基于分子动力学与共聚焦成像的肉豆蔻酸原位凝胶相变行为及水杨酸控释机制研究

为解决局部缓释给药系统中药物渗透性差和释放不稳定的问题，研究人员开发了以肉豆蔻酸(MYR)为基质的水杨酸(SAL)溶剂交换型原位凝胶(ISG)系统。通过分子动力学(MD)模拟和共聚焦成像技术，揭示了SAL破坏MYR分子堆积、增强溶剂扩散的机制，证实ISG在口腔靶向给药中的应用潜力。

　　

在药物递送领域，如何实现药物的局部长效释放一直是重大挑战。传统剂型往往面临突释、渗透不足等问题，而基于脂质的原位凝胶(in situ gel, ISG)系统因其独特的溶剂触发相变特性备受关注。泰国清迈大学的Napaphol Puyathorn团队在《Molecular Pharmaceutics》发表的研究，创新性地将肉豆蔻酸(myristic acid, MYR)基质与水杨酸(salicylic acid, SAL)结合，通过多尺度分析揭示了这一智能递送系统的分子机制。

研究采用分子动力学(molecular dynamics, MD)模拟(0-200 ns)、共聚焦激光扫描显微镜(confocal laser scanning microscopy)和粉末X射线衍射(powder X-ray diffraction)三大关键技术，以SN30M25配方为模型，系统分析了ISG的相变过程与药物释放规律。

Phase Behavior and Structural Dynamics

MD模拟显示各组分呈现差异化动力学特征：MYR与N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone, NMP)在20 ns内快速平衡，而水(water, WAT)和SAL分别需要30 ns和60 ns达到平衡态。扩散系数定量证实SAL(6.2357 m²/s)和WAT(20.8941 m²/s)的分子运动性显著高于MYR(3.2271 m²/s)与NMP(1.5345 m²/s)。

Molecular Organization Analysis

回转半径(radius of gyration, R_g)分析揭示SAL和WAT倾向于延伸构象，而MYR/NMP形成紧密聚集。这种结构差异解释了SAL通过破坏MYR分子堆积来增强体系流动性的机制。

Crystallinity and Gelation Properties

X射线衍射显示凝胶化后8° 2θ处出现宽峰，证实体系从晶态向非晶/半晶态的转变。共聚焦成像则直观展示了SAL在凝胶基质中的有效渗透分布。

该研究首次从分子层面阐明了脂质ISG的相变调控机制：SAL作为"分子扰动剂"可削弱MYR分子间作用力，促进溶剂扩散，从而优化药物释放动力学。这种基于溶剂交换原理的ISG系统为口腔黏膜等局部给药提供了新思路，其研究方法也为其他脂质载体的设计建立了范式。特别值得注意的是，研究通过将纳秒级MD模拟与宏观实验表征相结合，为药物递送系统的多尺度研究提供了典范。