生育酚聚乙二醇1000琥珀酸盐(TPGS-1000)在眼科脂质体制剂中的应用:是福还是祸?

《International Journal of Pharmaceutics》:Tocopheryl polyethylene glycol 1000 succinate (TPGS-1000) in ophthalmic liposomal formulations: friend or foe?

【字体: 时间:2026年09月09日 来源:International Journal of Pharmaceutics 6.0

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   •脂质体制剂的性质(粒径、半透明度)随 TPGS-1000 含量的增加而改善。•TPGS-1000 对眼部细胞的剂量依赖性细胞毒性归因于其促氧化活性。•在眼科纳米制剂中应谨慎使用 TPGS-1000。引言当前眼科治疗的最大挑战之一是通过局部非侵入性途径成功靶向眼后段的深部组织

  
  • 脂质体制剂的性质(粒径、半透明度)随 TPGS-1000 含量的增加而改善。
  • TPGS-1000 对眼部细胞的剂量依赖性细胞毒性归因于其促氧化活性。
  • 在眼科纳米制剂中应谨慎使用 TPGS-1000。

引言

当前眼科治疗的最大挑战之一是通过局部非侵入性途径成功靶向眼后段的深部组织,如视网膜或玻璃体 (Novack & Robin, 2024)。眼球壁由几种类型的屏障组成(例如泪液流动、角膜上皮或视网膜色素上皮的紧密连接、P-糖蛋白外排泵),这些屏障限制了外部物质(例如细菌、病毒、寄生虫、真菌、药物)进入眼球 (Sasaki et al., 1996, Wang and Wang, 2022)。视网膜组织是覆盖眼球内表面的神经系统延伸部分,为了防止外界环境的影响以保持其功能,它受到特别良好的保护。因此,为了达到足够的眼内生物利用度,目前针对视网膜病理的治疗要么通过针头侵入性地注射到玻璃体中,要么通过全身给药进行 (Doshi et al., 2011, Nayak and Misra, 2018, Peyman et al., 2009)。事实上,尽管眼科局部给药是眼科治疗中最常用的途径,但它通常仅治疗眼前段的病理(特别是结膜、角膜、虹膜角膜、前房或虹膜疾病)。滴眼液滴入后,大多数药物化合物迅速通过眨眼、泪液反射、鼻泪管以及进入血液循环而从眼表清除。少于 5% 被角膜吸收并扩散到前房。极少量到达眼后段(玻璃体、视网膜或脉络膜)(del Amo et al., 2017, Durairaj, 2017, Urtti, 2006)。全身给药(例如口服、静脉注射)后,药物穿过脉络膜到达视网膜的扩散受到视网膜色素上皮的限制,后者构成了外血 - 视网膜屏障 (Pitk?nen et al., 2005)。这就是为什么直接玻璃体腔内注射是治疗视网膜疾病的金标准。玻璃体由带负电荷的胶原纤维和透明质酸网络组成,小的阴离子或中性分子可以很容易地扩散,而大的阳离子分子则可能被固定 (del Amo et al., 2017, K?sdorf et al., 2015)。活性成分通过扩散、对流或主动转运分布到周围组织(例如视网膜、脉络膜),并通过全身血液循环消除 (del Amo et al., 2017)。
得益于克服生物屏障的能力,经眼科局部途径应用的纳米技术提供了替代玻璃体注射或口服给药的有趣方案。事实上,几位研究人员已经调查了生物相容性纳米载体作为眼科药物载体(如胶束、脂质体或纳米乳)(Dhahir et al., 2021, Gawin-Miko?ajewicz et al., 2021, Jin et al., 2018, Maulvi et al., 2024, Maulvi et al., 2025, Singh et al., 2020, Wang and Wang, 2022)。利用的特性包括其纳米尺寸,这促进了它们通过生物膜的主动或被动扩散;它们的表面电荷;其组分的化学性质;它们的包被;以及有时它们的功能化。因此,这是一项先进的工程工作,需要使用合适的赋形剂 (Biswas et al., 2023)。
生育酚聚乙二醇琥珀酸酯 (TPGS) 是食品药品监督管理局 (FDA) 批准的一种非离子表面活性剂,通常用作药学配方中的增溶剂和乳化剂 (Mehata et al., 2023)。它是维生素 E (D-α-生育酚) 的水溶性衍生物,与不同长度的聚乙二醇 (PEG, 聚乙二醇) 链(例如 PEG1000、PEG2000、PEG3500 或 PEG5000)结合。TPGS-1000 的亲水亲油平衡 (HLB) 值为 13,是制剂中最广泛使用的。它被认为用于口服和静脉注射是安全的 (EFSA Panel on Food Additives and Flavourings (FAF) et al., 2025, Krasavage and Terhaar, 1977, Ren et al., 2022)。除了能够提高疏水性活性成分的溶解度外,它还能增加其细胞渗透性,特别是通过抑制 P-糖蛋白膜外排泵 (Dintaman & Silverman, 1999)。因此,TPGS 代表了药物递送系统中克服生物屏障的宝贵资产,并被认为是纳米制剂的有前景的赋形剂 (Guo et al., 2013, Wong et al., 2025, Yang et al., 2018, Zhang et al., 2012)。TPGS 还被证明能够通过抑制线粒体呼吸复合物 II 来诱导癌细胞凋亡,该复合物负责增加氧化应激 (Dong et al., 2008, Ruiz-Moreno et al., 2016, Yang et al., 2018)。因此,它主要用于癌症治疗研究,通过增加药物的细胞摄取和细胞毒性来提高疗效 (Farooq et al., 2021, Mehata et al., 2023)。
TPGS-1000 最近被研究并纳入局部给药的眼科制剂中 (Fato et al., 2010, Fogagnolo et al., 2013, Lam et al., 2024, Lulli et al., 2012)。它用于辅酶 Q10 胶束溶液 Coqun? (VISUfarma, 意大利罗马),作为滴眼液 marketed,用作降压药的辅助治疗青光眼。它含有 1 mg/mL 的辅酶 Q10 和 5 mg/mL 的 TPGS。Fato 等人的初步研究表明,在玻璃体切除术前一小时局部滴入一滴 Coqun?,显著增加了辅酶 Q10 的玻璃体浓度 (Fato et al., 2010)。Maulvi 等人最近开发了载有阿托品胶束的 MiSight? 镜片,使用 TPGS 作为表面活性剂以增强阿托品在治疗进展性近视中的眼部生物利用度。使用的 TPGS 低浓度 (0.02 mM, 0.04% w/v) 对人类角膜上皮细胞没有细胞毒性 (离体)。体内阿托品的释放评估在兔模型中通过测量泪液峰浓度和平均滞留时间进行,与 0.01% w/v 阿托品滴眼液相比,载有胶束的镜片显著更高。未在房水中测量阿托品和 TPGS 的浓度,但通过瞳孔大小的变化来量化阿托品的效果。与 0.01% w/v 阿托品滴眼液相比,载有胶束的隐形眼镜的瞳孔扩张显著更大 (Maulvi et al., 2026)。即使与隐形眼镜结合,TPGS 胶束也是不稳定的药物递送系统,在低于临界胶束浓度 (TPGS 为 0.02 mM) 时被稀释(例如在泪液流动中)会迅速重新排列和不稳定 (Maulvi et al., 2024)。其他纳米载体,如脂质体,提供更高的结构稳定性。Jin 等人开发了含有 TPGS-1000 (0% 至 2% w/w) 的脂质体制剂,封装布林佐胺 (一种碳酸酐酶抑制剂) 用于治疗青光眼。在兔身上测试,显示脂质体的 TPGS-1000 含量增加会提高布林佐胺的角膜渗透性。这些制剂对兔眼几乎没有短期和长期的刺激性影响 (Jin et al., 2018)。
据我们所知,目前没有关于不同浓度 TPGS-1000 对人体眼部安全性的可用数据。考虑到 TPGS-1000 在改善眼科纳米制剂方面的兴趣,特别是对于靶向眼后结构,本研究调查了 TPGS-1000 掺入对脂质体特性的影响,然后通过体外生物评估在人类眼部细胞上评估 TPGS-1000 在眼科制剂中的适用性。

章节摘要

原材料

制剂中使用的赋形剂包括大豆卵磷脂 (SPC, Lipoid S100, Lipoid, 法国格拉斯)、生育酚聚乙二醇 1000 琥珀酸酯 (TPGS-1000, Sigma-Aldrich, 法国 Saint-Quentin, Fallavier)、氯化钠 (Cooper laboratory, 法国 Melun) 和 Milli-Q? 纯化水 (Merck Millipore, 法国 Guyancourt)。

开发制剂的物理化学特性

为了促进脂质体穿过泪膜的不同层(脂质层、水层和粘蛋白层)并促进其与眼表的接触 (Popov, 2020),已经开发了第二代脂质体,在磷脂双层表面包含亲水性聚合物(例如聚乙二醇 (PEG))(Musumeci et al., 2024)。TPGS-1000 (生育酚聚乙二醇 1000 琥珀酸酯),一种脂-PEG 结合物,其脂质成分为维生素 E,被用于

结论

本研究证实了 TPGS-1000 在通过减小和均一化脂质体尺寸以及增加制剂半透明度来提高眼科用纳米制剂质量方面的价值。然而,它也证明了 TPGS-1000 对角膜和视网膜上皮细胞的剂量依赖性体外细胞毒性,这是由于其促氧化作用,从而引起了对其在眼科制剂中使用,特别是那些靶向眼后段的制剂的担忧。

CRediT 作者贡献声明

Mitta Pierre:撰写 – 原稿、项目管理、方法论、调查、正式分析、数据整理、概念化。Diana Lamaa:撰写 – 审阅与编辑、验证、监督。Virginie Escriou:撰写 – 审阅与编辑、验证、资源。Christine Charrueau:撰写 – 原稿、验证、监督、资源、项目管理、方法论、资金获取。

伦理声明

已获取所有参与者或其法律代表参与研究项目和发表文章的书面知情同意。已遵守参与者的隐私权。
本研究包括器官或组织捐赠者(特别是人类眼部细胞系)。
本研究包含人类生物材料,捐赠者或其亲属或法律代表已获得用于研究项目和发表研究文章的同意。

资助

本工作由 巴黎大学卓越计划 – 2021 年研究新兴领域 [TARMAC 项目 2022-25] 支持。

利益冲突声明

作者声明他们不知道任何可能影响本文中报告的工作的已知竞争性财务利益或个人关系。

致谢

作者感谢巴黎西岱尔大学授予 Mitta PIERRE 的博士奖学金。他们还感谢 Bruno SAUBAMéA 博士 (Université Paris Cité, Inserm, CNRS, P-MIM, PICMO, 法国巴黎 F-75006) 提供透射电子显微镜成像,感谢 Lydia NOAIL 和 Nisa KURAK 在实验室实习期间对本工作的贡献。
Mitta Pierre|Diana Lamaa|Virginie Escriou|Christine Charrueau
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