздействия ферментов, что увеличивает эффективность препаратов, подверженных биодеструкции в биожидкостях

Очень важное свойство липосом (как, впрочем, и других наночастиц) стало основой для конструирования эффективных антираковых препаратов. Речь идет о соотношении размеров наночастиц и диаметра пор капилляров. Так как размер наночастиц больше диаметра пор капилляров, их объем распределения ограничивается компартаментом введения. Например, при в/в введении они не выходят за пределы кровотока, т.е. должны плохо проникать в органы и ткани. Следовательно, резко понижается токсическое действие субстанции, ассоциированной с наночастицами. Это свойство может служить основой для направленной доставки химиотерапевтических препаратов в солидные опухоли и очаги воспаления, так как капилляры, снабжающие эти области кровью, как правило, сильно перфорированы. Следовательно, наночастицы будут накапливаться в опухоли. Это явление получило название пассивное нацеливание. Таким образом, существует две причины, вследствие которых липосомаль-ные препараты антиканцерогенных субстанций очень эффективны: уменьшение токсичности и пассивное нацеливание.

На мировом фармацевтическом рынке появился ряд липо-сомальных противораковых препаратов (антрациклины дауноми-цин и доксорубицин, винкристин, аннамицин и третиноин), многие из них - на последних стадиях клинических испытаний.

Важной областью применения липосом становится генная терапия. Липосомы как средство доставки генетического материала выступают и как защита от нуклеаз, и в качестве компакти-зирующего средства (положительно заряженные липосомы), и как инициатор эндоцитоза. Важнейшим этапом процессинга виросом является слияние ее мембраны с мембраной эндосомы, происходящее под действием гемагглютинина. При этом содержимое липосомы попадает в цитозоль, то есть избегает лизосо-мальных ферментов. Именно этот путь считается предпочтительным для липосом, нагруженных генетическим материалом. Липосомы рассматриваются как перспективные носители. Некоторые композиции оказываются сравнимыми по эффективности транс-фекции с аденовирусными векторами. Но липосомы, как и другие наночастицы, довольно быстро захватываются РЭС. Это происходит вследствие взаимодействия липосом с белками плазмы -опсонинами (в основном, компонентами комплемента). Опсони-ны «метят» Лс, делают их мишенями для клеток РЭС. Понятно, что увеличение времени их циркуляции еще больше повысит эффективность липосомальных препаратов. С этой целью несколько лет тому назад было предложено их поверхность модифицировать полимерами с гибкой гидрофильной цепью, например полиэтиленгликолем (ПЭГ). Для этого используются специальные модифицированные липиды, например, фосфатидилэта-ноламин (ФЭ), конъюгированный с ПЭГ.

Очень эффективны липосомы для препаратов, мишенью которых являются клетки РЭС, так как именно эти клетки интенсивно поглощают наночастицы. Такая ситуация складывается при внутриклеточной микробной инфекции и при вакцинации. Доставка амфотерицина В в зараженные клетки приводит к прекрасным результатам при системных грибковых инфекциях, висцеральном лейшманиозе. Во многих странах Европы уже можно купить подобные препараты (AmBiosome, ABLC, Amphocil). Последний лицензирован и для российского рынка.

Таким образом, постепенно складывается модель идеальной липосомы, как средства направленной доставки ЛВ в клетку. Такая липосома содержит во внутреннем объеме ЛВ, например, ДНК в случае генной терапии, на ее поверхности иммобилизованы гибкие цепи полимера для уменьшения поглощения клетками РЭС, молекулярный адрес, в мембрану инкорпорированы белки слияния. Кроме того, мембрана состоит не только из обычных фосфолипидов, образующих бислой (чаще фосфатидилхолина), но и липидов, способствующих слиянию с мембраной клетки (например, диолеоилфосфатидилэтаноламина) [3].

Липосомы могут быть весьма полезны для солюбилизации веществ, плохо растворимых как в воде, так и в масле, например, таксола, бетулиновой кислоты. Нами получены липосомальные композиции, содержащие до 10 мольных процентов этого препарата, проявившего избирательное действие против меланомы.

Основной недостаток липосом как лекарственной формы -относительная небольшая стабильность при хранении. Этого недостатка лишены полимерные наночастицы, имеющие практически те же области возможного применения. Но в отличие от липосом, полимерные наночастицы состоят из менее безопасного материала, чем фосфолипиды. Этим в основном сдерживается их продвижение в качестве лекарственной формы.

1.2.Полимерные липосомы.

Полимерные липосомы представляют собой лиотропные жидкие кристаллы, состоящие из амфифильных бислоев.

Полимерные липосомы также образуются при диспергировании в водной среде мембран животных клеток и липидов. В зависимости от размера и числа бислоев липосомы делятся на три класса: мультиламеллярные везикулы, малые моноламеллярные везикулы, диаметром <100 нм, большие моноламеллярные везикулы, диаметром >100 нм.

Как и в случае просто липосом, мембрана полимерных липосом состоит из фосфолипидов растительного и животного происхождения (подсолнечное масло, соя, яичный желток), а также из керамидов, холестерола, жирных кислот, синтетических ионных и неионных ПАВ. Для того чтобы получить полимерные аналоги биологических мембран и полимерные липосомы в гидрофильную или гидрофобную часть фосфолипидов (либо схожих по строению синтетических аналогов) вводят группы, способные полимеризоваться в ориентированных упорядоченных системах. В качестве полимеризующихся групп обычно используют остатки метакриловой кислоты, связанные с концевыми алифатическими цепями. Полимерные липосомы также получали поликонденсацией эфиров длинноцепочечных аминокислот, например С24Н49СН(Г\Н2)СООСНз . Еще одним новым подходом к созданию полимерных липосом является введение водорастворимых полимеров в структуру липидных слоев липосомальных оболочек (мембран), что позволяет повысить их устойчивость и длительность циркулирования в кровеносном русле (Stealth*-липосомы,), и создает дополнительные предпосылки модификации липосом, например, для придания им векторных свойств. Для модификации липосомальных оболочек используют амфифильные производные ПЭГ, ПВП, акриламида[14].

1.3.Полимерные мицеллы.

Мицеллы можно отнести к группе лиофильных коллоидных систем, представляющих собой ассоциаты молекул ПАВ. Мицеллами называются коллоидные частицы, которые включают в себя большое семейство дисперсных систем, состоящих из дисперсной фазы, находящейся в дисперсионной среде. По размеру частиц коллоидные дисперсии занимают место между молекулярными дисперсиями с размером <1 нм и коалесцентны-ми дисперсиями, размер которых >0,5 мкм. Более точно можно сказать, что средний размер используемых мицелл на основе амфифильных полимеров составляет от 5 до 100 нм в диаметре.

Морфология мицеллярных форм, которые можно получить из амфифильных полимеров, довольно разнообразна. Обычно предполагается, что сополимеры образуют мицеллы, близкие по форме к сферическим. Однако в большом количестве публикаций показано, что существует множество мицеллярных форм несферической формы. Это различные палочкообразные формы, кольца, ламеллярные структуры, ленточные формы, трубчатые структуры, гексагональные упаковки.

К преимуществам нанокапсул относят низкую токсичность вследствие возможности использования природных компонентов жировой фазы, а также выход продукции с высокой степенью разделения за счет использования ряда технологических приемов (гомогенизация давлением) [9]. Однако осуществление контролируемого высвобождения ЛВ в случае нанокапсул затруднено из-за небольших размеров и жидкой составляющей структуры носителя. Пролонгированное высвобождение требует включения очень липофильных ЛВ: их индекс распределения в системе октанол: вода должен быть >1 000 000: 1.

2. Наночастицы

Эта подгруппа является более перспективной в плане достижения контролируемых параметров высвобождения вследствие снижения подвижности ЛВ за счет твердой структуры матрицы [8]. Это монолитные, обычно сферические образования, содержащие ЛВ или по всей массе наночастицы, или только на ее поверхности. Выделение ЛВ из наночастицы идет постепенно с контролируемой скоростью: только с поверхности; со всей массы наночастицы после ее распада или набухания. В зависимости от морфологических особенностей используемого для синтеза наночастиц материала можно выделить несколько наиболее распространенных групп носителей: термически или химически модифицированный сывороточный альбумин; химически модифицированные полисахариды (например, диальдегидкрахмал); нанокристаллы, состоящие только из ЛВ, подвергнутого измельчению, что позволяет им растворяться со скоростью, превышающей скорость растворения частиц более крупных размеров;

Нанокристаллы по сравнению с другими наносистемами имеют следующие преимущества: высокая (~100%) степень содержания ЛВ; простая и предсказуемая подача ЛВ (скорость высвобождения растворимого ЛВ зависит от скорости растворения нанокристаллов); распределение ЛВ в организме происходит как обычно; простой и эффективный способ производства.

Добавляемые иногда биостабилизаторы не только стабилизируют нанокристаллы (например, от агрегации), но и дают возможность контролировать их распределение в организме, время транспорта через желудочно-кишечный тракт, а также биоадгезию, т. е. прилипание к стенкам кишечника в определенном месте (мишени). Уменьшается терапевтическая доза ЛВ. Актуально применение нанокристаллов для анальгетиков, когда подавление боли и уменьшение вариабельности концентрации ЛВ в плазме играют решающую роль. Дисперсия нанокристаллов напроксена через ~20 мин дает в 3-5 раз большую концентрацию ЛВ в плазме по сравнению с обычной суспензией или таблетками ЛВ и меньшую зависимость от содержимого желудка.

Нанокристаллы ЛВ включают в макрокапсулы, матричные таблетки и т. д. Добавление биоспецифических мукоадгезивов (веществ, склеивающихся со слизистой оболочкой) позволяет локализовать действие нанокристаллов ЛВ в определенной области ЖКТ. Для плохорастворимых ЛВ суспензия нанокристаллов ведет себя как раствор и использована в аэрозолях, например для дипропионата беклометазона. Инъекционное введение нанокристаллов дает более длительное удержание ЛВ в месте введения, позволяет контроль биораспределения ЛВ в организме и избежать поглощения ЛВ фагоцитирующими клетками. Применение нанокристаллов в диагностике включает лимфо-, ангиографию, диагностику печени и др. органов посредством рентгеновского анализа, компьютерной томографии и магнитно-резонансного исследования. Используются и биодеструктирую-щиеся нанокристаллы, т.е. распадающиеся постепенно в организме, полимеры и сополимеры (полиалкилцианоакрилаты, полиллактидгликолиды).

Наносистемы, созданные на основе полимерных носителей, вызывают возрастающий интерес в фармакологии, т.к. они представляют один из видов терапевтических систем и могут транспортировать ЛВ внутрь клеток. При циркуляции таких носителей содержащееся в них ЛВ защищено от инактивации, а его действие пролонгируется [10,15]. Наносистемы доставки ЛВ имеют преимущества: быстрое получение в больших количествах, возможность включения плохорастворимых в воде веществ, регулирование накопления препарата в различных органах и тканях организма в зависимости от размера частиц

Таким образом, рассматривая изложенные выше позиции, можно сделать вывод о том, что область создания наносомальных лекарственных форм является одной из составляющих в общем комплексе подходов к осуществлению направленной доставки ЛВ. Исследования в данном направлении обладают высоким потенциалом и представляют собой основу будущего производства ЛВ с наносоставляющей компонентой системы доставки, которые войдут в медицинскую практику в ближайшие годы.

3. Основные направления в технологии получения наноносителей лекарственных веществ

В современной фармацевтической технологии одним из наиболее значимых подходов к решению вопроса роста степени эффективности и безопасности химиотерапии является разработка и создание дозированных лекарственных форм, характеризующихся наличием показателя направленности действия.

Селективность их влияния обуславливается модификацией параметров систем доставки, в среде которых ведущие позиции занимают заданные наноразмерные параметры системы носителей. Основными коммерческими и терапевтическими целями использования данных видов носителей лекарственных веществ являются: увеличение биодоступности при пероральном приеме; повышение стабильности; развитие лекарственных форм для внутривенного пути введения; направленная доставка лекарственных веществ; управление циклом существования лекарственной формы (защита путем использования подходящих технологий).