通过质量控制设计方法对载有二甲双胍的银纳米颗粒进行体外、离体和计算机模拟表征优化

《Journal of the Chinese Chemical Society》：Metformin-loaded silver nanoparticles tailored with their in vitro, ex vivo and in silico characterization modulated via quality-by-design approach

本研究采用QbD-32因子设计优化聚乙烯吡咯烷酮包覆的纳米银颗粒（AgNPs）负载甲福明（MTH），通过FTIR、TEM、SPR及EDX表征证实AgNPs特性符合要求，其负载的MTH-AgNPs凝胶在山羊皮肤黏膜中5小时内透皮率达94.53%，显著提升药物递送效率，为解决皮肤吸收障碍及治疗皮肤疾病提供新策略。

　　

摘要

尽管通过经皮途径给药比口服途径具有显著优势（例如无创性、可规避首过代谢），但由于角质层的存在，这成为阻碍药物经皮吸收的最大障碍；因此，需要采用纳米治疗技术来克服这一难题。当前的研究重点是基于质量源于设计（Quality-by-Design, QbD）原则，对载有二甲双胍（Metformin, MTH）的银纳米颗粒（Silver Nanoparticles, AgNPs）进行优化。通过化学还原技术合成了聚维酮（Polyvinyl Pyrrolidone, PVPK30）修饰的AgNPs，并通过3^2因子设计方法对其进行了优化，以实现MTH的局部给药。所制备的纳米颗粒通过傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy, FTIR）、粒径（Particle Size, PS）、ζ电位（Zeta Potential, ZP）、多分散指数（Polydispersity Index, PDI）、透射电子显微镜（Transmission Electron Microscopy, TEM）和能量分散X射线光谱（Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy, EDX）进行了表征。由于AgNPs中的自由电子产生的振荡作用，其表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）在431纳米处被紫外分光光度法观察到，并通过EDX得到了验证，结果显示该处的特征峰位于3.0 keV。优化后的AgNPs批次（F0）和载有MTH的AgNPs批次（MTH-AgNPs, M3）的粒径分别为161.9纳米和89.98纳米，ζ电位分别为-40.2毫伏和-33.0毫伏，多分散指数分别为0.445和0.288。随后对这些纳米颗粒进行了体外药代动力学研究以及毒性评估（针对MTH和AgNO3）。含有这些纳米颗粒的水凝胶在5小时内通过山羊皮肤黏膜显示出优异的药物渗透性（94.53%）。载有MTH-AgNPs的凝胶在改善皮肤疾病方面具有巨大潜力，有望解决现代医疗保健领域面临的挑战。

利益冲突声明

所有作者均声明不存在利益冲突。