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《Frontiers in Drug Delivery》:Design and optimization of mucoadhesive chitosan microspheres for oesophageal delivery of fluconazole

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月02日 来源:Frontiers in Drug Delivery 4.4

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  背景: 由于传统口服制剂在食管中快速通过,导致局部药物递送不足和治疗效果降低,食管念珠菌病的治疗仍然充满挑战。为解决这些局限性,本研究旨在开发负载氟康唑的壳聚糖微球(FCZ-CMs)为基础的口腔崩解片(ODTs),该片剂能在口腔中迅速崩解,同时释放能够黏附于食

背景: 由于传统口服制剂在食管中快速通过,导致局部药物递送不足和治疗效果降低,食管念珠菌病的治疗仍然充满挑战。为解决这些局限性,本研究旨在开发负载氟康唑的壳聚糖微球(FCZ-CMs)为基础的口腔崩解片(ODTs),该片剂能在口腔中迅速崩解,同时释放能够黏附于食管黏膜的黏膜粘附微球,从而实现持续的局部药物递送。 方法: 采用乳化交联法,并使用23全因子设计来优化粒径(PS)、包封效率(EE)、药物释放(DR)和离体食管滞留率(ORT)。优化的FCZ-CMs(F9)通过红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)、X射线衍射(XRD)和体外药物释放研究进行了全面表征。此外,通过直接压片法制备的F9 ODTs评估了润湿时间(WT)、崩解时间(DT)、药物含量(DC)、60分钟时的药物释放百分率(%DR)、相似性(f1/f2)以及在实时和加速条件下的稳定性。 结果: 优化的FCZ-CMs(F9)显示出PS(31.81 ± 1.14 μm)、EE(84.12% ± 2.15%)、DR(60分钟时为58.46% ± 1.89%)和ORT(30分钟时为51.22% ± 2.11%),证明了其对于局部食管递送的优异适用性。FTIR证实了药物与聚合物的相容性,SEM显示具有有利于黏膜粘附的皱缩表面形态的球形微球,而DSC和XRD则表明FCZ在壳聚糖基质中的结晶度降低。负载F9的ODTs显示出高DC(99.14% ± 0.58%)、短的WT(19.62 ± 0.51秒)和DT(23.83 ± 0.86秒)。ODTs的溶出曲线与F9相当(p > 0.05),60分钟时药物释放率为53.16% ± 1.24%,相似因子(f2 = 80)和差异因子(f1 = 8),证实压片过程并未显著改变优化微球的释放行为。该制剂在实时和加速储存条件下均保持稳定。 结论: 优化的ODTs成功地将FCZ-CMs的性能转化为一种患者友好、靶向食管的药物递送系统,且未损害其控释或黏膜粘附特性。使用简单、可重复且可放大的直接压片工艺,以及压片后微球功能的保持,凸显了该平台用于局部治疗食管念珠菌病的转化潜力,值得进一步的临床研究。

论文解读文章

研究背景与目的

食管疾病是全球范围内影响患者健康和生活质量的重要胃肠道疾病群。其中,感染性食管炎,特别是由白色念珠菌引起的食管念珠菌病,在免疫功能低下人群中尤为常见。目前的治疗策略主要依赖全身性抗真菌药物的给药。然而,食管相对于其他胃肠器官血供较差,通过全身治疗难以在感染部位达到有效药物浓度,往往需要更高剂量,从而增加了不良反应和全身毒性的风险。此外,传统的口服制剂(如片剂、胶囊和液体制剂)在食管中快速通过,限制了药物在感染部位的局部作用和吸收机会。因此,迫切需要一种能够延长药物在食管表面停留时间的递送系统。
氟康唑(FCZ)是一种广泛使用的三唑类抗真菌药物,被认为是治疗食管念珠菌病的一线疗法。但其局部递送面临挑战。壳聚糖(CS)作为一种天然多糖,因其优异的生物相容性、生物降解性和强黏膜粘附特性,在药物递送系统中备受关注。研究人员假设,将负载FCZ的壳聚糖微球(FCZ-CMs)整合到口腔崩解片(ODTs)中,可以提供一个新颖的局部食管药物递送平台。该片剂在口腔中快速崩解,使黏膜粘附微球易于沉积在食管黏膜上,从而延长局部滞留时间并实现持续治疗效果。据研究人员所知,此前尚无研究报道专门针对食管局部递送的FCZ-CMs基ODTs。

主要技术方法

  1. 1.
    实验设计(DoE): 采用Design-Expert软件建立23全因子设计,考察三个独立变量(药物与聚合物比例X1、聚合物浓度X2、搅拌速度X3)对四个因变量(粒径PS、包封效率EE、60分钟体外药物释放率Q60、30分钟离体食管滞留率ORT30)的影响。
  2. 2.
    微球制备: 采用乳化交联法制备FCZ-CMs。将溶解于乙酸水溶液的CS和溶解于乙醇的FCZ混合成均匀水相,然后滴入含有乳化剂(磺基琥珀酸二辛酯钠)的液体石蜡油相中形成乳液,随后加入戊二醛进行交联固化。
  3. 3.
    微球表征: 使用光学显微镜测定粒径;UV-Vis分光光度法测定包封效率和药物含量;傅里叶变换红外光谱(FTIR)评估药物-聚合物相容性;扫描电子显微镜(SEM)观察形态;差示扫描量热法(DSC)和X射线衍射(XRD)评估药物在微球中的物理状态(结晶度)。
  4. 4.
    离体食管滞留研究: 使用改良的USP崩解仪,以新鲜的山羊食管黏膜作为生物基质,在人工唾液(pH 7.4,37°C)中模拟生理条件,评估微球的黏膜粘附能力。
  5. 5.
    口腔崩解片(ODTs)制备与评价: 采用直接压片技术,将优化后的FCZ-CMs与稀释剂、超级崩解剂等辅料混合后压制成ODTs。对ODTs进行预压粉体学性质(流动性)和后压片特性(重量差异、硬度、脆碎度、润湿时间、崩解时间、药物含量、体外溶出)评价,并通过相似因子(f2)和差异因子(f1)比较ODTs与微球的溶出曲线。
  6. 6.
    稳定性研究: 将ODTs分别在实时条件(25°C ± 2°C / 60% ± 5% RH)和加速条件(40°C ± 2°C / 75% ± 5% RH)下放置3个月,评估其关键参数的变化。

研究结果

3.1 实验设计(DoE)
采用23全因子设计,产生了8个批次(F1-F8)。统计分析确定了各工艺变量对响应指标的显著性。回归模型揭示了各因素及其交互作用的方向和大小。残差诊断图(正态概率图)验证了所拟合模型的充分性。
3.1.1 对粒径(R1)的影响
FCZ-CMs的粒径范围在34.64 ± 1.03 至 89.49 ± 2.23 μm之间。结果表明,工艺变量对粒径有显著影响。
3.1.2 对包封效率(R2)的影响
包封效率(EE)范围为76.23%至90.85%。研究发现,较高的聚合物浓度和特定的药物-聚合物比有利于提高EE。
3.1.3 对60分钟药物释放(R3)的影响
60分钟时的体外药物释放率(Q60)介于38.63%至62.41%之间。结果显示,较低的聚合物浓度和较高的搅拌速度倾向于促进更快的药物释放。
3.1.4 对30分钟离体食管滞留率(R4)的影响
30分钟时的离体食管滞留率(ORT30)在32.64%至62.16%之间。研究表明,较低的聚合物浓度和较高的搅拌速度有利于提高微球在食管黏膜上的滞留。
3.2 优化微球(F9)的表征
通过数值优化,研究人员确定了最优配方(F9),其展现出理想的性能:PS为31.81 ± 1.14 μm,EE为84.12% ± 2.15%,DR(60分钟)为58.46% ± 1.89%,ORT(30分钟)为51.22% ± 2.11%。
  • •
    FTIR: 确认了FCZ与CS之间的化学相容性,无不良相互作用。
  • •
    SEM: 观察到微球呈球形,表面有皱缩形态,这种形貌有利于增强黏膜粘附。
  • •
    DSC和XRD: 结果表明,FCZ在壳聚糖基质中以非晶态或无定形态分散,其结晶度显著降低。
3.3 FCZ-CMs负载口腔崩解片(ODTs)的制备与评价
  • •
    预压粉体学性质: 粉末混合物的流动性良好,适合直接压片。
  • •
    后压片特性: 制备的ODTs表现出令人满意的特性:高药物含量(99.14% ± 0.58%),极短的润湿时间(19.62 ± 0.51秒)和崩解时间(23.83 ± 0.86秒),以及足够的机械强度。
  • •
    体外溶出: ODTs的溶出曲线与优化微球F9的曲线高度相似。相似因子(f2 = 80)和差异因子(f1 = 8)证实,直接压片过程没有显著改变微球的药物释放行为。
3.4 稳定性研究
经过3个月的实时和加速稳定性研究,ODTs的关键参数(如重量、脆碎度、硬度、崩解时间和药物含量)与初始数据相比没有发生显著变化,表明制剂具有良好的稳定性。

结论与意义

研究人员成功开发并优化了一种基于FCZ-CMs的ODTs,用于食管念珠菌病的局部治疗。该系统结合了黏膜粘附微球的局部滞留优势和口腔崩解片的患者顺应性优势。优化后的ODTs能够快速崩解释放微球,微球凭借壳聚糖的黏膜粘附特性黏附于食管黏膜,实现药物的持续、局部递送,有望提高疗效并减少全身性副作用。该研究采用的直接压片工艺简单、可重复且易于放大,并且压片过程保留了微球的核心功能,这突显了该平台技术的转化潜力。研究结论指出,该制剂平台值得进一步的临床研究,以探索其在局部治疗食管念珠菌病中的应用价值。

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