《Journal of Drug Delivery Science and Technology》：Poly(ethylene glycol) incorporation modulates drug loading and release behavior in non-phospholipid sterosomes
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在水合过程中加入聚乙二醇（PEG）可以调节从脂质体中释放的药物。
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PEG的分子量和浓度
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在水合过程中加入聚乙二醇（PEG）可以调节从脂质体中释放的药物。
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PEG的分子量和浓度独立影响其掺入量。
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PEG主要调节亚甲蓝的可释放部分。
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酸性pH值会增加释放速率并减弱PEG的分子量效应。
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尽管 cargo的释放方式发生了变化，含有PEG的脂质体仍具有良好的细胞相容性。
引言
脂质体是一种由磷脂双层构成的囊泡药物递送系统，这种双层结构围绕着一个水相区域，能够容纳亲水性和疏水性化合物[1]。它们已被广泛用于小分子药物、蛋白质、核酸以及其他生物活性物质的递送[2], [3], [4], [5], [6]。脂质体能够容纳不同的治疗成分，保护封装的 cargo，并调节药物的分布和释放，这促进了其在各种制药应用中的发展[7], [8], [9]。
除了传统的基于磷脂的脂质体之外，由单链两亲分子和固醇组成的非磷脂囊泡也成为了替代的药物递送系统。其中，脂质体（Sterosomes, STE）通常由脂肪酸（如棕榈酸（PA）与高比例的胆固醇（50–75%）组成[10], [11]。脂肪酸和胆固醇之间的相互作用促进了液态有序双层结构的形成，使得纳米级囊泡结构的组装成为可能。
先前的研究表明，与传统的磷脂囊泡相比，脂质体的膜通透性较低，溶质泄漏也较少，这与其紧密排列的脂肪酸/胆固醇双层结构有关[12]。这些特性对于亲水化合物的保留和控制释放非常重要。此外，使用容易获得的脂肪酸作为磷脂的替代品可能在材料成本上具有优势。尽管有这些潜在的好处，但与传统的脂质体系统相比，脂质体作为药物递送载体的发展仍然相对有限[13]。
脂质体通常通过薄膜水合方法制备[13], [14]。在此过程中，干燥的脂质膜被水介质水合以诱导囊泡的形成，随后通过冷冻-解冻循环和超声处理等步骤获得纳米级囊泡。在制备过程中可以直接将亲水化合物引入水合介质中，从而将其掺入最终的脂质体配方中。这些化合物的负载和保留可能取决于囊泡的组成和制备条件。
脂质体中封装化合物的释放受到囊泡组成、膜结构以及环境条件（包括pH值、温度和离子强度）的影响[13]。胆固醇含量的变化和脂肪酸的离子化程度会影响双层结构的紧密程度和膜的通透性，从而改变亲水化合物的保留和释放。与血清成分的相互作用也可能影响膜的性质和释放行为。因此，在不同pH条件下以及含有血清的介质中评估脂质体的配方对于理解其在生物相关环境中的释放特性非常重要。
在这项研究中，我们研究了在制备脂质体过程中加入聚乙二醇（PEG）以调节亲水 cargo的负载和释放。选择PEG是因为其亲水性以及在制药配方中的广泛使用[15]。与传统的表面PEG化方法不同，我们将可溶性PEG直接加入水合介质中。使用亚甲蓝（MB）作为模型化合物，我们考察了不同PEG分子量（1–20 kDa）在固定初始浓度（3.3 mg/mL）和PEG2浓度（0.3–10 mg/mL）下对PEG掺入量、脂质体的理化性质、MB的封装效率、负载能力和释放行为的影响。在37°C下，我们在不同pH值（7.4和5.5）以及存在10%胎牛血清（FBS）的条件下评估了MB的释放情况。还研究了含有血清的介质中的颗粒大小变化以及L929成纤维细胞的细胞相容性。我们使用Weibull模型定量比较了释放曲线，但没有为拟合参数指定具体的传输机制。
章节摘录
材料
棕榈酸（PA，≥99%，商品编号P0500）、胆固醇（CHOL，≥99%，商品编号C3045）和亚甲蓝（MB，≥95%，商品编号M9140）均从Sigma-Aldrich（美国密苏里州圣路易斯）购买。具有1, 2, 5, 8和20 kDa名义分子量的聚乙二醇（PEGs）分别由不同的供应商提供，分别标记为PEG1、PEG2、PEG5、PEG8和PEG20。PEG1（商品编号202428）、PEG2（商品编号295906）、PEG8（商品编号89510）和PEG20（商品编号81300）被用于实验。
PEG分子量和浓度对脂质体理化性质及PEG掺入量的影响
使用含有PEG的水合溶液制备脂质体，以评估PEG分子量对其理化性质和PEG掺入量的影响。在固定的初始PEG浓度（3.3 mg/mL）下，所得脂质体的流体动力直径范围为65.1至82.7 nm，而ζ-电位保持在强负值范围内，介于?46.07至?50.40 mV（表1）。这些差异较小，表明PEG分子量对其影响有限。
讨论
在水合过程中加入PEG仅对PA/Chol脂质体的流体动力大小和ζ-电位产生了轻微的变化，尽管与纯化脂质体结合的PEG量有很大差异（表1、表2）。PEG的掺入量通常随分子量的增加而减少，而随着初始PEG2浓度的增加而增加，这表明PEG与纯化脂质体的结合受到链长度和水分合过程中PEG可用性的影响。
结论
本研究 investigates 在非磷脂质体制备过程中加入聚乙二醇（PEG）作为调节亲水模型化合物负载和释放的策略。与纯化脂质体结合的PEG量随分子量的增加而减少，而随PEG2浓度的增加而增加，尽管颗粒大小和ζ-电位基本保持不变。PEG的掺入降低了MB的封装效率和负载能力，尤其是在较高的PEG2浓度下。
CRediT作者贡献声明
I-Hsuan Shih：撰写——初稿、方法论、实验设计、数据分析、数据整理。Yu-Hsuan Lin：数据整理、数据分析、实验设计、撰写——初稿。Wei-Bor Tsai：撰写——审稿与编辑、监督、资源协调、项目管理、方法论构思。
伦理批准和参与同意
不适用。本研究未涉及人类参与者或动物实验。
写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备这项工作时，作者使用ChatGPT协助语言编辑、文本组织和提高可读性。作者根据需要对内容进行了审查和编辑，并对手稿的内容负全部责任。
资助
本项目得到了台湾国家科学技术委员会（Grant No. NSTC 114-2221-E?002-036-MY3）的支持。
利益冲突声明
作者声明与本手稿中报告的工作无关的其他个人或组织没有财务或个人关系，这些关系可能不恰当地影响或偏倚研究结果。作者进一步声明，本研究在资金、设计、实施、分析或出版方面不存在利益冲突。
致谢
本项目得到了台湾国家科学技术委员会（NSTC 114-2221-E-002-036-MY3）的支持。
$I-Hsuan Shih | Yu-Hsuan Lin | Wei-Bor Tsai
