综述:探索PLGA纳米颗粒增强肺部药物递送的潜力

【字体: 时间:2025年06月30日 来源:Molecular Pharmaceutics 4.5

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  (编辑推荐)本综述系统阐述了聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米颗粒在肺部给药中的优势,包括局部治疗、控释特性及生物利用度提升,并探讨了合成方法、设备适配性及在哮喘、结核等呼吸系统疾病中的应用前景。

  

1. 引言

肺部疾病是全球死亡率居高不下的重要原因,哮喘、慢性阻塞性肺病(COPD)、肺癌等疾病亟需更有效的治疗策略。聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)纳米颗粒因其生物可降解性、控释特性和靶向递送潜力成为研究热点。PLGA由乳酸(LA)和羟基乙酸(GA)共聚而成,其降解产物可通过三羧酸循环代谢,安全性获FDA认可。

2. 肺部给药途径的挑战与未来方向

肺部给药虽能规避首过效应,但面临黏液屏障(“粘性网”效应)和肺泡巨噬细胞吞噬等天然防御机制的阻碍。研究表明,1-5 μm的颗粒可深入肺泡,而PLGA纳米颗粒通过表面修饰(如壳聚糖涂层)可增强黏液穿透性。

2.1 肺部给药设备

  • 雾化器:适用于纳米混悬液,但存在剂量损失问题。
  • 干粉吸入器(DPI):需高吸气流速,对COPD患者不友好。
  • 软雾吸入器(SMI):延长气雾云持续时间,提升给药同步性。

3. PLGA:多功能的药用聚合物

PLGA的理化性质受单体比例(如50:50 LA:GA亲水性强)和端基(酯端延缓水解)调控。其降解速率可通过调整分子量和结晶度(如PLLA结晶性高于PDLA)精确设计,适用于从速释到缓释的多样化需求。

4. PLGA纳米颗粒的合成

4.1 乳化法

  • 单乳液法(O/W):适合疏水药物,如氯仿溶解PLGA后乳化。
  • 双乳液法(W/O/W):包封亲水药物(如蛋白质),但易发生药物外泄至外水相。

4.2 喷雾干燥
直接获得固体粉末,适合工业化生产,但需注意热敏感药物的稳定性。

5. PLGA纳米颗粒的肺部应用

5.1 哮喘
载甘草酸的PLGA纳米颗粒(350 nm)在小鼠模型中降低IL-5/IL-13水平,减少气道黏液分泌,效果优于布地奈德。

5.2 肺纤维化
壳聚糖修饰的PLGA纳米颗粒(441 nm,ζ电位+13.6 mV)通过每周两次给药显著减轻博来霉素诱导的小鼠纤维化,优于每日口服他克莫司。

5.3 肺癌
载阿法替尼的PLGA纳米颗粒(180 nm)在3D肿瘤球模型中穿透性优于游离药物,抑制A549细胞生长达15天。

5.4 结核病
冻干PLGA纳米颗粒(488 nm)使乙硫异烟胺在肺组织浓度维持12小时以上,单次给药即可超过最小抑菌浓度(MIC)。

6. 专利与转化挑战

全球88项相关专利中70%来自学术界,但尚无产品上市。关键瓶颈包括规模化生产的粒径均一性控制、干粉稳定性及长期肺毒性数据缺乏。

7. 结论与展望

PLGA纳米颗粒通过精准调控药物释放和靶向性,为呼吸系统疾病治疗提供新范式。未来需结合微流控技术优化量产工艺,并加强临床前安全性评估,以推动这一技术从实验室走向临床。

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