Vepoloxamer

1.吐温在生物制品中的应用 聚山梨酯常被称为吐温，通常用作表面活性剂。聚山梨酯是一类两亲性非离子型表面活性剂家族，其中聚山梨酸酯80和20（吐温80和20）是生物药物制剂中使用最广泛的表面活性剂，其亲水部分帮助表面活性剂在水相中分散，而疏水部分则与油相或疏水性分子相互作用，能够有效保护蛋白质，防止其在储存和运输过程中发生变性、聚集、表面吸附以及絮凝现象。吐温能够降低表面张力，减少蛋白质在液体中的聚集，帮助维持蛋白质的生物活性1。 对131个商业化产品的分析显示，大多数生物制剂的处方中含有吐温，其中吐温80占63%，共计82个产品；吐温20占24%，共计32个产品。Poloxamer 188出现在4种产品中，PEG 3350出现在1种产品中，12个产品则不含表面活性剂。初代制剂产品中，吐温80的使用更为普遍。然而，由于吐温80的不稳定性和易氧化性，后续项目逐渐转向使用吐温20，例如曲妥珠单抗和雷马珠单抗。 在膜工艺开发过程中，吸附是指所过滤料液中的某些成分粘附在滤膜上的过程，这可能会影响料液的成分和浓度。一个过滤器中的吸附性材料不仅包括滤膜，还包括硬件和支撑材料。吸附试验的条件应根据实际生产情况进行确定，流速、过滤时间、料液浓度、防腐剂浓度、温度和pH值等因素均可能影响吸附效果。在一个过滤器中，滤膜对聚山梨酯（吐温）存在一定的非特异性吸附现象。大多数生物制剂中吐温的含量较低，通常在0.1%以下，最低可达0.001%。因此，低浓度吐温溶液的膜吸附研究至关重要2。 点击查看大图 图1- 聚山梨酸酯80和20 结构示意图 点击查看大图 表1-已上市生物产品表面活性剂浓度 2.滤膜的蛋白吸附研究 在膜工艺步骤中，由于聚合物微孔膜的内表面积是正面表面积的100到600倍，膜材料可能导致蛋白质的非特异性结合（NSB），这可能会影响产品的收率。默克实验室研究了两种蛋白质的吸附特性：牛血清白蛋白（BSA）和羊免疫球蛋白G（IgG）。研究采用了静态暴露期间的伽马计数和动态无菌过滤法进行分析。在实验中，比较了四种膜材料：聚偏二氟乙烯（PVDF）、尼龙、聚醚砜和混合纤维素酯，并与这四种参考蛋白质进行了对比。其中尼龙膜和纤维素混合酯膜对蛋白的吸附较大，PVDF和PES膜的吸附略小，PVDF在几种膜材中吸附最小3。其次，不同的铸膜工艺对膜吸附能力有较大影响，默克研究了不同PES 膜材的吸附情况，如图2所示。 点击查看大图 表2-种常见膜材的蛋白吸附 点击查看大图 图2-不同膜材的IgG吸附研究 （由上至下分别为默克Express® PES膜材，默克PVDF膜材，其他PES膜材，醋酸纤维素膜材，尼龙膜） 3.滤膜的吐温吸附研究 在抗体行业中，吐温80（PS-80）被广泛用于第一代抗体药物，如Remicade。同时，PS-80也被用作气雾剂配方中的稳定剂。实验证据表明，PS-80能够有效防止蛋白质颗粒的形成。然而，由于其分子内的不饱和双键，PS-80比吐温20（PS-20）更容易被氧化。因此，后来的单克隆抗体治疗药物，包括Herceptin和Xolair，选择使用PS-20作为其配方成分。常用的表面活性剂PS-20（Tween-20）的临界胶束浓度在5.5×10⁻⁵ M（0.007%）至5.9×10⁻⁵ M（0.0077%）范围内（分子量：1227.54）。或许正因如此，许多抗体候选药物和治疗药物的浓度通常在0.007%以下。 美国Amgen公司4研究了低浓度吐温20（低于0.007%）在不同膜材料中的非特异性结合吸附和吸附饱和情况。在本研究中，使用含有0.004% PS-20的不同蛋白浓度的抗体制剂，通过PES双层膜滤器进行过滤。过滤后发现PS-20的水平显著降低，这种减少可能是由于滤器的吸附作用所致。 为了确认未来过滤研究中使用配方缓冲液的可行性，实验中降低了吐温20的浓度，使用含有0.004% PS-20的溶液进行了相同方式的测试，考察PES和PVDF滤器对PS-20的吸附情况。结果显示，在吐温浓度为0.004%的条件下，PES膜的非特异性吸附较大，吸附了73%的吐温；而PVDF膜的吸附较少，仅吸附了14%的吐温。 点击查看大图 表3- PES和PVDF的吐温吸附 为了进一步评估不同膜材料滤器的吸附情况，实验还进行了PS-20的动态结合曲线研究。测试对象包括尼龙膜、Durapore® 滤器（PVDF膜）、Express® SHC滤器（PES双层膜）以及其他品牌的PES滤器，所使用的缓冲液中PS-20的浓度在0.0045%至0.0065%之间。如图3所示，横坐标为过滤载量，纵坐标为PS-20浓度。在初始阶段，膜部分吸附了PS-20，导致浓度较低；随着吸附的饱和，PS-20浓度趋于平稳。研究发现，Durapore® PVDF滤器的最小吸附饱和点（MSP）最低，估计为10 L/m²，而Express® SHC（PES双层膜）的MSP约为40 L/m²。相比之下，友商PES的MSP所需的时间最长，估计大于50 L/m²。 点击查看大图 图3-不同膜材的IgG吸附研究 为了进一步确定膜材料对PS-20的非特异性吸附的绝对值，分别使用了两种PES双层膜滤器和Durapore® PVDF滤器进行测试。采用过饱和吸附和冲洗的方法，以确保每个膜样本都被PS-20分子饱和，并提取膜片中的PS-20进行三次重复测定（n = 3）。 结果如图4所示，Durapore® PVDF滤膜的结合量显著低于所有其他滤器，仅为9.57 µg/cm²。在PES膜滤器中，Express® SHC（PES双层膜）滤膜的PS-20结合量为36.33 µg/cm²，而友商的PES双层膜则为68.80 µg/cm²。Durapore®滤器由单层PVDF膜制成，而Express® SHC和友商的PES滤器则由双层PES膜组成。换算得知，Durapore® PVDF滤膜的吐温吸附量为9.57 µg/cm²，Express® PES滤膜的吐温吸附量为18.17 µg/cm²，友商PES滤膜的吐温吸附量为34.4 µg/cm²。从膜材料的角度来看，PVDF材质的吸附量最低，其次是PES。然而，由于不同厂家的膜材料铸膜工艺不同，吸附能力会存在差异。 点击查看大图 图4- 不同滤膜上PS-20非特异性结合量（n = 3） （第1列为阴性对照；第2列为Durapore®膜（单层PVDF膜）；第3列为友商（双层PES膜）；第4列为SHC膜（双层PES膜）；第5列为SHC单层结合量（第4列的值除以2）。 4.滤膜吸附吐温差异性可能原因 从滤膜的结构来看，PES（聚醚砜）由于具有多个苯基环作为骨架，其疏水性比聚偏二氟乙烯（PVDF）更强，而PVDF的骨架则由多个二氟碳单位组成。推测非特异性疏水结合能力，亲水化修饰工艺等因素可能导致这些滤器在吸附PS-20方面表现不同。 为了考察蛋白质的疏水性对吐温吸附的影响，测试选择了三种不同的抗体分子，包括mAb A、mAb B和mAb C，浓度均为70 g/L，基于它们的不同疏水性进行测试（A蛋白疏水性 < B蛋白疏水性 < C蛋白疏水性）。将含有0.004% PS-20的配方缓冲液中的蛋白样品应用于PES滤器，过滤时分段收集，以测试PS-20的吸附情况。 如图5所示，三种蛋白分子的PS-20动态结合曲线和吸附饱和点特征相似，没有受到蛋白质疏水性质的影响。在低吐温浓度的制剂缓冲液中，初始过滤阶段会吸附吐温，导致吐温浓度降低。吐温在制剂配方中起到保护作用。在本实验中，C蛋白的疏水性非常强，稳定性差，常温环境下数小时内会产生沉淀。遇到此类蛋白时，吐温的吸附可能对蛋白质产生较大影响。 点击查看大图 图5- 3种不同抗体分子PS-20吸附动态结合曲线 5.如何改善吐温吸附现象？ 如果PS-20浓度较低（如低于0.007%），可以通过在料液过滤前对滤器进行预饱和冲洗来克服滤膜的微量吸附。此外，可以通过预先提高吐温的浓度进行补偿，过滤后再搅拌混匀，以弥补吐温的吸附。在生产过程中，还可以排出一些初始过滤的料液，以减少膜吸附带来的影响。 在生物药领域，通常采用预饱和冲洗的方式来润洗滤器，以减少吸附的影响。在实验中，首先使用PS-20制剂缓冲液在40 L/m²的条件下对Express® SHC滤器进行冲洗，然后排空滤器后再进行料液的过滤。值得注意的是，这种操作应尽量选择死体积较小的滤器，以最小化药物的稀释效应。建议生产过程中选择2倍的MSP进行冲洗，确保更大的安全边际。 点击查看大图 图6- PS-20饱和冲洗示意图 6.吐温对除菌滤器气泡点的影响 非离子表面活性剂如吐温通过可逆吸附与PES（聚醚砜）膜强烈结合，降低了膜的表面张力，从而降低了泡点。默克的内部研究表明，由PES膜组成的Millipore Express® SHF（0.29 m²）和Millipore Express® SHC（0.23 m²）设备在经过17-18小时的吐温接触后，其气泡点降低了16%-19%。为了去除吐温的吸附影响，需要更多的水进行润洗，Millipore Express® SHC和Millipore Express® SHF的水冲洗体积分别为170 L/m²和120 L/m²，这样泡点才能恢复至初始值的≥95%。默克提供全面的完整性测试解决方案，如客户在吐温完整性测试中遇到问题，可以联系当地技术支持。 点击查看大图 图7-吐温接触后对PES滤器泡点影响 本文结论汇总 a) 如果制剂配方缓冲液中吐温的含量非常低，滤器可能会非特异性地结合PS-20，这可能导致药物产品中PS-20的分布不均，从而影响制剂中的蛋白稳定性。 b) 使用不含蛋白的低浓度PS-20配方缓冲液进行吸附研究，观察到的PS-20吸附效果与含有蛋白样品的结果相似，PS-20的吸附率不易受到蛋白浓度、温度和流速的影响。 c) Durapore® PVDF滤膜的吐温吸附量为9.57 µg/cm²，Express® PES滤膜的吐温吸附量为18.17 µg/cm²。从膜材料的角度来看，PVDF材料的吸附量最低，其次是PES。然而，由于不同厂家的膜材料铸膜工艺不同，吸附能力可能存在差异，这需要在工艺开发过程中进行考虑。 d) 可以在料液过滤前对滤器进行预饱和冲洗，以克服滤膜的微量吸附，但在初期阶段需要测试最小吸附饱和点（MSP）。如果采用PVDF滤器进行过滤，由于其吸附较小，可以不进行预冲洗步骤。然而，缓解措施应集中在改善无菌过滤过程中的产品均匀性，尽量搅拌混匀，以减少初始过滤阶段的PS-20吸附。 e) 对于其他低浓度物质，如低浓度重组蛋白、低浓度辅料氨基酸和低浓度P188等辅料，可能存在相似的吸附行为。因此，在工艺开发中，不仅应测试载量，还建议进行除菌过滤的吸附实验。 参考文献： 1. Surfactant-Stabilized Protein Formulations: A Review of Protein-Surfactant Interactions and Novel Analytical Methodologies. 2. A review of formulations of commercially available antibodies. 3. Non-specific Protein Binding of microporous membranes Merck in house test. 4. Non-specific binding and saturation of Polysorbate-20 with aseptic filter membranes for drug substance and drug product during mAb production. 关于默克工艺解决方案 默克工艺解决方案，凭借可信赖的产品、丰富的制药工艺专业知识和卓越的法规支持，为制药客户提供全方位支持，以应对各种工艺挑战。 微信公众号矩阵 工艺解决方案 工艺服务平台 微信生态 微网站 视频号 默课堂 服务平台 自媒体矩阵 小红书 抖音 SAFC® Millipore®

1. 简介 新化学实体（New chemical entities，NCE）进入研发管线的化合物大多水溶性较差。据观察，90%的NCE属于生物制药分类系统（BCS）的II类（70%）或IV类（20%）。根据可开发性分类系统（DCS），BCS II类进一步分为两个亚类：溶出速率受限的IIa类，称为“brick-dust”分子，以及溶解度受限的IIb类，称为“grease-ball”分子。“brick-dust”分子具有高熔点（>200°C）和适中的亲脂性（log P < 2），在水和脂质中的溶解度均较差，例如伊曲康唑。“grease-ball”分子具有较高的亲脂性（log P > 3）和较低的熔点，例如达那唑（log P = 4.53）、他莫昔芬（log P = 5.26），在某些脂质中具有一定溶解度。对于“grease-ball”分子，可采用脂质系统或静脉乳剂作为制剂方式。 为解决“brick-dust”分子的静脉（IV）制剂溶解问题，可采用的策略包括pH调节、成盐、助溶剂、表面活性剂和环糊精包合物等。药物盐形式仅适用于可电离的药物，且存在因体内pH变化导致沉淀的风险。某些助溶剂（如乙醇和聚乙二醇）可能引起溶血毒性，而高浓度的表面活性剂（如Cremophor）可能导致过敏反应，如瘙痒、红斑、皮疹或全身荨麻疹。环糊精在高浓度下会增加溶液粘度，不利于静脉制剂，且长期使用可能引起肾毒性。此外，当药物剂量较高时，环糊精不适合使用，因为其与药物的摩尔比通常为1:1或2:1。  静脉纳米混悬剂是“brick-dust”分子（高剂量）和“grease-ball”分子（高熔点）的可行制剂选择。纳米混悬剂由水溶性差的药物纳米晶体悬浮在水性介质中组成，并使用低浓度稳定剂进行稳定。其颗粒尺寸在纳米级（低于1微米），相比粗大悬浮液具有显著优势。较小的颗粒尺寸显著加快了溶出速率。临床上，纳米混悬剂的主要优势包括：（1）高药物装载量，便于低体积注射；（2）无有机溶剂，毒性低；（3）通过改性药物释放制剂可改变药代动力学（PK）；（4）通过主动或被动靶向实现药物靶向递送。静脉纳米混悬剂因其潜在优势备受关注，成功应用于抗肿瘤药物、麻醉剂、抗真菌药物和恶性高热治疗药物。特别是在NCE的动物实验安全性评估中，纳米混悬剂可消除助溶剂的毒性副作用，并允许显著增加药物剂量。因此，过去因溶解度和毒性问题被放弃的药物分子现可重新探索用于产品开发。  尽管关于纳米混悬剂的文献较多，但关于静脉纳米晶体混悬剂的报道较少。静脉纳米晶体混悬剂可分为“即用型”和“干粉重构型”两类。本文将重点探讨静脉纳米晶体混悬剂的制剂开发、理想特性、分析方法以及转化开发的挑战。此外，还将讨论其在临床前评价、特殊应用（如靶向）和监管方面的作用。  2. 制造技术 纳米混悬剂的制备可分为三种方法：自下而上、自上而下和组合方法。自下而上技术涉及颗粒自组装形成纳米颗粒，包括将药物溶解在有机溶剂中，然后加入反溶剂在稳定剂存在下使药物沉淀。常用溶剂包括乙醇、二甲基亚砜、甲醇、二氯甲烷和丙酮，而水是最常用的反溶剂。自下而上技术包括超临界流体工艺、超声晶化、液流晶化、乳液溶剂蒸发和喷雾干燥。最近，通过控制晶化结合冻干技术开发了一种新的自下而上方法生产纳米晶体。  自上而下技术通过尺寸减小技术将较大颗粒降至纳米级，主要包括湿式介质研磨（wet media milling，WMM）、高压均质（high pressure homogenization，HPH）和微流体技术。在WMM中，粗大药物颗粒与研磨珠和稳定剂一起置于分散介质中，颗粒尺寸减小主要通过机械磨损实现。研磨玻璃珠或锆珠以及研磨室部件的磨损可能导致纳米晶体混悬剂污染，限制了WMM方法在静脉产品中的应用。然而，通过引入高交联聚苯乙烯珠作为研磨介质克服了这一挑战，这种介质发生弹性变形，减少裂纹和磨损。商业技术NanoCrystal®使用PolyMill介质（聚苯乙烯珠），可生产高纯度、适用于注射的纳米混悬剂。Invega Sustenna是一种基于NanoCrystal®技术的纳米晶体产品。高压均质是自上而下制备纳米晶体的另一种技术，药物悬浮液高速通过均质器的狭窄孔口，通过空化、高剪切力和颗粒相互碰撞实现颗粒尺寸减小。微流体技术基于射流均质原理，两个流体流在高压下碰撞生成纳米晶体。组合技术则结合自上而下和自下而上技术制备纳米混悬剂。  3. 静脉纳米混悬剂的开发 3.1. 理想制剂特性 3.1.1. 颗粒尺寸 纳米晶体的颗粒尺寸对其安全性和体内命运至关重要。静脉给药后，药物纳米晶体将通过小静脉（内径约20微米）和毛细血管（内径约6微米）。大于7微米的颗粒或较大聚集体可能导致肺栓塞，危及患者安全。因此，纳米晶体混悬剂的颗粒尺寸应低于5微米。研究表明，依托泊苷-牛血清白蛋白纳米混悬剂（颗粒尺寸100-300纳米）通过静脉注射后可通过增强渗透和滞留效应被肿瘤细胞吸收。晶体颗粒尺寸会影响制剂的药代动力学行为。例如，伊曲康唑纳米混悬剂的动物研究显示，药代动力学性能与颗粒尺寸相关，较大晶体（≥340纳米）表现最为明显。100-200纳米的颗粒尺寸适合快速溶出，其药代动力学与静脉溶液相似。若需延长溶出时间，平均颗粒直径应在较大纳米范围内（如800-1000纳米），以通过避免颗粒在到达巨噬细胞前完全溶解而靶向单核吞噬系统（MPS）细胞。  3.1.2. 无菌性 无菌性是任何静脉制剂最重要的标准之一。注射剂的无菌可通过无菌加工、终端灭菌（高压灭菌或伽马辐射，适用于干粉）实现。然而，纳米混悬剂因其特殊性质对这些方法构成挑战。例如，研究表明，辐射和湿热灭菌会使冻干纳米混悬剂的平均颗粒尺寸增加。因此，需针对产品开发特定灭菌技术。一种方法是分别对原料药（API）和辅料进行灭菌，并在无菌条件下混合。原料药可作为无菌级API或通过伽马辐射或干热灭菌（若药物对这些方法稳定）。含有辅料的水溶液可通过常规方法单独灭菌，然后在无菌条件下与API混合。另一种策略是对使用无菌API制备的水性纳米混悬剂进行无菌过滤。例如，X射线造影剂碘帕胺的NanoCrystalTM通过0.2微米Supor® 200 DCF™过滤器实现无菌过滤，完全保留了铜绿假单胞菌。由于电离辐射会产生自由基，辐射灭菌不可接受。因此，建议将制剂下游加工为干粉后使用伽马辐射灭菌，推荐辐射剂量为25 kGy。应根据制剂成分选择最适合的灭菌方法。  3.1.3. 重分散性和重构时间 通过冻干或其他技术对纳米混悬剂进行下游加工后，可形成用于重构的无菌粉末。这些粉末通常配有合适的无菌稀释剂（如注射用水）以重构为纳米混悬剂。因此，纳米晶体需在轻微振荡下易于重分散，且重构后保持其完整性。美国药典（USP）提到无菌悬浮粉末的剂量均匀性和水分含量测试，可参考用于纳米混悬剂。  3.1.4. 渗透压 渗透压是指血浆的渗透摩尔浓度的测定，与每千克溶剂中的颗粒数成正比，通常以mOsmol/kg表示。根据美国药典（USP），血液的渗透压应在285至310 mOsmol/kg之间，因此平均生理渗透压约为297.5 mOsmol/kg。研究表明，渗透压高于600 mOsmol/kg的高渗溶液可能导致红细胞皱缩并引起疼痛；而渗透压低于150 mOsmol/kg的低渗注射液可能导致注射部位溶血和疼痛。渗透压限值的解释需谨慎，因为注射静脉的选择、注射体积和持续时间等因素可能引发刺激。通常，对于静脉用药物产品，建议将渗透压上限控制在1000 mOsmol/kg以下。  3.1.5. pH值 极端pH值的制剂可能引发炎症反应，如血管刺激或疼痛。因此，建议小体积注射液的pH值控制在3.5至9.0的范围内，以避免此类并发症。用于调节pH的缓冲剂将在后续章节讨论。静脉注射的局部生理反应取决于多种因素，如注射体积、注射速率、血流、粘度、助溶剂和活性成分。因此，除非所有这些因素保持恒定，否则无法直接将疼痛或刺激与pH值相关联。对于pH值处于边缘的制剂，缓慢输注（例如5分钟推注而非快速推注）可能有助于减少血管刺激和静脉损伤的风险。这种情况下，较好的耐受性可归因于较慢的输注时间和注射部位血液流动导致的药物稀释。市场上的静脉药物产品pH值范围较广（2.55至11.15），以克服药物溶解度和稳定性问题。这表明可根据制剂开发需求，在上述范围内优化静脉纳米混悬剂的pH值。然而，对于pH依赖性溶解度的药物，pH值应控制在较窄范围内，以防止奥斯特瓦尔德熟化（Ostwald ripening）。 3.1.6. 内毒素与致热性 内毒素是革兰氏阴性菌外膜中的脂多糖，即使以纳克级存在也可能引发免疫反应。注射制剂的内毒素限值基于剂量确定，用公式K/M表示，其中K为每千克体重内毒素的阈值致热剂量，M为每千克体重每小时的最大推荐人体剂量。制剂用原料药（API）的内毒素限值在制剂开发初期必须明确。对于注射药物，内毒素限值在各专论中规定，以EU/ml或EU/unit等单位表示。在没有后续去除内毒素的主动程序时，需通过控制制剂输入材料的规格来限制总内毒素含量。可制定内部规格以满足注射剂的通用标准。美国药典第85章描述了基于鲎变形细胞溶解物（LAL）试剂的细菌内毒素测试，用于检测注射制剂中的细菌内毒素。该章节包括光度法（显色法和浊度法）和凝胶凝块技术，其中凝胶凝块技术更常用，反应终点通过与参考标准比较确定。样品制备和测试样品及标准样品与LAL试剂的稀释需谨慎操作。致热性测试是细菌内毒素测试的替代方法。美国药典致热性测试提供了关于注射制剂无致热原要求的资料。测试涉及测量兔子在静脉注射药物制剂后体温的升高，适用于测试兔可耐受的剂量（不超过每千克体重10 mL，注射时间不超过10分钟）的产品。在测试开始前，需确保所有辅料符合USP内毒素限值，且所有玻璃器皿均通过验证方法去热原。测试纳米混悬剂需静脉注射至三只兔子，若3小时内无任何兔子体温较对照体温升高0.5°C或以上，则制剂通过测试。若测试失败，需遵循重新测试程序。致热性测试可用于产品放行。  3.2. 制剂成分 开发静脉纳米混悬剂可能具有挑战性，因为获批用于注射途径的辅料数量有限。制剂可能包括稳定剂、缓冲剂、渗透压调节剂和有机溶剂。  3.2.1. 稳定剂 稳定剂用于润湿药物颗粒并防止奥斯特瓦尔德熟化。没有稳定剂可能因药物纳米晶体的高表面能导致聚集体形成。稳定剂的选择应基于其与活性药物成分（API）的相互作用及其稳定潜力。稳定剂可以是离子表面活性剂（通过静电排斥作用）或聚合物（通过空间位阻防止颗粒聚结）。表面活性剂和聚合物的组合可提供更好的稳定性。稳定剂应根据FDA的非活性成分数据库（IID）选择适用于注射途径的物质。已用于注射制剂的稳定剂包括Pluronic F-68、聚山梨酯20、卵磷脂、聚山梨酯80和Pluronic F-108。药物与稳定剂的比例可能在1:20至20:1之间变化，需根据API的理化特性进行研究。表面活性剂浓度可基于其临界胶束浓度（CMC）确定，需注意不超过CMC，因为超过CMC会形成胶束，减少颗粒表面的吸附。此外，胶束形成会增加API的溶解度，通过奥斯特瓦尔德熟化促进颗粒生长，从而导致颗粒尺寸增加。超过CMC的表面活性剂毒性也是注射制剂的关注点。 原子力显微镜（AFM）可用于研究稳定剂与颗粒表面的亲和力。稳定剂的选择还可根据其表面张力进行，通过接触角测量完成，表面张力较低且接触角小的稳定剂具有更好的稳定效果。纳米混悬剂中稳定剂的类型和用量对制剂的物理稳定性和体内表现有显著影响。无论采用何种制备方法（自下而上、自上而下或组合方法），选择适当类型和浓度的稳定剂对维持较小颗粒尺寸和最终产品的货架期稳定性至关重要。然而，研究表明，在使用快速且强力的混合设备时，可制备不含稳定剂的纳米颗粒。 3.2.2. 有机溶剂 自下而上和组合方法用于制备纳米混悬剂时需使用有机溶剂。乙醇、异丙醇、甲醇、丙酮和N-甲基吡咯烷酮等有机溶剂可用于制备药物溶液。然而，残留有机溶剂可能引发毒性问题并增加监管负担。根据ICH指南，III类溶剂因毒性较低可用于制备纳米晶体。II类溶剂也可使用，但其残留溶剂需在许可限值内。I类溶剂被认为有毒，不适用于注射制剂。 3.2.3. 缓冲剂 静脉制剂的目标pH值应为生理pH（约7.4），因为极端pH值（<3或>10.5）可能因局部细胞损伤和坏死导致刺激。需控制制剂的pH值以避免加工、储存和重构期间的药物降解，因此评估缓冲剂至关重要。缓冲剂的选择取决于API的pH稳定性。然而，需检查缓冲剂与溶剂系统和药物的相互作用，因为它们可能影响表面电荷或与表面活性剂/药物相互作用，从而改变其性质。 3.2.4. 渗透压调节剂 等渗性是关键要求，特别是对于大体积输注的产品，因为低渗溶液会导致溶血。高渗溶液若以小体积缓慢给药可能被耐受。非离子辅料如甘露醇和葡萄糖可有效调节渗透压而不影响颗粒尺寸分布（PSD）。此外，它们在纳米混悬剂的下游加工（如喷雾干燥或冻干）中还可作为基质形成剂。通常避免使用盐类调节纳米晶体混悬剂的渗透压，因为盐类可能通过改变纳米颗粒的电荷而破坏制剂稳定性。  4. 重构用干粉纳米混悬剂 纳米混悬剂的后续加工（也称为下游加工）在药物极易发生化学降解时至关重要。当稳定剂无法长期有效稳定制剂，导致因奥斯特瓦尔德熟化而颗粒尺寸增加时，也需进行下游加工。纳米混悬剂的其他挑战包括物理不稳定性，如沉降、乳化分层和聚结。因此，在下游加工过程中保持纳米晶体的原始尺寸非常必要。冻干、喷雾干燥和喷雾冻干是用于注射纳米混悬剂下游加工的常用技术。  4.1. 冻干 冻干（或冷冻干燥）是纳米混悬剂固化的常用技术，包括冷冻、初级干燥和二级干燥步骤，最终制剂的水分含量低于1%。该干粉可在使用前立即重构为纳米混悬剂并进行静脉给药。冻干过程中需添加冷冻保护剂以保护活性成分免受冷冻损伤。优化冷冻保护剂的类型和浓度对最终产品质量至关重要。研究调查了葡萄糖、乳糖、海藻糖、甘露醇、山梨醇、聚乙烯吡咯烷酮、果糖、蔗糖等冷冻保护剂，发现其保护效果与浓度相关，低浓度会导致产品粘连。因此，建议使用6-8%的糖类浓度作为有效保护剂。还需评估灭菌过程对冻干制剂的影响。在冻干过程中，纳米晶体的颗粒尺寸可能增加。研究表明，冻干后颗粒尺寸未能保持，但最终尺寸仍低于5微米，表明可用于静脉给药。类似结果在负载多柔比星的壳聚糖纳米颗粒冻干时也观察到，使用的冷冻保护剂为甘露醇和蔗糖。在一项研究中，未添加冷冻保护剂的棕榈酸抗坏血酯纳米混悬剂（颗粒尺寸约540纳米）在重构后平均尺寸显著高于含海藻糖（1-10% w/w）的系统（颗粒尺寸约360纳米）。因此，冷冻保护剂的类型和用量对冻干产品颗粒尺寸有显著影响。冻干过程中制剂的pH变化可能对产品产生不利影响，使其不适合静脉给药。制剂中的缓冲物种在冻干过程中可能结晶，导致pH显著变化，从而引发活性成分降解。钠和钾磷酸盐在冷却和冷冻溶液中结晶，导致pH下降约4个单位，因此不用于冻干。研究比较了琥珀酸、柠檬酸和酒石酸缓冲剂的结晶行为及其对制剂pH的影响，发现柠檬酸缓冲剂优于琥珀酸和酒石酸，因其保持非晶态，pH变化最小，而其他缓冲剂在冻干过程中会结晶。若缓冲剂与活性成分相互作用或阻碍冻干过程，建议将缓冲剂置于重构液中。 4.2. 喷雾干燥 喷雾干燥是常规用于将液体制剂转化为干燥固体粉末的技术。在该过程中，纳米混悬剂在预热腔内被雾化成细小液滴，随后蒸发形成干粉。空气与颗粒之间的热量和质量传递可能导致轻微粘连，具体取决于制剂成分。可通过添加吸附剂如乳糖、甘露醇、麦芽糊精等来避免这种粘连或聚结。吸附剂的性质、浓度以及喷雾干燥条件会影响最终产品的特性。该技术的关键工艺参数包括入口温度、进料速率和抽吸速率。研究表明，使用不同吸附剂进行喷雾干燥时，2-8% w/w浓度的甘露醇、乳糖和麦芽糊精被选为吸附剂。使用麦芽糊精和甘露醇喷雾干燥可生成球形颗粒，而乳糖生成不规则形状颗粒。重构粉末的pH值在7.01-7.11之间。2% w/w的低浓度吸附剂导致粉末粘连，而4-8%浓度乳糖喷雾干燥时可获得流动性良好的粉末。另一项研究表明，玻璃化转变温度（Tg）较低的糖类如葡萄糖和蔗糖会产生粘性粉末，而乳糖和甘露醇（Tg > 80°C）可生成流动性良好的粉末。因此，建议以Tg而非熔点作为选择吸附剂的预测指标。干燥过程中过大的应力可能导致颗粒聚结。喷雾干燥期间颗粒聚结的另一个原因包括空气力、速度和颗粒间接触时间。研究发现，伊曲康唑纳米混悬剂喷雾干燥后颗粒的平均尺寸比原始悬浮液高10-20%。观察到聚合物表面活性剂和糖类不足以在喷雾干燥过程中稳定纳米颗粒，需额外添加带电表面活性剂以抑制不可逆聚结。因此，工艺优化对于生成可用于静脉给药的重分散纳米混悬剂至关重要。  4.3. 喷雾冻干 喷雾冻干（Spray freeze drying，SFD）技术结合了上述两种工艺，包括液滴生成、冷冻和升华干燥三个阶段。纳米混悬剂通过喷嘴生成液滴，并立即在液氮中冷冻。这些冷冻液滴随后进行冻干，通过升华干燥去除水分。SFD特别适用于热敏产品，如重组蛋白和疫苗。该技术已被探索用于注射剂和吸入产品，是一种有前景的下游加工方法，因其与喷雾干燥产品相比可获得更小的颗粒尺寸。然而，目前尚无使用SFD干燥静脉纳米混悬剂的实例。 4.4. 电喷雾 电喷雾，也称为电液动力学雾化（electrohydrodynamic atomization，EHDA），可生成具有窄尺寸分布的亚微米液滴。其基于电机械和流体力学力的协同作用。纳米混悬剂通过施加高压的发射器（玻璃或金属毛细管）传递。在电场作用下，液体表面张力导致液流分裂成液滴。这些液滴与干燥气体结合后蒸发形成干燥固体颗粒。施加的电压、流率和喷嘴到收集器的距离是该工艺的关键参数。研究对埃洛替尼纳米混悬剂的电喷雾和冻干固化技术进行了比较评估，基于药物含量、颗粒尺寸、形态、固态形式、表面积、孔体积、重分散后尺寸和药物释放等参数，发现冻干粉末优于电喷雾干燥粉末。然而，该技术被探索用于制备口崩片用纳米喷雾干燥粉末。进一步探索该技术在注射剂中的应用具有潜力。 5. 纳米混悬剂的表征 5.1. Zeta电位 Zeta电位（颗粒电荷）反映了纳米混悬剂制剂的物理稳定性，可通过Zetasizer测定。对于静电稳定的纳米混悬剂，至少需要±30 mV的zeta电位。以月桂基硫酸钠（静电稳定剂）稳定的吲哚美辛纳米混悬剂显示出-84 mV至-90 mV的高zeta电位，而使用HPMC（空间稳定剂）时，zeta电位较低，范围为-17 mV至-20 mV。对于静电和空间联合稳定的情况，最低zeta电位值需为±20 mV。研究表明，联合使用静电稳定剂大豆卵磷脂和空间稳定剂泰洛沙泊的布地奈德纳米混悬剂的zeta电位为-41.1 mV。zeta电位在-5至+5 mV之间表明快速聚结，提示短期稳定性。然而，zeta电位并非稳定性的必要条件，纳米混悬剂在上述范围外也可保持稳定，这可能归因于纳米晶体分散液与其他纳米颗粒系统在密度和重力影响上的固有差异。 5.2. 颗粒尺寸和粒度分布（PSD） 平均颗粒尺寸和粒度分布是重要参数，影响溶出速率、饱和溶解度、物理稳定性及纳米混悬剂的体内行为。光子相关光谱（PCS）可用于测定纳米混悬剂的平均颗粒直径和粒度分布范围（多分散指数，PI）。PI对纳米制剂的物理稳定性至关重要，应足够低以确保长期稳定性。PI值<0.3表示粒度分布较窄。尽管PCS是一种多功能且快速的技术，但其仅覆盖0.02-0.3微米的范围。因此，除PCS外，还需进行激光衍射（LD）分析，以检测制剂中可能存在的药物微粒。LD分析对静脉纳米混悬剂至关重要，因其可测定体积尺寸分布，覆盖0.05-80微米的颗粒范围，部分仪器可测高达2000微米。这对静脉纳米混悬剂尤为重要，因尺寸>6微米可能导致毛细血管堵塞或栓塞形成。另一种测定颗粒尺寸的技术是库尔特计数器技术，可提供不同尺寸类别每单位体积的绝对颗粒数，覆盖0.4-1600微米范围，因此比LD分析更适合测量纳米混悬剂中的微粒药物晶体。PCS和LD分析前需用去离子水或稳定剂溶液适当稀释，以防止多重散射，从而在一定程度上改变纳米混悬剂的性质。  扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等可视化表征技术可作为支持技术，用于识别主要药物纳米晶体。通过结合SEM/TEM成像和粒度测定，可定性和定量评估纳米混悬剂的聚结性质。由于这些技术使用高真空，水分蒸发可能干扰电子束并影响图像分辨率。其他颗粒尺寸测定技术包括广角X射线散射（WAXS）、小角X射线散射（SAXS）和X射线衍射（XRD）。这些是间接方法，需使用干粉样品进行分析，但从统计角度提供更可靠的信息。XRD可通过谢乐公式、威廉姆森-霍尔图和里特费尔德方法，利用XRD反射的展宽测定颗粒尺寸。BET表面面积分析也是一种相对简单的颗粒尺寸计算技术，但其局限性在于假设颗粒为球形，不适用于各种类型的纳米颗粒。近期，固态核磁共振谱（ssNMR）被探索用于纳米制剂的颗粒尺寸估算。研究发现，较小颗粒的抗坏血酸二氯喹啉通常具有比大颗粒更短的弛豫时间。该技术可用于在辅料存在下测定API的颗粒尺寸分布，这在开发过程中可能有所帮助。然而，研究者提出，弛豫时间的变化可能与其他因素有关，需进一步探索以将ssNMR作为颗粒尺寸评估工具。借助近红外（近IR）光谱技术，现可实现颗粒尺寸的在线监测，提供接近颗粒生产终点的实时数据，精度为2.4纳米。总之，需使用互补工具确认纳米颗粒的尺寸，以确保给定制剂的颗粒尺寸。  5.3. 颗粒形态 显微镜技术是唯一能够直观检测单个颗粒的技术，可提供颗粒尺寸外的形态信息。由于光学显微镜无法用于小于可见光波长的颗粒，因此需使用电子显微镜技术测定纳米级颗粒尺寸。SEM和TEM技术提供最高分辨率图像，可揭示结构的最细微细节。SEM/TEM分析前样品必须完全干燥，可通过冻干或冷冻断裂实现。SEM分析需通过在样品表面涂覆金、钯、铂或锇使样品具有导电性。TEM分析则需在干燥样品上涂覆四氧化锇以提供足够对比度。然而，水分损失可能导致样品微观结构变化，干燥也可能改变药物纳米混悬剂的现有聚结状态。此外，纳米混悬剂的流变学表征可支持聚结状态的评估。原子力显微镜（AFM）基于扫描探针显微镜原理，反映样品表面形貌。AFM样品制备较SEM/TEM简单，样品无需导电。纳米晶体颗粒需分散或通过粘合剂粘附在基底上进行表征。常用的基底包括云母、玻璃盖片、高度定向热解石墨（HOPG）、原子级平坦金和氧化硅晶片，常用的粘合剂为聚-L-赖氨酸。 SEM images of (A) raw CLT, (B) drug nanocrystals achieved by anti-solvent method, (C) drug nanocrystals achieved by HPH and (D) spray dried powder.  5.4. 固态表征 纳米晶体生成过程中的工艺参数可能导致晶体颗粒固态形式的变化。因此，需确认制剂中药物的最终固态形式，因其可能影响稳定性和静脉给药后的性能。观察到在纳米混悬剂生产过程中，高压应用导致API非晶化，例如药物RMKP22在纳米混悬剂中呈非晶态。差示扫描量热法（DSC）和XRD分析是最常用的识别药物纳米晶体固态形式的方法。通过绘制包含不同比例晶态和非晶态药物的物理混合物的校准曲线，可通过XRD测定结晶度。需注意，样品制备对确定最终制剂中API的固态形式至关重要。纳米混悬剂的下游加工涉及额外辅料的加入，可能干扰表征过程。DSC的热事件可能与使用的辅料重叠，或辅料-药物相互作用可能导致多晶型转变。因此，建议单独对API进行固态表征，可通过在环境条件下干燥纳米混悬剂制剂实现。样品制备中的关键参数是干燥温度和时间，需注意干燥温度或持续时间不影响制造过程中生成的固态形式。此外，电子显微镜可用于区分晶态和非晶态药物。晶态药物在双折射模式下呈现明亮对比黑色偏振背景，而非晶态药物呈现暗色。结合DSC的热台显微镜（HSM）可帮助识别与多晶型转变相关的热事件，协助区分DSC吸热峰。  5.5. 体内性能 确定制剂的体内性能是研究的重要部分，有助于建立体外/体内相关性（IVIVC）。目前，体内性能评估通常使用昂贵且耗时的啮齿动物模型。鸡胚尿囊膜（CAM）模型是一种快速、可及且低成本的替代方法。CAM高度血管化，模拟哺乳动物器官如肝脏或脾脏的分叉/汇聚血管系统，易于捕获纳米颗粒。CAM成像显示，胶体稳定的阳离子颗粒在尺寸、形状和zeta电位相同但电荷分布不同的情况下，循环行为显著不同。具有斑块电荷的纳米颗粒立即被隔离，而均匀带电的纳米颗粒保持循环。这一观察随后通过SPECT成像在啮齿动物模型中验证。CAM模型还可用于纳米颗粒-肿瘤相互作用研究。尽管啮齿动物模型对新研究药物仍不可或缺，但CAM模型作为廉价、高效的中间系统，可协助筛选纳米系统以进行后续哺乳动物测试，减少哺乳动物的使用并弥合体外到体内的差距。药物的体内行为受其表面疏水性和与血浆蛋白的相互作用影响。静脉注射纳米晶体后获得的蛋白吸附模式被认为是器官分布的关键因素。因此，需采用适当技术评估蛋白相互作用和表面性质。疏水性相互作用色谱法可测定表面疏水性，而二维聚丙烯酰胺凝胶电泳（2-D PAGE）可用于定性和定量测量静脉注射药物纳米混悬剂后的蛋白吸附。  6. 放大生产 药物纳米晶体已被多家制药公司纳入制剂开发决策树，因其易于放大生产。放大生产通过实验室、试点和生产阶段的相似性实现。目前市场上的大部分药物产品通过湿式介质研磨（WMM）和高压均质（HPH）制备，因其易于放大。 在WMM中，需控制工艺参数和材料属性，如药物量、研磨珠用量、研磨速度、研磨时间和温度，以获得所需尺寸范围的颗粒。WMM因其适用的设备（如搅拌球磨机）而受到青睐，药物在其中研磨约30-120分钟以获得所需尺寸的纳米晶体。这些设备可按批次或连续模式（循环模式）操作。大规模操作通常采用循环模式以获得所需颗粒尺寸。这些搅拌磨机具有介质分离器，如过滤筒或分离间隙系统，可在纳米混悬剂循环时将研磨介质保留在研磨室内。悬浮液以一定速度泵回研磨室，在短时间内颗粒暴露于高能量输入，从而减小颗粒尺寸。行星球磨机配有改良的样品架，适用于小规模生产纳米混悬剂。或者，搅拌球磨机可用于起始药物量低至10毫克的制剂开发早期或稳定剂筛选研究，API消耗最少。WMM因其从小规模到商业生产批次的适用设备而被视为可放大的方法。 HPH是另一种常用于生产纳米晶体的技术。高压均质器在制药行业中普遍可用，因此可用于纳米混悬剂的商业生产。相比WMM，HPH不易因设备磨损产生杂质。研究表明，典型纳米混悬剂在1500巴下循环20次后含铁量<1 ppm。然而，在活塞间隙均质器中，处理极硬材料时可能发生磨损，因均质阀尖端表面积相对较小，悬浮液体积较大。当使用不锈钢部件时，磨损会影响工艺效率。因此，现代均质器配备陶瓷尖端阀门，在苛刻条件下提供额外保护，使其更适合注射用途。在HPH中，较粗大的悬浮液需多次通过（即均质循环）以达到所需颗粒尺寸。为避免狭窄均质间隙堵塞，施加压力从10%逐渐增至100%。生产压力通常在1000-2000巴之间，开口间隙仅几微米。研究表明，HPH过程可降低微生物负荷和酶失活。现今，均质器从小毫升级到商业生产规模均有，使HPH成为可放大的工艺。 研究对WMM和HPH在实验室和试点规模生产的产品进行了比较评估，得出结论：纳米混悬剂的颗粒尺寸取决于泵送速度、搅拌器旋转速度和研磨循环次数。HPH的颗粒尺寸减小受施加压力和均质循环次数的影响。通常建议在HPH和WMM工艺中以微米化悬浮液开始，因使用粗大悬浮液可能导致设备堵塞。之前提到的组合技术性能优于标准WMM和HPH，但任何预处理步骤都会增加整个工艺的复杂性和成本。  7. 监管方面 美国食品和药物管理局（FDA）根据每种产品适用的现有法定标准对纳米技术产品进行监管。FDA基于产品和科学政策进行技术评估，采用量身定制的方法，揭示特定产品（如纳米晶体）的特性，同时纳入该领域不断发展的技术和科学理解。2014年，FDA发布了一份行业指导文件，阐述了其对涉及纳米技术应用的FDA监管产品的思考。该指导文件在评估产品是否涉及纳米技术应用时考虑两点：（1）材料或最终产品被设计为具有至少一个外部或内部尺寸或结构在纳米级范围（约1-100纳米）；（2）最终产品被设计为展现因其尺寸（高达1000纳米）而产生的物理、化学或生物效应。含纳米晶体API的仿制药可通过505(b)(2)途径提交FDA审批，申请人可依赖原始申请或文献中已有的研究或数据。例如，Ryanodex®（丹曲洛林钠）是一种纳米晶体产品，是从冻干注射用Dantrium Intravenous（微米化）制剂改良而来的产品。报告显示，含纳米材料的药物产品申请约占所有申请的30%。用于口服或静脉给药的纳米晶体混悬剂通过自上而下和自下而上技术生成，其关键质量属性（CQAs）保持一致。纳米晶体药物产品的规格包括CQAs，如粒度分布（PSD）、zeta电位、颗粒形状、多晶型、药物含量和药物释放。需控制多种工艺变量，如关键材料属性（CMAs）和关键工艺参数（CPPs），以实现所需的CQAs。FDA建议对涉及纳米技术应用的产品进行上市前审查。若产品未接受上市前审查，FDA敦促行业在产品开发初期咨询该机构。欧洲纳米医学表征实验室（EUNCL）和由EC-H2020资助的REFINE联盟致力于开发纳米医学的监管科学框架。EUNCL/REFINE与国家癌症研究所纳米技术表征实验室（NCI-NCL）合作，旨在弥合出版与转化之间的差距，识别纳米医学开发中的常见问题，并定义临床前评估的关键质量属性，从而促进产品开发。 8. 应用 8.1. 临床前制剂的作用 临床前制剂是药物发现和开发的重要组成部分，贯穿药物开发的两阶段：发现阶段（先导化合物发现）和临床前阶段（临床前先导化合物）。这些早期制剂有助于优化体内暴露，预测人体临床试验的初始剂量，并减少毒理学副作用。常规毒理学（tox）研究用于评估研究化合物的体内不良反应。毒理学制剂对制剂科学家构成重大挑战，因这些制剂需高浓度且长期使用。例如，在剂量递增研究中，制剂需提供远超有效剂量的体内暴露，并需在特定时间段（如2周）内持续给药。需注意，载体预计不会引发任何不良反应。毒理学研究对先导化合物的进展至关重要。发现阶段的先导化合物通常数量有限（例如<20-30毫克），若药物溶解度差，早期制剂开发是一项挑战。临床前先导化合物需详细的疗效/活性、药代动力学和毒理学数据，制剂选择要求更具体。纳米混悬剂可作为临床前制剂的即时解决方案，因其提供高药物浓度且无需大量辅料。早期制剂的纳米混悬剂可使用NanoMill®（<50 mL）或高压均质器（若能高效处理小体积）开发。在一项案例研究中，报道了一种溶解度为2 µg/mL、log P为2.5的中性化合物需在猴子中测试。该化合物亲脂性不足以纳入脂质系统，溶解剂如Captisol®、维生素E TPGS、HPβCD无法溶解药物。因此，采用微流体技术开发了纳米混悬剂，生成颗粒尺寸（D50）为40纳米的制剂。在猴子中给药时，该纳米混悬剂制剂的暴露量达到标准悬浮液的130%。文献中报道了成功开发用于临床前研究的纳米混悬剂。例如，1,3-二环己基脲（DCU）是一种降低血压的水溶性差化合物，被开发为用于输注和静脉推注的纳米混悬剂。另一项研究使用球磨机开发了水溶性差化合物BI XX的静脉给药纳米混悬剂用于临床前研究。报道了一种利用声学混合的新型药物节约技术，可识别具有增强效率的广泛化合物的纳米混悬剂制剂。该技术通过高强度声能结合低频混合器低剪切力生成纳米混悬剂。由于混合器搅拌整个容器且不与混合物成分接触，减少了运行中的污染和干扰。该工艺由ResodynTM公司以其ResonantAcoustic®混合方法开发，多种商业声学混合器已可用。  8.2. 纳米混悬剂的靶向 纳米晶体作为一种制剂策略，近期兴起用于靶向药物至特定作用部位以提高治疗效果。纳米颗粒系统在药物靶向器官递送中显示出巨大潜力。类似地，纳米晶体混悬剂因其表面电位和体内行为可用于药物靶向。静脉注射后，药物纳米晶体可通过增强渗透和滞留效应（EPR）从渗漏的内皮细胞外渗至肿瘤。这种现象称为被动靶向，主要归因于纳米晶体颗粒的亚微米尺寸。纳米晶体在体内沉降条件下可能因快速溶出而表现类似于药物溶液。若溶出不立即发生，纳米晶体主要被肝脏（库普弗细胞）和脾脏的巨噬细胞吞噬，随后沿浓度梯度缓慢扩散。这种静脉给药的“储库”作用提供延长半衰期（t1/2）和显著降低峰值浓度（Cmax）的药代动力学特征。这种纳米晶体行为对某些药物类别有益，例如抗真菌药物，其毒性与血浆峰值相关，而疗效由AUC决定。在一项临床试验中，比较了伊曲康唑纳米混悬剂与商业Sporanox溶液的药代动力学参数。粒径约200-300纳米的纳米混悬剂显示出更大的分布体积（1677 ± 827升 vs 796 ± 185升）、更慢的清除率（3.35 ± 1.8升/小时 vs 22.9 ± 5.7升/小时），从而提供更长的半衰期（终端346 ± 225小时 vs 平均35.4 ± 29.4小时和终端30小时）和更大的初始24小时血浆浓度曲线下面积（AUC24，51,558 ± 10,635 µg·h/L vs 30,605 ± 8,961 µg·h/L）。上述研究证实了单核吞噬系统（MPS）储库行为，导致伊曲康唑纳米混悬剂在较长时间内的递送。另一项发现报道，平均粒径为268.1 ± 6.5纳米的伊曲康唑纳米混悬剂显示出与市售伊曲康唑注射液相似的溶出曲线，但药代动力学特性不同，如初始药物浓度降低、平均停留时间（MRT）和血浆半衰期增加，以及肝脏、脾脏和肺部浓度增加。因此，纳米混悬剂可改变伊曲康唑的体内分布，有助于被动靶向MPS。研究表明，粒径为385纳米的克罗沙明纳米混悬剂通过静脉给药显示出对网状内皮系统（RES）的靶向，成功将药物靶向至分枝杆菌感染的主要宿主细胞（组织巨噬细胞）。由于克罗沙明水溶性低（pH 7.8时为0.3 g/L），这些纳米晶体未立即溶解，导致RES中纳米晶体隔离。研究报道，平均尺寸为133 ± 20纳米的阿苏拉林（ASL）纳米混悬剂从血浆中快速清除，在肝脏、肺和肾等组织中的浓度显著增加，归因于MPS对纳米晶体的摄取。因此，ASL纳米混悬剂在肾和肝中的AUC0-∞显著更大，但在心脏中无此现象。研究了两种奥瑞多宁纳米晶体（NCs，尺寸分别为103.3 ± 1.5纳米和897.2 ± 14.2纳米）在兔子静脉给药后的组织分布和药代动力学。体外实验显示，小尺寸NCs在10分钟内完全溶解，大尺寸NCs需2小时。在体内，小尺寸NCs表现与药物溶液相似，而大尺寸NCs在肝脏、肺和脾脏中积聚更多。研究提出，小尺寸晶体在体内短时间内完全溶解，表现如溶液，而大尺寸NCs保持不溶，易被MPS摄取。另一项研究表明，在MCF-7肿瘤异种移植小鼠模型中，粒径为240纳米的未包衣喜树碱NCs比丙二醇和盐水制成的喜树碱盐溶液具有更优的抗肿瘤效果，归因于EPR效应和更高的水解抗性。生物分布数据支持这一观察，显示喜树碱在肿瘤中的沉积更多，水解减少。上述研究表明，调节颗粒尺寸在纳米晶体靶向中起重要作用。小尺寸晶体通过EPR效应靶向肿瘤细胞，大尺寸晶体主要被脾脏和肝脏的MPS摄取。此外，可使用靶向配体进行药物纳米晶体的表面修饰。表面修饰还有助于延长纳米晶体的体内溶出时间。研究探索了透明质酸（HA）锚定的紫杉醇（PTX）纳米晶体（HA-PTX/NC）的化疗效果，观察到HA-PTX/NC显著延长PTX的系统循环，AUC0-∞比市售紫杉醇制剂TaxolTM高8.4倍。研究还显示，HA-PTX/NC在LA-7肿瘤大鼠模型中减少肺转移，具有更高的抗肿瘤效果和更低毒性。另一项研究评估了用HA和载脂蛋白（Tf）表面修饰的PTX-NC对细胞生长的抑制作用。体外结果显示，与未修饰的PTX-NC相比，表面修饰的NCs具有更高的细胞渗透性。在MCF-7细胞中，表面修饰的PTX-NCs导致60%的细胞生长抑制，但效果低于未修饰的PTX-NC和纯PTX在正常细胞系中的表现。研究制备了赫赛汀（HCT）功能化的PTX-NCs，研究其对HER-2阳性乳腺癌细胞的影响。细胞摄取研究显示，表面修饰的纳米晶体表现出更高的结合亲和力和对HER-2阳性乳腺癌细胞系的更大特异性摄取。研究探索了阿托伐他汀纳米晶体（ANCs）表面涂覆载脂蛋白E（apo E）的作用，观察到apo E涂覆的ANCs与脑内皮细胞孵育导致纳米颗粒在表面积累，但未被脑细胞摄取。研究开发了奈韦拉平纳米混悬剂，通过表面修饰葡聚糖、血清白蛋白和聚乙二醇改善其靶向作用。体内组织分布研究显示，NCs在脑、肝和脾等器官中的积累增加，与纯药物相比，延长了在靶部位的停留时间。研究制备了多西他赛（DTX）纳米晶体，并以新型硫酸软骨素A（CSA）和聚乙二醇共轭物稳定。该稳定剂提供聚乙二醇化、稳定和CD44受体靶向的多重优势。在MDA-MB-231细胞中，DTX-CSA NCs显示出增强的细胞摄取、更深的渗透和更高程度的细胞毒性，归因于EPR效应结合受体介导的内吞作用。静脉给药DTX-CSA制剂显示出改善的药代动力学特征和对4T1诱导肿瘤的显著抑制，且毒性降低。  8.2.1. 配体脱落带来的挑战 稳定剂和靶向配体通过非共价键连接到纳米晶体表面，表面修饰主要通过非特异性吸附等相互作用。物理吸附提供的弱相互作用可能导致纳米晶体溶解时稳定剂脱落。体外或体内实验中的过度稀释可能导致稳定剂或靶向配体的脱落。例如，研究表明，泊洛沙姆407（Pluronic® F127）在稀释或轻度加热时从紫杉醇纳米晶体上脱离。因此，配体/稳定剂的脱落是实现特定部位靶向的关键障碍。化学改性稳定剂以提供更多与纳米晶体的相互作用位点是减少脱落的一种方法。另一种方法包括在药物纳米晶体周围交联稳定剂，通过物理包裹和物理吸附减少脱落。例如，研究直接在PTX NCs外部交联嵌段共聚物形成聚合物纳米笼，报道这些纳米笼-NCs提供颗粒间相互作用的立体屏障，防止聚结。尺寸稳定性分析显示，纳米笼-NCs与非交联涂层相比具有更好的尺寸稳定性，纳米笼从NCs表面的脱落减少3至4倍，通过调整聚合物从纳米笼-NCs释放的程度实现。研究报道通过三聚磷酸在PTX和萘普生表面交联壳聚糖，显著改变NCs的释放曲线，但未评估交联后的尺寸稳定性和脱落现象。近期，逐层（LbL）聚电解质组装被探索作为获得稳定涂层以封装药物NCs的方法。LbL方法首先在疏水药物NC上锚定一层小分子两亲物和聚合物，随后依次沉积多层带相反电荷的聚电解质。药物释放因聚合物层厚度控制药物扩散而延长。研究采用LbL方法以相反电荷的聚电解质和顶部PEG化共聚物涂层PTX NCs，观察到涂层颗粒的溶解比非涂层NCs和Abraxane（市售PTX制剂）慢。然而，药代动力学和生物分布数据显示，涂层NCs从血流中快速移除，推测是由于PEG化涂层从NCs表面脱落。在某些情况下，稳定剂的脱落可能有益。例如，研究通过制备以D-α-生育酚聚乙二醇1000琥珀酸酯（TPGS）稳定的PTX NCs研究脱落现象，TPGS作为P-gp抑制剂在脱落后改善了耐药细胞中的药物摄取。在过表达P-gp和PTX耐药的NCI/ADR-RES细胞中，TPGS稳定制剂显示出比游离PTX或泊洛沙姆407稳定PTX制剂显著改善的抗增殖效果。  9. 市售及在研静脉给药纳米混悬剂产品 自2005年纳米颗粒静脉混悬剂Abraxane®获批后，进入人体临床试验的药物颗粒制剂稳步增加。Abraxane®由紫杉醇蛋白结合颗粒组成，紫杉醇被包裹在白蛋白基质中，但紫杉醇在Abraxane®中呈非晶态，与本文讨论的纳米晶体混悬剂不同。药物纳米晶体是发明到市场阶段时间最短的成功制剂之一，但这主要适用于口服和其他给药途径。目前仅少数产品进入临床阶段，仅一种产品用于静脉给药。这可能由于转化开发、无菌性和长期稳定性等挑战。Ryanodex®是唯一用于静脉途径的商业产品，为丹曲洛林钠的冻干制剂，用无菌注射用水重构形成纳米混悬剂。此外，美洛昔康纳米晶体已进入临床试验后期（第3阶段），乌比卡仁酚已进入第2阶段临床试验。  10. 未来展望 制剂方法和商业上可行的制造工艺的进步加速了纳米混悬剂从研究实验室到患者床边的转化。已有几种基于纳米混悬剂的肌内（IM）注射剂上市，如Invega Sustenna（Janssen Pharmaceuticals）、阿立哌唑月桂酰（Alkermes, Inc.）和每月一次阿立哌唑长效注射剂（Otsuka Pharmaceuticals），用于治疗精神分裂症。长效GSK1265744（744）和利匹韦林（TMC278）纳米混悬剂在3天内达到稳态血浆浓度，证明其在HIV-1治疗中的潜力。未来这一趋势可能增加，因制药公司正探索基于纳米混悬剂的IM制剂，因其易于给药和减少注射部位刺激或疼痛的独特优势。这些制剂通常依赖油性介质、溶剂或亲脂性前药以获得延长作用。这些制剂对易不依从剂量的群体（如精神分裂症等中枢神经系统疾病患者）特别有用。类似地，对于需每日服用大量药丸的免疫缺陷患者，纳米混悬剂提供非常方便的给药方式。静脉纳米混悬剂在临床前研究中是常见制剂策略，因其可确定静脉药代动力学。然而，药物纳米晶体在不同器官（如RES系统）中的积累可能导致器官毒性。除非克服这些挑战，否则从监管角度看，商业产品可能面临困难。同时，难溶性药物因其相对较好的药代动力学而在静脉给药后表现类似于静脉溶液，是静脉给药的良好候选者。近期无菌技术（如隔离屏障技术）的进步有助于应对无菌加工要求的技术障碍。此外，开发具有高亲和力靶向各种器官的功能化表面涂层纳米晶体被视为纳米混悬剂研究的下一阶段。 相关链接： 纳米晶体用于静脉药物传递：成分开发、制备方法及在肿瘤学中的应用 药物纳米晶在口服吸收中的作用：影响药代动力学的因素 纳米混悬液-处方及工艺考量 纳米混悬液稳定剂抑制聚集机制 纳米混悬液