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为解决辅酶 Q10(CoQ10)水溶性差、眼部给药难等问题,研究人员开展了 CoQ10微乳离子激活凝胶用于眼科给药的研究。结果显示该凝胶能缓释药物、保护角膜,这为眼科疾病治疗提供了新的有效途径。
在人体的微观世界里,眼睛宛如一颗珍贵的明珠,角膜则是这颗明珠的坚固卫士,它默默承受着外界的诸多挑战,其中紫外线 B(UVB)的侵袭便是一大威胁。长期暴露在 UVB 下,角膜上皮细胞会受损,引发氧化应激反应,就像平静的湖面被投入巨石,泛起层层涟漪,进而导致角膜和结膜出现病变。
辅酶 Q10(CoQ10)作为细胞内的 “抗氧化小能手”,本应在保护角膜的战斗中发挥重要作用。它不仅参与真核细胞线粒体的电子传递链和有氧呼吸,还具有胰岛素样功能和降压作用,在糖尿病神经病变、癌症放化疗副作用缓解等方面都有出色表现 ,在眼科疾病的防治上也潜力巨大,像青光眼、视网膜损伤、干眼症、白内障和角膜损伤等疾病都有望借助它得到改善。然而,它的 “性格” 有些 “倔强”,水溶性差,这使得它在进入人体发挥作用时困难重重,眼部给药更是一大难题,众多屏障阻挡着它到达 “战场”,影响了治疗效果。
为了攻克这些难题,来自湖北省中医院(湖北中医药大学附属医院、湖北省中医药科学院)、中部战区总医院、湖北省武警总队总医院等机构的研究人员踏上了探索之旅,他们致力于开发一种新型的 CoQ10眼部给药系统,研究成果发表在《BMC Pharmacology and Toxicology》上。
研究人员运用了多种技术方法来开展这项研究。在制剂制备方面,通过优化筛选确定了微乳和微乳凝胶的配方;利用激光粒度分析仪和透射电子显微镜等对微乳和微乳凝胶的粒径和形态进行分析;采用高效液相色谱法(HPLC)对 CoQ10进行定量分析和相关物质检测;借助体外释放实验、流变学特性分析、细胞毒性试验、眼内滞留实验等多种实验手段,从不同角度对制剂进行评估。
在研究结果方面:
- 理化性质:制备的微乳平均粒径为 24.5±2.0nm,微乳凝胶为 39.6±3.5nm,均符合微乳的典型粒径范围,且凝胶在接触含 Ca2+和 K+离子的人工泪液后,粘度显著增加。微乳和微乳凝胶的 pH 值分别为 7.2±0.4 和 7.3±0.6,接近眼部生理 pH 值,CoQ10含量达到 9.8±0.2mg/mL,相关物质含量<1.0%,纯度令人满意。
- 体外释放:微乳离子激活凝胶展现出良好的缓释性能,24 小时累计释放率达到 80.0%±3.2%,且符合一级释放动力学,释放速率相较于普通眼药水和简单微乳更慢,能持续为眼部提供药物。
- 流变学特性:该系统在未接触泪液离子时,粘度较低,随着角速度增加变化不明显,但接触泪液离子后,粘度大幅上升,呈现假塑性流体的特性,这种特性有利于减少对角膜前膜的影响。
- 体内滞留:与微乳相比,微乳凝胶在兔眼结膜囊内的药物浓度更高,药物洗脱更慢,滞留时间延长了 2 小时以上,能更持久地发挥作用。
- 安全性评价:通过 Draize 兔眼刺激试验、体外细胞毒性试验、溶血试验和急性眼刺激试验等一系列测试,结果表明微乳凝胶对兔眼无明显刺激,细胞活力>90%,溶血率<5%,安全性良好。
- 保护作用:在 UVB 照射的大鼠模型中,局部使用 CoQ10微乳凝胶能显著减轻角膜上皮损伤,使超氧化物歧化酶(SOD)水平升高,丙二醛(MDA)水平降低,有效改善角膜的抗氧化状态。
- 其他研究:Franz 扩散池实验进一步证实了微乳凝胶的缓释效果;稳定性测试发现,在 4℃和 25℃下保存 6 个月,CoQ10降解<5% ,在 40℃下 3 个月降解约 8%;初步药代动力学研究表明,兔眼给药后 2 小时达到最大浓度(Cmax)0.52±0.11μg/mL,具有良好的透角膜能力。
研究结论和讨论部分指出,CoQ10微乳离子激活凝胶具有良好的理化性质、缓释性能和角膜保护作用,能有效减轻 UVB 诱导的角膜损伤,维持角膜的抗氧化防御系统。与其他原位凝胶系统相比,该离子激活系统利用泪液中的离子触发凝胶形成,无需外部 pH 或温度变化,具有独特优势。不过,目前的研究还存在一些局限性,后续需要进一步优化配方,在更大动物模型上进行测试,并开展临床试验,以充分验证其临床应用潜力。但无论如何,这项研究为眼科药物递送提供了新的思路和方法,有望为众多眼部疾病患者带来新的希望,开启眼科治疗的新篇章。