《AAPS PharmSciTech》：Fortified Long-acting Ocular Gel Laden with Nanoformulated Dexamethasone for Dry Eye Therapy
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本研究针对传统干眼症治疗制剂生物利用度低、快速清除及需频繁给药等问题，通过改性市售Systane?液体眼用凝胶，开发了一种负载地塞米松（DEX）纳米粒（DEX-NPs）与透明质酸（HA）原位凝胶结合的强化长效制剂（DEX-NPs-in-HA@in-situ gel）。该制剂将游离DEX的快速作用与纳米粒的缓释特性相结合，体外释放可持续约5天，体内实验显示可显著改善干眼大鼠模型的角膜结构。此研究为干眼症治疗提供了一种可减少给药频率、提高患者依从性的新型递送系统，发表于《AAPS PharmSciTech》。
干眼症（Dry eye disease， DED）是一种常见且病因复杂的眼部疾病，患者常因泪膜不稳定或泪液分泌不足而感到眼部干涩、疼痛、视力模糊，严重影响生活质量。目前，临床常用的治疗方法主要是人工泪液或含有抗炎成分的眼药水/眼膏。然而，传统眼用制剂面临着几大棘手难题：药物在眼表停留时间短，容易被泪液冲刷和鼻泪管引流快速清除；药物生物利用度低，需要频繁给药（对于重症患者每天甚至需要点药十几次）；而为了提高粘度以延长停留时间的凝胶制剂，又可能在使用后引起暂时性视物模糊，患者体验不佳。因此，开发一种既能快速缓解症状，又能长时间维持药效、减少给药次数的新型眼部给药系统，成为了眼科药物递送领域迫切的需求。
为此，一项发表在《AAPS PharmSciTech》上的研究提出了一种创新的解决方案。研究人员瞄准了市售的Systane?液体眼用凝胶滴剂（一种原位凝胶），旨在对其进行“强化”改造，打造一款长效干眼症治疗制剂。他们巧妙地设计了一个“两步走”的策略：首先，在商业凝胶中加入眼部润滑剂透明质酸（Hyaluronic acid， HA），形成HA@in-situ gel以增强保湿和粘附性；其次，将具有强效抗炎作用的地塞米松（Dexamethasone， DEX）以两种形式载入——一部分是游离的DEX，用于快速起效；另一部分则是装载于壳聚糖（Chitosan， CS）和泊洛沙姆（Pluronic， PL）形成的纳米粒（Nanoparticles， NPs）中的DEX（即DEX-NPs），以实现药物的缓慢、持续释放。最终得到的复合制剂被命名为DEX-NPs-in-HA@in-situ gel。
为了验证这一设计的可行性，研究人员开展了一系列严谨的实验。他们首先采用离子凝胶法制备并优化了DEX-NPs，通过31·22因子实验设计确定了最优配方。随后，他们对最优纳米粒及最终复合凝胶制剂进行了全面的表征和性能评价，包括体外释放、粘附性、流变学测试，并最终在干眼症大鼠模型上进行了体内药效评估。
本研究主要运用了以下关键技术方法：1）采用离子凝胶法结合实验设计优化制备DEX负载的壳聚糖/泊洛沙姆纳米粒（DEX-NPs），并通过动态光散射（DLS）和透射电镜（TEM）表征其粒径和形貌；2）通过物理混合将透明质酸（HA）和最优DEX-NPs（连同游离DEX）载入市售Systane?原位凝胶，构建复合制剂DEX-NPs-in-HA@in-situ gel；3）使用体外释放装置研究不同制剂的药物释放动力学，并拟合数学模型；4）通过测量制剂与粘蛋白混合前后的Zeta电位变化评估其粘膜粘附性；5）使用流变仪分析制剂的流变学特性（剪切稀化行为）；6）建立干眼症大鼠模型（样本来源于动物健康研究所，符合伦理规范），通过组织病理学切片（H&E染色）观察角膜结构来评价制剂的体内治疗效果。
研究结果
1. 纳米粒的理化表征
通过优化，得到了最优的DEX-NPs配方（编号T8）。该纳米粒呈球形，粒径为250 ± 3 nm，多分散指数（PDI）低（0.2 ± 0.008），Zeta电位为+35 ± 2 mV，表明其具有良好的分散性和稳定性。包封率（EE%）为56 ± 6.3%，载药量（LC）为12%。透射电镜（TEM）图像直观地展示了空白纳米粒和载药纳米粒（DEX-NPs）的球形形貌，后者粒径更大，证实了药物的成功装载。
2. 体外释放评价
体外释放实验清晰地展示了不同制剂的释药特性。游离DEX在生理盐水中释放最快，6小时内释放超过90%。DEX-NPs则表现出显著的缓释效果，释放过程可持续约5天，累积释放达85%。将游离DEX单独加入HA@in-situ gel后，其释放速度比在盐水中慢，但缓释效果仍不及纳米粒。而最终的复合制剂DEX-NPs-in-HA@in-situ gel则呈现出双相释放特征：初期由游离DEX贡献的快速释放，以及后期由DEX-NPs主导的持续缓释，总释放时间也接近5天。
3. 药物释放动力学
对不同制剂的释放数据进行数学模型拟合发现：游离DEX盐水溶液和DEX-NPs的释放均符合一级动力学模型；而游离DEX在凝胶中和复合制剂DEX-NPs-in-HA@in-situ gel的释放则更符合Korsmeyer-Peppas模型，其释放指数n值分别为1.27和1.13，属于Super Case II转运机制，表明释放过程受扩散、聚合物松弛和/或溶胀的共同影响，复合制剂因其多层次结构（凝胶+纳米粒）而表现出更持续的释放行为。
4. 粘膜粘附性评价
通过测量制剂与粘蛋白（Mucin）混合前后Zeta电位的变化来评估粘附性。粘蛋白本身带负电（-5 mV）。HA@in-situ gel带微弱负电（-0.6 mV），而含有带正电的DEX-NPs的复合制剂则带正电（+3 mV）。当粘蛋白与复合制剂混合后，电位发生了显著的正向偏移，表明带正电的壳聚糖纳米粒与带负电的粘蛋白之间产生了强烈的静电相互作用，这预示着该制剂在眼表具有优异的粘膜粘附能力，有助于延长停留时间。
5. 流变学评价
流变学测试显示，商业凝胶、HA@in-situ gel以及DEX-NPs-in-HA@in-situ gel均表现出非牛顿流体的假塑性（剪切稀化）行为。其中，复合制剂的流动指数n值最低（0.10），意味着其剪切稀化特性最显著。这种特性对于眼用制剂非常理想：在静置（不眨眼）时具有较高粘度，利于药物滞留；在眨眼产生的剪切力下粘度迅速降低，确保使用舒适度和正常视觉。
6. 体内评价
通过组织病理学切片（H&E染色）观察干眼症大鼠模型治疗14天后的角膜结构。未治疗的干眼模型组角膜上皮增厚、基质层水肿并伴有炎性细胞浸润。单独使用游离DEX盐水治疗组有所改善，但仍可见上皮层轻度空泡化和基质水肿。仅使用改性凝胶（HA@in-situ gel，不含DEX）治疗组，炎症有所减轻，但基质水肿和细胞浸润依然存在。而使用复合制剂DEX-NPs-in-HA@in-situ gel治疗的大鼠，其角膜结构恢复得最好，上皮层接近正常，仅基质层有轻度水肿，是所有治疗组中最接近健康对照组的。
研究结论与意义
本研究成功开发了一种新型的强化长效眼用凝胶制剂DEX-NPs-in-HA@in-situ gel，用于干眼症的治疗。该研究的主要结论和意义在于：
- 1.
创新性制剂设计：通过将游离DEX的快速作用与DEX-NPs的缓释特性相结合，并整合到具有优异粘附性和流变学性能的HA改性原位凝胶中，构建了一个多功能递送平台。
- 2.
优异的缓释性能：体外释放研究表明，该复合制剂可实现长达约5天的持续药物释放，显著超越了传统眼药水或单纯凝胶的释药时长，有望将干眼症的治疗从每日多次给药减少为单次日剂量，极大提高患者依从性。
- 3.
增强的眼部滞留：纳米粒的正电荷与眼表粘蛋白的负电荷产生强静电相互作用，加之HA和凝胶基质的增粘与保湿作用，共同延长了制剂在角膜前的停留时间，提高了药物的局部生物利用度。
- 4.
确切的治疗效果：体内实验证实，该复合制剂能最有效地修复干眼症引起的角膜组织损伤，减轻炎症和水肿，恢复角膜的正常组织结构，疗效优于游离DEX和单纯的改性凝胶。
- 5.
临床转化潜力：该研究为克服传统眼部给药瓶颈提供了一种有效策略。这种基于纳米技术和商业凝胶改性的方法，不仅提升了干眼症的治疗效果，也为其他需要长效眼部给药的疾病（如青光眼、葡萄膜炎等）提供了新的研发思路。尽管在进入临床前仍需解决大规模生产、长期稳定性及更深入的药代动力学研究等问题，但本研究无疑为开发更高效、更便捷的眼科新药奠定了坚实的基础。
