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协同草本黏膜黏附膜的优化设计与应用:靶向口腔病原体的天然治疗新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年09月17日 来源:PHARMACIA 1.1
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本研究针对口腔病原体耐药性加剧及合成药物局限性,开发了一种含 Garcinia mangostana 与 Clinacanthus nutans 提取物的协同黏膜黏附膜。通过实验设计(DoE)优化配方,该膜剂展现优异黏膜黏附性(≥6 h)、高细胞相容性(>90%存活率)及持续药物释放特性,为口腔感染性疾病提供了新型植物源局部治疗平台。
口腔健康问题正日益成为全球公共卫生的重要挑战,其中由变形链球菌(Streptococcus mutans)和口腔链球菌(Streptococcus oralis)等病原体引起的感染尤为棘手。这些微生物不仅擅长形成生物膜,还能持续产酸导致牙齿硬组织破坏,更麻烦的是,它们对传统抗生素的耐药性正在不断上升。合成抗菌药物的局限性以及其对口腔微生物群的潜在破坏作用,促使科学家将目光转向天然植物提取物——这些古老的治疗宝库中蕴藏着丰富的生物活性成分,或许能为我们提供全新的解决方案。
在这项发表于《PHARMACIA》的研究中,泰国拉贾曼加拉理工大学综合医学学院的研究团队巧妙结合了传统草药智慧与现代药剂学技术,开发出一种针对口腔病原体的协同草本黏膜黏附膜。研究团队选择了四种具有显著抗菌潜力的药用植物:藤黄(Garcinia mangostana)果皮富含α-芒果苷(α-mangostin)等呫酮类化合物;鳄嘴花(Clinacanthus nutans)叶片含有咖啡酸(caffeic acid)和阿魏酸(ferulic acid)等多酚类物质;积雪草(Centella asiatica)以其三萜类化合物著称;而芦荟(Aloe vera)则以其组织修复特性闻名。这些植物的选择基于其互补的 phytochemical(植物化学) profiles(成分谱),可能产生协同抗菌效应。
研究采用实验设计(Design of Experiments, DoE)方法系统优化了提取物组合与膜剂配方。通过微量稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC),使用质构分析仪评估膜剂的机械性能,采用改良USP崩解装置测定黏膜黏附时间,并利用Franz扩散池进行离体黏膜保留研究。细胞毒性通过MTT法评估,活性成分含量通过高效液相色谱法(HPLC)定量,膜剂形态通过扫描电子显微镜(SEM)观察。
优化对口腔病原体的抑制效果
研究人员通过15组提取物组合实验发现,藤黄果皮与鳄嘴花叶片1:1组合表现出最强的抗菌活性,对S. mutans和S. oralis的抑菌圈直径分别达到8.720±0.651 mm和9.145±0.091 mm,与四环素阳性对照组相当。该组合的MIC值为15.62 μg/mL,MBC值为62.5 μg/mL,表明其具有强效的抗菌和杀菌能力。
确定最小抑菌浓度和最小杀菌浓度以及活性化合物的定量
HPLC分析显示,最优组合中咖啡酸、阿魏酸和α-芒果苷的浓度分别为273.76±0.15 μg/mL、23.20±0.30 μg/mL和9.92±0.23 ng/mL。这些化合物通过破坏细菌细胞膜、抑制核酸合成和阻止生物膜形成等多重机制发挥协同抗菌作用。
优化黏膜黏附膜配方
通过36组全因子实验,研究人员优化了三种关键辅料的配比:二氧化硅(SiO2)作为结构增强剂,壳聚糖(chitosan)提供黏膜黏附性,羧甲基纤维素(CMC)增强膜柔韧性。最优配方为2% SiO2、1% CMC和15%壳聚糖,该组合实现了超过6小时的黏膜黏附时间,表面pH值(6.5-7.5)与口腔环境相容,机械性能均衡。
离体活性化合物口腔黏膜保留研究和细胞毒性测试
Franz扩散实验表明,活性成分在猪口腔黏膜中有显著保留:咖啡酸(235.28±0.15 μg/mL)、阿魏酸(19.4±0.3 ng/mL)和α-芒果苷(8.54±23.46 μg/mL)。细胞毒性试验显示所有时间点细胞存活率均超过90%,加速稳定性试验表明膜剂物理性质稳定。SEM图像显示膜剂表面形态均匀,基质结构完整。
该研究成功开发了一种含藤黄和鳄嘴花提取物的黏膜黏附膜,通过DoE方法优化配方,实现了优异的抗菌活性、黏膜黏附性和生物相容性。这种新型给药系统能够延长药物在口腔中的滞留时间,提高局部治疗效果,同时减少系统暴露风险。研究展示了将传统草药知识与现代药剂技术相结合的潜力,为开发天然、安全、有效的口腔感染治疗方案提供了新思路。未来研究需要进一步评估膜剂在模拟唾液条件下的释放特性和溶解度,以优化其临床性能。
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