使用JMP软件进行多西环素载入水凝胶的统计设计和配方优化，以实现局部牙周输送：离体、体外抗菌效果及安全性评估

《Journal of Pharmaceutical Innovation》：Statistical Design and Formulation of a Doxycycline-Loaded Hydrogel for Localised Periodontal Delivery Using JMP: Ex Vivo, In Vitro Antimicrobial and Safety Evaluations

　　

摘要

目的

牙周炎需要局部治疗，既能控制感染又能保持牙周组织的相容性。本研究旨在通过实验设计方法开发和优化一种含有盐酸多西环素（Dox-HCl）的水凝胶。

方法

使用JMP中的三因素三水平Box–Behnken设计，对β-环糊精（β-CD）、海藻酸钠（SA）和聚乙烯醇（PVA）水凝胶进行了优化。优化的F4配方经过评估，包括其物理化学性质、注射性能、药物含量、药物释放行为、黏膜黏附性、对Porphyromonas gingivalis的抗菌活性以及对牙槽嵴黏膜（CAM）的血管反应。

结果

F4的pH值为约6.8，具有剪切依赖性黏度，可通过25号针头进行注射，药物含量约为98.5%。FTIR和DSC技术有助于表征Dox-HCl与赋形剂的混合物，尽管最终的凝胶相容性和Dox-HCl/β-CD包合物的形成尚未得到明确证实。大约94%的药物在240分钟内释放，释放过程符合Korsmeyer–Peppas模型（n = 0.63）。F4表现出浓度依赖性的抗菌活性，最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）分别为7.8 μg/mL和15.6 μg/mL。对P. gingivalis的抑制圈直径为17毫米，而L929细胞的存活率超过90%。HET-CAM分析显示F4处理组和空白水凝胶处理组的牙槽嵴黏膜在某些血管参数上存在差异。

结论

F4具备良好的物理化学性质，并在抗菌、细胞相容性、药物释放、黏膜黏附性和对牙槽嵴黏膜的反应方面表现出初步的积极效果，这表明其具有作为盐酸多西环素局部递送平台的潜力。未来需要进一步研究药物保留能力、对牙周组织的特异性相容性、多微生物生物膜的应对机制、稳定性以及体内疗效等方面的问题。