两亲性分子与药物的相互作用:提高溶解度并实现药物定向自组装,以应用于药物输送

时间:2026年1月24日
来源:Journal of Drug Delivery Science and Technology

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Pluronic F68纳米药物递送系统通过温度响应和pH协同作用调控非甾体抗炎药(IBU、IBUNa、DK)释放,流变学与DSC分析显示45%浓度下实现水溶性和热致相变特性优化。

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安杰拉·切鲁洛(Angela Cerulo)|尼古拉·安东尼奥·迪·斯皮里托(Nicola Antonio Di Spirito)|尼诺·格里祖蒂(Nino Grizzuti)|罗萨娜·帕斯奎诺(Rossana Pasquino)
意大利那不勒斯费德里科二世大学(Università degli Studi di Napoli Federico II),地址:P. le Tecchio 80,80125,那不勒斯

摘要

在过去的三十年中,精炼的纳米级药物输送系统的设计采用了特殊的温度响应性合成共聚物——Pluronics,这些共聚物能够模拟生物系统。生物相容性和生物降解性,以及能够适时调整这些大分子所需特性的能力,可以被用来开发能够提高疏水性药物溶解度和生物利用度的载体。作为被动载体,Pluronics在水中具有较高的药物负载能力,并且免疫原性较低;但它们也可以通过响应温度变化来发挥更积极的作用。在特定的浓度范围内,Pluronic的水溶液可以以液态形式注射,在体温下转变为柔软的固体,从而调节药物的释放。添加物可以改变Pluronic分子在水中的热响应特性,可能使系统对其他刺激(例如pH值)更加敏感。在这项研究中,通过流变学、差示扫描量热法(DSC)、表面张力和润湿性测量,研究了将疏水性非甾体抗炎药(NSAIDs)——布洛芬(IBU)、布洛芬钠盐(IBUNa)和双氯芬酸钾(DK)添加到45 wt%的Pluronic F68水溶液中的效果。Pluronic F68显著提高了药物在水中的溶解度。通过流变振荡测量和稳态测量以及在不同药物浓度和温度下的量热评估,观察到了这种热可逆的自组装过程和相变现象。还讨论了pH值对药物效果的影响,并改变了药物类型及其浓度。最后,构建了药物/Pluronic水溶液的经验相图。

章节摘录

引言

Pluronics,也称为Poloxamers,是一种合成的线性非离子三嵌段共聚物,由一个中心的聚环氧丙烷(PPO)块和两侧的聚环氧乙烷(PEO)链组成,即PEOx-PPOy-PEOx,其中x和y分别代表PEO和PPO单元的数量。PEO和PPO段的化学性质和溶解度的差异赋予了这些大分子两亲性,使它们能够在极性和非极性环境中自组装。

材料

实验中使用了Pluronic F68(Sigma-Aldrich,圣路易斯,MO,分子量8350 g/mol)、布洛芬(Alfa Aesar,沃德希尔,MA,分子量206.29 g/mol)、布洛芬钠盐(Sigma-Aldrich,圣路易斯,MO,分子量228.26 g/mol)和双氯芬酸钾盐(Sigma-Aldrich,圣路易斯,MO,分子量334.24 g/mol),这些材料均按原样使用。
Pluronic F68的水溶液是通过将三嵌段共聚物倒入蒸馏过的冷水(5°C)中并持续搅拌制备而成的。

液-固转变温度的测量

所有样品在0.5 °C/min的升温速率下的温度变化测试结果见图1。在加热和冷却过程中测量了复模量G*作为温度的函数。在低温下,G*的值较低,表明体系呈现液态特性;随着温度升高,G*略有增加,表明形成了胶束聚集体[9]。随后,G*的急剧上升标志着体系从液态转变为固态。如图SI 1所示,

结论

对含有NSAIDs(布洛芬、布洛芬钠盐和双氯芬酸钾盐)的45 wt% Pluronic F68水溶液进行了流变学和量热学研究。尽管Pluronic F68具有很高的亲水性,但它能够显著提高大量疏水性药物的溶解度,至少使其溶解度提高一个数量级。实验表明,温度和pH值的变化对药物溶解度的影响具有协同作用。

作者贡献声明

尼古拉·安东尼奥·迪·斯皮里托(Nicola Antonio Di Spirito):撰写、审稿与编辑、数据可视化、验证、项目监督、方法学设计、实验研究、数据分析、概念构建。尼诺·格里祖蒂(Nino Grizzuti):撰写、审稿与编辑、数据可视化、验证、项目监督、方法学设计、资金申请、概念构建。罗萨娜·帕斯奎诺(Rossana Pasquino):撰写、审稿与编辑、数据可视化、验证、项目监督、方法学设计、资金申请、形式化工作。

利益冲突声明

☒ 作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本研究得到了意大利大学与研究部的PRIN项目(项目编号:2022JJRH8H;项目名称:非平衡状态下结构化流体的自组装:一个多尺度工程问题)的财政支持。
作者感谢英国巴斯大学化学工程系及生物工程与生物医学技术中心(CBio)的汉娜·S·李斯(Hannah S. Leese)提供了冷冻扫描电子显微镜(Cryo-SEM)成像技术支持(详见补充信息SI)。

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