超臨界CO2流體製備SOD微球(Microspheres)技術
(一) 超氧化物歧化( SOD )生物學功能與藥理學功用
超氧化物歧化酶(
SOD )又稱過氧化物歧化酶。
SOD
屬於金屬酶,按照結合金屬離子種類不同,可分為三種:含銅與鋅超氧化物歧化酶(
CUZNSOD )、含錳超氧化物歧化酶(
MN —— SOD
)和含鐵超氧化物歧化酶(
Fe —— SOD )。三種
SOD
都催化超氧化物陰離子自由基歧化為過氧化氫與氧。
人體內自由基(也稱遊離基)與大部分疾病以及人體的衰老有關。其存在形式有超氧化物陰離子自由基、羥自由基、氫自由基和甲基自由基,等等。在細胞內由於自由基非常活潑,化學反應極強,參與一系列的連鎖反應,能引起細胞生物膜上的脂質過氧化,破壞了膜的結構和功能;
它能引起蛋白質變性和交聯,使體內的許多酶及激素失去生物活性,機體的免疫能力、神經反射能力、運動能力等系統活力降低,同時還能破壞核酸結構和導致整個機體代謝失常等,最終使機體發生病變。
雖然自由基會對機體產生諸多危害,但是在一般的條件下人體細胞內也存在著清除自由基、抑制自由基反應的體系,它們有的屬於抗氧化酶類,有的屬於抗氧化劑。像
SOD
是一種主要的抗氧化酶,能清除超氧化物自由基,在防禦氧的毒性、抑制老年疾病以及預防衰老等方面起著重要作用。SOD
能專一地清除體內有害的自由基,以解除自由基氧化體內的某些組成成分而造成的機體損害。如氧中毒、急性炎症、水腫、自身免疫性疾病、輻射病等疾病都與活性氧的毒性有關。超氧化物歧化酶(
SOD
)作為超氧陰離子的整合劑,它既是目前臨床上常用的治療藥物,可以製成
SOD 膠囊。例如賽凡
SOD
膠囊,能有效的俘獲自由基,抵禦自由基對機體蛋白質的破壞,從而導致老年常發的三高病發症。
臨床試用
SOD 可治療和預防下列疾病:
(
1
)可抑制心腦血管疾病:機體的衰老與體內氧自由基的產生與積累密切相關,
SOD
可清除人體內過多的有害的氧自由,是對健康的有益的功效成分。具有調節血脂的保健作用,可預防動脈粥樣硬化,預防高血脂引起的心腦血管疾病。降低脂質過氧化物的含量。
(
2 )抗衰老作用:
年齡的增長和某些體外因素會造成機體和皮膚組織自由基產生超過機體正常清除自由基的的能力,從而使皮膚組織造成傷害,導致衰老。由於
SOD
能夠清除自由基,因而可以延緩衰老。
(
3 )自身免疫性疾病:
SOD
對各類自身免疫性疾病都有一定的療效。如紅斑狼瘡、硬皮病、皮肌炎等。對於類風濕關節炎患者應在急性期病變未形成前使用,療效較好。
(
4 )肺氣腫:肺氣腫患者亦可使用
SOD
,但應在病變初期肺彈性纖維尚未受到損害時使用,療效較好。
(
5
)輻射病及輻射防護:本品可用來治療因放療引起的膀胱炎、皮肌炎、紅斑狼瘡及白細胞減少等疾病,對有可能受到電離輻射的人員,也可注射
SOD 作為預防措施。
(
6 )老年性白內障:
對這類疾病應在進入老年期前即開始經常服用抗氧化劑,或者說經常注射
SOD
。如果一旦形成白內障,則除摘除外,用
SOD 治療無效。
SOD保健用途主要是在保健食品及化妝品方面。由於大部分蔬菜、水果都含SOD, 人們會選擇價格低廉而SOD含量較高的果蔬提取SOD用來強化一些食品的保健功能或用來作化妝品的添加劑。目前已開發的保健食品有添加SOD的蛋黃醬、牛奶、可溶性咖啡、啤酒、奶糖、酸牛奶等,以及利用富含SOD原料開發的天然保健食品如蘆薈汁、刺梨汁、大蒜素、香蕉汁、獼猴桃汁、鳳梨汁、山楂汁、麥綠素等。
超氧化物歧化酶也廣泛應用於化妝品添加劑方面,如利用超氧化物歧化酶製造的SOD面膜、SOD蜜、SOD蛇粉等化妝品,目前已有不下數百種產品。SOD在皮膚表層可能抑制氧自由基的強氧化作用,達到護膚的目的。
(二)、超臨界流體蛋白分子微膠囊化製備技術進展
SOD在溶液中容易失活,無法長期保存。通常做法是加入保護物質如海藻糖、PEG等,或加入修飾材料有聚乙二醇、右旋糖酐、聚蔗糖、明膠、澱粉、同源白蛋白以及聚烯屬烴基氧化物等進行化學修飾,增強其穩定性。然後加入適合的載體物質,製成脂質體(liposome),或微囊。由於SOD主要應用化妝品、食品及醫療保健上,不僅要求SOD生產過程中及添加物質無污染、無毒,而且要保持SOD活力、不要被降解,同時還要保證SOD在人體作用部位能正確釋放。近年來生產及應用實踐表明,微囊固定化過氧化氫酶具有良好的酶活性及穩定性,在臨床檢測及衛生防疫方面具有廣泛用途。
製備微囊材料有多種選擇。Stefano Giovagnoli等人(2004)利用生物可降解材料poly(D,L-lactide-co-glycolide)PLGA製作SOD微球,其SOD活力保存及SOD持續釋放能力都很好。製備微囊方法也多種多樣,其中超臨界流體技術製備微球及納米粒的方法最被業界推崇。
超臨界流體技術製備微球及納米粒的方法早有報導,其優點是無環境污染、納米粒內無殘留有機溶劑、雜質少,因而逐漸得到重視。這種方法又包括超臨界溶液快速膨脹法和超臨界反溶劑法,早有報導用於微粒和納米顆粒的製備。
1、 超臨界流體快速膨脹法(rapid expansion from supercritical solution with a nonsolvent, RESS-N)超臨界流體快速膨脹法是將聚合物溶於一種超臨界流體中,溶液經噴嘴快速噴出,聚合物因超臨界流體溶解能力的急劇降低而沉降,沉降的聚合物中不會有溶劑殘留。這種技術可用於製備聚乳酸(PLA)納米粒,並在20 世紀80 年代末至90 年代初一度受到關注。對於相對分子品質較低的聚合物(Mr <10 000),藥物可均勻分散于納米顆粒的骨架中,但對於相對分子品質較大的聚合物,由於在超臨界流體中的溶解度小甚至不溶,而限制了這項技術的應用。
2 、超臨界反溶劑法
超臨界反溶劑法是將聚合物溶解在適宜的溶劑,溶液經導管快速引入一種超臨界流體中,此超臨界流體可以完全提取溶解聚合物的溶劑從而使聚合物沉積,形成極細微粒。該技術也稱作氣體反溶劑(GasAnti-Solvent)技術,已成功應用於納米顆粒的製備。