MIT科研人员设计出配制疏水性药物的新方法 可能带来更小的药丸

2021年06月10日 09:37 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,麻省理工学院(MIT)的化学工程师已经找到了一种方法,可以将更多的药物装入片剂中,然后可以使其更小,更容易吞咽。市场上大约60%的药物都有疏水分子作为其活性成分。这些不溶于水的药物可能难以配制成片剂,因为它们需要被分解成非常小的晶体才能被人体吸收。

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麻省理工学院的一个化学工程师团队现在已经设计出一种更简单的工艺,将疏水性药物纳入片剂或其他药物配方,如胶囊和薄膜。他们的技术涉及创建药物的纳米乳液(nanoemulsion),然后使其结晶,使每片药可以装载更强大的剂量。

“这非常重要,因为如果我们能够实现高剂量的药物装载,这意味着我们可以制造出更小的剂量,但仍能达到相同的治疗效果。这可以极大地提高病人的依从性,因为他们只需要服用非常小的药物,而且仍然非常有效,”麻省理工学院的研究生和这项新研究的主要作者陈良勋说。

化学工程系Robert T. Haslam教授Patrick Doyle是该论文的资深作者,该论文于2021年6月7日发表在《先进材料》上。

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纳米乳液

大多数药物由一种活性成分组成,与其他被称为辅料的化合物相结合,辅料有助于稳定药物并控制药物在体内的释放方式。由此产生的片剂、胶囊或薄膜被称为配方。

目前,为了创造疏水性药物的配方,制药公司使用一种工艺,要求将化合物研磨成纳米晶体,这种晶体更容易被人体细胞吸收。然后将这些晶体与辅料混合。一种经常与疏水性药物混合的赋形剂是甲基纤维素,一种从纤维素中提取的化合物。甲基纤维素容易溶于水,这有助于药物在体内更快释放。

麻省理工学院的团队表示,这种方法被广泛使用,但有许多低效率的地方。"陈良勋说:"研磨步骤非常耗时和耗能,而且研磨过程会导致活性成分特性的变化,从而破坏治疗效果。他和Doyle着手想出一种更有效的方法,通过形成乳液,将疏水性药物与甲基纤维素结合起来。乳液是悬浮在水中的油滴的混合物。

当这些油滴的直径为纳米级时,这种混合物被称为纳米乳液。为了创造他们的纳米乳液,研究人员采取了一种叫做非诺贝特的疏水性药物,它被用来帮助降低胆固醇,并将其溶解在一种叫做茴香油的油中。然后,他们将这种油相与溶解在水中的甲基纤维素结合起来,使用超声波来创造纳米级的油滴。甲基纤维素有助于保持水和油滴再次分离,它可以与油滴和水结合。

一旦乳液形成,研究人员可以通过将液体滴入加热的水浴中,将其转化为凝胶。当每一滴油滴到水里时,它在几毫秒内就会凝固。研究人员可以通过改变用于将液体滴入水浴中的尖端尺寸来控制颗粒的大小。

Doyle说:“颗粒的形成几乎是瞬时的,所以在你的液滴中的一切都被转化为固体颗粒,没有任何损失。干燥后,我们有了均匀地分布在甲基纤维素基质中的非诺贝特纳米晶体。”

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更小的药丸,更多的药物

一旦纳米晶体负载的颗粒形成,它们可以被粉碎成粉末,然后使用标准的药物制造技术压缩成药片。另外,研究人员可以将他们的凝胶倒入模具,而不是将其滴入水中,使他们能够制造出任何形状的药物片。

使用他们的纳米乳液技术,研究人员能够实现约60%的药物负载。相比之下,目前可用的非诺贝特制剂的药物浓度约为25%。研究人员说,通过增加乳液中的油和水的比例,该技术可以很容易地适应加载更高的浓度。

“这可以使我们制造出更有效、更小的药物,更容易吞咽,这对许多吞咽药物有困难的人来说是非常有益的,”研究人员表示。一旦制成纳米乳液,研究人员可以将其干燥成薄膜,将药物纳米晶体嵌入其中。

研究人员说,据估计,现在正在开发的药物中约有90%是疏水性的,因此这种方法有可能被用来开发这些药物的配方,以及已经使用的疏水性药物。许多广泛使用的药物,包括布洛芬和其他抗炎药物,如酮洛芬和萘普生,都是疏水性的。

“该系统的灵活性在于,我们可以选择不同的油来装载不同的药物,然后用我们的系统将其制成纳米乳液。我们不需要做大量的试验和错误的优化,因为乳化过程是一样的,”研究人员说。

明尼苏达大学制药学教授Calvin Sun将纳米乳液技术描述为一个 “优雅的过程”。

Calvin(没有参与这项研究)表示:“它在适应广泛的药物负荷和可调整的药物释放率方面具有令人印象深刻的灵活性。如果在商业规模上实施,它将对难溶药物的口服固体制剂的开发产生深远的影响。”

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