基于大麻二酚与罗匹尼罗共载纳米结构脂质载体原位相转变长效凝胶的构建及其脑靶向递送研究

《RSC Pharmaceutics》：Development of a long-acting in situ phase-transition gel matrix containing ropinirole hydrochloride- and cannabidiol-loaded nanostructured lipid carriers for enhanced brain deliveryOpen Access

痴呆症（dementia）是严重损害认知能力并影响脑功能的最常见疾病之一，然而许多传统治疗药物因无法穿越血脑屏障（blood–brain barrier, BBB）而不再适用。针对这一难题，一种具有高载药量与较小粒径的纳米囊泡成为颇具前景的解决方案。为增强脑部递送效率，研究人员构建了一种基于纳米结构脂质载体（nanostructured lipid carriers, NLCs）的长效注射剂（long-acting injectable, LAI）储库系统，共载大麻二酚（cannabidiol, CBD）与罗匹尼罗盐酸盐（ropinirole hydrochloride, RPN-HCl）。采用中心复合旋转设计（central composite rotatable design, CCRD）对NLC处方进行构建与优化，所得平均粒径为310.6 nm，多分散系数（PDI）分别为0.3256与0.2988，Zeta电位为?16.93 mV，表明分散体系具有良好的稳定性。此外，N2A细胞体外实验显示，RPN-HCl与CBD在剂量依赖性方式下表现出广谱抑制作用，联合指数（combination index, CI）分析证实二者具有显著协同效应。将优化后的NLC进一步包载入缓释聚合物基质中，即制得LAI储库系统。体外药物释放实验显示，RPN-HCl在72小时与12小时内分别达到76.75%与90.83%的累积释放率，而CBD在相同时间点分别释放54.78%与60.05%。γ闪烁显像（gamma scintigraphy）验证了储库的注射部位定位、结构完整性及可控释放行为。总体而言，所构建的RPN–CBD–NLC LAI展现出增强的治疗潜力、提高的药物穿透性及延长释放特性，凸显其作为痴呆症联合纳米治疗平台的潜在应用价值。

研究背景与意义

痴呆症（dementia）是一类以进行性认知功能衰退为核心特征的神经退行性疾病，涵盖阿尔茨海默病（Alzheimer's disease）、亨廷顿病（Huntington's disease）、路易体痴呆、帕金森症及混合性痴呆等多种亚型。2025年全球痴呆症患者已接近8100万，预计到2050年将再增加7000万。其核心病理机制在于神经纤维缠结的沉积与β-淀粉样斑块的形成，导致神经信号传导异常且不可逆。现有治疗方案主要包括乙酰胆碱酯酶抑制剂、NMDA受体阻断剂、抗精神病药及抗抑郁药等，但血脑屏障（BBB）作为由紧密连接的内皮细胞、周细胞和星形胶质细胞足突构成的生理屏障，严格限制了绝大多数治疗药物进入中枢神经系统，导致传统药物疗效受限且长期大剂量使用存在细胞毒性风险。

为突破上述瓶颈，纳米治疗体系凭借其小粒径、高载药量、可穿越BBB及延长体内循环时间等优势，成为极具前景的递送策略。大麻二酚（CBD）作为CB1与CB2受体的调节剂，可调控神经递质活性、疼痛感知、免疫调节及炎症反应，在神经退行性疾病治疗中展现出显著潜力。罗匹尼罗盐酸盐（RPN-HCl）作为非麦角类多巴胺激动剂，通过激活G蛋白偶联抑制性神经元发挥疗效，可最大化"开"期并缩短"关"期，适用于痴呆症早晚期治疗。然而，两药口服后均存在显著首过效应，血浆半衰期分别仅为约6小时与8小时，每日多次给药导致患者依从性差、易复发。因此，构建一种能够实现脑靶向递送、减少给药频次并提高患者依从性的长效注射（LAI）储库系统具有重要的临床转化意义。

主要技术方法

研究人员采用多种关键技术开展研究：利用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）评估药物间相容性；通过MTT细胞活力实验测定RPN-HCl与CBD在Neuro-2a（N2a）细胞中的半数抑制浓度（IC₅₀）并计算联合指数（CI）；采用饱和溶解度法筛选固体脂质与液体脂质，通过差示扫描量热法（DSC）计算结晶度指数（CI）确定最佳二元混合物比例；以透光率为指标筛选表面活性剂与助表面活性剂及其配比；运用中心复合旋转设计（CCRD）结合Design-Expert软件优化处方，以粒径、多分散系数（PDI）和Zeta电位为响应变量；通过动态光散射（DLS）、透射电子显微镜（TEM）和DSC对优化制剂进行表征；以Lipova E-120为凝胶剂构建LAI储库系统，利用流变仪评价溶胶-凝胶转变行为；采用锝-99m（^99mTc）放射性标记结合γ闪烁显像评估Wistar大鼠皮下注射后的体内储库形成与药物滞留；通过透析袋法进行体外药物释放实验并拟合多种释放动力学模型；依据ICH Q14 R2指南开展为期三个月的加速稳定性试验。

研究结果

相容性分析

FT-IR分析显示，RPN-HCl在3066 cm^?1和2607 cm^?1处分别呈现–CH和–OH伸缩振动特征峰，1614–1703 cm^?1归属–C=O伸缩振动，1454 cm^?1为–CH弯曲振动峰，1240 cm^?1指示烷基芳基醚基团；CBD在729.11 cm^?1处呈现二取代芳环特征峰，2925.22 cm^?1归属–OH基团，2860.03 cm^?1为–CH伸缩振动。两种药物单独光谱中的特征峰均在其混合物光谱中保留，证实药物组合具有良好的相容性。

体外细胞学评价

MTT实验表明，RPN-HCl与CBD对N2a细胞呈现剂量依赖性抑制作用，24小时处理后IC₅₀分别为1185.71 μg mL^?1与1747.36 μg mL^?1。细胞活力随药物浓度降低而升高，在最高浓度800 μg mL^?1时细胞活力约为20%，最低浓度100 μg mL^?1时恢复至70%–75%。联合指数分析证实两药组合具有强协同效应。

辅料筛选

固体脂质溶解度筛选结果排序为Geleol > 硬脂酸 > 单硬脂酸甘油酯 > Gelucire 50/13 > Gelucire 44/14 > Compritol > Precirol，故选择Geleol为最佳固体脂质；液体脂质中油酸溶解度最高（9.2 ± 0.3 mg mL^?1），被选为液体脂质。二元混合物比例筛选中，7:3配比呈现38%的结晶度指数，显著低于9:1（82%）与8:2（89%），故确定为最优比例。表面活性剂筛选中，Tween 20（98.71% ± 0.39%）与Tween 80（97.83% ± 1.2%）透光率最高，被选为表面活性剂与助表面活性剂；S_mix配比以3:1（96.65% ± 0.26%）乳化能力最优。

处方优化

CCRD共生成20个实验处方，二次多项式模型对各响应变量拟合良好，粒径、PDI与Zeta电位的R2分别为0.8455、0.9110与0.9028。结果表明，二元脂质比例对粒径呈正效应，S_mix浓度增加可减小粒径并降低PDI；表面活性剂浓度对Zeta电位呈正效应，而脂质浓度则相反。

制剂表征

优化后RPN–CBD–NLCs平均粒径为310.6 nm，PDI为0.3256，Zeta电位为?16.93 mV，表明体系稳定且无聚集倾向。TEM观察显示纳米粒呈球形、表面光滑，粒径多分布于300–400 nm范围，具备穿越BBB的潜力。DSC分析中，RPN-HCl与CBD分别呈现249.82 °C与70.36 °C的特征峰，制剂中保留相应特征峰且无新峰出现，证实药物有效包载且无相互作用。包封率（%EE）测定结果为RPN 93.16% ± 2.1%、CBD 96.65% ± 2.5%，CBD因其强疏水性在脂质基质中分配更优。

LAI制剂评价

以1% Lipova E-120为凝胶剂制备的RPN–CBD–NLC LAI呈棕色均匀质地，无开裂或相分离，pH为7.42 ± 0.041，符合储库制剂要求。20号针头注射顺畅，无堵塞或过度阻力。流变学研究表明，溶胶态在低剪切速率0.0996 s^?1下黏度为604.8 mPa s，随剪切速率升高至100 s^?1时降至28.4 mPa s，呈现典型剪切变稀（假塑性）行为；凝胶态在低剪切下黏度达3.5258 × 10⁵ mPa s，较溶胶态提高近80倍，证实水响应性原位凝胶化能力。脂质含量从200 mg g^?1增至500 mg g^?1时，凝胶态最大黏度从约1203 mPa s升至7350 mPa s。

体内储库形成

γ闪烁显像显示，皮下注射^99mTc标记的RPN–CBD–NLC LAI后15分钟内即形成凝胶储库，且在12小时观察期内保持局部定位与结构完整，放射性缓慢扩散表明药物持续释放进入血液循环。

体外释放动力学

透析袋法释放实验显示，RPN-HCl在12小时与72小时分别释放90.83%与76.75%，CBD在相同时间点分别释放60.05%与54.78%，证实LAI体系可实现药物的持续可控释放。

稳定性研究

三个月加速稳定性试验（40 ± 2 °C，75% ± 5% RH）期间，制剂粒径、PDI、Zeta电位与%EE均保持稳定，符合ICH Q14 R2指南要求。

讨论与结论

本研究成功构建了共载RPN-HCl与CBD的纳米结构脂质载体长效注射储库系统，通过系统的辅料筛选与CCRD优化获得了粒径适宜、稳定性良好的纳米制剂。体外细胞实验证实两药协同增效，LAI体系展现出优异的剪切变稀流变特性与快速原位凝胶化能力，γ闪烁显像验证了体内储库的持久定位与可控释放行为。该整合型纳米-储库策略有效解决了传统给药途径难以穿越BBB、药物半衰期短及患者依从性差等核心问题，为痴呆症的联合纳米治疗提供了具有转化潜力的新型平台。