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为解决传统眼用制剂生物利用度低、需频繁给药的问题,研究人员以更昔洛韦(GCV)为模型药物,采用 32 析因设计优化含泊洛沙姆 407(Poloxamer 407)和羟丙甲纤维素(HPMC E-50 LV)的温敏型原位凝胶。结果显示优化制剂(B5)具适宜流变学性质,体外缓释超 12 小时,兔眼刺激实验证实安全性,为 CMV 性眼感染治疗提供新策略。
眼作为人体精密的视觉器官,其独特的解剖结构(如角膜上皮屏障、泪液冲刷机制)和生理特性(如酶活性高、血眼屏障限制)使得眼部药物递送面临巨大挑战。传统眼滴剂型因药物滞留时间短(通常仅数分钟)、角膜前流失严重,导致生物利用度极低(不足 5%),治疗巨细胞病毒(CMV)性视网膜炎等眼部感染时需频繁给药(每日 4-6 次),不仅患者依从性差,还可能因药物频繁刺激引发眼表损伤。如何延长药物在眼表的滞留时间、增强角膜渗透性并实现缓释控释,成为眼科药剂学领域亟待突破的关键科学问题。
为攻克上述难题,来自印度 NSHM 知识校园(Department of Pharmaceutical Technology, NSHM Knowledge Campus, Kolkata)等机构的研究团队,聚焦于温敏型原位凝胶这一智能递药系统,开展了更昔洛韦(GCV)眼用原位凝胶的开发与优化研究。该研究成果发表于《BMC Pharmacology and Toxicology》,为解决 CMV 等眼部病毒感染的治疗困境提供了新的技术路径。
研究方法概览
研究采用32 全因子设计,以泊洛沙姆 407(Poloxamer 407,温敏型高分子,浓度 5%-15% w/v)和羟丙甲纤维素(HPMC E-50 LV,增稠剂,浓度 0.5%-1.0% w/v)为变量因子,考察对凝胶粘度、胶凝温度、胶凝时间的影响。通过冷分散法制备 9 种凝胶配方,结合体外释放(透析袋法)、离体透角膜渗透(山羊角膜 Franz 扩散池模型)、兔眼刺激性实验(改良 Draize 法)等关键技术,筛选最优制剂并评价其安全性与有效性。
研究结果与分析
1. 配方优化与物理性质表征
通过响应面法(RSM)分析,确定最优配方为B5(15% w/v 泊洛沙姆 407 + 1% w/v HPMC E-50 LV),其粘度为 64.81 cPs,胶凝温度 39.0°C(接近人体眼表温度),胶凝时间 183 秒,满足眼用凝胶 “快速胶凝、适宜粘性” 的要求。傅里叶红外光谱(FTIR)证实药物与辅料无化学相互作用,保证制剂稳定性。
2. 体外释放与渗透性能
B5 制剂在模拟泪液(STF,pH 7.4)中呈现显著缓释特性,12 小时累计释放率 63.76%,而市售凝胶 6 小时释放率达 98.45%。离体透角膜实验显示,B5 的 6 小时累计渗透率为 64.23%,显著高于市售品(43.98%),表明原位凝胶通过增强粘液粘附性和角膜滞留,有效促进药物跨膜转运。
3. 体内安全性评价
兔眼刺激性实验显示,B5 组仅在给药后 1 小时出现轻微结膜充血,24 小时内完全消退,评分与空白凝胶组无显著差异,而阳性对照(1% SDS 溶液)则表现出持续性炎症反应。红细胞形态观察证实制剂渗透压与生理环境兼容,进一步验证其眼部安全性。
4. 释放机制与表面形貌
释放动力学拟合表明,B5 的药物释放符合 Higuchi 模型(R2=0.9612),以扩散控释为主。扫描电子显微镜(SEM)显示凝胶表面呈多孔海绵状结构,这种拓扑特征有利于药物分子的逐步扩散,与缓释行为一致。
结论与意义
本研究通过合理的处方设计与工艺优化,成功开发了一种基于泊洛沙姆 407/HPMC E-50 LV 的更昔洛韦温敏型原位凝胶。该制剂通过 **“接触眼表体温快速成胶 - 延长滞留时间 - 控制药物释放”** 的多重机制,显著提升了 GCV 的眼部生物利用度,将给药频率从每日多次降至每日 1-2 次,同时兼具良好的安全性和患者顺应性。研究结果为 CMV 视网膜炎、疱疹性角膜炎等眼部感染性疾病提供了新型治疗选择,也为眼用智能递药系统的开发提供了可借鉴的技术范式。未来可进一步拓展至其他难溶性药物的眼部递送,推动眼科精准药物治疗的发展。