卷曲式胃滞留明胶环状装置实现核黄素与卡托普利的控释递送

为解决传统口服制剂难以实现个性化给药及胃滞留时间短的问题，法国国家科学研究院团队开发了一种基于径向定位药物储库的卷曲式环状胃滞留装置。该研究通过酶交联明胶薄膜滚动成型技术，实现了核黄素（维生素B2）和卡托普利的程序化释放，装置在模拟胃液中2分钟快速展开并维持24小时结构完整性。这项发表于《International Journal of Pharmaceutics》的成果为改善药物生物利用度提供了创新解决方案。

　　

在药物递送领域，如何延长胃滞留时间并实现精准控释始终是重大挑战。传统片剂和胶囊受限于胃排空机制，往往无法在靶向部位持续释放药物。尤其对于核黄素（维生素B₂）这类主要在小肠上段吸收的营养素，以及卡托普利这种半衰期仅1.9小时的降压药，频繁给药不仅降低患者依从性，更导致血药浓度波动影响疗效。现有硅胶环状装置（如治疗青光眼的Bimatoprost^?）虽能长效释放，但依赖传统注塑工艺难以实现给药方案的个性化定制。

法国国家科学研究院的Quoc-Hung Tran团队在《International Journal of Pharmaceutics》发表的研究中，创新性地将卷曲薄膜技术与环形结构相结合。研究人员采用跨谷氨酰胺酶（Transglutaminase, TGase）交联的明胶薄膜，通过在丙烯酸圆柱体表面预定位药物储库后滚动成型，构建出直径可膨胀至超过幽门括约肌（约2cm）的环状装置。该装置封装于000号明胶胶囊后，能在模拟胃液（FaSSGF）中2分钟内快速释放，并通过"薄弱点"设计实现24小时内可控降解。

关键技术包括：1）酶介导明胶交联实现结构稳定性；2）径向定位药物储库控制释放动力学；3）胃溶胶囊快速释放与环状结构原位展开；4）通过结构工程调控降解速率。实验选用核黄素和卡托普利作为模型药物，验证了不同径向位置储库的释放差异。

【材料与方法】研究采用牛皮明胶为基质，添加山梨醇和甘油增塑，通过TGase催化交联形成机械强度达15kPa的薄膜。药物储库通过精密涂布定位，滚动成型后经γ-射线灭菌处理。

【结果与讨论】体外测试显示：1）膨胀性能：装置直径从初始13mm扩展至22mm，超过幽门生理尺寸；2）滞留时间：在FaSSGF中维持结构完整性达24小时，薄弱点设计可缩短至12小时；3）释放动力学：外周储库的核黄素24小时释放率达92%，而近轴心储库仅释放43%。卡托普利实验进一步证实径向位置可调控药物释放速率。

【结论】该研究开创性地将卷曲成型技术与环形胃滞留装置相结合，突破了传统3D打印在药用辅料选择、温度敏感性等方面的局限。通过精确控制药物储库径向位置，实现了从速释到缓释的可编程给药，为个性化治疗提供了新思路。特别是对核黄素这类存在吸收饱和（RFVT3转运蛋白）的药物，可显著提高生物利用度。未来通过调整明胶交联度与储库几何参数，有望拓展至更多治疗领域。