《International Journal of Pharmaceutics》：Colistin-stabilized antisolvent precipitation enables engineering of microcrystalline niclosamide for inhalable composite powders
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针对多药耐药革兰阴性病原体（尤其对囊性纤维化治疗构成严峻挑战）的吸入式联合给药难题，研究团队巧妙利用抗菌肽粘菌素兼具表面活性的特点，将其作为界面稳定剂，通过液相反溶剂沉淀结合喷雾干燥技术，成功构建了辅料最小化、药物负载高的尼曲胺/粘菌素硫酸盐复合微粒。该策略实现了两种理化性质迥异药物的共递送，所制备的粉末显示出优异的空气动力学性能（FPF＜5μm达75.3%），并在小鼠肺部感染模型中展现出降低细菌负荷的有效性，为局部联合抗生素治疗提供了创新性的制剂工程平台。
在囊性纤维化患者的肺部，粘稠的黏液和复杂的微环境为细菌的定植和感染创造了“温床”，其中，多重耐药革兰阴性菌（如鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌等）的感染尤为棘手，常导致患者病情反复、预后不佳。粘菌素被视为对抗这类“超级细菌”的最后防线抗生素之一，但随着耐药性的上升，其效力也受到挑战。有趣的是，一种名为尼曲胺的药物，虽然单用对这类细菌无效，但与粘菌素联用时却在体外表现出强大的协同杀菌作用，为临床治疗带来了新希望。然而，将这对“黄金搭档”有效地一同送达肺部病灶，却面临着一个现实的制剂学难题：两者“性格”迥异。粘菌素硫酸盐是一种水溶性良好的多阳离子肽，具有表面活性；而尼曲胺则是一种水溶性极差的弱酸性小分子。传统的溶液混合或单相喷雾干燥难以将二者高效、高负载地共制成适合吸入的粉末。此外，为了达到治疗所需的肺部药物浓度，必须尽可能提高粉末中的药物含量，减少非治疗性辅料的比例。现有的解决方案，如复合纳米乳，又因需要大量稳定剂而限制了载药量。如何设计一种辅料最少、载药量高、且能确保两种药物在肺部协同沉积的创新制剂，成为研究人员亟待攻克的堡垒。
为了回答上述问题，美国密歇根大学的研究团队开展了一项开创性的研究，成果发表在《International Journal of Pharmaceutics》上。他们提出了一个巧妙的策略：利用粘菌素硫酸盐本身具备的表面活性剂特性，将其“一物二用”——既作为抗菌活性成分，也作为尼曲胺在结晶过程中的界面稳定剂。研究人员通过液相反溶剂沉淀法，在含有粘菌素的水相中快速沉淀尼曲胺，利用粘菌素吸附在新生尼曲胺微晶表面，抑制其过度生长和聚集，从而可控制备出尺寸均一的尼曲胺微粒。随后，他们将此混悬液直接进行喷雾干燥，最终得到了辅料最小化的尼曲胺-粘菌素硫酸盐复合吸入粉末。
本研究主要采用了以下几种关键技术方法：首先，液相反溶剂沉淀法用于在粘菌素存在下可控地制备尼曲胺微晶，通过系统调节超声振幅、沉淀温度、反溶剂pH值及粘菌素/尼曲胺摩尔比等参数来优化微粒尺寸。其次，喷雾干燥技术将上述稳定的微粒混悬液转化为干燥的、可吸入的复合粉末。表征方面，运用了激光衍射法测量微粒尺寸分布，Zeta电位分析评估表面电荷，扫描电子显微镜（SEM）观察粉末形貌，X射线衍射（XRD）、调制差示扫描量热法（mDSC）和衰减全反射傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR） 进行固态性质表征以确认药物晶型与相互作用。此外，使用下一代撞击器（NGI） 评估了粉末的空气动力学性能。最后，研究在一个小鼠肺部感染模型（使用C3HeB/FeJ小鼠，经气管接种Burkholderia cenocepacia AU0728菌株）中，通过比较肺部细菌负荷，对制剂的体内抗菌效果进行了初步基准测试。
3.1. 处理参数对尼曲胺颗粒尺寸分布的影响
研究人员系统考察了超声振幅、沉淀温度、反溶剂pH值和粘菌素:尼曲胺摩尔比对微粒形成的影响。结果表明，提高超声振幅、降低温度（冰浴）以及使用酸性（pH 5.8）缓冲液作为反溶剂，均有利于生成更小、分布更窄的尼曲胺微粒。最关键的是，增加粘菌素的比例能显著减小尼曲胺的中值粒径，例如，摩尔比从1:1提高到24:1时，中值粒径（x50）从约7.7 μm降至约1.3 μm，证明粘菌素有效地调控了结晶过程。
3.2. 粘菌素硫酸盐对颗粒表面电荷和生长稳定性的影响
与不含粘菌素的对照组（颗粒带负电）相比，在粘菌素存在下制备的尼曲胺颗粒表面带正电荷，证实了粘菌素吸附在颗粒表面。更重要的是，时间依赖性生长实验显示，含有粘菌素的颗粒在1.5小时内尺寸增长非常有限，而不含粘菌素的对照组颗粒则发生了显著的生长和聚集，这强有力地证明了粘菌素作为界面稳定剂，有效抑制了尼曲胺微粒的奥斯特瓦尔德熟化和聚结。
3.3. 尼曲胺-粘菌素混悬液的喷雾干燥及所得粉末的表征
将优化条件下（粘菌素:尼曲胺摩尔比8:1）制备的混悬液进行喷雾干燥，得到了收率为42%的复合粉末。粉末的几何中值粒径为1.46 μm，跨度（分布宽度指标）为2.23。固态表征（XRD, mDSC, FTIR）表明，尼曲胺在复合粉末中保持了其结晶结构，而粘菌素则以无定形态存在。FTIR光谱中微小的峰位移提示两者之间存在微弱的非特异性分子间相互作用，而非形成了新的化学物种。这支持了一种“核-壳”类似的结构模型：结晶的尼曲胺微晶分散在无定形的、富粘菌素的基质中。
3.4. 喷雾干燥尼曲胺-粘菌素粉末的颗粒形貌和雾化性能
SEM图像显示粉末颗粒呈皱缩的坍塌状。NGI测试评估了其空气动力学性能：使用中等阻力的RS01吸入器，在80 L/min流速下，粉末的发射分数（EF%）为85.9%，细颗粒分数（FPF<5 μm）高达75.3% ± 1.0%，表明该粉末具有优异的可吸入性，大部分药物能沉积到肺部深部。
3.5. 喷雾干燥的粘菌素-尼曲胺颗粒的肺部给药可降低小鼠肺部感染模型中的细菌负荷
在小鼠肺部感染模型中，与经气管给予磷酸盐缓冲盐水（PBS）的对照组相比，单次经气管给予喷雾干燥的COL-NIC (8:1)颗粒悬浮液，能显著降低肺组织中的细菌负荷（菌落形成单位，CFU）。其降低细菌负荷的幅度与腹腔注射标准护理对照药物头孢他啶的效果相当。这初步证明了该制剂经肺部给药后能在感染部位发挥抗菌活性。
在讨论与结论部分，研究深入阐释了其工作的科学意义。首先，该研究不仅是一种制剂开发，更是一个微粒工程平台的建立。其核心机制在于，粘菌素作为“活性辅料”，在反溶剂沉淀的结晶初期就介入其中。它的两亲性结构使其能够吸附在新生尼曲胺晶核的表面，降低界面自由能，从而减少了小晶核因高曲率而溶解（奥斯特瓦尔德熟化）的驱动力，并引入了静电排斥屏障以防止颗粒聚结。通过调节粘菌素浓度，可以有效控制最终尼曲胺微晶的尺寸。
其次，该策略巧妙地实现了“辅料最小化”。传统制剂中需要添加额外的表面活性剂或稳定剂，而本研究直接利用一种活性药物成分（API）来辅助另一种API的加工，最终产物中几乎全为活性成分，极大提高了载药量，这对于需要毫克级给药的吸入抗生素疗法至关重要。
最后，喷雾干燥过程进一步固化了这种复合结构。根据韦林（Vehring）的佩克莱特数（Péclet number）理论，在液滴干燥过程中，扩散慢的粘菌素向液滴表面迁移形成富集层，而几乎不扩散的尼曲胺微晶则留在内部，最终形成了尼曲胺微晶嵌在无定形粘菌素基质中的复合微粒。这种结构在再分散时，水溶性的粘菌素迅速溶解，释放出尼曲胺微晶，模拟了药物在肺部的释放行为。
综上所述，这项研究成功开发了一种创新的、辅料最小化的粒子工程策略，用于生产高载药量的尼曲胺-粘菌素吸入粉末。它证明了粘菌素可以双重扮演抗菌剂和结晶过程调节剂的角色。所制备的复合粉末展现出良好的理化特性、优异的空气动力学性能以及在小鼠模型中初步验证的体内抗菌活性。这项工作不仅为治疗囊性纤维化等多药耐药肺部感染的局部联合疗法提供了一个有前景的制剂平台，也为如何利用药物分子的固有物理化学性质来简化制剂工艺、实现高效共递送提供了新的思路和范本。未来的研究可以在此基础上，进一步探索该制剂的药物释放动力学、在更复杂肺部模型（如黏液层）中的渗透行为，以及长期的疗效和安全性。
