综述:基于纳米技术的递送系统:提升多酚类化合物的生物利用度和疗效

时间:2026年2月2日
来源:Pharmacological Research - Natural Products

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多酚类化合物源自传统中药,具有抗氧化、抗炎、抗癌等多种药理活性,但其水溶性差、低生物利用度及代谢快等问题制约临床应用。本文系统综述了脂质体、纳米颗粒、自微乳系统等先进递送技术对7种代表性多酚(如姜黄素、槲皮素、EGCG等)的ADME特性优化,强调传统中医药智慧与现代纳米技术的融合可提升疗效,为临床转化提供新思路。

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V Saran|A Jeeva|G Syamala
PSG药学院,药用植物学系,Peelamedu,哥印拜陀 – 641004,泰米尔纳德邦,印度

摘要

来自中国传统草药的 polyphenols 具有广泛的药理活性,包括抗氧化、抗炎、抗肿瘤和心脏保护作用。尽管它们具有治疗潜力,但由于水溶性差、膜通透性低、代谢迅速和生物利用度有限,polyphenols 的临床应用往往受到限制。这些药代动力学挑战显著阻碍了它们的系统疗效和治疗效果。本文探讨了如何利用先进的药物递送策略来克服这些限制,并增强传统中药(TCM)中常用的 polyphenolic 化合物的临床潜力。我们重点关注七种代表性的 polyphenols:姜黄素、芸香苷、槲皮素、白藜芦醇、山柰酚、单宁和表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG),详细介绍了它们的吸收、分布、代谢和排泄(ADME)特征以及在传统给药方式中遇到的障碍。本文全面回顾了植物体囊泡、脂质体、胶束、固体脂质纳米颗粒、纳米乳液、自微乳化药物递送系统(SMEDDS)、环糊精复合物、树状大分子、纳米晶体、前药策略和经皮系统等创新递送平台。这些系统在提高溶解度、防止 polyphenols 迅速降解、增强通透性、实现持续释放以及实现靶向递送方面取得了显著成功。此外,我们还讨论了将现代纳米技术与传统民族药理学知识相结合如何不仅改善 polyphenols 的药代动力学特性,还支持其在基于证据和标准化治疗中的应用。这种融合为将生物活性草药成分转化为有效的临床治疗方法提供了有希望的途径。最终,本文强调了需要继续进行跨学科研究,以充分挖掘中国传统草药 polyphenols 在现代治疗中的潜力。

引言

Polyphenols 是一类由植物作为次级代谢产物产生的结构多样的天然化合物 [1]。水果、蔬菜、茶叶、咖啡、葡萄酒和药用草药中都含有 polyphenols,它们因其广泛的治疗效果而受到越来越多的关注。这些效果包括抗氧化、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗癌、心脏保护和神经保护作用。Polyphenols 的多靶点机制和通常良好的安全性使其成为治疗和预防多种系统性疾病(如心血管疾病、神经退行性疾病、代谢综合征、自身免疫性疾病、癌症和传染病)的有希望的植物分子 [2]。它们在慢性疾病管理中的作用,特别是作为预防剂和辅助治疗手段,继续激发全球科学界的兴趣。
除了在西方生物医学研究中的日益流行外,Polyphenols 在传统中药(TCM)中也占有重要地位。几个世纪以来,富含 Polyphenols 的植物被用于各种制剂中——如煎剂、粉末、补品和药膏——以恢复体内平衡、清除“热”和“毒素”、改善血液循环和支持免疫功能 [3]。例如 Curcuma longa(姜黄素来源)、Camellia sinensis(EGCG 来源)、Polygonum cuspidatum(白藜芦醇来源)和 Sophora japonica(槲皮素和芸香苷来源)等草药在经典中药配方中普遍使用 [4]。这些草药的治疗效果通常归因于它们的 Polyphenol 含量。虽然 TCM 实践通常依赖于复杂的植物化学混合物的协同作用,但现代药学科学旨在分离、纯化和标准化生物活性成分(包括 Polyphenols),以便进行基于证据的临床应用 [5]。
然而,尽管 Polyphenols 具有良好的治疗活性,但由于多种生物药学限制,其临床转化受到显著影响。大多数 Polyphenolic 化合物水溶性差、胃肠道吸收率低、在生理 pH 值下不稳定,并且在肝脏和肠道中经历广泛的首过代谢 [5],[6]。这些不利的 ADME(吸收、分布、代谢和排泄)特性导致快速清除、系统生物利用度低以及目标组织中的浓度不足,使它们不适合通过传统剂型进行系统递送 [7]。此外,它们在生物屏障(如血脑屏障)上的渗透性有限,严重限制了它们在涉及中枢神经系统和其他受保护部位的疾病中的效果 [2]。
为了解决这些挑战,人们致力于研究先进的药物递送系统,以改善 Polyphenols 的药代动力学、靶向效率和治疗效果。已经开发了多种制剂策略,包括脂质体、固体脂质纳米颗粒、聚合物纳米颗粒、纳米乳液、胶束、树状大分子、植物体囊泡和包合物,以优化 Polyphenols 的递送 [8]。这些现代技术提高了溶解度、稳定性、通透性和代谢抗性,实现了 Polyphenols 的可控和靶向释放 [9]。研究数据显示,关于 Polyphenol 纳米制剂的研究最多,而用于提高 Polyphenolic 化合物生物利用度的研究最少(见图 1、图 2、图 3、图 4、图 5、图 6、图 7、图 8、图 9、图 10)。
在某些情况下,这些创新已经导致了上市并经过临床研究的制剂,展示了制剂科学在连接天然化合物和药物应用方面的转化潜力。值得注意的是,中医智慧与现代纳米技术和药物递送科学的结合为将传统草药疗法精炼为有效、标准化和全球可接受的治疗方案提供了新的可能性 [3]。
在这篇综述中,我们重点关注七种代表性的 Polyphenolic 化合物:姜黄素、芸香苷、槲皮素、白藜芦醇、山柰酚、单宁和表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)[10]。选择这些化合物是因为它们在传统中药和现代营养保健品中普遍存在,并且有现有的制剂策略。每种化合物都进行了详细讨论,重点介绍了它们的 ADME 特征、系统递送障碍以及用于克服这些限制的创新制剂策略 [1]。该综述还强调了选择适当递送方法的重要性,特别是对于需要持续血浆浓度和靶向器官分布的系统性疾病 [6]。
通过这项全面评估,我们旨在提供关于基于 Polyphenol 的药物开发的最新进展,强调将传统中医知识与当代药学创新相结合 [4],[5]。该综述不仅突出了目前公认和特征明确的 Polyphenol 递送纳米载体系统(如聚合物纳米颗粒、固体脂质纳米颗粒、树状大分子和微针贴片),还强调了正在积极研究中的新兴和创新方法 [9]。这些方法包括植物来源的囊泡、基于外泌体的载体、共晶策略和生物粘附纳米颗粒 [7]。这些先进平台的引入得到了基于证据的学术研究和临床前发现的支持,反映了纳米制剂科学在提高天然 Polyphenols 的生物利用度、稳定性和治疗效果方面的动态发展。这一综合将有助于指导未来的研究工作,为制剂设计提供信息,并支持基于证据的 Polyphenol 治疗方法的发展 [6]。

方法部分

方法

本综述通过全面和结构化的文献搜索,确定了与七种选定的 Polyphenolic 化合物(姜黄素、芸香苷、槲皮素、白藜芦醇、山柰酚、单宁和表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)的药代动力学、药物递送挑战和制剂策略相关的研究。科学文献来自多个可靠的电子数据库,包括 PubMed、ScienceDirect、Scopus、Web of Science、CNKI(中国)

姜黄素

姜黄素是姜黄中的活性 polyphenol,因其药理潜力而广为人知,但其生物药学性质极差,这严重限制了其
系统应用性。[11]
由于姜黄素的疏水性、低水溶性和有限的肠道通透性,口服后的吸收量非常少,导致口服生物利用度低于 1%。即使被少量吸收,姜黄素也会迅速

脂质体和植物体囊泡

脂质体是由磷脂双层组成的纳米囊泡,其核心包裹亲水性物质,双层内包裹亲脂性物质,这使得它们非常适合递送各种类的 Polyphenols。尽管姜黄素、槲皮素和白藜芦醇具有强大的药理活性,但它们的水溶性低、代谢迅速且口服吸收差 [39]。当这些 Polyphenols 被封装在脂质体内时,它们的溶解性

讨论

将纳米技术整合到富含 Polyphenols 的化合物的制剂中,是中国草药现代化的关键进展。传统中药(TCM)通常强调草药的整体和协同作用;然而,许多 Polyphenols 虽然药理活性强,但生物利用度低、降解迅速且系统吸收有限。现代纳米载体系统(如脂质体、植物体囊泡、聚合物胶束)

结论

基于纳米技术的递送系统彻底改变了 Polyphenolic 化合物的药代动力学特性,有效弥合了传统中药智慧与现代治疗需求之间的差距。植物体囊泡、脂质体、SEDDS 和纳米乳液等制剂不仅提高了 Polyphenols 的溶解度和生物利用度,还保持了 TCM 的整体性和多靶点特性。虽然一些先进策略仍在学术研究中,但

资金来源

本研究未获得公共、商业或非营利部门的任何特定资助。

CRediT 作者贡献声明

G Syamala:撰写 – 审稿与编辑、监督、项目管理、资金获取、概念构思。A Jeeva:撰写 – 审稿与编辑、可视化、验证、软件使用、方法学、数据管理。V Saran:撰写 – 原初草稿、资源获取、调查、正式分析、数据管理、概念构思。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的竞争性财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

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