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真菌性角膜炎致盲率高,伏立康唑(VCZ)治疗效果好但应用受限。研究人员制备 VCZ 微针(VCZ - MN)角膜贴片,发现其能延长眼内滞留时间、提高药物浓度和生物利用度。这为真菌性角膜炎治疗提供了安全有效的新途径。
真菌性角膜炎是一种因角膜受真菌感染引发的眼疾,在发展中国家,其致盲风险极高,仅次于白内障。这种疾病的病因复杂,像外伤后的感染、抗生素和激素的广泛使用,以及眼部手术感染时免疫力低下等,都是重要的诱发因素。目前已发现超 100 种真菌可引发真菌性角膜炎,其中镰刀菌、曲霉菌和念珠菌是主要病原体。早期,真菌性角膜炎症状并不明显,仅仅表现为眼红、眼痛、畏光和流泪。可随着病情发展,角膜上皮会出现缺损,角膜基质呈现灰色或白色浸润,要是不及时治疗,甚至会发展到角膜穿孔、眼内感染,最终导致失明。
治疗真菌性角膜炎的常用药物有两性霉素 B、那他霉素等多烯类,以及伏立康唑(VCZ)、氟康唑、伊曲康唑等唑类。在这些药物中,VCZ 作为一种新型三唑类抗真菌药,能通过阻断麦角甾醇的合成,抑制真菌的生长繁殖。它抗菌谱广、抗真菌效果强,角膜通透性也不错,相比其他几种药物,它的抗真菌活性、安全性和耐受性都更胜一筹。然而,VCZ 水溶性极差,溶液长期储存稳定性也不好,市面上的 VCZ 剂型只有片剂、胶囊和无菌粉末。在治疗真菌性角膜炎时,常见的给药方式有口服、静脉注射和局部滴眼。局部滴眼虽然全身副作用少,但用于局部治疗的 VCZ 滴眼液不仅需要用无菌粉末配制,而且由于眼睛特殊的生理结构,其生物利用度极低,不到 5%,这些因素严重限制了 VCZ 在真菌性角膜炎治疗中的应用。
为了提高药物在眼部的生物利用度,科研人员尝试了多种新策略,像脂质体、纳米颗粒、凝胶,还有角膜基质注射等。角膜基质注射能在感染部位提供高药物浓度,治疗效果较好,可风险大,患者依从性也差。因此,寻找更安全有效的眼部给药方式迫在眉睫。
可溶性微针(MN)作为一种微创技术,过去十年在透皮给药研究中广泛应用。它安全、有效、无痛且给药方便,能穿透皮肤角质层,缓慢溶解释放药物,提高药物生物利用度。基于这些优势,研究人员开始探索它能否用于眼部给药,突破角膜屏障,提升药物眼部生物利用度。此前已有研究将脂质体两性霉素 B、氟康唑分别载入可溶性微针治疗真菌性角膜炎,均取得不错的效果。
此次,国内研究人员为解决 VCZ 在眼部应用的难题,开展了制备载伏立康唑微针(VCZ - MN)角膜贴片治疗真菌性角膜炎的研究。他们发现,这种微针贴片能显著提高眼组织中 VCZ 的浓度和眼部生物利用度,为真菌性角膜炎的治疗提供了一种安全有效的新方法。该研究成果发表在《European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics》上。
研究人员在开展这项研究时,用到了以下几种主要关键技术方法:首先是用薄膜水化法制备载 VCZ 的 HS - 15 胶束;接着,将制备好的胶束与具有良好生物相容性的透明质酸(HA)和聚乙烯吡咯烷酮 K30(PVP K30)按一定比例混合,采用简单的模具成型法制作微针贴片;还用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和差示扫描量热法(DSC)对微针贴片进行分析;此外,通过体外药物释放实验、体内眼部滞留实验、体外抗菌实验、眼组织分布实验等研究微针贴片的性能 。
伏立康唑胶束的特性表征
研究人员制备了不同 VCZ 和 HS - 15 比例的胶束,并对其特性进行研究。结果发现,这些胶束的粒径、zeta 电位和多分散指数(PDI)都比较小。随着 HS - 15 质量比(VCZ:HS - 15)的增加,胶束的粒径和 PDI 变化不大,但包封率(EE)逐渐上升,当质量比大于 1 时,EE 接近 100%。这表明通过调整两者比例,可以有效制备出性能良好的 VCZ 胶束。
体外药物释放研究
对制备的微针贴片进行体外药物释放研究,结果显示,微针贴片能在 6 小时内持续稳定地释放药物,这说明该微针贴片具有良好的缓释效果,能在较长时间内为眼部提供持续的药物供应,有助于维持药物在眼部的有效浓度。
体内应用研究
在体内应用实验中,研究人员发现,微针贴片应用后在眼内的滞留时间可延长至 3 小时以上。并且,微针能可逆性穿透角膜上皮,24 小时内可恢复。这表明微针贴片在眼内不仅能停留较长时间,而且对角膜上皮的损伤是可逆的,安全性较高。
体外抗菌研究
体外抗菌研究结果表明,VCZ - MN 具有良好的抗菌活性。这意味着该微针贴片在接触到真菌时,能够有效抑制真菌的生长和繁殖,为治疗真菌性角膜炎提供了关键的药效学依据。
眼组织分布研究
通过眼组织分布实验,研究人员对比了微针组和滴眼液组在角膜和房水中的药物浓度。结果发现,微针组在角膜和房水中的最大血药浓度(Cmax)和药时曲线下面积(AUC0?∞)显著高于滴眼液组。这充分说明,VCZ - MN 能显著提高眼组织中 VCZ 的浓度,进而提升药物在眼部的生物利用度,增强治疗效果。
研究人员成功制备了载伏立康唑微针(VCZ - MN)角膜贴片。傅里叶变换红外光谱(FTIR)和差示扫描量热法(DSC)分析表明,VCZ 以无定形状态分散在微针贴片中。体外释放实验显示其具有良好的缓释效果;体内实验证实其眼内滞留时间长、生物相容性好,对角膜上皮的损伤可逆;体外抗菌实验表明其抗菌活性良好;眼组织分布实验证明其能显著提高眼组织中 VCZ 的浓度和眼部生物利用度。
这项研究意义重大。它为真菌性角膜炎的治疗提供了一种全新的、安全有效的微创给药方式。VCZ - MN 克服了传统 VCZ 给药方式的诸多弊端,有望成为临床治疗真菌性角膜炎的新选择。同时,该研究也为眼部药物递送系统的发展提供了新的思路和方法,推动了相关领域的进一步研究和探索。