通过乳液法制备载有5-ASA的Eudragit? S100纳米颗粒:溶剂蒸发法与超临界流体萃取法的比较

《The Journal of Supercritical Fluids》:Preparation of 5-ASA-Loaded Eudragit? S100 Nanoparticles by Emulsion-Based Methods: Comparison between Solvent Evaporation and Supercritical Fluid Extraction

【字体: 时间:2025年08月22日 来源:The Journal of Supercritical Fluids 3.4

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  纳米粒子的制备与释放特性研究。通过对比超临界流体萃取乳化物法(SFEE)与传统溶剂蒸发法(SE),发现SE制备的纳米粒子粒径更小(D50=85 nm,包封效率99%),而SFEE在降低残留溶剂(<4% vs 21%)方面更优。两者在模拟胃肠液中的释放曲线均显示快速释放,可能与纳米粒子高比表面积有关。SFEE工艺更具工业化潜力。

  本研究探讨了两种不同的方法,即传统溶剂蒸发(SE)和超临界流体萃取乳液(SFEE),用于制备负载有5-氨基水杨酸(5-ASA)的聚meric纳米颗粒。5-ASA是一种常用于治疗炎症性肠病(IBD)的药物,包括克罗恩病和溃疡性结肠炎。尽管5-ASA在药理学上有其优势,但其亲水性和在肠道中的低滞留特性使其在制剂开发中面临挑战。因此,研究采用多种先进的纳米颗粒制备技术,以提高其稳定性和靶向释放效率。

研究首先对乳液配方进行了优化,选择合适的有机溶剂,以确保药物和聚合物的良好溶解性。在选择溶剂时,考虑了其环境友好性、毒性和对乳液稳定性的贡献。最终,选择了二甲基亚砜(DMSO),因为其能最大限度地提高5-ASA的溶解性,同时有助于乳液的稳定性,并且被归类为低风险的第三类溶剂。尽管DMSO的沸点较高,但SFEE技术能够有效地将残留溶剂含量降低至低于4%,而SE方法的残留溶剂含量高达21%。这表明SFEE在去除残留溶剂方面具有显著优势,有助于减少溶剂消耗带来的成本和环境影响。

通过SE和SFEE两种方法制备的纳米颗粒在粒径分布、包封效率、残留溶剂含量和形态等方面表现出差异。SE方法得到了更小的粒径(D50 = 85 nm)和更高的包封效率(EE = 99%),而SFEE方法则生成了更大的颗粒(D50 = 165 nm)和稍低的包封效率(EE = 84%)。尽管SE方法在这些方面表现更优,但SFEE的连续制造能力和可扩展性使其在工业应用中更具潜力。此外,SFEE方法通过超临界二氧化碳(scCO?)快速去除溶剂,使得纳米颗粒的制备过程更加高效,并且能实现有机溶剂的高效回收和再利用,从而显著降低生产成本。

在研究过程中,还对两种方法的粒径分布进行了分析。使用动态光散射(DLS)技术测量了纳米颗粒的粒径,发现SE方法在粒径控制方面表现更佳,而SFEE方法虽然粒径较大,但其粒径分布较宽。此外,通过透射电子显微镜(TEM)观察了纳米颗粒的形态,发现SFEE方法生成的纳米颗粒呈现出近似球形的结构,但存在一定程度的聚集现象。这可能与纳米颗粒的高表面积和小尺寸有关,这些特性有助于药物的快速扩散和释放。

在释放研究方面,两种方法制备的纳米颗粒在模拟胃液(pH 1.2)中均表现出快速的释放特性,约80%的5-ASA在前2小时内释放。这一现象与使用pH敏感型聚合物Eudragit? S100有关,尽管该聚合物通常被认为在pH高于7时才溶解,但在胃液中仍然发生了快速释放。这可能是由于纳米颗粒的微小尺寸和高表面积导致药物扩散速率加快。相比之下,SFEE方法由于其高效的包封能力,能够减少药物在纳米颗粒表面的吸附,从而在一定程度上改善药物的释放控制。

研究还比较了SE和SFEE方法在不同操作条件下的表现。SE方法依赖于溶剂的自然蒸发和减压,而SFEE方法则利用超临界流体萃取技术,通过调整温度和压力,优化了有机溶剂的去除效果。此外,SFEE方法能够在不依赖高温的情况下完成溶剂的去除,避免了高温可能对药物和聚合物造成的热降解问题。这使得SFEE方法在处理热敏感药物时更具优势。

在制剂开发中,纳米颗粒的粒径和形态对其在体内的行为具有重要影响。较小的粒径有助于药物在肠道中更有效地穿透黏膜,提高其生物利用度。同时,纳米颗粒的均匀性对于药物的稳定释放至关重要。SE方法在粒径控制方面表现更优,但其操作过程较为繁琐,且可能受到溶剂回收效率的限制。而SFEE方法则能够实现连续生产,便于大规模应用,同时具备较高的溶剂回收率,降低了对环境的影响。

总体而言,本研究为5-ASA的纳米制剂开发提供了新的思路。尽管SE方法在包封效率和粒径控制方面表现优异,但SFEE方法在去除残留溶剂和实现工业可扩展性方面具有明显优势。未来的研究可以进一步优化纳米颗粒的表面修饰,以提高其在肠道中的靶向释放能力,从而更好地满足特定的治疗需求。此外,研究还指出,SFEE方法在处理高沸点溶剂时具有更大的灵活性,这为开发新型药物载体提供了更多可能性。
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