液晶载体的计算设计与实验优化:靶向递送钙多贝酯至ARPE-19细胞的新型糖尿病视网膜病变治疗策略

【字体: 时间:2025年07月11日 来源:Journal of Drug Delivery Science and Technology 4.5

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  本研究针对糖尿病视网膜病变(DR)治疗中药物眼部渗透性差、生物利用度低的问题,开发了基于单油酸甘油酯(MO)的液晶载体(LCs)系统,用于钙多贝酯(CD)的靶向递送。通过中心复合设计(CCD)优化配方,获得粒径180.35±2.6 nm、包封率88.02±2.2%的纳米颗粒,体外释放5小时达80%,角膜渗透性较普通溶液提升2.98-3.24倍。ARPE-19细胞实验证实其低毒性(100 μg/ml)及高效摄取,为DR非侵入治疗提供新方案。

  

糖尿病视网膜病变(DR)是全球致盲的主要病因,其特征性病理改变包括视网膜血管渗漏、新生血管形成及神经退行性变。当前临床主要依赖反复玻璃体内注射抗血管内皮生长因子(anti-VEGF)药物,但存在半衰期短(t?仅5-7天)、并发症风险高等局限。钙多贝酯(CD)虽在临床试验中显示抗DR潜力,但传统给药方式难以实现视网膜靶向。

针对这一难题,Dibrugarh大学的研究团队创新性地设计了一种基于单油酸甘油酯(MO)的液晶纳米载体(LCs)。该研究发表于《Journal of Drug Delivery Science and Technology》,通过中心复合设计(CCD)优化配方参数(MO、泊洛沙姆407和PEG400),成功构建了兼具高包封率(88.02±2.2%)与快速渗透特性(5小时释放80%)的纳米系统。关键技术包括:基因富集分析筛选CD作用靶点、液晶相态偏振光显微镜(PLM)表征、跨角膜渗透实验及ARPE-19细胞流式细胞术评估。

材料与方法
研究采用MO-P407-PEG400三元体系,通过CCD建立数学模型优化粒径(180.35±2.6 nm)和zeta电位(-19.7±0.9 mV)。基因分析发现CD可能通过调控FOXO1/INSR通路发挥作用。

结果
体外释放:优化配方呈现双相释放(前5小时突释,后续24小时缓释),符合Korsmeyer-Peppas异常扩散模型。跨膜渗透:山羊角膜实验显示LCs组24小时渗透率达99.8%,显著高于普通溶液(20.6%)。细胞实验:100 μg/ml浓度下ARPE-19存活率>95%,流式显示6小时内吞效率提升3倍。

结论
该研究首次证实CD-LCs可通过角膜非侵入途径高效靶向视网膜,其机制涉及:1)液晶双连续相结构增强角膜黏附;2)MO-P407协同作用促进跨膜转运;3)调控VEGF/PKC-delta-P38 MAPK通路抑制血-视网膜屏障破坏。相比现有anti-VEGF疗法,该体系可减少给药频率并降低并发症风险,为DR治疗提供转化价值突出的新策略。作者Sakshi Shetty等特别指出,未来需开展灵长类动物实验验证其长效性。

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