纳米工程化舍曲林脂质体:超临界流体技术优化关键参数提升药物递送性能

【字体: 时间:2025年05月03日 来源:Scientific Reports 3.8

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  舍曲林(Sertraline)因血脑屏障限制,生物利用度仅 44%。研究人员运用超临界流体溶液膨胀到水溶液(ESSAS)技术制备含盐酸舍曲林的纳米脂质体,优化参数后,其包封率达 78.4% ,粒径 89.5nm 。该成果为药物递送提供新途径。

  在当今医药科技的探索之路上,药物递送系统的优化一直是热门话题。舍曲林作为治疗抑郁症的常用药,却遭遇 “重重关卡”。血脑屏障像一道坚固的城墙,严重阻碍它从血液循环进入大脑,而且其水溶性差,口服后易在胃肠道 “滞留”,导致生物利用度仅有 44%。传统的脂质体制备方法也有诸多不足,如重复性差、包封效率低、使用大量有机溶剂等,这些问题限制了纳米脂质体的工业化生产。在这样的困境下,科研人员决心突破,开启了一场提升舍曲林药物递送性能的探索之旅。
来自伊朗 Shahid Beheshti University 的研究人员挺身而出,开展了一项关键研究。他们利用超临界流体溶液膨胀到水溶液(ESSAS)这一创新技术,以 1,2 - 二硬脂酰 - sn - 甘油 - 3 - 磷酸胆碱(DSPC)为壁材制备盐酸舍曲林纳米脂质体,并借助响应面法(RSM)结合 Box - Behnken 设计优化操作参数。最终发现,在压力降 29.9MPa、收集时间 13.6min、温度 40°C 的条件下,能制备出包封率为 78.4%、粒径 89.5nm、数量为 85 的纳米脂质体。这一成果意义非凡,不仅为舍曲林的高效递送提供了新策略,还为其他药物的脂质体制备开辟了新方向,该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员在研究过程中,运用了多种关键技术方法。首先是 ESSAS 技术,用于制备纳米脂质体,该技术能精准控制磷脂沉淀速率,从而获得均一的纳米脂质体。其次是响应面法结合 Box - Behnken 设计,通过对多个参数进行优化,确定最佳制备条件。同时,利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、动态光散射(DLS)等手段对脂质体的形态、粒径和 zeta 电位等进行表征;采用高效液相色谱(HPLC)测定包封率和药物释放量。

在制备纳米脂质体时,研究人员先将 DSPC、胆固醇和盐酸舍曲林溶解在乙醇 / 水混合溶液中,配制成磷脂货物溶液。然后,将该溶液转移至平衡容器,利用超临界二氧化碳(SC - CO?)使其溶解。待平衡后,打开阀门使溶液快速膨胀进入生产容器,磷脂和胆固醇自发组装形成包裹盐酸舍曲林的纳米脂质体。

为了探究各因素对纳米脂质体特性的影响,研究人员进行了深入研究。在压力降方面,研究发现压力降对纳米脂质体的粒径和数量影响显著,对包封率也有重要作用。随着压力降增加,纳米脂质体粒径减小、数量增多,包封率先升高后降低。这是因为压力降增大,SC - CO?密度和溶解度下降,导致磷脂过饱和度增加,更多磷脂沉淀形成更多更小的脂质体,但过小的脂质体空间有限,限制了药物包封。

温度对纳米脂质体的影响也不容忽视。研究表明,温度主要影响脂质体的数量,对粒径和包封率影响较小。温度升高时,磷脂在超临界流体中的溶解度降低,CO?密度减小,导致脂质体数量减少。而包封率则因温度升高时,盐酸舍曲林在脂质体内水相的溶解度变化以及脂质体膜的性质改变,呈现先升后降的趋势。同时,温度还会影响脂质体的形态,低温时呈球形,高温时因分子间力破坏,膜流动性增加,形状变得不规则。

收集时间同样对纳米脂质体有重要影响。它对粒径和包封率有显著作用,且与脂质体数量呈正相关。收集时间增加时,更多溶液进入生产容器,脂质体数量增多,包封率提高;同时,更多磷脂溶解在 SC - CO?中,导致过饱和度增加,粒径减小。当溶液全部转移后,脂质体数量不再变化。

通过响应面分析,研究人员进一步确定了各因素的相互作用。他们绘制了纳米脂质体粒径、数量和包封率随压力降、温度和收集时间变化的响应面图。从图中可以看出,不同因素的变化组合对纳米脂质体特性有不同影响,如较长收集时间和较高压力降在一定温度下会使脂质体粒径改变;包封率和脂质体数量在压力降、收集时间和温度的某些变化下先增加后减少等。

研究人员还对制备条件进行了优化。通过预测模型,确定了制备纳米脂质体的最佳条件为压力降 29.9MPa、收集时间 13.6min、温度 40°C。在此条件下进行实验验证,得到的纳米脂质体粒径为 89.5nm,数量为 85,包封率为 78.4%,与预测值相符,证明了模型的准确性。

在稳定性研究方面,研究人员发现,在 4°C 避光保存 2 个月的含盐酸舍曲林纳米脂质体,平均粒径变化不大,这得益于脂质体表面电荷均匀分布,使其热力学稳定。而药物释放测试表明,游离盐酸舍曲林 5 小时内基本释放完全,而脂质体包裹的盐酸舍曲林 27 小时才释放完毕,且初期有大于 17.5% 的突释,之后为持续释放。这表明脂质体显著改变了药物释放动力学,实现更规律的药物释放。

综合来看,该研究成功制备了性能优异的盐酸舍曲林纳米脂质体,优化了制备参数,明确了各因素对纳米脂质体特性的影响。ESSAS 技术相比传统方法,具有操作简单、一步制备、无需后续处理等优势,避免了有机溶剂的使用,更适用于工业化生产。这一研究成果为药物递送领域注入了新活力,有望推动更多高效药物递送系统的开发,为未来药物治疗提供更有力的支持。

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