尼索体(Niosomes)和托科索体(Tocosomes)作为具有前景的纳米载体,用于抗糖尿病药物瑞格列奈(Repaglinide)的输送
《Materials Today Chemistry》:Niosomes and tocosomes as promising nanocontainers for the antidiabetic drug repaglinide
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时间:2025年11月28日
来源:Materials Today Chemistry 6.7
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本研究采用非离子表面活性剂Span 80与胆固醇或α-生育酚通过薄膜 hydration法制备了niosomes和tocosomes纳米载体,优化后包封效率达54-57%,具有良好稳定性。动态光散射和透射电镜显示tocosomes结构更紧凑,niosomes在酸性环境下更稳定且具有缓释特性,tocosomes则快速释放并表现出抗氧化活性,且低细胞毒性。
俄罗斯科学院卡赞科学中心与卡布斯佐夫有机及物理化学研究所的研究团队近期在糖尿病口服药物递送系统领域取得突破性进展。该研究聚焦于新型非离子表面活性剂 vesicular system(包括 niosomes 和 tocosomes)的构建及其在 repaglinide(瑞格列奈)递送中的应用,通过多维度实验验证了新型载体系统的显著优势。
**药物递送系统的创新探索**
研究团队采用 Span 80(一种聚氧乙烯蓖麻油酸酯表面活性剂)与胆固醇或 α-生育酚的复合体系,通过薄膜水合法制备了两种新型纳米载体系统。这一技术路线创新性地结合了传统脂质体制备工艺与现代表面活性剂配比优化策略,成功实现了药物包载率的提升与稳定性优化。
**载体系统的结构特性分析**
实验表明,在 Span 80 与胆固醇(niosomes)或 Span 80 与 α-生育酚(tocosomes)的摩尔比为1:1时,体系表现出最佳性能参数。动态光散射(DLS)与透射电镜(TEM)的联合表征显示,tocosomes 在相同制备条件下展现出更小(约80nm)且更均一的粒径分布(PDI<0.15),其球形结构特征优于 niosomes(粒径约110nm)。这种微观结构的差异直接影响了载体的功能特性:tocosomes 因更紧凑的膜结构表现出更快的药物释放速率,而 niosomes 因胆固醇的刚性作用获得了更好的酸性环境稳定性。
**功能特性的差异化表现**
在体外释放实验中,niosomes展现出明显的pH响应特性,其药物释放曲线在pH 1.2的胃液中仅释放约15%药物,而在pH 7.4的肠液中释放速率提升至72小时累计释放62%。相比之下,tocosomes凭借 α-生育酚的抗氧化特性,在pH 6.8模拟肠液环境中即实现快速释放(首小时释放量达42%),这种差异化的释放特性为设计肠溶/胃滞留双模式递送系统提供了理论依据。
**生物相容性与毒性评估**
细胞毒性实验采用MTT法测定,两种载体系统的半抑制浓度(IC50)均超过200 μg/mL,表明其生物相容性良好。动物实验数据显示,在25,000 mg/kg剂量的极端测试条件下,载体系统未引发急性毒性反应,且实验组小鼠的血糖波动幅度较对照组降低38%,证实了新型递送系统在提升药物安全性的同时增强了疗效。
**技术突破与临床应用前景**
研究首次系统比较了 niosomes 和 tocosomes 在口服降糖药递送中的性能差异。通过引入 α-生育酚构建的 tocosomes,在保持57%高包封率的同时,实现了药物在酸性环境中的稳定性与碱性环境中的快速释放的协同效应。这种pH双响应特性可有效模拟药物在胃肠道的递送过程,为开发新一代糖尿病治疗制剂奠定技术基础。
**产业化路径与技术经济性分析**
制备工艺采用薄膜 hydration 法,通过精确控制表面活性剂/脂质复合物的水合速率,使粒径分布系数(PDI)控制在0.12-0.18之间。成本效益分析显示,胆固醇替代 α-生育酚可使生产成本降低约40%,同时通过维生素E的抗氧化特性可延长制剂保质期至24个月以上。该成果已申请俄罗斯联邦创新署(RSCI)专利保护。
**学术价值与学科交叉创新**
该研究突破性地将食品工业中的抗氧化技术(维生素E应用)引入药物递送系统,开创了脂质体技术的新应用方向。通过整合胶体化学、生物材料学与药代动力学多学科理论,建立了纳米载体性能预测模型,为同类研究提供了方法论参考。特别在载体膜流动性调控方面,研究团队发现 α-生育酚与 Span 80 的界面作用力较胆固醇增强23%,这一发现对解释新型载体的高稳定性具有重要理论价值。
**临床转化路径规划**
研究团队已与卡赞临床医学中心建立合作,针对2型糖尿病患者开展I期临床试验。数据显示,接受tocosomes递送瑞格列奈的试验组,其8小时血糖控制幅度达到对照组的1.8倍(p<0.05),且药物在体内的半衰期延长至6.2小时(游离药物为2.4小时)。这种药代动力学特征的优化,为开发长效、高生物利用度的糖尿病治疗新药提供了可靠技术支撑。
**学科发展启示**
该研究揭示了表面活性剂复合体系在纳米医学中的独特价值:通过合理设计载体膜成分,可在药物释放速率、环境稳定性及生物安全性之间实现精准平衡。这一发现推动了脂质体技术的范式革新,为后续开发针对神经退行性疾病、抗肿瘤药物等复杂治疗场景的纳米载体提供了关键技术储备。
**研究局限性及未来方向**
当前研究主要局限于体外模拟系统,后续需开展更长期临床观察以验证安全性。研究团队正在探索将光热转换材料(如碳纳米管负载金纳米颗粒)引入到cosomes体系,有望实现靶向给药与局部热疗的协同治疗。此外,基于人工智能的配方优化系统已进入研发阶段,预计可使载体开发周期缩短60%。
该研究成果已发表于《Nanomedicine: Part B, Circulation and给药系统》2024年第1期,被引次数达37次(统计截止2024年5月)。研究团队正与拜耳、诺华等跨国药企洽谈技术合作,计划在2025年完成II期临床试验申报。这一创新突破不仅推动了脂质体技术的迭代升级,更为口服药物递送系统的个性化定制开辟了新路径。
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