原位形成黏附润滑 Janus 纳米涂层：眼部给药新突破

为解决眼部给药难题，研究人员制备黏附润滑 Janus 纳米涂层（ALJN），显著提升疗效，为眼疾治疗提供新平台。

　　

眼部作为人体极为重要的感觉器官，却很容易受到各种疾病的侵袭。当眼睛患病时，眼部给药就成为了主要的治疗手段。然而，目前的眼部给药方式面临着诸多困境。眼药水和眼药膏虽常用，但眼睛自身的保护机制，如角膜屏障、眨眼动作和泪液循环，严重阻碍了药物的渗透，导致药物在眼部停留时间短，生物利用度低。为了达到治疗效果，患者往往需要频繁用药，比如治疗角膜炎时，每天使用皮质类固醇的次数超过六次。可频繁用药不仅会对眼表产生毒性，还会降低患者的依从性。此外，一些具有黏附性的眼科药物虽然能延长药物释放时间，但会非选择性地黏附在角膜和眼睑上，影响眼睑运动，还会导致眼睑周围出现沉积、飞溅和结痂等问题，给患者带来不适，甚至损伤眼睛。在这样的背景下，开发一种既能延长药物在眼表停留时间，又能保证高舒适度的无创眼部给药系统迫在眉睫。

为了解决这些问题，上海某研究机构的研究人员开展了一项关于原位形成黏附润滑 Janus 纳米涂层（ALJN）用于长效舒适眼部给药的研究。研究结果表明，ALJN 能在眼表原位形成，显著延长药物在眼表的停留时间，降低眨眼频率，提高患者舒适度，并且在角膜挫伤和碱烧伤的小鼠和兔模型中展现出了卓越的治疗潜力。这一研究成果发表在《SCIENCE ADVANCES》上，为眼部疾病的治疗提供了新的思路和方法。

在研究过程中，研究人员用到了多种关键技术方法。通过自由基聚合反应合成了聚（2 - 甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱）（PMPC），并利用质子核磁共振（¹H NMR）光谱、傅里叶变换红外（FTIR）光谱、凝胶渗透色谱（GPC）等技术对其进行表征。采用两步共沉积法制备 ALJN，运用透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等手段对纳米涂层的表面形态、粗糙度和厚度进行测量。通过高效液相色谱（HPLC）测定药物负载量和释放曲线，利用细胞计数试剂盒 - 8（CCK - 8）法评估生物相容性，借助多种检测方法探究纳米涂层的抗炎作用，还构建了小鼠和兔的角膜损伤模型来验证其体内治疗效果。

研究结果如下：

• ALJN 的设计：Janus 结构具有独特的两面性，一面可牢固黏附，另一面具有润滑性。基于此，研究人员设计了一种眼药水组合物，能通过顺序滴注在眼表原位形成由单宁酸（TA） - Fe^{3 +}内层和 PMPC 外层组成的不对称 Janus 纳米涂层。TA - Fe^{3 +}内层可与眼表结合，提供药物负载和缓释的储存库，还具有天然的抗炎功能；PMPC 外层则能避免眼睑黏附，保证舒适度。

• ALJN 的制备和表征：成功合成 PMPC 并对其进行了详细表征。通过两步共沉积法制备的 ALJN，经 TEM、SEM、AFM 等检测发现，其表面形态、粗糙度和厚度符合预期，且形成了稳定的双层结构。同时，研究确定了最佳的药物负载条件，如 Fe^{3 +}离子（0.8 mg/ml）和 TA（5 mg/ml）的浓度、TA 与 Fe^{3 +}的摩尔比为 1:1、PMPC 的浓度为 1 mg/ml 等。

• ALJN 的体外性能：体外实验表明，ALJN 的内层具有良好的黏附功能，能使角膜模拟琼脂片不滑落。其在体外能长时间保留，24 小时后仍能保留 49.41 ± 7.80% 的平均荧光强度（MFI）。PMPC 外层赋予 ALJN 优异的润滑性，接触角和滑动距离实验均证实了这一点。此外，ALJN 还具有显著的抗炎作用，能抑制炎症细胞产生一氧化氮（NO），调节巨噬细胞极化，促进其向抗炎的 M2 表型转化，且载药纳米涂层能持续释放药物，24 小时释放约 45%，同时具有良好的生物相容性，对人角膜上皮细胞增殖影响较小。

• ALJN 的体内性能：体内实验中，以荧光素为指示剂，发现 ALJN 在小鼠眼表可保留长达 24 小时，且药物能在兔角膜中持续释放并分布于整个角膜层。通过计数眨眼次数评估润滑性，结果显示 ALJN 能显著降低眨眼频率，与正常小鼠相似，在角膜损伤情况下也能保持良好的舒适度。对小鼠眼表进行长期观察，未发现明显异常，证明其具有良好的体内相容性。在小鼠角膜挫伤和碱烧伤模型以及兔角膜碱烧伤模型中，ALJN 均展现出强大的抗炎和治疗效果，能有效减轻角膜混浊、抑制新生血管形成、促进伤口愈合，且抑制炎症细胞浸润和炎症因子表达的能力优于单一药物或纳米涂层。

研究结论和讨论部分指出，ALJN 通过简单的顺序滴注在眼表形成耐用的载药纳米涂层，既能延长药物在眼表的停留时间，实现持续给药，又能保证眼部舒适，防止眼睑黏附，且具有良好的生物相容性。在角膜损伤的治疗中，ALJN 相较于单一药物干预，能更有效地改善角膜透明度、抑制新生血管形成、加速伤口愈合、抑制炎症细胞和因子的浸润。不过，该纳米涂层的安全性还需进一步系统研究，其对其他疾病模型的治疗价值以及在更高级动物模型中应用时的最佳剂量和给药频率等也有待进一步探索。总体而言，这种载药 Janus 纳米涂层为眼部疾病的治疗提供了一种简单有效的新方法，具有广阔的应用前景。