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为解决大麻二酚(CBD)肺部给药时水溶性差的问题,研究人员以甲基 -β- 环糊精(mbCD)和人血清白蛋白(HSA)为辅料制备可吸入粉末。结果显示 mbCD 增溶效果最佳,且 CBD+mbCD 粉末气溶胶性能更优,为 CBD 吸入制剂开发提供参考。
在医学研究的广阔领域中,大麻二酚(Cannabidiol,CBD)因其具有高治疗潜力,正逐渐成为科研人员关注的焦点。然而,它在临床应用上却面临着重重阻碍。目前唯一获批的 CBD 口服产品 Epidiolex?,需要高剂量服用,原因在于 CBD 口服生物利用度低,仅 4 - 20%。这是因为其在胃肠道吸收不稳定,还会经过广泛的首过代谢,就像一道道关卡,极大地限制了它的疗效发挥。
为了突破这些困境,寻找更高效的给药途径迫在眉睫。吸入给药凭借其独特优势,进入了研究人员的视野。它能使药物吸收更迅速、更稳定,生物利用度也更高。但要实现 CBD 的吸入给药并不简单,需要解决化学稳定性、气溶胶性能和水溶性等关键问题。尤其是水溶性问题,如同拦路虎一般,严重制约着 CBD 吸入制剂的开发。此前研究虽尝试使用多种辅料,但效果不佳且存在安全性隐患。
在此背景下,悉尼大学(The University of Sydney)的研究人员展开了一项极具意义的研究。他们以甲基 -β- 环糊精(mbCD)和人血清白蛋白(HSA)为辅料,致力于开发可吸入的 CBD 粉末。研究结果令人振奋,mbCD 展现出最强的 CBD 增溶能力,且由其制备的 CBD+mbCD 粉末气溶胶性能更优。这一成果为 CBD 吸入制剂的研发提供了新方向,有望推动 CBD 在临床治疗中的广泛应用,为相关疾病的治疗带来新希望。该研究成果发表在《AAPS PharmSciTech》杂志上。
研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。首先是相溶解度测试,通过该实验来探究不同辅料对 CBD 溶解度的影响。接着采用 Job’s plot 确定 CBD 与辅料形成复合物的化学计量比。为避免 CBD 热降解和氧化,研究人员选用喷雾冷冻干燥技术制备粉末。此外,还运用多种分析技术,如激光衍射、扫描电子显微镜(SEM)、X 射线粉末衍射(XRD)等,对粉末的物理化学性质和气溶胶性能进行全面表征 。
在研究结果方面,研究人员首先进行相溶解度测试,发现 CBD 在磷酸盐缓冲盐水(PBS)中的溶解度仅为 1.2±0.1 μg/mL。而随着环糊精和 HSA 浓度增加,CBD 溶解度呈线性上升。其中,mbCD 的增溶效果最为显著,在所有测试浓度下,它能溶解的 CBD 量是其他环糊精的两到三倍。例如,在 176 μM 浓度时,mbCD 可使 CBD 溶解度达到 3.4±0.4 μg/mL,远高于 β- 环糊精(bCD)和 2 - 羟丙基 -β- 环糊精(2HPbCD) 。HSA 对 CBD 溶解度提升也较为明显,15 μM 的 HSA 可使 CBD 溶解度提高约 8 倍,达到 9.7±0.1 μg/mL。基于此,研究人员选择 mbCD 和 HSA 与 CBD 共同喷雾冷冻干燥制备粉末。
对制备的粉末进行物理化学表征发现,两种粉末的生产产率均超 80%,且都为无定形结构,这有助于提高 CBD 的溶解度。不过,它们的稳定性有所差异。CBD+HSA 在相对湿度(RH)达 90% 时仍能保持稳定,不发生重结晶;而 CBD+mbCD 在 RH 达到 70% 时开始重结晶,因此需在低于 70% RH 的环境下储存。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析,发现 CBD 与 mbCD 或 HSA 之间发生了相互作用,且作用位点可能在 CBD 的间苯二酚基团。
在气溶胶性能方面,两种粉末都展现出可接受的气溶胶性能,但 CBD+mbCD 表现更优。它在喉咙处的 CBD 沉积比 CBD+HSA 低 31%,这意味着其引发口咽不良反应的可能性更小。同时,CBD+mbCD 的细颗粒剂量(FPD)和细颗粒分数(FPF)<5 μm 分别比 CBD+HSA 高 49% 和 23%,<3 μm 时也更高,这表明它能使更多 CBD 到达肺部发挥治疗作用,更有利于药物进入全身循环。
综合研究结论和讨论部分,该研究首次系统地比较了多种辅料对 CBD 的增溶效果,并成功制备出具有良好性能的可吸入 CBD 粉末。mbCD 在增溶和促进药物肺部递送方面表现出色,尽管其存在稳定性问题,但通过合理储存条件可解决。这一研究成果为未来开发更高效、安全的吸入性 CBD 制剂提供了重要依据,有助于推动 CBD 在医学领域的广泛应用,为相关疾病的治疗开辟新途径。