基于仙人掌籽油与纳米黏土的纳米乳凝胶系统开发:配方设计、表征及其在伤口治疗中的应用

【字体: 时间:2025年06月06日 来源:Journal of Drug Delivery Science and Technology 4.5

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  为解决伤口愈合过程中天然活性成分(如仙人掌籽油OFI)因高亲脂性和潜在刺激性导致的临床应用受限问题,研究人员开发了基于油水纳米乳(O/W)和黏土矿物的纳米乳凝胶系统。通过优化配方(含10% OFI、5% Tween? 80及不同黏土),筛选出含3% Laponite?的体系(NE_Lap 3%),其具备最佳pH(8.07)、稳定性(ζ-Pot -60 mV)和抗菌活性(尤其对革兰阳性菌)。该研究为慢性伤口治疗提供了兼具生物相容性和疗效的新型递送系统。

  

慢性伤口因细菌感染和炎症迁延不愈,已成为全球公共卫生挑战。传统治疗面临两大瓶颈:天然活性成分(如仙人掌籽油Opuntia ficus-indica (OFI) seed oil)因高亲脂性难递送,且其潜在刺激性限制临床应用;现有制剂难以平衡稳定性与疗效。据统计,2020年全球伤口护理市场规模达120亿美元,但针对感染性伤口的靶向治疗产品仍稀缺。

为解决这些问题,由意大利佩鲁贾大学(Università degli Studi di Perugia)与西班牙格拉纳达大学团队合作,在《Journal of Drug Delivery Science and Technology》发表研究,开发了一种基于OFI和纳米黏土的纳米乳凝胶系统。研究通过将OFI(含51.4%亚油酸和21%油酸)封装于Tween? 80稳定的O/W纳米乳(10%油相),并引入黏土(Laponite?、Montmorillonite等)构建凝胶网络,最终筛选出NE_Lap 3%体系。该制剂不仅实现OFI的高效递送,还通过黏土协同作用增强抗菌活性和皮肤相容性,为慢性伤口治疗提供新策略。

关键技术方法包括:1)GC-MS分析OFI脂肪酸组成;2)超声乳化法制备纳米乳,动态光散射(DLS)测定粒径(Z-Ave)和ζ-电位;3)Turbiscan稳定性评估(35-40天);4)平行板法测定铺展性;5)旋转流变仪分析黏度-剪切速率曲线;6)UHRTEM观察形貌;7)琼脂扩散法检测抗菌活性;8)Dermal Irritection?评估皮肤刺激性。

3.1. Oil characterization by GC-MS
通过GC-MS证实OFI籽油主要含亚油酸(51.41%)、油酸(20.96%)和棕榈酸(15.77%),其脂肪酸谱与文献报道一致,为伤口愈合提供关键活性成分(如亚油酸可促进巨噬细胞活化和血管生成)。

3.2. Formulation and preparation of nanoemulgels
纳米乳(NE)基础配方(10% OFI+5% Tween? 80)粒径143.2 nm,ζ-Pot -22.8 mV。添加黏土后,NE_Lap 3%粒径增至211.4 nm,但ζ-Pot显著提升至-60 mV,pH调至8.07(符合皮肤适用范围)。层状黏土(Lap/Mont)比纤维状(PS9/G30)更有效改善稳定性。

3.3. Nanoemulgel stability evaluation
Turbiscan显示NE_Lap 3%在25°C储存28天稳定性最佳(TSI最低),无相分离或氧化变色。黏土通过吸附于油滴表面抑制奥斯特瓦尔德熟化。

3.4. Rheology studies
NE_Lap 3%表现剪切稀化行为(非牛顿流体),表观黏度(400 s-1
)达1200 mPa·s,优于其他配方。其触变性确保涂抹时流动性与驻留稳定性平衡。

3.5.1. Morphology analysis by HRTEM
UHRTEM证实NE_Lap 3%中油滴(150-200 nm)被黏土网络包裹,碳元素(油相)与硅/镁(黏土)分布清晰,与DLS结果一致。

3.5.2. Antimicrobial activity
NE_Lap 3%对痤疮丙酸杆菌(P. acnes)抑制圈达29.25 mm,对化脓链球菌(S. pyogenes)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)分别达18.8 mm和9.95 mm,显著优于游离OFI(无活性),证明纳米乳凝胶提升抗菌成分渗透性。

3.5.3. Skin biocompatibility
Dermal Irritection?测试显示NE_Lap 3%最高HIE评分仅0.50(<0.9为非刺激物),证实其皮肤安全性。

该研究创新性在于:1)首次将OFI与纳米黏土结合,解决其应用瓶颈;2)阐明黏土类型(层状vs纤维状)对制剂性能的影响规律;3)NE_Lap 3%兼具抗菌、促愈和安全性,尤其适合革兰阳性菌感染的慢性伤口。未来可进一步探索其与抗生素联用的协同效应及临床转化潜力。

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