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基于苯硼酸功能化聚合物胶束的粘附性眼药水用于眼部炎症治疗:提升角膜滞留与生物利用度的创新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月29日 来源:Acta Biomaterialia 9.4
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为解决传统眼药水因泪膜屏障和频繁眨眼导致的药物清除快、生物利用度低等问题,研究人员开发了一种苯硼酸(PBA)功能化的粘附性胶束眼药水(PBA-MC-LE)。该研究通过合成PBA-PEG-b-p(HPMA-Lacm)嵌段共聚物,构建可高效负载醋酸氟替卡松(LE)的胶束系统,结合剪切稀化基质,实现12天缓释和强效角膜粘附。动物实验表明,每日单次给药的PBA-MC-LE眼药水疗效与每日四次给药的商业制剂相当,显著降低角膜混浊和炎症因子水平,为眼科药物递送提供了新平台。
眼部炎症是导致视力损伤甚至失明的重要病因,传统治疗依赖频繁滴注的眼药水或药膏,但角膜表面的生理屏障——如泪液冲刷和眨眼反射——使得药物滞留时间极短,生物利用度不足5%。更棘手的是,常用抗炎药醋酸氟替卡松(LE)因高度疏水性难以有效递送,患者需每日多次给药,依从性差。尽管纳米颗粒、水凝胶等新型递送系统被开发,但普遍面临粘附效率低、药物突释或生物相容性不足等问题。
针对这一挑战,国外研究团队在《Acta Biomaterialia》发表了一项突破性研究。他们设计了一种苯硼酸(PBA)功能化的聚合物胶束眼药水系统,通过高密度PBA与角膜粘蛋白的共价结合,显著延长药物滞留时间。该系统采用两亲性嵌段共聚物PBA-PEG-b-p(HPMA-Lacm),其疏水核心可高效包载LE,而PEG外壳提供隐形特性。胶束分散于含透明质酸的剪切稀化基质中,形成兼具粘附性和缓释特性的眼药水。
研究团队运用了多项关键技术:通过核磁共振(1H-NMR)验证PBA偶联效率达67%;动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)表征胶束粒径与形态;高效液相色谱(HPLC)测定药物包封率;体外释放实验模拟12天缓释曲线;电灼诱导的小鼠角膜炎症模型评估疗效。
3.1 高偶联效率胶束的合成与表征
通过优化EDC/NHS反应条件,PBA与PEG的偶联效率提升至91.5%。自组装的胶束粒径约130 nm,载药量达4.6%,且临界胶束浓度(CMC)低至0.05 mg/mL,表明体系稳定性优异。
3.2 粘附性与缓释性能
PBA胶束与粘蛋白混合后浊度增加2倍,荧光猝灭实验证实其与唾液酸的特异性结合。体外释放显示,LE缓释持续12天,且突释比例低于商业制剂。离体兔眼实验证明,PBA-MC-LE的角膜滞留率比商业制剂高2.5倍。
3.3 生物相容性验证
人角膜上皮细胞培养5天后存活率>95%,小鼠连续7天给药未发现角膜或视网膜结构损伤,证实体系安全性。
3.4 动物模型疗效
在电灼诱导的小鼠角膜炎症模型中,每日单次PBA-MC-LE治疗使角膜厚度恢复至正常水平(83±7 μm),与每日四次商业制剂效果相当。免疫组化显示CD45+炎症细胞浸润减少,IL-1β和IL-6 mRNA水平显著下降。
该研究首次实现PBA功能化胶束的高效制备与临床转化潜力验证。其创新性体现在三方面:一是通过精确控制HPMA-Lacm疏水链长度,使LE载量提升至传统方法的2倍;二是PBA与粘蛋白的共价结合使角膜滞留时间延长2.71倍;三是剪切稀化基质与胶束的协同作用,兼顾给药便利性与长效性。这一平台技术可拓展至其他疏水性眼科药物,为炎症性眼病治疗提供新范式。
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