《AAPS PharmSciTech》：PLGA-Phospholipid Hybrid Oleogel In Situ Forming Implant for Sustained 30-Day Co-Delivery of Dosnepezil and Memantine
编辑推荐：
阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）的管理因其进行性特征而需要持续的治疗干预。目前，美国食品药品监督管理局（FDA）已批准乙酰胆碱酯酶抑制剂、N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体拮抗剂以及疾病修饰性单克隆抗体用于阿尔茨海默病的治疗。
阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）的管理因其进行性特征而需要持续的治疗干预。目前，美国食品药品监督管理局（FDA）已批准乙酰胆碱酯酶抑制剂、N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体拮抗剂以及疾病修饰性单克隆抗体用于阿尔茨海默病的治疗。本研究旨在开发一种用于症状治疗的长效注射制剂。研究人员开发了一种由Lipoid、PLGA（50:50）和芝麻油组成的原位凝胶制剂DM00PG-M13，并负载美金刚（memantine）和多奈哌齐（donepezil）用于联合治疗。优化后的凝胶制剂表现出良好的均匀性，pH为7.80 ± 0.015。流变学和可注射性研究显示，其粘度稳定在0.20-0.22 Pa·s范围内，使用22-G针头时的注射力为9.97 ± 0.29 N。在磷酸盐缓冲液（pH 7.4）中进行的体外药物释放研究证明药物可持续释放超过一个月，30天后多奈哌齐和美金刚的累积释放率分别为82.58%和87.61%。此外，多奈哌齐的释放动力学最佳符合Peppas-Sahlin模型，美金刚则符合Weibull-lag模型。将优化制剂注入猪肌肉组织的离体研究显示，其释放曲线与体外释放模式相当，7天内多奈哌齐释放约20%、美金刚释放约26%，表明具有持续释放行为。使用NIH/3T3成纤维细胞进行的细胞毒性研究证实了该制剂的安全性。总体而言，这些结果表明，载药DM00PG-M13制剂可作为储库系统通过肌内注射给药以实现持续药物释放，有望提高患者依从性。
**研究背景**
阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）是一种进行性神经退行性疾病，位列老年患者第七大死因。据估计，2025年澳大利亚约有433,300人、全球有5,500万人罹患痴呆症。2020年全球痴呆管理成本达1.3万亿美元，预计2050年将增至约14万亿美元。AD病理机制中，谷氨酸过度释放所致兴奋性毒性导致神经元死亡，乙酰胆碱水平降低则与认知衰退密切相关。美国食品药品监督管理局（FDA）已批准乙酰胆碱酯酶抑制剂（多奈哌齐、卡巴拉汀、加兰他敏）和N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体拮抗剂（美金刚）用于AD治疗；2014年美金刚（memantine, Mem）与多奈哌齐（donepezil, Dnp）联合疗法获批用于中重度AD。然而，口服联合方案的患者依从性仅为40-60%，且目前缺乏长效注射剂（long-acting injectable, LAI）或缓释联合疗法。文献尚未见可在30天内于PLGA-磷脂油凝胶基质中共递送多奈哌齐和美金刚的原位形成植入剂（in-situ forming implant, ISFI）的报道。因此，研究人员旨在开发一种可肌内注射、30天持续共递送双药的原位凝胶制剂。
**研究概述与结论**
研究人员通过系统辅料筛选与工艺优化，开发了载Dnp和Mem的DM00PG-M13制剂（由Lipoid S100、PLGA(50:50)、芝麻油及N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）-苯甲酸苄酯溶剂系统组成）。该制剂为澄清均一溶液，接触水相后经溶剂交换转变为半固体储库。研究证实其具备良好可注射性、30天持续释放特性和细胞相容性，表明该制剂有望作为长效注射储库系统改善AD患者依从性。
**关键技术方法**
研究人员采用系统辅料筛选法评估各组分及组合的成胶能力、体外释放行为与物理稳定性；利用流变学测定粘度特性，采用质构仪结合猪肌肉组织测定注射力，通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）评估化学相容性。体外释放研究采用20 kDa MWCO透析装置，在PBS（pH 7.4，含0.1% w/v Tween 80）中进行，释放数据经DDsolver拟合多种数学模型。离体研究使用来自南澳大利亚商业肉铺的新鲜猪骨骼肌组织（经南澳大学动物伦理委员会批准，编号ST-11–25）。细胞毒性实验采用NIH/3T3小鼠成纤维细胞和CellTiter-Glo? 2.0发光法评估。
**研究结果**
*制备与优化*：筛选表明Lipoid S100较Lipoid E80能形成更强储库，PLGA(50:50)最适于1个月释放周期，芝麻油综合性能最佳。优化制剂DM00PG-M13室温下为均一溶液，接触释放介质后形成半固体储库，无相分离或沉淀。
*pH测定*：载药制剂pH为7.80 ± 0.015，接近生理值，预示良好生物相容性和低注射部位刺激性。
*粘度与流变学*：制剂在20°C、剪切率100-1000 s
-1范围内粘度稳定于0.20-0.22 Pa·s，呈近牛顿流体行为，利于注射器装载和注射。
*可注射性*：22-G针头下最大挤出拉力为9.97 ± 0.29 N，远低于40 N的临床手动注射上限，支持标准临床肌内给药可行性。
*FTIR分析*：载药制剂光谱未出现新吸收峰或特征峰消失，证实Dnp与Mem在基质中无化学相互作用或结构改变。
*体外释放动力学*：优化制剂将24小时初始释放限制为Dnp 5.69%和Mem 9.59%，30天累积释放达Dnp 82.58%和Mem 87.61%。Mem释放较快与其较高水溶性相关；释放行为由药物扩散与基质/聚合物溶蚀共同控制。
*数学建模*：Dnp释放最佳拟合Peppas-Sahlin模型，表明释放受Fickian扩散与聚合物松弛共同控制；Mem释放符合Weibull-lag模型，反映初始溶剂交换与储库硬化的多阶段物理过程。
*离体组织释放*：猪肌肉组织中7天累积释放约Dnp 20%、Mem 26%，与体外释放相关性r
2分别为0.992和0.988，验证了制剂在复杂生物学环境中的持续释放行为。
*细胞毒性*：各时间点释放组分处理NIH/3T3细胞后活力为74.6%-83.5%，均高于70%阈值，符合ISO 10993-5非细胞毒性标准。
**讨论与结论**
讨论部分指出，制剂的延长释放行为是脂质/油基质疏水环境与PLGA结构完整性协同作用的结果；溶剂扩散促进半固体储库形成，Lipoid S100与芝麻油限制药物扩散，PLGA通过水合和逐渐溶蚀进一步调节释放。离体模型因缺乏血管/淋巴循环和炎症反应，不能预测体内药代动力学，但可作为体外与体内之间的中间评估手段。细胞毒性结果初步证明降解产物、残留溶剂及药物负载具有可接受的体外细胞相容性，但仍需体内研究全面确认安全性。
结论：本研究成功开发并表征了一种新型双药原位形成植入剂，可在30天内持续共递送多奈哌齐和美金刚。优化的PLGA-磷脂油凝胶系统（DM00PG-M13）具有良好的理化性质，包括近牛顿粘度、通过临床标准22-G针头的优异可注射性，以及非常适合肌内注射的生理pH。两种药物均表现出可控和延长的释放曲线。Dnp的体外释放动力学最佳符合Peppas-Sahlin模型，Mem符合Weibull-lag模型，支持制剂释放的复杂性和药物依赖性。Mem释放动力学略快于Dnp，归因于其相对较高的水溶性。此外，猪肌肉离体组织研究在复杂生物学相关环境中验证了持续释放行为。最后，长期体外细胞毒性试验证实30天累积药物释放期间的高细胞活力，支持制剂洗脱组分的良好生物相容性和安全性。总之，DM00PG-M13是用于阿尔茨海默病联合治疗的一个极具前景的长效注射平台，有望减少给药频率并提高患者依从性。未来工作将聚焦临床前方面，并在相关动物模型中评估其体内药代动力学、生物降解和治疗效果。
