《Nature Biomedical Engineering》：Ultra-slow release of hydrophilic drugs via multilamellar–multivesicular liposomes formed by unsaturated phospholipids
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维持靶部位的治疗性药物浓度同时限制全身暴露，对于亲水性药物而言极为困难，因为此类药物会从注射部位快速扩散。脂质体是被广泛使用的载体，然而基于刚性饱和磷脂的设计旨在降低膜通透性，却往往导致载药量有限且存在明显的突释现象。在此，研究人员在匹配的制备条件下，比较了由
维持靶部位的治疗性药物浓度同时限制全身暴露，对于亲水性药物而言极为困难，因为此类药物会从注射部位快速扩散。脂质体是被广泛使用的载体，然而基于刚性饱和磷脂的设计旨在降低膜通透性，却往往导致载药量有限且存在明显的突释现象。在此，研究人员在匹配的制备条件下，比较了由链长相同但不饱和度不同的磷脂所构成的脂质体。与“不饱和会加速释放”的预期相反，基于1,2-二油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱（DOPC）的脂质体，其载药量约为饱和类似物的3倍，初始释放量低11倍，第7天释放量低4倍。这些效应与多层及多囊泡结构的出现相关，并适用于多种亲水性药物。在大鼠坐骨神经阻滞模型中，载河豚毒素脂质体产生了持续2–3周的神经阻滞且无全身毒性，为局部持续给药建立了一个简便平台。
**论文解读：基于不饱和磷脂的多层-多囊泡脂质体实现亲水药物超缓释**
**一、研究背景与问题**
在药物递送领域，实现高载药量与持续释放对于维持局部或全身治疗性药物浓度至关重要。对于需要反复用药的治疗方案而言，延长药效持续时间可减少给药频率，尤其对于注射类治疗具有重要意义。然而，实现超长期持续释放面临诸多挑战，同时控制给药后立即发生的初始快速释放（即“突释”）也是一个独立且困难的问题。对于小分子亲水性药物而言，这些目标尤为艰巨，而当药物具有狭窄治疗指数时，突释更可能带来严重安全风险。
现有递送平台包括植入装置、水凝胶、聚合物微粒和脂质体等，但各有利弊。植入装置需手术植入与取出，而通过对药物进行共价修饰（如酯化偶联）虽可延缓释放，却增加了制剂复杂性。脂质体因其临床使用历史悠久、生物相容性良好而被广泛关注。传统增强脂质体性能的策略集中于掺入胆固醇和长链饱和磷脂（即高相变温度（T
m）脂质）以降低膜流动性和通透性，或对磷脂进行头基、连接链或疏水域的化学修饰。此类方法的共同目标是提高脂质双分子层组分的T
m并降低膜流动性，但往往带来制剂复杂性和生产挑战。低T
m和/或不饱和磷脂组成的脂质体历来被认为由于膜流动性增加而释放更快、包封率更低。
**二、研究目的**
本研究旨在挑战上述传统认知，系统考察不饱和磷脂在亲水性药物包载与控释中的潜力，并探索其潜在机制及体内应用价值。
**三、主要技术方法**
研究人员采用薄膜水化法制备微米级脂质体，辅以搅拌和冻融循环。通过动态光散射、冷冻电子显微镜（cryo-EM）、共聚焦激光扫描显微镜、二硫化物淬灭实验、Laurdan探针分析等手段，系统表征了脂质体的粒径、形貌结构（单层/多层-多囊泡结构）、膜流动性等理化性质。药物包封效率（EE）和载药量（DL）通过ELISA或液相色谱-质谱联用（LC–MS）测定。体外释放实验在37°C条件下于PBS或生理盐水中进行。大鼠坐骨神经阻滞模型用于评价体内药效，通过热板实验评估感觉神经阻滞，并采用负重测试评估运动神经阻滞。组织学检查评估局部炎症和肌毒性，活体成像系统（IVIS）监测脂质体的组织滞留。
**四、研究结果**
**（一）体外筛选：不饱和度的效应**
研究人员筛选了酰基链长度均为18、双键数（#DB）从0至4变化的多种磷脂，包括两性离子磷脂DSPC、SOPC、SLPC、DOPC、DLPC及阴离子磷脂DOPG。以TTX（log P
o/w=?4.44）为初始模型药物，发现随着#DB从0增加到2，EE和DL显著提高（r=1），L-DOPC[2]-TTX的EE为72±8.6%，约为L-DSPC[0]-TTX（EE 23±5.5%）的3倍。TTX的1小时释放率（Rel-1h）随#DB增加而降低（r=?0.89），L-DOPC[2]-TTX的Rel-1h比L-DSPC[0]-TTX低11倍，7天累计释放量（Rel-7d）低4倍。值得注意的是，L-DLPC[4]-TTX虽具有最低的Rel-1h，但在第2天后释放急剧加速，归因于脂质氧化所致的脂质体降解。粒径分析显示，较高#DB的脂质体尺寸更小，但释放更慢，排除粒径差异解释释放行为的可能性。
**（二）两亲性药物的对照**
为验证#DB效应的特异性，研究人员将两亲性药物布比卡因（BUP，log P
o/w=3.07）包载于不同脂质体中。结果显示，#DB增加对BUP的EE和DL提升幅度（约1.4倍）远小于对TTX的提升幅度（约3.1倍），且BUP的释放随#DB增加反而加快，遵循表面积-体积比增大加速释放的传统规律，与TTX的释放行为形成鲜明对比。
**（三）多种亲水药物的普适性验证**
研究人员将L-DOPC[2]和L-DSPC[0]用于多种亲水性分子的包载，包括小分子（二甲双胍、吗啉胍、新石房蛤毒素、2′3′-cGAMP）、多肽（胰岛素、特立帕肽）和蛋白质（白细胞介素-2，IL-2）。所有药物在L-DOPC[2]中的EE和DL均高于L-DSPC[0]（1.6至3.3倍），Rel-1h降低约5至17倍，7天释放量降低约2至9倍。改善程度与药物log P
o/w呈负相关，表明越亲水的分子获益越大。
**（四）超缓释机制研究**
cryo-EM和共聚焦显微镜显示，随#DB增加，脂质体从以单层为主转变为以多层（ML）和多囊泡（MV）结构为主。膜面积分数随#DB增加而增加（r=0.95），与Rel-1h呈负相关（r=?0.99）。二硫化物淬灭实验进一步证实L-DOPC[2]-TTX具有更高的ML/MV比例。通过比较相同#DB但不同结构的脂质体，研究人员发现L-DOPC[2]-TTX和L-SLPC[2]-TTX（#DB和电荷相同，仅二烯位置不同）具有相似的ML/MV结构和几乎相同的释放曲线，而带负电的L-DOPG[2]-TTX则倾向于形成单层结构且释放更快。脂质双分子层厚度随#DB增加而减薄（r=?0.99），Laurdan实验证实膜流动性随#DB增加而升高（r=?0.86），但释放反而减慢，说明膜流动性和厚度均不是决定因素。纳米级L-DOPC[2]
200-TTX仍以ML/MV结构为主，但释放较微米级制剂加快。
**（五）大鼠坐骨神经阻滞效果**
在大鼠坐骨神经阻滞模型中，L-DOPC[2]-TTX(80 μg)的50%最大阻滞持续时间（D-50）为6.5±0.4天，较L-DSPC[0]-TTX(110 μg)（D-50为4.0±2.9小时）延长约40倍。随着TTX剂量增加至260 μg，D-50延长至13±1.0天，总阻滞持续时间（D-tot）可达2–3周，且无动物死亡，对侧（未注射侧）肢体无明显神经阻滞征象，表明全身毒性极低。将TTX与BUP共包载可消除起效延迟。感觉神经阻滞和运动神经阻滞的D-50在各组间无显著差异。
**（六）组织滞留与生物相容性**
IVIS成像显示，Cy7标记的L-DOPC[2]和L-DSPC[0]在注射部位的组织滞留情况在第7天时无显著差异，说明神经阻滞时长的差异主要源于脂质体释放速率的不同而非组织清除率的差异。组织学检查显示，L-DOPC[2]-TTX在注射后第4天和第28天的炎症和肌毒性评分均较低，与未治疗动物无显著差异，未见神经损伤迹象。
**五、讨论与结论**
本研究表明，不饱和磷脂自发形成的ML/MV结构是亲水药物高包载和超缓释的关键机制，而非脂质体粒径、T
m、不饱和度本身或膜流动性/厚度。该现象归因于双键扰乱酰基链堆积，降低弯曲刚度并促进曲率形变，而两性离子头基间缺乏静电排斥使相邻双分子层紧密堆积，从而稳定ML/MV结构。该效应仅适用于亲水性药物，因为脂质双分子层对亲水分子构成主要扩散屏障，多层结构可延长扩散路径；而两亲性药物BUP可分配进入脂质膜，层数增加对其扩散限制有限。体内研究证明L-DOPC[2]系统可实现单次给药后2–3周的安全、可逆的局部神经阻滞，且生物相容性良好，为亲水药物的局部持续递送提供了简洁有效的通用平台，在疼痛管理、癌症治疗、代谢性疾病和病毒感染等领域具有广泛的应用前景。研究结论为：增加#DB通过自发形成ML/MV结构提高EE并减慢亲水药物释放；L-DOPC[2]系统在体内实现了2–3周神经阻滞，具备最小的全身毒性和优异的生物相容性；L-DOPC[2]脂质体是持续递送亲水药物的多功能平台，对疼痛管理及其他疾病治疗具有广泛意义。
