高脂血症属于常见慢性疾病,患者需长期服药,这对其生活质量的影响不言而喻。而降脂一线药物他汀类常伴有副作用,无疑让他们本就脆弱的身体雪上加霜。
针对高脂血症需长期用药以及辛伐他汀(SIV)、香芹酚(CAV)水溶性较差的缺陷,佳木斯大学药学院张向宇团队采用水包油包水(W1/O/W2)乳化-溶剂蒸发法,成功开发了一种基于PEG-PLGA微球的药物递送系统,通过共载辛伐他汀与香芹酚实现药物的长效控释与协同增效作用。相关研究以“Formation of PEG-PLGA Microspheres for Controlled Release of Simvastatin and Carvacrol: Enhanced Lipid-Lowering Efficacy and Improved Patient Compliance in Hyperlipidemia Therapy”为题目,发表在期刊《Polymers》上。
本文要点:
1、本研究开发了一种基于PEG-PLGA的载药微球(SIV-CAV-PP-MS),用于控制释放辛伐他汀(SIV)和香芹酚(CAV),以提升高脂血症治疗的疗效与安全性。
2、通过乳化-溶剂蒸发技术制备的微球具有高包封率和小粒径(平均4.25 μm),体外实验显示25天内SIV和CAV累积释放率分别达88.91%和89.35%。
3、药代动力学分析表明,微球组药物浓度在约7天时达到峰值,这表明PEG-PLGA载体显著延缓了药物释放(半衰期提升110-165倍)。
4、体内实验证实,SIV-CAV-PP-MS高剂量组和阳性药物对照组相比高脂血症模型组,低密度脂蛋白胆固醇水平分别降低了0.39倍和0.36倍,且CAV的加入显著增强了SIV的降脂效果。
5、组织学分析显示,中剂量微球组小鼠肝脏结构接近正常,脂滴沉积减少,肝细胞排列有序。此外,微球显著缓解了SIV引发的肌毒性和肝损伤(CK、LDH、AST、ALT水平降低)。
6、该微球系统通过缓释与协同作用,实现了高效降脂与安全性提升,为高脂血症治疗提供了潜在新策略。
图1.SIV-CAV-PP-MS制备示意图。
这种微球系统采用水包油包水(W1/O/W2)乳化-溶剂蒸发法制备,具体步骤如下:
1、乳化与超声处理
将1%的聚乙烯醇(PVA)水溶液(内水相W1)与辛伐他汀(SIV)、香芹酚(CAV)及PEG-PLGA的有机溶液(油相O)混合,形成初乳(W1/O)。
使用30%超声功率在0 ±1°C下探头超声处理5分钟(间歇模式:1秒开/1秒关),细化液滴并形成均匀分散体系。
2、二次乳化与溶剂蒸发
将初乳缓慢注入含5% PVA的外水相(W2)中,以1500 rpm磁力搅拌形成稳定的W1/O/W2乳液。
持续搅拌5小时,使有机溶剂(如二氯甲烷)完全挥发,微球固化析出。
3、洗涤与冻干
离心去除上清液,用去离子水洗涤微球以去除未包封的药物。
冻干处理得到干燥的微球制剂,4°C保存备用。
关键参数与材料:
聚合物:PEG(Mn=2000 g/mol)与PLGA(28 kDa)共聚物,提供缓释骨架并减少巨噬细胞吞噬。
表面活性剂:PVA用于稳定乳液界面,防止微球聚集。
药物比例:SIV与CAV通过优化配比实现协同增效。
在W1/O/W2乳化-溶剂蒸发法中,如何优化工艺参数(如超声条件、溶剂蒸发速率)以进一步提高微球的包封率和粒径均一性?
1、超声条件:
功率与时间:原文采用30%功率、5分钟间歇超声(1秒开/1秒关)。可尝试梯度超声(如先高功率破碎液滴,后低功率维持分散),以减少药物泄露风险。
温度控制:维持0±1°C(原文条件)避免有机溶剂挥发过快导致液滴融合。
2、溶剂蒸发速率:
延长搅拌时间(如从5小时增至8小时)可减缓溶剂挥发,促进微球均匀固化,减少表面药物吸附(降低突释)。
采用减压蒸发技术,通过控制真空度精准调节溶剂去除速率,提升粒径均一性(降低PDI)。
3、表面活性剂优化:
在内外水相中添加不同浓度的PVA(如内水相1%、外水相3%),形成界面张力梯度,减少药物扩散损失。
引入辅助乳化剂(如磷脂或泊洛沙姆)增强乳液稳定性,抑制微球聚集。
图2.SIV-CAV-PP-MS的SEM图像(A)。SIV-CAV-PP-MS的粒径分布(B)。SIV-CAV-PP-MS的Zeta电位(C)。傅里叶变换红外光谱分析(D)。差分扫描热分析(E)。SIV-CAV-PP-MS的扫描电镜((F):第1天,(G):第30天)。SIV-CAV-PP-MS在含0.5%SDS(H)的PBS(pH7.4)中的体外释放拟合曲线。
图3.注射SIV-CAV-PP-MS后大鼠的血浆浓度-时间曲线(a)。注射SIV-CAV混悬液后大鼠的血浆浓度-时间曲线(b)。注:半透明区域是图形的误差带。
图4.SIV-CAV-PP-MS对血脂水平的影响。与MC相比,#p<0.05,##p<0.01,###p<0.01;与SIV相比,p<0.05(A)。小鼠肝组织油红O染色(B)和小鼠肝组织H&E染色(C)。
图5.小鼠运动能力评估(A)。CK和LDH检测水平(B)。AST和ALT检测水平(C)。小鼠肌肉组织的H&E染色(D)和小鼠肝组织的H&E染色(E)。与NC相比,***p<0.001,****p<0.0001;与SIVM相比,$p<0.05,$$p<0.01,$$$p<0.001。
论文链接:https://doi.org/10.3390/polym17050574