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稳定可吸入干粉制剂开发:骨粘连蛋白片段促进肺泡上皮修复治疗慢性阻塞性肺病
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月29日 来源:International Journal of Pharmaceutics 5.3
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针对慢性阻塞性肺病(COPD)肺组织修复难题,研究人员通过喷雾干燥技术开发了含骨粘连蛋白活性片段(OGN)的干粉吸入制剂。研究发现,以菊粉(inulin)为稳定剂的配方在60℃储存28天后仍能保持OGN促进肺泡型器官样体(SPC+)分化的能力,且空气动力学性能(MMAD 3.66±0.21 μm)符合深肺沉积要求。该研究为COPD的再生治疗提供了创新给药方案。
慢性阻塞性肺病(COPD)作为全球第三大死因,其特征性肺泡结构破坏目前尚无有效修复手段。现有疗法仅能缓解症状,而无法逆转肺功能进行性下降。肺泡上皮中具有干细胞特性的AT2细胞虽具再生潜力,但在COPD患者中修复能力严重受损。近年来,源自肺成纤维细胞分泌组的骨粘连蛋白(osteoglycin,OGN)活性片段被证明可激活肺泡上皮祖细胞,这为开发促进肺组织再生的吸入疗法带来了新希望。
荷兰格罗宁根大学医学中心的研究团队在《International Journal of Pharmaceutics》发表研究,通过喷雾干燥技术开发了含OGN片段(LRR4-7结构域)的可吸入干粉制剂。研究采用器官样体培养评估生物活性,通过激光衍射和下一代撞击器(NGI)分析空气动力学特性,并系统比较了菊粉与甘露醇作为稳定剂的性能差异。实验使用C57Bl6/J小鼠分离Epcam+肺泡上皮细胞,与CCL206肺成纤维细胞共培养建立器官样体模型。
3.1 喷雾干燥骨粘连蛋白片段保持器官样体形成和分化能力
研究发现,含4%亮氨酸的菊粉配方喷雾干燥后,OGN片段仍能显著提高器官样体形成效率(CFE),并使肺泡型(SPC+)器官样体比例从对照组的20%提升至35%。相比之下,甘露醇配方虽维持促增殖活性,但丧失了促进肺泡分化的能力。扫描电镜显示两种配方均形成1.5-1.9 μm的球形颗粒,满足深肺沉积要求。
3.2 高温储存稳定性比较
60℃加速稳定性试验表明,菊粉配方在28天后仍保持促分化活性,使SPC+器官样体比例达32%,而甘露醇配方则完全丧失该功能。X射线衍射(XRD)和调制差示扫描量热法(mDSC)揭示,菊粉的无定形态(Tg=132℃)比结晶态甘露醇更利于保护OGN活性。
3.3 干粉吸入性能优化
空气动力学评估显示,添加4%亮氨酸或150-212 μm菊粉清扫颗粒可显著降低Cyclops吸入器保留率(从40%降至25%)。NGI测试测得两种配方的细颗粒分数(FPF)均超过45%,质量中值空气动力学直径(MMAD)为3.7-3.9 μm,符合治疗需求。值得注意的是,高剂量(30mg)测试时咽喉部沉积较高,提示未来需优化给药方案。
该研究首次证明喷雾干燥技术可成功制备具有肺泡修复功能的OGN干粉制剂。菊粉凭借其高玻璃化转变温度的特性,成为比甘露醇更优的稳定剂选择。通过亮氨酸添加或清扫颗粒技术,解决了干粉吸入剂(DPI)的分散难题。这些发现为开发COPD疾病修饰疗法提供了重要技术路径,其"局部给药-靶向修复"策略有望突破现有对症治疗的局限。未来研究需进一步验证该制剂在COPD动物模型中的疗效,并优化大规模生产的工艺参数。
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