亲水性有机溶剂对自乳化药物递送系统(SEDDS)乳化特性的影响及其在改善口服生物利用度中的关键作用

【字体: 时间:2025年09月30日 来源:European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics 4.3

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  本研究针对自乳化药物递送系统(SEDDS)在生理相关介质中乳化效率不足的问题,系统探讨了亲水性有机溶剂(包括苯甲醇、乙醇和丙二醇)对SEDDS乳化行为、胶体稳定性及膜安全性的影响。研究结果表明,这些溶剂可显著加速乳化过程(最高达12倍),且在胆汁盐存在下保持体系稳定性,为设计高效、安全的脂质基口服递送系统提供了重要理论与实践依据。

  
在当今药物研发领域,提高难溶性药物的口服生物利用度仍是一个重大挑战。自乳化药物递送系统(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems, SEDDS)作为一种先进的脂质基递送策略,通过形成纳米级乳滴,显著增强药物的溶解性和吸收,从而改善其口服疗效。然而,传统SEDDS在胃肠道复杂环境中的乳化效率往往不尽如人意,乳化过程缓慢可能导致药物释放不充分,进而影响治疗效果。尽管表面活性剂的选择和优化已得到广泛研究,但亲水性有机溶剂作为常见辅料,其对SEDDS乳化行为的影响在生理相关条件下尚未被深入探索。特别是在存在胆汁盐等生物分子的情况下,体系的稳定性及安全性更缺乏系统评估。因此,探究亲水性有机溶剂如何调控SEDDS的乳化动力学、胶体稳定性及生物相容性,对于设计下一代高效口服递送系统具有重要科学意义和实用价值。
本研究由Ahmad Saleh、Khush Bakhat Afzal、Florina Veider、Soheil Haddadzadegan和Andreas Bernkop-Schnürch合作完成,发表于《European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics》。研究人员通过构建包含不同类别表面活性剂(如聚乙二醇PEG、聚甘油PG、碳水化合物CH和阴离子A型)的SEDDS制剂,并引入苯甲醇、乙醇和丙二醇等亲水性有机溶剂,系统评价了这些溶剂在多种介质(包括去矿物质水、HEPES缓冲液pH 5.0和7.5)中对乳化时间、乳滴尺寸分布、多分散指数(PDI)和Zeta电位的影响。同时,利用胆汁盐模拟肠道环境,评估了胶体稳定性,并通过人红细胞(RBC)溶血实验分析了膜毒性。主要技术方法包括:制剂制备与表征(使用Zetasizer Nano ZSP测量乳滴尺寸、PDI和Zeta电位)、乳化时间测定(在磁力搅拌下视觉记录乳化过程)、胆汁盐稳定性测试(孵育后分析乳滴特性变化)和红细胞溶血实验(分光光度法检测血红蛋白释放)。
3.1. Preparation and characterization of SEDDS
研究人员成功开发了四种类型SEDDS(PEG-SEDDS、PG-SEDDS、CH-SEDDS和A-SEDDS),其乳滴尺寸均≤200 nm,PDI≤0.3,Zeta电位范围在-14.90 mV至+33.47 mV之间。其中,PEG-SEDDS表现出最小乳滴尺寸(约28 nm),而A-SEDDS因含有阳离子表面活性剂CTAB而呈现正电荷。这些结果表明所有制剂均能形成纳米级微乳,且具备良好的单分散性,为后续乳化行为研究奠定了基础。
3.2. Emulsifying properties of SEDDS
亲水性有机溶剂的加入显著加速了SEDDS的乳化过程。在30%浓度下,苯甲醇、乙醇和丙二醇分别使乳化时间提高了12倍、8.2倍和5.6倍。乳化效率排名为:苯甲醇 > 乙醇 > 丙二醇。机制上,这些溶剂通过降低界面张力、调节表面活性剂分子排列和减少体系粘度,促进了水相渗透和乳滴分散。特别是在生理pH条件下,乳化时间大幅缩短,表明亲水性有机溶剂可有效克服胃肠道环境中的乳化障碍。
3.3. Impact of bile salts
在胆汁盐存在下,SEDDS乳滴的尺寸、PDI和Zeta电位均保持稳定。仅A-SEDDS在使用苯甲醇时出现尺寸减小(1.5倍),而其他制剂未见显著变化。这表明亲水性有机溶剂不仅能加速乳化,还能增强体系在肠道环境中的胶体稳定性,避免因胆汁盐相互作用导致的乳滴聚集或崩解。
3.4. Membrane toxicity
膜毒性评估显示,含苯甲醇的SEDDS溶血活性最低(约2%),而含丙二醇的CH-SEDDS溶血率最高(约25%)。表面电荷特性显著影响溶血程度,阳离子制剂(如A-SEDDS)较中性或阴性制剂更易引起膜损伤。苯甲醇因其较低毒性脱颖而出,成为兼顾乳化效率与安全性的优选溶剂。
本研究首次全面证实了亲水性有机溶剂(尤其是苯甲醇)在加速SEDDS乳化、维持胶体稳定性和降低膜毒性方面的关键作用。这些溶剂通过多机制协同—包括降低界面张力、调节表面活性剂包装及减少体系粘度—显著提升了SEDDS在 biorelevant 条件下的性能。研究不仅填补了亲水性有机溶剂在生理介质中作用机理的空白,还为开发高效、安全的口服脂质基递送系统提供了理论依据和实践指南。未来,基于苯甲醇的SEDDS制剂有望广泛应用于难溶性药物的口服递送,从而大幅提高其生物利用度和治疗效果。
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