長效注射混懸劑（微晶或納晶）是將原料藥粉碎或研磨成微米或納米晶體并懸浮于水溶液或油溶液中，因具有載藥量高和無溶劑殘留風險等優勢，多用于難溶性藥物的制劑開發，目前長效注射混懸劑已成為研究熱點之一。長效注射混懸劑在慢性疾病治療方面具有優勢，近年來在抗精神病藥物中已得到了廣泛應用，已上市產品包括帕利哌酮棕櫚酸酯注射混懸劑、雙羥萘酸奧氮平注射用懸浮液和阿立哌唑長效注射液均采用微晶或納晶技術，因此了解長效注射混懸劑（微晶或納晶）在體內的吸收過程以及吸收影響因素是非常有必要的。
通過查閱相關文獻得知，長效注射混懸劑（微晶或納晶）在機體內的吸收方式主要有兩種，第一：擴散血管吸收（包括溶解和相轉移），第二：淋巴系統吸收；淋巴系統吸收主要包括細顆粒直接吞噬和局部組織炎癥反應，藥物通過淋巴系統吸收，但根據文獻[1]DARVILLE 等人在研究抗精神病藥物長效制劑時通過引流淋巴結的生物分析中發現對于長效注射混懸劑（微晶或納晶），藥物通過淋巴系統吸收對于整個藥物吸收的影響幾乎忽略不計。因此這篇文章我們重點講述長效注射混懸劑（微晶或納晶）通過藥物擴散血管吸收的主要影響因素。下面我們先講述下肌肉注射和皮下注射的生理結構。
1.皮下注射和肌肉注射的生理結構
皮下注射和肌肉注射的部位一般有豐富的血液和淋巴循環，肌肉注射是將藥物注射到骨骼肌中，而在骨骼肌中，1mm2的橫切面上，有1000以上毛細血管，因此肌肉注射給藥的藥物需先經注射部位的結締組織擴散，再經毛細血管吸收進入血液循環。
皮下注射是將藥物注射到皮下組織中，皮下組織有豐富的淺靜脈，但其血管少，血流速度低，因此藥物吸收較慢。通常情況下肌肉注射比皮下注射吸收要快；通過已上市的長效注射劑（微晶或納晶），我們可以看出，皮下注射或肌肉注射緩釋時長可達一周甚至一個月及以上，比如：帕利哌酮棕櫚酸酯注射混懸液、阿立哌唑注射混懸劑等。下圖1是不同注射給藥途徑的部位，讓我們更加深入理解不同給藥途徑的位置。
介紹完皮下注射和肌肉注射的生理特點，下面我們來重點講述長效注射混懸劑（微晶或納晶）吸收影響因素。
2.影響長效注射混懸劑（微晶或納晶）吸收因素
2.1原料因素
2.1.1 粒徑
長效注射混懸劑（微晶或納晶）是將原料藥粉碎或研磨成微米或納米晶體并懸浮于水溶液或油溶液中，通常情況，粒徑控制是構建藥物晶體長效釋藥系統的基礎，其理論依據為經典的Noyes-Whitney方程和 Ostwald-Freundlich 方程，即隨著粒子粒徑的減小，粒子表面積增大，藥物溶出速率隨之增加，進而影響藥物的吸收，下圖2是不同粒徑的總體表面積以及不同粒徑對藥物溶解度和溶解速率的影響。
圖2 Comparison of micro-sized and nano-sized drug crystal in size and distribution in droplets [2]; (B) Advantageous absorption behavior of drug nanocrystals beyond micronized drug
在帕利哌酮的研究資料中得知，通過研磨法制備了不同粒徑的混懸型注射液，其比表面積及在 Beagle犬體內的藥動學數據如表1所示。由此可見，隨著粒徑的減小，Cmax和AUC呈明顯增大的趨勢，Tmax呈減小趨勢，但粒徑最小時的試驗結果偏離了該趨勢，可能是因為粒徑達到一定程度后，藥物可能在體內聚集，導致接觸面積變小，進而導致粒徑最小時Tmax結果出現偏離。與人體相比，帕利哌酮在 Beagle 犬體內的清除速度較快，所以顆粒大小對其在人體內藥動學行為的影響比預期結果大得多。
表1 帕利哌酮的顆粒大小及其肌注后在beagle犬體內相應的藥動學參數[3]
2.1.2分子量
根據文獻記載，分子量越大的藥物，吸收也越慢，大分子（5000~20000）的藥物通過細胞壁變的十分困難[4]，這時候藥物主要是通過淋巴系統的吸收，而小分子藥物通常比較容易通過血管壁的微孔，這主要是因為血管壁微孔通常比較小，僅有3nm，因此分子量較小的藥物可以通過。
2.1.3親脂性和親水性
通常情況下，親脂性化合物通過皮下注射和肌肉注射吸收較慢，水溶性化合物吸收較快，這是因為脂溶性藥物向附近周圍組織的擴散和分配可能會更慢，當然脂溶性藥物有時也可被淋巴細胞轉運，但這個速度也是較慢的；根據文獻[5]介紹，藥物在體內24h的釋放主要取決于藥物的親脂性，親脂性越強的化合物，24h的生物利用度越低，F. Kadirr[6]等對不同親脂性的β受體阻斷劑給豬注射后檢測剩余藥物的量，其中不同洛爾之間的親脂性見下表2，結果顯示（圖3）親水性最強的阿替洛爾吸收最多，未被吸收的殘余量越少，親脂性最強的普萘洛爾未被吸收的殘余量越多。
在早期激素類藥物睪酮的研究報道中[7]，在大鼠體內，隨著脂肪酸鏈增加藥物的作用時間也越長。較長的酯鏈，特別是癸酸酯，會顯著延遲起效時間且使血漿 Cmax值變小。短鏈脂肪酸的作用時間與其分配系數呈對數關系，例如應用定量構效關系對南諾龍酯前藥及代謝物的活性進行預測時，能夠在化合物活性與其在油酸乙酯-水體系中的分配系數之間建立二項式關系。此外，快速測定藥物在體外的分配系數有助于預測其形成體內貯庫的可能性。HO[8]等分別用豆蔻酸、棕櫚酸和硬脂酸合成了恩替卡韋酯類前藥，比較了各產物的水溶性、分配數 (logP）、水解作用和體外釋放曲線，最終選擇棕櫚酸酯前藥為候選藥物。
表2 不同β受體阻斷劑理化性質及Cmax表[6]
圖3 不同β受體阻斷劑肌肉注射后藥物剩余量
2.1.4晶型
藥物不同的晶型對藥物吸收也有一定的影響，這可能是因為不同的晶型其溶解度不一樣，導致藥物的緩釋作用時間也會有一定的影響。張聰[9]等在美金剛長效注射劑研究中，對晶型I和晶型II進行了大鼠肌肉注射，結果顯示見下圖4，晶型I和晶型II兩者緩釋時長不一，其中晶型II的緩釋時長明顯長于晶型I。
圖4 經肌肉注射給予大鼠125 mg/kg美金剛雙羥萘酸鹽混懸劑（F1（晶型I）和 F（晶型II））的血藥濃度-時間曲線（mean±SD；n = 6）
2.1.5藥物濃度和注射量
通過查詢文獻，發現藥物的注射體積和注射量對藥物吸收無法得到一致的答案，對于不同的藥物，不同的載體材料，注射體積或注射量得出的結論完全不同，甚至可能會相反。對于注射水混懸劑，注射體積越大，吸收越快，這主要是因為該藥物吸收受溶解速率影響，即注射體積越大，溶劑被吸收后，固體藥物越分散，因此藥物溶解速度快，吸收越快；而對于親水性藥物水溶液，注射體積越小，吸收越快，而對于不同于油的大分子混懸劑來說，藥物可能通過溶解以及相轉移兩種方式控制，同時還有一種因素是通過吞噬，吞噬可能對于某些細顆粒直接作用，但是這種作用幾乎可以忽略不計。根據Leonid Kagan[10]等人對單克隆抗體的大鼠藥代動力學研究得知，相同給藥量，大體積皮下注射，藥物初始吸收要快于小體積藥物的吸收。
圖5 大鼠背部皮下注射藥時曲線圖（▼— 1 mg/kg、 ∇—10 mg/kg (1 mL/kg)、△—10 mg/kg (4 mL/kg)、and x— 40 mg/kg）
而HIRANO[11] 等利用動物模型建立了一系列藥動學公式，論證了極難溶藥物的水性混懸型注射液的吸收速率常數 (ka) 與注射體積和濃度的關系，得到注射體積和濃度越大、ka值越小的結論。
2.1.6pH-pKa
據研究報道，pH值在肌肉注射和皮下注射吸收過程中有一定的影響，由于組織液的中和或緩沖能力，有可能會導致藥物析出；正常情況下，肌肉微環境[20]的pH值為7.4～7.6，為了應對注射導致的創傷，組織的酸堿度會在幾個小時內降至 pH 6.5，這可能會影響藥物的溶解度。在所有已知的抗精神病藥LAI制劑中，藥物分子的 pKa 值為 7～9，在酸堿度下降時易發生電離，而藥物離子化后溶解度普遍會增加，有0.07％的患者在注射奧氮平雙羥萘酸鹽后會發生藥物突釋現象，產生嚴重不良反應[ 13]，研究表明，奧氮平雙羥萘酸鹽在血漿中的溶解度比在pH 7.6緩沖溶液中高15倍，當血液滲透到注射部位時，藥物會快速溶解釋放，導致發生不良反應。
2.1.7 藥物蛋白結合
通過文獻得知，如果藥物與蛋白結合很強，則藥物在肌肉注射中吸收可能會慢于口服注射，比如苯妥英鈉，苯妥英鈉很容易在肌肉內與蛋白質結合，因此該藥物在肌肉吸收要慢于口服。查詢文獻研究8名正常成午人苯妥英鈉在不同給藥途徑即靜脈注射、肌肉注射和口服時的絕對生物利用度及藥物代謝動力學。肌肉注射的生物利用度比口服低，峰位僅為口服的三分之一左右（圖6）。
圖6 苯妥英鈉不同給藥途徑的血藥濃度-時間圖[14]
2.2輔料因素
2.2.1 共溶劑
通常情況，為了提高藥物的溶解度，我們會使用一些共溶劑，比如乙醇、甘油、丙二醇和聚乙二醇400，然而這些共溶劑會對吸收起到哪些作用，是值得我們研究的。據報道丙二醇、甘油和聚乙二醇400對不同化合物的吸收均不同，有的降低有的提高。
而乙醇的粘度很小，在高濃度作用下，它會讓注射部位的蛋白變性，因此它可能會對水溶性離子和非離子型藥物如異煙酰胺、異煙酸甲酯、異煙酸和鹽酸普魯卡因的吸收有抑制作用，這種影響主要因為結締組織通透性的改變，最終使其吸收降低。
據文獻[15]丙二醇對鹽酸苯并咪唑吸收的影響說明了共溶劑對其吸收的影響，通常情況下，丙二醇在體內吸收慢于水在體內的吸收速度，然而在某些情況下，丙二醇的存在可以防止部分游離堿(或游離酸)的析出，因此可能會促進藥物的吸收。
2.2.2 表面活性劑
對于長效注射混懸劑（微晶或納晶）表面活性劑可以起到潤濕劑和穩定劑的作用，目前獲批可用于肌內注射的表面活性劑種類并不多，其中包括吐溫80、吐溫20、聚乙二醇4000和泊洛沙姆；表面活性劑是注射混懸劑的重要組成部分之一，它不但可以提高藥物粒徑的穩定性，還可以增加疏水性藥物被水潤濕的能力。據文獻報道[16]，表面活性劑或親水性聚合物(如聚乙二醇或泊洛沙姆)的吸附會增加顆粒的親水性并降低內化程度。
2.2.3載體的親脂性
通過文獻[17]發現，將青蒿素制備成油混懸劑和水混懸劑，分別肌肉注射給10名志愿者，結果驚奇地發現，青蒿素的油混懸劑在體內的吸收明顯快于水混懸劑，結果見下圖7，其中b為青蒿素油混懸劑，c為青蒿素水混懸劑：通常情況油混懸或水混懸被認為是一種緩釋體系，而且油在體內吸收是相當慢的，有時候油在體內可長達一個月，而本文獻中藥物形成的油混懸劑的吸收快于水混懸劑，主要可能是青蒿素快速溶于油中，然后再從油中分配到組織液中，而青蒿素在水中不溶，因此，沒有油起媒介的作用，最終導致青蒿素水混懸劑慢于油混懸劑。通過查找文獻[18]得知青蒿素在水中的溶解度小于在油中的溶解度，青蒿素在水中和不同pH條件下溶解度為60ug/ml~82ug/ml，而青蒿素在不同油中的溶解性為1.4mg/ml~10mg/ml，在pH7.4的油水分配系數為1.58。
圖7 青蒿素油混懸劑和水混懸劑肌肉注射的藥時曲線圖[17]
表3青蒿素在不同油體系中的溶溶解度[18]
2.3臨床給藥位置
2.3.1注射深度
注射不同的深度，其機體環境也有一定的差異，比如皮下注射脂肪結締組織和脂肪細胞較為豐富，而脂肪組織和肌肉組織的親脂性也是有一定差異，通常情況，脂肪組織比肌肉組織的親脂性更強，血流量也更少。據Dundee[19]等人研究，將地西泮注射液進行肌肉注射，注射深度分別為3cm和4cm，結果（結果見下圖8）顯示，注射3cm的血藥濃度小于注射4cm，研究人員解釋，3cm的脂肪層多于4cm，因此地西泮在3cm吸收更慢。
圖8 不同注射深度對地西泮的吸收影響[19]
2.3.2注射部位
注射部位對藥物的吸收也有一定作用，經常使用的部位有臂三角肌、臀大肌、股四頭肌以及前臂腹側的肌肉，據相關文獻報道，與臀肌注射相比，三角肌注射時藥物吸收速度更快。
3.總結
綜上所述，影響長效注射混懸劑（微晶和納晶）原因非常多，包括原料自身因素、輔料因素以及臨床給藥位置。原料自身因素包括分子量、親脂性、粒徑、晶型、藥物濃度和注射量、pH-pKa、藥物蛋白結合等性質，因此在選擇藥物時需要考慮這些因素，同時還需要考慮半衰期和劑量等，這樣可為立項提供一定的參考；輔料因素包括：共溶劑、表面活性劑以及輔料的親脂性，這些均是我們研發過程中需要考慮的問題。與此同時，我們可能還需要關注臨床應用，包括注射位置、注射速度等。
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