纳米技术对兽药研究领域的影响蓉草
文章来源：顺宝农业网 | 2022-07-20
纳米技术对兽药研究领域的影响
近年来，我国畜牧业得到快速发展，随之带动了兽药产业的发展。但由于我国兽药产业起步较晚，研发水平及制备技术均较为落后，故兽用制剂仍以粉剂、散剂及预混剂等常规剂型为主。因此，研制兽药新剂型、开发制剂新技术是我国兽药未来发展的主要方向。与此同时，纳米技术在医药领域得到快速发展，并显现出巨大潜力。笔者仅就纳米技术在兽药领域的应用及研究作出论述，以期为新型兽药的开发及应用提供借鉴。
纳米制剂的作用
纳米技术是指在0.1～100纳米尺度内对物质进行制备、研究和工业化的一门综合性技术体系。纳米制剂是指粒径在10~1000纳米的药物。目前常见的纳米制剂类型包括：纳米脂质体、固体脂质纳米粒、聚合物胶束、纳米囊和纳米球。药物粒子纳米化后，在尺寸效应及表面效应的作用下，药物往往表现出以下与其他剂型完全不同的理化和生物学效应：
提高药物生物的利用度。药物的溶解速率与药物粒径密切相关，而药物的吸收效率又受溶解速率影响。利用纳米技术可将较大的药物颗粒转变为稳定的纳米粒子，当药物粒径达到纳米水平时，单位药物总表面积大大增加，使药物与吸收部位的有效接触面积和接触时间明显增加，从而可提高药物的溶出速率。而纳米制剂的赋形剂可在消化道中起表面活性剂作用，也为纳米制剂的溶解提供了有利条件。此外，纳米级药物颗粒可改变膜转运机制，从而增加药物透膜性。
控释作用。纳米制剂不但可提高难溶药物的溶解速率和吸收效率，还可通过修饰其表面载体达到减慢溶出速率的目的，从而实现药物在机体中的长循环性。目前常用的纳米制剂载体包括类脂、薄膜、糖脂、亲水性凝胶等。而含药物的纳米制剂在体内随着上述载体的缓慢降解而被逐步溶出，从而使一些在体内易被快速代谢失效的药物大大减慢溶出速率，延长药效。
靶向作用。常规药物颗粒难以进入组织器官及血脑屏障。纳米级药物可透过机体内各类屏障，达到靶向治疗的目的，其利用不同大小颗粒在人体内分布的特异性可实现被动靶向。如喜树碱固体脂质纳米粒经静脉给药后大量富集于小鼠脑、肝、心、脾等部位，其中脑部药物浓度较常规剂型提高4~10倍，说明固体脂质纳米粒可通过血脑屏障。而对纳米粒进行表面修饰则可实现主动靶向，使药物到达特定的器官、组织和细胞，如采用铁磁性载体制备纳米粒，利用体位磁场效应可引导药物在体内定向移动和集中，从而提高局部治疗效果。
兽药纳米制剂的应用
随着抗菌药与抗寄生虫药在畜牧业生产中的广泛应用,交叉耐药和药物残留问题日益加重，而纳米技术的应用可使上述问题得到有效改善。一方面，原有的兽药经纳米化处理后，其靶向性、溶解性及缓释性均明显提高，在保证药效的前提下，给药剂量大大减少，从而可减轻或避免药物残留及耐药性的产生；另一方面，利用纳米技术还可研制更多高效、无毒副作用的新型兽药,从根本上解决耐药性问题。目前，利用纳米技术开发出的兽药大致可分为以下几种：
纳米抗菌制剂。纳米抗菌制剂起源于上世纪80年代，它对大多数致病菌均有强烈的抑制和杀灭作用。纳米氧化锌是近年来研发的新型纳米抗菌制剂，具备传统氧化锌剂型无法比拟的抗菌特性，它可通过与细菌间的强烈氧化反应实现杀菌作用。此外，在饲料中添加纳米氧化锌可杀灭胃肠道致病菌，具有用量小、药效强等特点。利用纳米氧化锌的强渗透性，还可减少胃肠道消化液对药物稳定性的影响，从而提高药物吸收率。
纳米抗病毒制剂。纳米制剂在抗病毒方面具有无可比拟的优势，利用多聚体聚合物或树形单体可构建纳米陷阱，从而明显抑制病毒对宿主细胞的侵袭。纳米陷阱能够在流感病毒感染细胞之前与之结合,导致病毒丧失致病能力。现有研究认为，多聚体聚合物所构建纳米陷阱的抗病毒效果优于树形单体，而相同多聚体聚合物所构建纳米陷阱对不同病毒的抑制效果也不同，分析其原因可能与病毒的生长特性和生长环境有关。采用多聚体聚合物作为大分子药物传递运载体，可精确控制药物尺寸、形状和位置,对于精确用药具有重要意义。
纳米中药。中草药是我国特色药物，它具有独特的安全性和有效性。纳米中药制剂的表面效应、尺寸效应，以及纳米中药加工过程中的细胞破壁工序，可使中药中有效成分被大量释放，更利于机体吸收，从而大大提高了药物的生物利用度。其次，由于纳米中药制剂独特的形态、粒径，极易被肝脏的Kupffer细胞捕捉和吞噬，使药物在肝脏中聚集后逐步降解释放到血液循环中。
问题与展望
目前纳米制剂的研发技术尚未成熟，仍有以下问题需作进一步研究：第一，药物的成分十分复杂，对其进行纳米化处理，是否可使某些药物原有的缺陷得以纠正从而达到增强药效的作用，是否可产生新的药理作用？第二，鉴于纳米化后中药有效成分和药效学的不确定性，是否会导致毒副作用增大，从而给药物质量的稳定性和安全性留下隐患；第三，纳米加工成本高、费用大、设备要求高等问题，都将限制纳米中药制剂在兽药领域中的应用及发展。虽然我国的纳米技术仍处在探索阶段，且离整体产业化尚有距离，但是其前景是不可估量的。纳米技术作为最前沿的交叉和边缘学科，将对兽药研究领域产生深远的影响，从而引发巨大的技术革新，为现代兽药的研发提供有力的技术保障，最终为兽药的发展提供新契机，带来巨大的经济、社会和生态效益。
（严素凡 韦晓杰 姜源明 赵武 何莫斌 俸祥仁）