《Journal of Drug Delivery Science and Technology》:Quality by Design-Based Development of Silver Sulfadiazine-Loaded Nanostructured Lipid Carrier Film-Forming Spray for the Management of Topical Burns
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纳米脂质体负载银磺胺噻唑喷雾系统通过优化工艺(粒径261.9nm,zeta电位-8.9mV)实现长效缓释,有效穿透皮肤屏障并抑制大肠杆菌,动物实验显示促进烧伤愈合和减轻炎症。
Kartik Bajaj | Tenzin Tsering Dongsar | Nazeer Hasan | Farhan Jalees Ahmad
印度新德里贾米亚哈姆达德(Jamia Hamdard)药学教育与研究学院药理学系 – 110062
摘要
烧伤在创伤护理中是一个重大挑战,常常导致患者出现严重的身体和心理问题。尽管治疗手段有所进步,但传统疗法往往无法达到最佳愈合效果,并且可能伴随显著的副作用,尤其是感染和败血症的风险。本研究提出了一种利用纳米技术的新方法,通过开发一种壳聚糖包覆的磺胺嘧啶银负载纳米结构脂质载体(CS-SSD-NLCs)喷雾系统来增强烧伤的局部治疗。这些纳米脂质载体(NLCs)通过中心复合设计(Central Composite Design)合成并优化,平均粒径为261.9纳米,ζ电位为-8.9毫伏。体外和离体实验验证了该制剂的缓释特性(符合Korsmeyer-Peppas动力学模型),表明基于脂质的纳米载体有助于药物有效渗透皮肤层。此外,抗菌实验评估了CS-SSD-NLCs对大肠杆菌的抗菌活性,结果显示其抑菌圈明显大于传统磺胺嘧啶银制剂,表明其具有更好的感染控制能力。体内实验进一步证实了CS-SSD-NLCs喷雾的有效性,显示在动物模型中能够促进伤口愈合并减少炎症。
引言
烧伤是最严重的创伤形式之一,其损伤程度可以从表皮层到全层皮肤破坏不等,从而破坏皮肤的防护屏障[1]。除了立即的身体损伤外,烧伤还常常因疤痕、畸形和长期住院而带来长期的心理和情感困扰[2]。根据损伤的范围和深度,烧伤可分为浅表烧伤、部分厚度烧伤、深度部分厚度烧伤和全层烧伤[3]。在并发症中,败血症是烧伤患者死亡的主要原因,占烧伤相关死亡的近75-85%[4][5]。受损的皮肤为细菌生长提供了理想的环境,而重度烧伤通常伴有免疫抑制,进一步增加了全身感染的风险。如果未经治疗,这些感染可能会恶化,导致危及生命的结果[4]。
随着我们对烧伤病理生理学理解的加深,局部治疗方法也有了显著发展。最初,局部治疗旨在防止“毒素”从烧伤伤口中扩散并形成坚固的凝块,以减少液体流失[6]。然而,现代局部治疗重点在于感染控制和促进伤口愈合。基于银的局部制剂,如磺胺嘧啶银(SSD),已被证明对铜绿假单胞菌和其他烧伤相关病原体非常有效[7]。这是一种结合了磺胺成分和银的抗菌特性的复合药物。磺胺嘧啶银通过结合细胞膜并破坏其结构,以及与血清和其他细胞外液结合来发挥杀菌作用[7]。然而,现有的SSD载体(市售的乳膏、软膏、糊剂)存在多种缺点,包括导致皮肤干燥、过敏反应、加工时间较长、无法产生与天然皮肤相同的皮肤、难以清洗等。此外,它还会形成粘性的伪痂,阻碍SSD渗透到烧伤部位[8][9]。此外,虽然重金属赋予了SSD抗菌活性,但它们也会对角质形成细胞和成纤维细胞产生毒性[10][11]。
因此,需要新的治疗策略来降低感染和败血症的发生率,而纳米医学是一个值得深入研究的领域[12]。纳米医学是将纳米技术应用于医学的一个有前景的方向。考虑到其精准的递送机制,纳米技术似乎是一种有吸引力的局部伤口愈合治疗方法,因为大多数新开发的药物和营养补充剂都溶解性较差[12][13][14][15][16][17]。在各种纳米级平台中,第二代脂质纳米载体(NLCs)作为一种潜在有效的局部药物递送系统,已被用于治疗皮肤烧伤疾病。由于其封闭性、脂质特性和纳米级尺寸,NLCs能够与角质层保持紧密接触,并以薄层封闭的形式保持皮肤湿润,从而改变角质细胞结构并扩大细胞间间隙,促进药物沉积到活皮层[18][19][20]。此外,这种脂质纳米系统载体能够携带更多药物、调节释放曲线并保持长期稳定性[21][22]。这种脂质纳米系统对于多种疾病的治疗都显示出帮助,因为载体的大表面积和脂质活性使其能够更快地发挥作用[23][24]。
在皮肤药物递送中,原位成膜系统因能够提供靶向治疗、最小化侧向扩散、延长皮肤接触时间并防止结晶而受到广泛关注[25][26][27][28][29]。这些系统结合了成膜技术和先进赋形剂,在接触皮肤时形成一层薄而柔韧、耐用的薄膜。该系统将活性药物封装在一种会在接触皮肤后蒸发的载体中,留下均匀的薄膜,确保药物持续分布并延长与伤口的接触时间。成膜系统中使用了多种成膜添加剂和适当的溶剂。其中,Plastoid?B具有形成特别柔韧薄膜的特性,使其成为理想的成膜剂候选者。尽管Plastoid?B的成膜技术仍处于开发阶段(因为它是一种相对较新的局部制剂赋形剂),但它已被证明具有形成薄而柔韧、几乎看不见的薄膜的优点,能很好地附着在皮肤上,从而提高患者对局部治疗的依从性[30],有望解决传统局部剂型的局限性。因此,将局部成膜喷雾系统的优势与纳米颗粒支架的优点相结合,可以为烧伤治疗提供一种有趣的新方法。
在本研究中,我们提出了一种利用Plastoid?B作为SSD负载NLCs载体的成膜喷雾系统的新方法,旨在克服传统局部治疗的局限性,包括溶解性差、加工时间长和皮肤不兼容等问题,提供改进的药物递送、稳定性和控制释放。通过将活性成分纳入基于脂质纳米载体的成膜系统中,显著增强了药物渗透性、控制释放和生物利用度等关键药学特性。此外,这种基于NLC的成膜喷雾还克服了传统局部制剂的不足,如皮肤粘附性差、形成伪痂和药物渗透延迟等问题。据我们所知,这是首个开发出基于Plastoid?B的成膜喷雾系统的研究,其良好的体内疗效表明其作为烧伤治疗的未来选择具有潜力,且副作用少,患者依从性高。
材料
磺胺嘧啶银(SSD)购自印度孟买的Sisco Research Laboratories Pvt. Ltd。Transcutol P、Gelucire? 44/14、Geleol?、Compritol? 888 ATO、Precirol? ATO 5和Gelucire? 50/13购自印度孟买的Gattefosse。SRL Reagents(马哈拉施特拉邦,印度)提供了Cremophor EL、Tween 20和Tween 80。Plastoid? B由德国达姆施塔特的Evonik R?hm GmbH提供。油酸购自印度孟买的Thomas Baker Chemicals有限公司。Sigma Aldrich(印度孟买)提供了聚氧乙烯醚(poloxamer)。其他材料...
赋形剂筛选研究
赋形剂的优化在制剂开发中起着关键作用。固体脂质、液体脂质和乳化剂是NLC的基本组成部分,在药物的包封和释放过程中起着重要作用。在药物通过皮肤递送方面,这些成分对药物渗透到皮肤最外层具有防水效果[58]。选择合适的赋形剂是制剂开发的重要环节。
结论
烧伤可以发生在所有年龄段的个体中,原因多样,严重程度不一。最严重的烧伤需要最高水平的重症监护和手术[82][83]。尽管烧伤管理策略有所进步,但由于传统疗法的非特异性和频繁给药的需求,仍无法达到理想的效果,可能导致严重的负面后果和药物耐药性的出现。
作者贡献声明
Kartik Bajaj:撰写初稿、进行数据分析。
Tenzin Dongsar:撰写初稿、制定方法、开展研究。
Nazeer Hasan:审稿与编辑、监督工作、提供资源。
Farhan Jalees Ahmad:审稿与编辑、监督工作、提供资源。
利益冲突
作者声明没有已知的财务或其他利益冲突可能影响本文的研究结果。
利益冲突声明
作者声明没有已知的财务或其他利益冲突可能影响本文的研究结果。