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QBD 指导下通过高压均质化生产用于治疗皮肤癌的脂质纳米颗粒

作者:www.willnano.com 日期:2023-03-15 点击:838
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皮肤癌在我国的发病率很低,但在白色人种中却是常见的恶性肿瘤之一。根据上海市肿瘤研究所1988年上海市市区恶性肿瘤发病率统计资料表明,除恶性黑色素瘤以外的皮肤恶性肿瘤发病率为1.53/10万。Boring等报道,美国1991年除恶性黑色素瘤以外的皮肤癌新病例有60万人。而传统的溶液剂及软膏等剂型存在制剂在皮肤表面滞留时间短,患者依从性低,不易透过角质层等缺陷。大量研究表明,脂质纳米粒(NLP)作为胶体给药系统的重要成员,由于其纳米级别的粒径,可显著提高局部用药给药系统的滞留性,渗透性,为皮肤癌的治疗与制剂研究开发带来了新的思路。

 质量源于设计(QbD)被FDA和EMA大力推动应用于制药领域。ICH Q8,Q9,Q10详细解释了其原则和应用(ICH,2006,2008,2009)。一般而言,QbD是一种系统,科学,基于风险的方法,是指通过设计和开发处方和生产过程,从而确保较终产品的质量。可将其与人工智能网络(Artificial neural networks,ANN)合用,控制产品的关键质量属性 (CQA) 和关键工艺参数 (CPP),从而达到控制产品质量目标产品概况 (QTPP)。

 在Gulin Amasyaa等人的研究中(doi.org/10.1016/j.ijpharm.2019.03.056),以5-FU作为模型药物,采用微射流的方式,通过QBD理念与ANN结合,成功制备了5-FU的纳米脂质颗粒与凝胶化的5-FU纳米颗粒。通过分析实验目的与相应需要控制的条件,设计了如图1所示的QTPP方案。

 

QTPP方案设计.png

图1. QTPP方案设计

 5-FU -NLP制备方案如下:将固体脂质(三棕榈酸甘油酯或三硬脂酸甘油酯)在高于其熔点(80°C)的温度下熔化。将 5-FU 溶解在 2% (w/v) 吐温 80 的水溶液中。把卵磷脂分散到5-FU的水相中,并将该相加热至 80 °C。通过使用高剪切均质器(UltraTurrax T25,IKA,德国)在 13500 rpm 下将熔化的脂质相乳化到水相中来制备预乳液。使用 Microfluidizer (Microfluidics M110L, USA) 在 1000 bar的压力下将热的预乳液均质化。将获得的 o/w 纳米乳液在室温下冷却,脂质进行重结晶过程。通过速离心收集 SLN,然后冻干。对于 NLC 制剂,20% 或 40% 的固体脂质被 Transcutol 取代。脂质纳米颗粒制剂的组成用作 ANN 的输入数据。这些参数如图2 所示。


ANN输入输出参数.png

图2.ANN输入输出参数

脂质纳米颗粒的包封率测定方法如下:制剂以56000g速离心2小时。通过HPLC分析上清液中药物的非包封量。下面的公式用于计算封装效率值。

EE% = ((总药物 − 游离药物)/总药物) × 100 

总药物=药物总量 

Wfree 药物 = 进入上清液的药物量

采用透析袋法测定脂质纳米颗粒制剂的体外药物释放曲线。为此,使用了再生醋酸纤维素透析袋(MWCO:12,000-14,000 Da)(Spectra/Por,Spectrum Labs.,美国)。将一定量相当于1mg 5-FU的SLN或NLC制剂放入预水合透析袋中,然后浸入100ml pH 7.4磷酸盐缓冲液中作为分散介质。使用设定在37°C和100rpm的恒温振动台。以预定的时间间隔提取样品,并通过HPLC进行分析。第6小时结束时释放的5-FU量用作CQA。

通过DLS测定SLN与NLC制剂的粒径,ζ电位,PDI.HPLC法分析包封率及6小时5-FU的释放量结果如图3所示:

分析测定结果png

图3. SLN与NLC分析测定结果

通过TEM法测定纳米颗粒形态结果如图4所示。可见其呈较规则圆球状。

TEM图.png

图4.NLCTEM图

以QBD原则作为指导,通过高压均质法,成功制备了5-FU SLN 与 NLC,为脂质纳米颗粒科学生产化提供了新的思路

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图5.NanoGenizer微射流均质机

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