离子电泳法将醋酸卡泊芬净递送至角膜和巩膜及其在角膜内的生物分布

《International Journal of Pharmaceutics: X》：Ionto phoretic delivery of caspofungin acetate to the cornea and sclera and its intracorneal biodistribution

抗真菌药物卡泊芬定通过电渗透技术显著提高了角膜和巩膜的局部沉积量，在5分钟离子导入中，角膜基质层和内皮层的药物浓度分别超过念珠菌和曲霉的MIC90阈值600倍和150倍，为真菌性角膜炎提供非侵入性治疗新方案。

　　这项研究探讨了卡泊芬净（Caspofungin，简称CAS）通过离子导入技术（iontophoresis）在眼部组织中的递送和生物分布特性。CAS是一种属于棘白菌素类（echinocandins）的强效抗真菌药物，因其在生理pH条件下具有良好的水溶性和双正电荷特性，使其成为离子导入技术的理想候选药物。该研究旨在评估不同实验条件对CAS通过角膜和巩膜的离子导入效果的影响，并进一步探讨其在眼部各层组织中的生物分布情况，以期为开发更有效的局部抗真菌治疗方案提供科学依据。

在实验设计中，研究者采用了两种不同的离子导入装置：一种是自行搭建的实验系统，使用银/银氯化银（Ag/AgCl）电极；另一种是市场上已有的Iontofor CXL?装置，该装置采用惰性不锈钢电极。通过对比这两种设备的性能，研究者希望了解电极材料对离子导入效率的影响。此外，实验还涉及不同浓度（1、5和10 mg/mL）和不同应用时间（5和20分钟）的CAS溶液，以评估其在角膜和巩膜中的沉积情况。

研究结果表明，在20分钟的被动递送条件下，使用10 mg/mL浓度的CAS溶液时，角膜和巩膜的沉积量分别为64.9 ± 23.7 μg/cm2和370.9 ± 67.49 μg/cm2。而当采用离子导入技术时，这两种组织的沉积量分别增加了约14倍和3倍。在使用Iontofor CXL?设备进行1 mA电流作用20分钟的实验中，虽然离子导入的效果仍然显著，但其相对于被动递送的优越性略显减弱，这可能与在阳极处发生的水分电解作用以及由此产生的竞争性氢离子（H?O?）有关。在这些实验条件下，CAS在角膜各层中的沉积量显著增加，特别是在角膜基质和内皮层，其浓度超过了对白念珠菌（Candida albicans）和曲霉菌（Aspergillus spp.）治疗所需的最低抑菌浓度（MIC??）的100倍以上，显示出离子导入技术在提高局部药物浓度方面的巨大潜力。

此外，研究还发现，离子导入技术能够显著改善CAS在角膜中的渗透能力，尤其是在较短时间内（如5分钟）的低浓度应用中，仍能实现较高的沉积效率。这种高效递送特性为临床治疗提供了新的可能性，特别是在需要快速起效的真菌性角膜炎（keratitis）治疗中。由于角膜是主要的屏障组织，其高水含量和对脂溶性药物的渗透限制使得传统的眼部给药方式（如眼药水）效果有限，而离子导入技术通过电场作用，能够克服这些障碍，将药物更有效地输送到角膜深层和相关组织，如房水和玻璃体，从而提高治疗效果。

在使用Iontofor CXL?设备进行的实验中，CAS在角膜中的沉积量相较于被动递送增加了7倍，而在更短的应用时间（5分钟）下，这种递送效率依然保持较高水平。这表明，离子导入技术不仅能够在较长时间内实现高效药物递送，而且在较短时间内也能有效提高角膜中的药物浓度。这些发现对于优化临床治疗方案具有重要意义，尤其是在需要减少药物使用频率和剂量以降低副作用的情况下。

值得注意的是，虽然CAS具有良好的水溶性和电荷特性，但其高分子量和强亲水性也限制了其在传统给药方式下的渗透能力。通过离子导入技术，可以显著提高其在角膜和巩膜中的沉积效率，从而实现更有效的局部治疗。这种技术的应用不仅有助于提高药物在感染部位的浓度，还可能减少全身性副作用，提高治疗的安全性。

在巩膜的离子导入实验中，研究者发现虽然CAS的沉积量在离子导入条件下有所提高，但其增幅不如角膜明显。这可能与巩膜的结构和成分有关，其主要由胶原蛋白和蛋白聚糖组成，对药物的渗透性有一定影响。然而，即使在巩膜中，离子导入仍然显示出优于被动递送的效果，这表明该技术在眼部药物递送方面具有广泛的应用前景。

总体而言，这项研究为CAS在眼部疾病的治疗中提供了新的递送途径。通过离子导入技术，可以显著提高药物在角膜和巩膜中的沉积量和分布范围，从而增强其抗真菌效果。研究结果不仅验证了离子导入技术在眼部药物递送中的可行性，也为未来开发更高效的抗真菌治疗方案提供了重要的科学依据。此外，该研究还强调了电极材料和电解质环境对药物递送效率的影响，这为优化离子导入装置的设计和使用条件提供了参考。