Adv Sci | 上海药物所合作设计纳米涂层乳糖颗粒,助力载体型吸入粉雾剂转化性能
吸入粉雾剂(DPIs)具有无需推进剂、制剂稳定、便于携带和使用等优势,是实现肺部及全身给药的重要技术平台。乳糖是目前应用最成熟的吸入粉雾剂载体,能够改善粉体流动性和剂量均一性,并促进微粉化药物在吸入过程中的分散。而药物与乳糖载体之间的相互作用需要保持适宜平衡:黏附过强阻碍药物从载体表面脱附,降低有效肺部沉积;黏附过弱则影响混合均匀性和剂量稳定性。因此,合理调控粉体体系的内聚-黏附平衡,是提升载体型DPIs递送效率的关键。
2026年8月3日,伟德bv1946官网张继稳团队在国际学术期刊Advanced Science 发表研究论文“Nanometer Layer Coating to Lactose Particles for Optimization of Dexamethasone Pulmonary Delivery”,报道了一种纳米涂层(NLC)方法,以地塞米松(DEX)为模型药物,系统比较了固体混合、蒸气涂层、混悬液涂层和溶液涂层等乳糖表面改性方法。研究发现,以亮氨酸为表面改性剂,通过NLC法在乳糖颗粒表面形成连续、均一的纳米尺度涂层,显著降低药物-载体之间的黏附作用,在改善粉体流动性的同时,显著提高DEX的有效肺沉积。采用NLC法,亮氨酸用量仅为乳糖质量的0.05%时,即可获得优秀的制剂性能。采用纳米涂层乳糖制备的DEX吸入粉雾剂,其细粒子分数(FPF)由23%提高至50.15%,同时保持了良好的流动性。制剂在6个月储存后性能保持稳定,6批平行制备样品表现出较好的批间一致性。
为揭示NLC的结构基础与作用机制,本研究构建了多尺度、表面敏感的先进表征体系。综合采用飞行时间二次离子质谱(TOF-SIMS)、同步辐射微区X射线衍射(SR-μXRD)、聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)等技术,从化学组成与空间分布、晶相结构以及微观截面形貌等多个层面,对药物–载体界面及其微观结构进行了深入解析。结果显示,NLC并未发生明显改变乳糖颗粒的整体形貌,却使颗粒表面显著变得平滑,表面均方根粗糙度由938.7nm降至453.0nm。同时,DEX与乳糖之间的平均相互作用力由6.35nN降至4.30nN,表明NLC能够有效减弱药物黏附,最终改善吸入药物的空气动力学性能。亮氨酸在NLC乳糖表面分布更加均一、连续,并以高度分散、低结晶度或无定形状态存在。多种表征手段共同显示乳糖颗粒表面形成了纳米尺度的亮氨酸层。因此,亮氨酸NLC通过覆盖乳糖表面的高能黏附位点、填补部分表面凹槽,并降低药物与载体之间的有效接触面积和机械嵌合作用,从而减弱界面黏附,促进药物在吸入气流作用下从载体表面脱附,最终改善吸入药物的空气动力学性能。
体内研究进一步验证了该策略的递送优势。与传统乳糖载体制剂相比,吸入DEX-NLC-LA后,DEX血浆暴露量明显增加,AUC由442.9ng/mL·h提高至613.6ng/mL·h,提高1.5倍。在高海拔急性肺损伤大鼠模型中,吸入0.1mg/kg和0.3mg/kg的DEX-NLC-LA均能够明显减轻肺组织损伤、肺水肿及炎症反应。尤其是吸入0.1mg/kg即可产生明显治疗效果,相较于3mg/kg静脉注射地塞米松,仅需约1/30的剂量。
该研究围绕载体型吸入粉体的内聚-黏附平衡,建立了一种用量低、工艺简便且重复性较好的纳米涂层技术修饰乳糖表面。审稿人高度评价本研究通过多尺度先进表征体系深入解析药物-载体界面机制,突破了传统经验处方优化的局限,为提升DPIs开发效率提供了科学依据。
上海药物所与沈阳药科大学联合培养研究生聂芩(博士)、刘佳贺(硕士)为本文的共同第一作者。上海药物所张继稳研究员、王彩芬博士和伍丽副研究员为本文的共同通讯作者。
全文链接:https://doi.org/10.1002/advs.76929

图示 乳糖经纳米层涂层后,同时提高DEX DPI的肺沉积和流动性
(供稿部门:张继稳课题组;审核:徐晓萍;责编:宋文珂)

