难溶性药物鼻腔输送纳米颗粒的结构和命运

纳米颗粒是一种很有前途的介质,可以使鼻腔、全身和大脑传递活性化合物。然而,在体内达到治疗相关水平的外源性分子的可能性很大程度上依赖于纳米颗粒克服生物障碍的能力。在这项工作中,三种典型的纳米制剂,以低可溶性模型药物辛伐他汀为载体:(i)卵磷脂/壳聚糖纳米颗粒(LCNs), (ii)聚合物-ε-己内酯纳米胶囊稳定与非离子表面活性剂聚甘油酯80 (PCL_P80),和(iii)聚合物-ε-己内酯纳米胶囊稳定与多糖基础表面活性剂,即己基透明质酸钠(PCL_SCH)。

研究人员对这三种纳米体系进行了物理化学和结构特性的研究,并对生物制药方面的影响进行了研究。生物相容性、药物释放、黏膜黏附和鼻腔黏膜渗透对鼻腔和鼻-脑传递至关重要。三种纳米制剂均具有高重复性,粒径小(约200 nm),粒径分布窄(多分散指数(PI) < 0.2),药物包封率高(>97%)。纳米粒子组成、表面电荷和内部结构(多层、核壳或树莓样,由小角度中子散射评估,SANS)已被证明对药物释放谱和其在生物界面上的行为都有影响。纳米颗粒结构和表面调节了药物与黏液层的相互作用以及药物通过切除动物鼻上皮的动力学和转运程度。

事实上,与传统配方相比,所有生产的纳米颗粒都改善了辛伐他汀通过鼻腔上皮屏障的转运。然而,有趣的是,渗透增强是通过两个不同的途径实现的:(a)混合LCN的黏附增强,并伴随模型药物的快速黏膜渗透;或(b)整个PCL_P80和PCL_SCH纳米胶囊的黏膜开放渗透和改进的摄取和潜在运输,并延迟促进鼻腔黏膜渗透。纳米颗粒结构及其生物制药性质之间的相关性似乎是开发适用于经鼻给药全身和脑给药的新型平台的关键。

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材料:壳聚糖(壳清FG, 95%脱乙酰度,105 mPa·s粘度,约15万g/mol MW)由Primex (Siglufjordur, Iceland)提供,无需进一步纯化即可使用。大豆卵磷脂(Lipoid S45)从大豆中提取类脂AG)(德国路德维希港)。药物级油Labrafac亲脂剂WL 1349(中链甘油三酯,EP)和Maisine35-1(单油酸甘油)是来自Gattefosse(Saint-Priest、法国)。Poly-ε-己内酯(PCL,分子量14 kDa)由Fluka-Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)提供。已丙基透明质酸钠(MW 200kda)从康普乐生物技术公司(Dolní Dobrouč,捷克共和国)获得。的表面活性剂聚山梨酯80(Tween 80)和山梨醇单硬脂酸酯60 (Span 60)购自Sigma-Aldrich公司(St. Louis, MO, USA)。医药级辛酸/癸酸甘油三酯油(Miglyol 812)由Caesar & Loretz GmbH(美因茨,德国)提供。辛伐他汀(MW 418.6 g/mol)由Polichimica(意大利博洛尼亚)提供。牛血清白蛋白(BSA)、猪胃粘蛋白III型(部分纯化粉)、氧化氘(D2O, 99.9 atom % D)和透析管醋酸纤维素(14000 Da分子量截止,MWCO)购自Sigma-Aldrich公司(St. Louis, MO, USA)。人鼻中隔癌细胞株RPMI 2650(批次CCL-30)购自美国ATCC (Manassas, VA, USA)。最低必需培养基(MEM)、胎牛血清(FBS)和非必需氨基酸溶液由Life Technologies (ThermoFisher Scientific, Waltham, MA, USA)提供。所有Transwell细胞培养插入物和其他消耗品均购自康宁公司。生命科学(康宁,纽约,美国)。所有实验均使用超纯水(Purelab Flex, ELGA-Veolia LabWater, Italy),除D2使用O。所有其他化学试剂都是分析级的。

文章信息:Adryana Rocha Clementino, Giulia Pellegrini, Sabrina Banella, Gaia Colombo, Laura Cantù, Fabio Sonvico,和Elena Del Favero。分子制药学,文章尽快。DOI: 10.1021 / acs.molpharmaceut.1c00366

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