萜烯增强型奥拉米诺凝胶用于阴道给药:通过体外、微生物学、离体及体内评估实现卓越的阴道渗透性

《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》:Terpene-enhanced olaminogel for superior vaginal permeation: robust assessment through in vitro, microbiological, ex vivo, and in vivo evaluations

【字体: 时间:2025年12月20日 来源:Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology 3.1

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  本研究针对外阴阴道真菌感染治疗中存在的药物渗透性差、易复发及传统制剂疗效有限等挑战,开发了一种新型的奥拉米诺凝胶(olaminogel)作为特康唑(TCZ)的先进纳米载体。通过23析因设计优化配方,所得纳米粒包封率(EE%)达82.11,粒径(PS)为217.25 nm,Zeta电位(ZP)为-33.05 mV。该制剂表现出假塑性流变特性、双相释药模式、强黏膜黏附性及3个月稳定性。离体渗透及体内共聚焦显微镜(CLSM)显示其阴道黏膜渗透深度(180 μm)显著优于普通TCZ凝胶(55 μm)。微生物学评估显示其最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MFC)显著降低,杀菌时间缩短。组织学证实其生物相容性良好。该奥拉米诺凝胶为安全有效的阴道抗真菌治疗提供了新一代平台。

  
外阴阴道真菌感染,尤其是由白色念珠菌引起的阴道念珠菌病,是全球女性中最常见的妇科疾病之一。这类感染不仅严重影响患者的生活质量,对于免疫功能低下的人群而言风险更高。尽管现有抗真菌药物如特康唑(TCZ)被广泛使用,但其治疗效果常因药物水溶性差、阴道黏膜渗透性低、局部刺激性以及耐药菌株的出现而大打折扣。传统制剂在感染部位的滞留时间短,容易因生理性清除而导致药物浓度不足,从而造成感染复发。因此,开发一种能够提高药物在局部滞留时间、增强黏膜渗透性并能有效对抗耐药菌的新型递送系统,成为当前抗真菌治疗领域迫切的需求。
纳米技术的飞速发展为解决上述问题提供了新思路。各种基于脂质、聚合物或纳米颗粒的先进药物递送平台应运而生,它们能够保护药物免于降解,实现靶向递送,并调控药物的时空释放,从而有望提高疗效、减少副作用并改善患者依从性。在众多纳米载体中,纳米囊泡系统因其能有效包载疏水性药物、增强其渗透性并延长在作用部位的滞留时间而备受关注。
在此背景下,研究人员在《Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology》上发表了一项研究,报道了一种名为“奥拉米诺凝胶”(olaminogel)的创新纳米载体,用于特康唑(TCZ)的阴道局部递送。这项研究旨在克服传统制剂的局限性,通过结合纳米结构囊泡、天然渗透促进剂柠檬烯(limonene)以及作为封端稳定剂的油胺(oleylamine),构建一个具有强黏膜黏附性、缓释特性和深层组织渗透能力的下一代治疗平台。
为开展研究,研究人员主要应用了几项关键技术:采用乙醇注入法制备特康唑负载的奥拉米诺体(olaminosomes);利用23析因设计系统优化了柠檬烯-表面活性剂比例、油胺-药物比例和油酸-表面活性剂比例这三个关键处方变量,以最大化包封率(EE%)、最小化粒径(PS)并优化Zeta电位(ZP);通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)对优化后的制剂进行物理化学表征;采用透析袋法进行体外释放研究并拟合释放动力学模型;通过黏膜黏附试验评估制剂与黏膜的相互作用;并在兔阴道模型上进行了离体渗透研究、体内共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)成像以评估黏膜渗透深度,以及组织病理学检查以评估生物相容性;同时,通过微生物学实验(包括最小抑菌浓度MIC、最小杀菌浓度MFC测定和时间杀菌试验)评估了制剂的体外抗真菌效力。
结果与讨论
析因设计分析
研究采用23析因设计系统考察了三个关键处方变量(A: 柠檬烯与表面活性剂比例,B: 油胺与药物比例,C: 油酸与表面活性剂比例)对奥拉米诺体特性的影响。优化目标是获得高包封率(EE%)、小粒径(PS)、低多分散指数(PDI)和高Zeta电位(ZP)绝对值。统计分析表明,模型具有高度的预测能力和可靠性。
包封率(EE%)评估
包封率在66.83%至84.31%之间。方差分析(ANOVA)显示,因素B(油胺与TCZ比例)和因素C(油酸与表面活性剂比例)对EE%有显著影响(p < 0.05),而因素A(柠檬烯比例)影响不显著。油胺的疏水性和成网能力,以及油酸提高药物在脂质双分子层中的溶解度,共同促进了高效的药物包载。
粒径(PS)模型分析
粒径范围在217.3 nm至426.9 nm之间。所有三个因素(A, B, C)均对PS有显著影响(p < 0.05),且呈负相关。柠檬烯通过降低界面张力和促进乳化,油胺通过空间稳定作用防止聚集,油酸通过破坏脂质双层结构,共同导致了更小、更均匀的纳米粒的形成。
Zeta电位(ZP)模型分析
ZP值在-20.50 mV至-33.05 mV之间。因素B和C对ZP有显著影响(p < 0.05)。油胺的胺基和油酸的羧基共同贡献了负表面电荷,增强了囊泡间的静电排斥力,有利于胶体稳定性。
优化过程确认
通过数值优化,确定最佳处方为A: 2:1, B: 2:1, C: 4:1。优化后的制剂实际测量值(EE%: 82.11, PS: 217.25 nm, ZP: -33.05 mV)与预测值高度吻合,偏差均小于5%,验证了模型的可靠性。
优化处方的体外表征
FTIR分析表明,TCZ的特征峰在优化处方谱图中发生衰减或位移,表明药物被成功包载,并且油胺与油酸之间可能存在分子间相互作用。TEM显示制剂为球形、轮廓清晰、大小均匀的囊泡,且无聚集现象。体外释放研究表明,优化处方呈现双相释放模式,初期突释后进入缓释阶段,其释放行为最符合Higuchi模型,表明释放机制以扩散为主。黏膜黏附性研究显示,优化处方与黏蛋白混合后Zeta电位发生显著变化,表明其与黏膜之间存在强烈的静电相互作用,具有良好的黏膜黏附潜力。短期稳定性试验(4-8°C储存3个月)表明,制剂的EE%、PS、ZP等关键参数无显著变化(p > 0.05),体外释放曲线的相似因子(f2)为64.70,表明制剂在储存期间物理化学性质稳定。
奥拉米诺凝胶的流变学评价
将优化后的奥拉米诺体分散液与卡波姆934混合制成奥拉米诺凝胶。流变学测试显示,该凝胶表现为假塑性(剪切变稀)流体,流动行为指数(n)为0.3262。这种特性有利于给药时易于涂抹,停药后粘度恢复,从而增强在阴道部位的滞留。
离体渗透研究
离体渗透实验表明,奥拉米诺凝胶在10小时内的累积渗透量(Q10h)和最大稳态通量(Jmax)均显著高于普通TCZ凝胶,增强比(ER)接近1.97。这表明奥拉米诺凝胶能显著促进TCZ透过兔阴道黏膜。
微生物学评价
微生物学评估显示,优化奥拉米诺凝胶的最小抑菌浓度(MIC, 3.9 μg/mL)和最小杀菌浓度(MFC, 125 μg/mL)均显著低于TCZ混悬液(MIC: 125 μg/mL, MFC: 500 μg/mL)。时间杀菌试验进一步证实,在各自MIC浓度下,优化制剂能在10小时内完全杀灭白色念珠菌,而TCZ混悬液需要30小时,表明优化制剂起效更快,杀菌活性更强。
体内分析
组织病理学评估显示,与阴性对照组相比,使用优化奥拉米诺凝胶的兔阴道组织上皮结构完整,未见炎症或刺激迹象,证明其具有良好的生物相容性和安全性。体内共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)成像直观地显示,负载罗丹明B(Rhodamine B)的奥拉米诺凝胶在阴道黏膜中的渗透深度可达约180 μm,而普通凝胶仅约55 μm,显著证明了该纳米载体系统在增强黏膜渗透方面的优越性。
研究结论与意义
本研究成功开发并优化了一种用于阴道递送特康唑的新型奥拉米诺凝胶纳米载体系统。该制剂具有纳米级的粒径、高包封率、良好的稳定性、强黏膜黏附性、可持续释放药物以及卓越的黏膜渗透能力。通过系统的体外、离体、体内和微生物学评价,充分证实了其相对于传统制剂的显著优势:不仅能显著提高药物在感染部位的浓度和滞留时间,还能增强其抗真菌效力(表现为更低的MIC/MFC和更快的杀菌速度),同时具有良好的生物安全性。奥拉米诺凝胶作为一种有前景的局部给药平台,为有效管理顽固性阴道真菌感染提供了新一代的解决方案,有望改善治疗结果并降低复发率。
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