不同来源聚合物对地塞米松眼用插入剂水凝胶结构及药物释放性能的影响研究

本研究针对PEG基眼用插入剂开发中辅料差异导致的性能波动问题，通过多维度表征技术（1H NMR/FTIR/MALDI/SEC）系统分析了不同供应商4-arm PEG-SG的端基功能化、分子量分布差异，揭示其通过改变水凝胶孔隙率/机械强度等网络特性影响地塞米松释放动力学，为复杂制剂仿开发提供关键质量评价框架。

　　

眼睛作为人体最精密的器官之一，其独特的生理屏障却给药物治疗带来巨大挑战——滴眼液中90%以上的药物会被泪液冲刷流失，患者每天需要频繁点药4-6次，这种"滴了漏、漏了滴"的循环严重影响着治疗效果。传统滴眼液犹如"竹篮打水"的困境，促使科学家们将目光转向能在眼表持续释放药物的新型递送系统。其中，以聚乙烯二醇（PEG）形成水凝胶的眼用插入剂Dextenza?成为行业焦点，这种米粒大小的植入物可留置在泪小管中持续释放地塞米松，用于术后消炎止痒。但看似美好的技术背后却暗藏玄机：作为关键辅料的4-arm 20K PEG-SG（聚乙二醇琥珀酰亚胺戊二酸酯）在供应商间存在质量波动，而目前缺乏标准方法评估这些差异如何影响最终产品性能。

美国FDA研究人员开展的本项研究首次系统揭示了"相同"辅料背后的质量变数。通过核磁共振氢谱（¹H NMR）发现不同供应商提供的PEG-SG端基功能化程度相差达15%，傅里叶变换红外光谱（FTIR）则捕捉到残留催化剂的特征峰。这些"分子级"差异在宏观上引发连锁反应：X射线显微镜显示孔隙结构变异，AI图像分析量化出200-500μm的孔径分布差异，而差示扫描量热法（DSC）证实结晶度变化直接影响凝胶强度。最关键的体外释放实验证实，快速溶胀的配方中地塞米松释放速率提升40%，且微粉化原料药比非微粉化提前6小时达峰。

【材料】章节显示研究采用4-arm和8-arm两种拓扑结构的PEG-SG，分子量覆盖20K-40K范围，通过对比不同供应商原料建立质量谱系。【¹H NMR】部分揭示8-arm PEG样品（8a）功能化程度高达96%，理论上可形成7.68个交联点，而某些4-arm 40K材料功能化不足导致交联缺陷。【讨论】指出PEG端基的琥珀酰亚胺酯水解会消耗交联剂TLA（三赖氨酸醋酸盐），这种"隐形消耗"使实际交联密度偏离设计值。【结论】强调建立从原料到成品的全链条质控体系，为证明复杂制剂等效性提供科学依据。

这项发表在《International Journal of Pharmaceutics》的研究构建了PEG基眼用插入剂的"质量地图"，其意义不仅在于发现辅料变异会导致释放动力学偏移，更开创性地将AI图像分析、X射线显微断层扫描等先进技术引入制剂表征领域。研究人员特别指出，微粉化工艺带来的API（活性药物成分）粒径差异可能掩盖辅料影响，这为仿制药开发中的"质量源于设计"（QbD）原则提供了新维度的考量。该研究犹如给行业装上了"分子显微镜"，使原本被视为"黑箱"的聚合物特性与制剂性能间建立起可量化的关联，对推动复杂制剂评价标准国际化具有里程碑意义。