基于HSPiP和神经模糊模型的优化纳米乳液，用于丙戊酸的鼻脑输送

《AAPS PharmSciTech》：HSPiP and Neuro-Fuzzy Model-Enabled Optimized Nanoemulsions for Nose-to-Brain Delivery of Valproic Acid

该研究基于HSPiP和ANFIS模型优化了VA负载阳离子纳米乳剂配方，系统评估了纳米乳剂的粒径（29–373 nm）、zeta电位（22–35.7 mV）及渗透促进剂的影响，发现含PEI的优化凝胶（V-PG）具有最佳黏膜粘附性（%DD 22.9±0.7%）、最大渗透通量（Jss≈126 μg/cm2/h）和70倍增强比，其pH依赖性缓释特性（pH 6.8>7.4）和鼻脑靶向潜力为癫痫患者提供了高顺应性递送方案。

　　

摘要

本研究是在我们之前关于丙戊酸（VA）负载的阳离子纳米乳液的研究基础上进行的扩展研究，旨在通过神经模糊模型（ANFIS）优化配方，以实现目标渗透通量，探讨渗透增强剂的影响，并对优化后的产品进行表征。评估了这些配方与鼻黏液的结合效率。研究了pH值依赖性的体外药物释放（透析膜实验）、使用山羊鼻黏膜进行的体外渗透评估，以及在室温下在实验室条件下物理稳定的性能。荧光显微镜（FM）实验比较了这些纳米乳液在鼻黏膜中的渗透潜力。这些阳离子纳米乳液具有较低的粒径范围（29–373纳米）、狭窄的粒径分布（0.12–0.37）和较高的Zeta电位（22–35.7毫伏）。通过HSPiP方法测得这些纳米乳液在鼻黏膜中的渗透通量（Y₁）和扩散系数（Y₂）。经过训练的ANFIS模型考虑了X₁（油作为溶剂）、X₂（混合溶剂）和X₃（粒径）等因素，成功实现了最大的Y₁（681微克/平方厘米/小时）和Y₂（2.74厘米²/秒），其预测值与实际值之间的相关性非常高（r² ≥ 0.99）。优化后的V-PG配方具有良好的配方特性，并且表现出pH值依赖性的持续药物释放（pH 6.8 ≥ pH 7.4）。含有聚乙烯亚胺（PEI）作为渗透增强剂的V-PG凝胶显示出最高的结合能力、更长的黏附时间、最大的渗透通量（J_ss约为126微克/平方厘米/小时）、最高的增强比率（约70%）以及理想的药物沉积百分比（%DD，22.9 ± 0.7%），优于传统的VA悬浮液。研究表明，与悬浮液相比，V-PG在鼻黏膜中的渗透效果显著增强，这突显了其在儿童和老年患者中通过鼻腔向大脑输送药物以控制癫痫发作方面的优越性，同时提高了患者的依从性。

图形摘要

本研究是在我们之前关于丙戊酸（VA）负载的阳离子纳米乳液的研究基础上进行的扩展研究，旨在通过神经模糊模型（ANFIS）优化配方，以实现目标渗透通量，探讨渗透增强剂的影响，并对优化后的产品进行表征。评估了这些配方与鼻黏液的结合效率。研究了pH值依赖性的体外药物释放（透析膜实验）、使用山羊鼻黏膜进行的体外渗透评估，以及在室温下在实验室条件下物理稳定的性能。荧光显微镜（FM）实验比较了这些纳米乳液在鼻黏膜中的渗透潜力。这些阳离子纳米乳液具有较低的粒径范围（29–373纳米）、狭窄的粒径分布（0.12–0.37）和较高的Zeta电位（22–35.7毫伏）。通过HSPiP方法测得这些纳米乳液在鼻黏膜中的渗透通量（Y₁）和扩散系数（Y₂）。经过训练的ANFIS模型考虑了X₁（油作为溶剂）、X₂（混合溶剂）和X₃（粒径）等因素，成功实现了最大的Y₁（681微克/平方厘米/小时）和Y₂（2.74厘米²/秒），其预测值与实际值之间的相关性非常高（r² ≥ 0.99）。优化后的V-PG配方具有良好的配方特性，并且表现出pH值依赖性的持续药物释放（pH 6.8 ≥ pH 7.4）。含有聚乙烯亚胺（PEI）作为渗透增强剂的V-PG凝胶显示出最高的结合能力、更长的黏附时间、最大的渗透通量（J_ss约为126微克/平方厘米/小时）、最高的增强比率（约70%）以及理想的药物沉积百分比（%DD，22.9 ± 0.7%），优于传统的VA悬浮液。研究表明，与悬浮液相比，V-PG在鼻黏膜中的渗透效果显著增强，这突显了其在儿童和老年患者中通过鼻腔向大脑输送药物以控制癫痫发作方面的优越性，同时提高了患者的依从性。

图形摘要