乙醇共溶剂增强磺胺嘧啶在超临界二氧化碳中的溶解度：机制、模型与临床应用潜力

本研究针对抗炎药物磺胺嘧啶(SSZ)在超临界二氧化碳(scCO2)中溶解度低的问题，通过引入乙醇共溶剂系统探究温度(308-338 K)、压力(12-30 MPa)和共溶剂浓度(1-3 mol%)对溶解度的协同影响。研究发现乙醇可使SSZ溶解度提升11.95倍，并通过SRK状态方程和半经验模型验证了Soltani-Mazloumi模型的预测优势，为BCS IV类药物的超临界流体递送技术提供了新策略。

　　

磺胺嘧啶(SSZ)作为治疗类风湿性关节炎和克罗恩病的经典抗炎药，长期面临口服生物利用度不足15%的困境。其BCS IV类特性（低溶解性+低渗透性）和3.88的高log P值，导致传统制剂难以突破递送效率瓶颈。更棘手的是，SSZ在人体结肠细菌作用下的代谢特性与现有递送系统存在兼容性矛盾。这些限制促使科研人员将目光投向新兴的超临界流体技术——利用scCO₂的GRAS（公认安全）特性和快速扩散能力，可能为SSZ递送开辟新路径。

沙特阿拉伯Princess Nourah bint Abdulrahman大学领衔的国际团队在《Scientific Reports》发表的研究，首次系统评估了SSZ在scCO₂/乙醇三元体系中的溶解行为。研究人员采用静态平衡法结合磁力混合装置，在高压(40 MPa)高温(473 K)反应器中精确测定溶解度数据，通过SRK状态方程和6种半经验模型（包括Méndez-Santiago-Teja和Soltani-Mazloumi模型）进行数据拟合，并采用模拟退火算法优化参数。

温度与压力的协同效应
在纯scCO₂体系中，SSZ溶解度呈现典型"交叉区域"现象：低于15 MPa时升温导致密度下降而降低溶解度（308 K时0.27→1.18 g/L），但在高压区(30 MPa)338 K时达到峰值1.18 g/L。这种双重效应揭示了密度与蒸汽压对溶解度的竞争性影响。

乙醇的增效机制

3 mol%乙醇的引入使摩尔分数从1.654×10^-4飙升至11.451×10^-4，尤其在338 K/12 MPa条件下增强因子达11.95倍。这种增效源于乙醇的极性基团与SSZ的偶极相互作用，以及其对scCO₂介电常数的调节作用。

模型验证与优选
在6种评估模型中，Soltani-Mazloumi五参数模型表现最优（AARD=4.34%，R²=0.997），其创新性地整合了温度、密度和共溶剂摩尔分数的耦合关系。而SRK状态方程结合vdW2混合规则对三元体系的预测精度达AARD=5.88%，证实了热力学模型在复杂体系中的适用性。

该研究不仅为SSZ的超临界流体纳米化奠定了工艺基础，更揭示了短链醇类共溶剂对极性药物溶解度的普适性增强规律。特别值得注意的是，乙醇作为GRAS级溶剂的安全特性，使其在经皮给药系统开发中具有独特优势。未来研究可进一步探索该技术与其他BCS IV类药物的兼容性，以及基于此开发的纳米颗粒在炎症靶向治疗中的应用潜力。