リポソームは脂質ナノ粒子の前駆体です。それらは、リン脂質二重層から自然発生的に形成される小さな閉じた小胞です。これらは細胞膜に構造が似ており、細胞膜の特性をシミュレートできます。リポソームは、Bangham らによって発見されました。 1960 年代に開発され、当初は細胞膜の構造と機能を研究するための単純なモデルとして使用されていました。技術の進歩とより詳細な研究により、リポソームは潜在的な薬物送達キャリアとして徐々に発展してきました。リポソームは両親媒性構造により、さまざまな薬物を運ぶことができます。以下に示すように、親水性薬物はリポソームの水性内部領域に封入できますが、疎水性薬物は脂質二重層の炭化水素鎖領域に封入できます。
リポソーム組成物
ドラッグデリバリーに用いられるリポソームは、主に各種リン脂質とコレステロールで構成されており、その基本骨格となるのはリン脂質（グリセロリン脂質、スフィンゴミエリン）です。グリセロリン脂質はグリセロールを骨格とする脂質であり、スフィンゴミエリンはスフィンゴシンを骨格とする脂質である。次の図は、グリセロリン脂質とスフィンゴミエリンの基本構造を示しています。
グリセロリン脂質の構造の模式図
注: R1 および R2 は、ラウリン酸、パルミチン酸、オレイン酸、エルカ酸などの飽和脂肪酸または不飽和脂肪酸です。R3 は、中性ホスファチジルコリン (PC)、ホスファチジルエタノールアミン (PE)、または荷電ホスファチジルセリン (PS) です。 )、ホスファチジルイノシトール (PI)、またはホスファチジン酸をさまざまな pH 値で使用します。 (PA)、ホスファチジルグリセロール (PG)
コレステロールは両親媒性中性脂質で、脂質二重層の流動性を調整し、リポソームの安定性を高め、薬物漏出を減らし、薬物放出の延長と制御に役割を果たします。
リン脂質やコレステロールに加えて、多糖類（オリゴ糖、キトサン、ヒアルロン酸など）や界面活性剤などの膜材料をリポソームに添加して、リポソームの安定性を向上させ、薬物放出を制御することもできます。
リポソームの分類
リポソームは、構造や性質の違いにより、単層リポソーム、多層リポソーム、多小胞リポソームなどの種類に分類できます。さらに、リポソームは、その持つ電荷に応じて、カチオン性リポソーム（DOTAP など）、アニオン性リポソーム（DOPS など）、中性リポソーム（DSPE など）に分類できます。機能に応じて、長期循環リポソーム、グリコシル修飾リポソーム、温度感受性リポソーム、pH感受性リポソーム、免疫リポソーム、磁性リポソーム、弾性リポソームなどもあります。
リポソームの利点と安定性
リポソームは熱的に不安定なシステムであり、薬物の漏洩や分解などの問題が発生しやすいです。標的治療を達成するには、リポソームの安定性が不可欠な要素です。リポソームの安定性には、物理的安定性、化学的安定性、生物学的安定性が含まれます。物理的および化学的安定性とは、一般に、リポソーム製剤がその特性を一定期間にわたって維持する能力を指します。リン脂質は、エステル結合の加水分解や不飽和アシル鎖の過酸化などの化学分解反応を起こしやすく、これらの現象はリポソーム製剤の長期安定性に影響を与える可能性があります。さらに、リポソーム小胞構造の完全性を維持するには、リポソーム内およびリポソーム間のさまざまな相互作用力のバランスをとる必要があります。飽和リン脂質または低飽和リン脂質、適切な二重層濃度、適切な緩衝液の種類を選択し、抗酸化剤、金属キレート剤、および凍結防止剤を添加することにより、リポソームの安定性を高めることができます。
生物学的安定性とは、血清タンパク質の存在下でリポソームの完全性を維持する能力を指します。血液中では、リポソームが血清タンパク質に結合した後、オプソニン作用が起こり、リポソームが急速にクリアランスされます。生物学的安定性を高めるために、ポリエチレングリコール (PEG) などの物質を添加して、オプソニン作用を回避し、血液中のリポソームの循環時間を延長することができます。
リポソームは生体膜と構造が似ており、生体適合性に優れています。薬物キャリアとして、リポソームには次の利点があります。
1. さまざまな種類の薬物/遺伝子を運ぶことができます。リポソームは、水溶性薬物と脂溶性薬物を含む、さまざまな種類の薬物や遺伝子を封止して保護できる特殊な二重層構造を持っています。
2. さまざまな経路による薬物投与の可能性: リポソームは、経口投与、注射、局所適用などのさまざまな経路を通じて投与できます。特定のニーズに応じて最適な投与経路を選択できます。
3. 化学的および生物学的分解の防止：リポソームは細胞膜に似た構造を持っており、薬物を化学的および生物学的分解から保護し、薬物の半減期を延長し、薬物の安定性と生物学的利用能を向上させることができます。
4. 薬物の非特異的副作用と毒性の軽減：リポソームは薬物を内部に封入し、非標的組織に対する薬物の影響を軽減し、非特異的副作用と毒性を軽減し、薬物の有効性と治療指標を改善します。
5. 多用途の化学修飾およびターゲティング機能: リポソームは、特定のリガンドまたは官能基を結合することでターゲティング効果を達成するために化学修飾して、薬物のターゲティングと選択性を向上させることができます。
6. 生分解性で非毒性の材料との互換性: リポソームは生分解性で非毒性の材料と互換性があり、人体への悪影響を軽減できます。
リポソームの応用
リポソームは優れた生体適合性、非毒性、および多様な薬物運搬能力を備えているため、薬物送達システムにおける幅広い応用の可能性があります。 Doxil の研究の成功は、リポソーム薬物送達システムの研究開発を刺激し、リポソームは疾患治療のさまざまな分野で広く使用されています。
薬物送達におけるリポソームの最も重要な用途は癌治療です。がんは、体の健康な細胞が制御不能に分裂する病気であり、今世紀の主要な医療課題の 1 つと考えられています。一般的に言えば、腫瘍部位の血管透過性は通常より高く、リポソームは毛細血管上皮細胞を介して腫瘍組織に到達することができます。さらに、リポソームの構造は柔軟性が高く、さまざまなポリマーや配合物で修飾することができます。ボディなどで安定性を向上させ、より良いターゲティング効果を実現します。リポソームは、さまざまな物理化学的特性を持つ薬物を運ぶことができるため、ナノ医療における薬物送達やがん治療に理想的であると考えられています。がん治療の分野では、リポソーム薬物送達システムが大きな可能性を示しています。長年にわたり、研究の深化に伴い、抗腫瘍薬担体としてのリポソームの治療アプローチと方法はますます普及してきました。現在、がん治療には、Marqibo® (ビンクリスチン)、Lipusu (パクリタキセル)、Onibyde® (イリノテカン) などの薬剤が使用されています。
もう 1 つの重要な応用分野は、抗真菌治療です。真菌感染症は、人間の健康、特に免疫力が低下した人々にとってますます脅威となっており、侵襲性真菌感染症は特に高い罹患率と死亡率を引き起こします。真菌にとって自然なバリアであるバイオフィルムは、細菌に対する抗真菌薬の効果に影響を与え、薬物の取り込みを低下させ、抗真菌薬の効果を困難にします。薬物キャリアとして、リポソームは優れた生体適合性を備えており、薬物の毒性や副作用を軽減できます。生体膜に似た構造は微生物細胞の細胞膜と融合し、高濃度の薬物を細胞膜または細胞質に放出することができるため、より効率的な送達が実現され、薬物の流出が回避されます。抗真菌治療に現在使用されている薬剤には、Ambison®、Abelcet®、Amphotec® などのアムホテリシン B リポソームが含まれます。
がん治療や抗真菌治療に加えて、リポソームは他の分野でも幅広い用途があります。たとえば、眼疾患の治療では、眼感染症の治療にリポソーム薬物送達システムが使用されます。さらに、リポソームは、抗マラリア治療、リポソームワクチン（インフルエンザワクチンなど）の調製、および生物学的障壁（血液脳関門、アルツハイマー病の治療など）の克服にも使用でき、良好な結果を達成しています。
しかし、リポソームの大規模生産は困難でコストがかかるため、市場におけるリポソームの高い地位につながっています。それにもかかわらず、科学技術の進歩に伴い、薬物送達システムとしてのリポソームおよびナノ医療の継続的な開発に対する期待は依然として高い。
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