皮肤暴露化学战剂同步去污与解毒的新型微乳泡沫剂开发与评价

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:AAPS PharmSciTech 3.4

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  本研究针对化学战剂路易氏剂(Lewisite)皮肤暴露后快速吸收导致急性中毒的难题,开发了一种载有解毒剂4-苯基丁酸(4-PBA)的微乳泡沫制剂。研究人员通过构建含1-己醇的油包水微乳体系,实现了5分钟内皮肤渗透量达1.78±0.21μg/cm2,同时对甲基水杨酸模拟剂的表面去污率达99.72%,并能逆向提取54-79%已渗透的模拟剂。该研究为化学战剂暴露提供了"去污-治疗"一体化解决方案,发表于《AAPS PharmSciTech》。

  

化学战剂的威胁从未远离人类文明。从第一次世界大战的芥子气到现代库存的路易氏剂,这些剧毒物质能在皮肤接触后迅速穿透角质层屏障,引发从局部水疱到全身砷中毒的致命后果。传统应对方案存在明显缺陷:物理去污无法清除已渗透的药剂,而解毒剂注射又难以及时实施。更棘手的是,现有技术难以兼顾快速去污与持续治疗的双重需求,这使得战场或恐袭现场的急救效率大打折扣。

针对这一关键难题,由美国Mercer大学药学院Sonalika Arup Bhattaccharjee领衔的研究团队创新性地提出"去污-治疗"一体化策略。他们选择4-苯基丁酸(4-PBA)作为新型解毒剂——这种分子伴侣能抑制路易氏剂触发的未折叠蛋白反应(UPR)信号通路,且具有适合透皮给药(log P=2.5)的理化特性。研究团队通过精巧设计含1-己醇的微乳(ME)系统,将其转化为即用型泡沫制剂,最终在《AAPS PharmSciTech》发表了这项突破性成果。

研究采用多项关键技术:通过溶解度筛选和伪三元相图构建优化微乳组成;采用泵式泡沫分配器实现无推进剂发泡;使用500-700μm厚猪耳皮肤模型进行体外渗透测试;建立HPLC-UV同步检测4-PBA与模拟剂甲基水杨酸的方法;通过电阻测定确保皮肤屏障完整性;采用胶带剥离法量化不同皮肤层次的物质分布。

【材料与方法】章节揭示了制剂的科学基础。溶解度实验显示4-PBA在表面活性剂Labrasol?中溶解度高达4568 mg/mL,而1-己醇作为共表面活性剂兼渗透促进剂达4322 mg/mL。相图分析确定了含LabrafacTM WL 1349(0.5%)、Labrasol?(36%)、1-己醇(3%)和Plurol? Oleique CC 497(6%)的F4配方具有最佳发泡特性,添加1%硬脂醇后泡沫膨胀率达350%,且能维持结构稳定30秒以上。

【体外渗透测试】结果令人振奋。微乳泡沫5分钟内即实现1.78±0.21μg/cm2的皮肤递送,显著优于丙二醇对照组(p<0.0001)。重复给药3小时后,皮肤沉积量激增至35.88±2.29μg/cm2,系统吸收达16.95±3.62μg/cm2。特别值得注意的是,预暴露甲基水杨酸模拟剂不影响4-PBA渗透,证明该制剂在实战环境中的可靠性。

【去污效率】数据更具突破性。对3小时暴露的模拟剂,制剂实现99.5%表面去污和79.05%组织逆向提取,总去污率达75.91%。短时(5分钟)暴露组更是取得94.53%总去污率。虽然对已进入体循环的模拟剂无清除作用,但该表现已远超传统物理去污剂的效能。

这项研究开创性地实现了化学战剂应对技术的三重突破:首先,1-己醇的加入使微乳同时具备去污和促渗功能;其次,泡沫剂型适合大面积皮肤和毛发区域应用;最后,4-PBA的快速递送为后续系统治疗赢得时间窗。正如讨论部分强调,这种"解除威胁-阻断毒性"的协同策略,为化武防护领域树立了新范式。未来研究可进一步优化微乳配方,提升对深部组织渗透和极端环境稳定性,但现有成果已为战场医学和公共安全应急提供了变革性解决方案。

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