一种用于评估局部应用药物玻璃体液渗透性的高通量体外模型

【字体: 时间:2025年03月14日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决眼部后段疾病治疗难题,研究人员构建 PAMPA 模型,其或可预测药物渗透性,意义重大。

  

探索眼药递送新途径:构建眼部后段药物渗透模型

眼睛,作为心灵的窗户,却时常遭受各类疾病的困扰,尤其是与眼部后段相关的疾病,如年龄相关性黄斑变性、增殖性玻璃体视网膜病变、糖尿病性黄斑水肿和眼内炎等,这些疾病已成为全球范围内视力丧失的主要原因。传统的治疗方式,像玻璃体内注射,虽然成功率较高,但却伴随着一系列严重的问题,比如可能导致视网膜脱离、眼压升高、青光眼、脉络膜或玻璃体积血,甚至引发白内障,而且患者需要频繁接受专业人员的注射,这不仅让患者感到痛苦,还大大降低了他们的依从性。全身给药的方式呢,又会受到血 - 视网膜屏障以及视网膜色素上皮细胞外排泵的限制,使得到达眼部后段的药物量微乎其微,为了达到治疗效果,往往需要加大剂量,可这又会增加全身不良反应的风险。
在这样的困境下,局部给药凭借其使用方便、患者依从性好、副作用少等优点,逐渐成为研究的热点。越来越多的研究表明,眼药水有可能在眼部后段达到治疗药物浓度,一些非传统眼药水在治疗眼部后段疾病方面也展现出了良好的效果。然而,局部给药后药物到达眼部后段的具体途径极为复杂,存在众多静态和动态屏障,这使得建模和药物渗透量的评估变得异常困难。现有的体内和体外研究方法,要么成本高昂、不符合伦理,要么数据有限、研究单一,无法满足对眼药递送深入了解的需求。
为了打破这一僵局,来自 Semmelweis University、Budapest University of Technology and Economics 等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究。他们致力于构建一个基于平行人工膜渗透测定(Parallel Artificial Membrane Permeability Assay,PAMPA)的模型,以此来模拟眼部后段环境,评估局部应用药物的渗透性。该研究成果发表在了《Scientific Reports》上。
研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。在体外渗透性测量方面,他们对角膜 - PAMPA 模型进行了改进,通过改变受体相来模拟玻璃体。在实验中,将活性药物成分溶解在磷酸盐缓冲液(PBS)中制成特定浓度的溶液,然后在供体板的孔中形成磷脂酰胆碱(PC)/ 十二烷溶液的人工膜,再将供体板与含有受体相溶液的受体板组装,经过孵育后分析受体相。同时,利用 UV - Vis 光谱仪收集吸光度数据,根据特定公式计算药物的表观渗透率。此外,还运用流变仪测量受体相溶液的复数粘度,使用 Zeta 电位仪测量其 Zeta 电位,以此来表征受体介质的物理化学性质。
在研究结果方面,研究人员首先对所选的 27 种化合物进行了物理化学表征,这些化合物的性质符合 Lipinski 和 Veber 规则,且大多数为碱性。接着,他们成功将角膜 - PAMPA 模型转化为新的分析方法,通过实验证明新方法获得的渗透率值与之前使用高效液相色谱(HPLC)测量的值具有很强的相关性。在构建玻璃体 - PAMPA 模型时,研究人员发现中性和带正电的药物通常比两性离子和带负电的药物具有更高的渗透率。在研究受体相添加透明质酸钠(Na - HA)和琼脂对药物渗透率的影响时,发现 HA 的存在在大多数情况下对药物渗透率影响不显著,而添加琼脂则显著降低了几乎所有带正电药物的渗透率。此外,研究人员尝试使用新鲜猪玻璃体作为受体介质,但由于玻璃体样本不均匀、高紫外吸收等问题,未能成功检测到药物信号。而 HA - 855 + 琼脂的受体介质背景吸光度可忽略不计,更适合用于药物的光谱检测。对受体介质的物理化学表征发现,HA - 855 + 琼脂的复数粘度和 Zeta 电位与猪玻璃体相似,表明其可作为玻璃体的良好类似物。
在研究结论和讨论部分,研究人员构建的基于角膜 - PAMPA 且受体介质为 HA 和琼脂溶液的模型,为预测局部给药后药物向玻璃体的渗透性提供了一种有前景的方法。尽管目前由于缺乏局部应用药物向眼部后段渗透的实际数据,该模型还存在一定局限性,但在无法直接从动物玻璃体研究获取信息的情况下,它为预测药物渗透性提供了重要的初步步骤,有望推动眼药递送领域的发展,为眼部后段疾病的治疗带来新的希望。
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