近年来,肺部给药系统因其独有的优势而受到广泛关注。相比于口服或静脉注射给药,肺部具有较大的吸收面积、较薄的肺血屏障以及丰富的血流量,释放出的药物可被迅速吸收,发挥局部或全身治疗作用,避免了肝脏的首过清除和注射带来的疼痛。然而目前市售吸入产品均为速释制剂,药物释放、消除过快,使得疗效不充分或引发不良反应,并且频繁用药可导致患者依从性下降。因此,研究肺部缓控释治疗手段势在必行。
针对以上问题,我校药剂教研室毛世瑞教授课题组设计了新型肺部缓控释递药体系,其研究成果在Journal of Controlled Release杂志上发表(Exploring polyvinylpyrrolidone in the engineering of large porous PLGA microparticles via single emulsion method with tunable sustained release in the lung: In vitro and in vivo characterization,2017,249:11-22,IF=7.786)。
为避免传统复乳法所带来的问题,该课题组采用了流程更简易的单乳化法制备工艺,利用PLGA作为载体材料,以一种治疗肺动脉高压的疏水性小分子药物(cinaciguat)作为模型设计了具有优良的空气动力学行为的PLGA大多孔粒子。首次引入聚乙烯吡咯烷酮作为萃取型致孔剂,其可同时调控粒子的孔隙、密度、空气动力学粒径及药物释放行为。结果显示,该方法不仅显著提高了药物的包封效果,同时,聚乙烯吡咯烷酮在一步乳化过程中,避免了增强的乳化效果,从而使得粒径分布均匀,粒子孔径小且均一。课题组进一步考察了不同致孔剂用量对粒子表面、内部孔隙率和药物释放行为的影响,经扫描电子显微镜对粒子表面成像可知,粒子表面的孔隙率随致孔剂用量增加而明显增大(Fig.1);体外释放数据结果表明,致孔剂用量的增加,使药物的突释量增大(Fig.2)。这一现象预示着,该制剂可通过调节致孔剂用量来控制药物释放行为,从而满足临床的不同需求。
Fig.1. Morphology of the particles observed by SEM: (A) non-porous Cina-PLGA microspheres (503H); (B) Cina-503H-LPPs (10% PVP); (C) Cina-503H-LPPs (20% PVP).
Fig. 2. Influence of PVP-k12 concentration on thein vitrorelease of Cinaciguat from PLGA-LPPs.
该制剂在肺巨噬细胞摄取实验、大鼠肺内滞留实验和微型猪体内药效学研究中均取得了令人欣喜的结果,可在动物肺内滞留长达36小时且持续起效。这一研究为肺部吸入缓控释递药系统设计提供了新的研究思路,为肺部吸入缓控释制剂的研究和临床应用奠定了坚实的理论基础。