伏立康唑纳米晶双层溶解微针贴片：真菌性角膜炎治疗的新突破

《Drug Delivery and Translational Research》：Voriconazole nanosuspension-loaded ocular bilayer dissolving microneedle patch for the management of fungal keratitis

本研究针对伏立康唑(VOR)眼部给药生物利用度低的问题，开发了伏立康唑纳米悬浮液(NS)并将其装载于8×3阵列的眼部双层溶解微针阵列贴片(dMAP)中。该制剂显著提高了药物在角膜的沉积量(47.38±8.08 μg)，达到临床角膜内注射剂量水平，且表现出优异的抗真菌活性和生物相容性，为真菌性角膜炎(FK)的治疗提供了微创高效的新方案。

　　

真菌性角膜炎(Fungal Keratitis, FK)是一种严重的眼部感染疾病，主要由曲霉菌、镰刀菌和白色念珠菌等真菌引起，全球每年导致超过100万人视力受损。当前治疗方案包括局部滴眼液、全身给药和角膜内注射，但这些方法分别存在生物利用度低(<5%)、系统毒性和组织损伤风险等局限性。特别是伏立康唑(Voriconazole, VOR)作为广谱抗真菌药物，虽已通过静脉制剂临时配制滴眼液使用，但因其低溶解度和角膜屏障限制，疗效难以满足临床需求。

为突破这一瓶颈，研究人员创新性地将纳米技术与微针递送系统相结合，开发了伏立康唑纳米悬浮液(NS)负载的双层溶解微针阵列贴片(dMAP)。这项发表于《Drug Delivery and Translational Research》的研究，展示了一种能够实现角膜靶向给药的高效微创治疗方案。

研究团队采用了几项关键技术：通过水相介质研磨法制备VOR NS并优化冻干工艺；使用8×3阵列的聚二甲基硅氧烷(PDMS)模具采用双层浇铸技术制备dMAP；通过纹理分析仪和猪角膜模型分别评估dMAP的机械性能和溶解特性；采用高效液相色谱法(HPLC)定量分析角膜药物沉积量；通过HET-CAM(鸡胚绒毛尿囊膜)实验和人角膜上皮细胞(HCE)体外生物相容性评价安全性；采用纸片扩散法评价对白色念珠菌和烟曲霉菌的抗真菌活性。

表征VOR NS

通过介质研磨法制备的VOR NS平均粒径为270.11±5.82 nm，多分散指数(PDI)为0.217±0.019，药物含量达72.5%。与游离VOR相比，VOR NS的饱和溶解度提高了1.71倍，冻干后仍保持良好的再分散性。扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)显示NS呈均匀纳米晶体形态，而游离VOR为不规则大颗粒(25-350 μm)。傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热法(DSC)和粉末X射线衍射(PXRD)分析证实VOR在NS制备过程中化学结构和晶型保持不变。

双层dMAP的制备与表征

研究采用8×3阵列设计(针高600 μm，基底宽300 μm，间距100 μm)，通过双层浇铸技术将VOR NS仅负载于针尖部分，基底部分为无药的聚乙烯醇(PVA)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)聚合物凝胶。这种设计既提高了药物利用度，又确保了机械强度。数字显微镜和SEM观察显示，VOR NS负载的dMAP针尖药物分布均匀、表面光滑，而游离VOR负载的dMAP存在药物聚集和孔洞。

机械性能与插入特性

在3 N作用力下，VOR NS负载的dMAP针高减少率为13.23±1.27%，显著低于游离VOR负载的dMAP(34.47±0.57%)，表明NS提高了dMAP的机械稳定性。在模拟角膜的八层Parafilm M模型中，VOR NS负载的dMAP插入深度达390 μm(第三层)，插入效率为47.22±4.81%，优于游离VOR负载的dMAP(22.22±2.4%)。

溶解行为与角膜沉积

在离体猪眼模型中，VOR NS负载的dMAP在5分钟内完全溶解，而游离VOR负载的dMAP仅溶解25.32±7.95%。离体猪角巩膜组织沉积实验显示，VOR NS负载的dMAP在5分钟内沉积了47.38±8.08 μg VOR至角膜，是游离VOR负载dMAP(20.43±6.11 μg)的2.31倍，接近临床角膜内注射剂量(50 μg/0.1 mL)。

安全性评价

HET-CAM实验显示，VOR NS及其dMAP制剂均未引起出血、溶解或凝血反应，刺激评分为零。人角膜上皮细胞(HCE)活力实验表明，即使在10倍浓度(1180 μg/mL)下，VOR NS仍保持73.69±0.25%的细胞活力，高于ISO 10993-5规定的70%生物相容性阈值。

抗真菌活性

针对白色念珠菌和烟曲霉菌的纸片扩散法显示，VOR NS的抑菌圈直径(18.33±0.57 mm和57.66±1.52 mm)大于游离VOR(14.0±0 mm和56.33±0.57 mm)。VOR NS负载的dMAP同样表现出优于游离VOR负载dMAP的抑菌效果，证实了NS制剂在提高药物生物利用度方面的优势。

该研究成功构建了VOR NS负载的双层dMAP系统，通过纳米化技术改善药物溶解度，结合微针的微创穿透优势，实现了角膜靶向高效给药。与传统制剂相比，这一创新平台显著提高了角膜药物沉积量，达到了与角膜内注射相当的给药效率，同时避免了注射相关的组织损伤风险。双层设计确保药物集中于针尖，减少基底浪费；8×3阵列设计更贴合眼球曲率，保证全针插入。体外和离体实验证实了该系统在机械强度、溶解特性、药物沉积和抗真菌活性方面的综合优势，且生物安全性良好。

这一研究成果为真菌性角膜炎的治疗提供了新的解决方案，兼具微创、高效、安全等优点，有望改善患者依从性和治疗效果。未来通过FK动物模型的在体研究，将进一步验证其临床转化潜力。