通过PLGA纳米颗粒控制释放酮洛芬：一项用于类风湿性关节炎治疗的体外研究

本研究采用双乳液溶剂蒸发法制备了酮洛芬负载的PLGA纳米颗粒，通过FTIR证实药物与聚合物无化学相互作用。纳米颗粒平均粒径380-396 nm，负zeta电位，包封效率最高达95.74%，体外释放可持续120小时，表明其作为长效给药系统的潜力，可减少关节炎治疗中的胃肠道副作用。

　　
### 研究背景与意义
非甾体抗炎药（NSAIDs）是治疗关节炎的核心药物，但传统口服给药方式存在显著缺陷。酮洛芬作为广泛应用的NSAIDs，因水溶性低且易引发胃肠道副作用，难以满足长期、稳定治疗的需求。近年来，纳米颗粒技术因其在药物递送中的独特优势备受关注。通过将药物负载于可生物降解的聚合物（如PLGA），不仅能改善药物的溶解性和生物利用度，还能实现缓慢释放，从而减少给药频率和副作用。这一研究正是基于上述背景，旨在开发高效、安全的酮洛芬纳米递药系统。

### 研究方法与材料
1. **材料来源**：
- 药物：酮洛芬由Intas Pharmaceuticals Ltd提供。
- 聚合物：PLGA（聚乳酸-羟基乙酸共聚物）由Sigma-Aldrich提供，分子量范围为66,000–107,000。
- 辅料：聚乙烯醇（PVA）由Hi-Media提供，用于稳定纳米颗粒。

2. **纳米颗粒制备技术**：
研究采用“双乳液溶剂蒸发法”，通过以下步骤实现：
- **初乳制备**：将PLGA与酮洛芬溶解于二氯甲烷（有机相），与PVA水溶液（2.5% w/v）形成油包水乳液。
- **二次乳液**：将初乳分散到更高浓度PVA水溶液（1.5% w/v）中，通过高速均质化（20,000 rpm）形成水包油包水双乳液。
- **溶剂挥发与干燥**：通过磁力搅拌使有机溶剂挥发，随后低温离心分离纳米颗粒，最终采用冻干技术获得稳定粉末。

3. **表征手段**：
- **FTIR光谱**：分析药物-聚合物相互作用，确认未发生化学键合。
- **粒度与电位分析**：使用Zetasizer测定粒径（380–396 nm）和负zeta电位（-8.6至-9.3 mV），确保颗粒分散稳定。
- **扫描电镜（SEM）**：观察纳米颗粒表面形貌，结果显示为均匀的球形颗粒，表面光滑，无聚集现象。
- **体外释放实验**：在pH 7.4的磷酸盐缓冲液中模拟体内环境，监测120小时内酮洛芬释放曲线。

### 关键实验结果
1. **包封效率与载药量**：
- 通过优化药物与PLGA的比例（如KN3组为200 mg酮洛芬与100 mg PLGA），包封效率提升至95.74%，载药量达63.82%。
- 结果表明，高药物负载比例与双乳液技术的协同作用显著提高了纳米颗粒的载药能力。

2. **物理化学特性**：
- **粒径与分散性**：所有组别粒径均低于500 nm，且聚分散指数（PDI）接近0.2–0.25，表明颗粒分布高度均匀。
- **表面电荷与稳定性**：负zeta电位（-9.3 mV）和较小的PDI（0.233）说明颗粒表面电荷密度适中，结合PVA的稳定作用，可避免聚集。
- **药物-聚合物相互作用**：FTIR光谱显示，酮洛芬的羧基峰（1696 cm?1）与PLGA的酯基峰（1758 cm?1）未发生位移或吸收，仅出现轻微宽化，提示以氢键为主的物理结合，未破坏药物结构。

3. **体外释放行为**：
- **双相释放模式**：初始阶段（0–2小时）出现“突释”现象，可能与表面吸附药物或纳米颗粒外壳破裂有关；随后进入持续缓释阶段。
- **释放动力学模型**：KN3组（n=0.073，R2=0.9901）符合Korsmeyer–Peppas方程，表明药物通过扩散从PLGA基质中缓慢释放，且释放过程受基质降解和药物扩散共同调控。
- **累积释放量**：120小时后，KN3仅释放38.26%药物，显著低于KN1（96.78%）和KN2（56.55%），证实其长效缓释特性。

### 创新点与对比分析
1. **制备技术的优化**：
- 传统单乳液法难以兼顾高载药率和缓释性能，而双乳液技术通过增加水相屏障，延缓药物释放。
- PVA的添加不仅降低表面张力，还通过氢键和空间位阻作用增强颗粒稳定性，避免溶剂挥发过程中颗粒团聚。

2. **与已有研究的对比**：
- **载药效率**：KN3的包封效率（95.74%）显著高于Elmaskaya等（2019）的14–78%和Varga等（2023）的未明确数据，归因于溶剂蒸发速率和PVA浓度优化。
- **释放时长**： KN3的120小时缓释能力远超Kluge等（2009）的40–78小时和Shah等（2011）的短期释放，可能与PLGA分子量和结晶度调控有关。
- **形态控制**：SEM显示纳米颗粒表面光滑，无裂纹或孔隙，减少药物泄漏风险，同时粒径均一性（PDI<0.25）符合缓释系统要求。

### 研究局限性及未来方向
1. **局限性**：
- **体外与体内差异**：当前释放数据基于模拟生理环境（pH 7.4），但体内实际pH、酶活性及血液循环可能影响结果。
- **长期安全性未验证**：纳米颗粒的体内代谢途径（如是否通过肝酶解毒）及潜在毒性需进一步研究。

2. **未来研究方向**：
- **体内验证**：通过动物模型（如大鼠关节炎模型）评估纳米颗粒的靶向性、生物分布及疗效。
- **工艺放大**：优化双乳液法规模化生产参数（如搅拌速度、温度梯度），确保 reproducibility。
- **结构修饰**：探索PLGA分子量梯度设计或共聚物改性，进一步提升缓释可控性。

### 结论
本研究通过双乳液溶剂蒸发法成功制备了高包封率（95.7%）和长效缓释特性的酮洛芬-PLGA纳米颗粒（KN3）。其粒径（380 nm）、表面电荷（-9.3 mV）和均匀的球形形态为药物递送提供了物理基础，而氢键结合和PVA的稳定化作用共同调控了药物释放动力学。该技术为解决传统NSAIDs的胃肠道副作用和依从性问题提供了新思路，但需进一步临床前研究验证其安全性和有效性。

### 关键技术术语解释
- **双乳液溶剂蒸发法**：通过分层溶剂体系形成双重乳化层，慢速释放药物。
- **zeta电位**：衡量纳米颗粒表面电荷密度及分散稳定性的指标，负值表明颗粒通过静电排斥维持分散状态。
- **Korsmeyer–Peppas模型**：用于描述药物从非 swellable（非膨胀性）纳米颗粒中的释放机制，n值≤0.45表明释放受限于药物在聚合物中的扩散。