傳統(tǒng)藥物治療結(jié)腸疾病常面臨兩大問題:全身給藥難以精準(zhǔn)富集于病灶,副作用較多;局部灌腸雖能直達(dá)患處,卻因使用不便導(dǎo)致患者依從性差??诜Y(jié)腸靶向給藥系統(tǒng)的出現(xiàn),本是解決這一困境的希望,但多層結(jié)構(gòu)制劑的內(nèi)部微觀質(zhì)量猶如“黑箱”,藥物分布是否均勻?包衣是否完整致密?這些關(guān)鍵質(zhì)量屬性,傳統(tǒng)表征技術(shù)難以透視,嚴(yán)重制約了其精準(zhǔn)開發(fā)與質(zhì)量控制。
mIRage高分辨化學(xué)成像系統(tǒng)的出現(xiàn),為科研界帶來了破局方法!中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥物研究所研究團(tuán)隊(duì),借助這一科研利器,成功開發(fā)并表征了一種基于桑枝生物堿(SZ-A)的“金蟬脫殼”式pH敏感結(jié)腸靶向微丸,相關(guān)研究成果以《“Golden cicada-escape” style colon-targeted pellets for ulcerative colitis》為題發(fā)表在《Materials Today Bio》(影響因子10.2)上。
該研究旨在開發(fā)一種基于天然活性成分SZ-A的新型口服結(jié)腸靶向遞送系統(tǒng),以提高藥物的結(jié)腸靶向效率。研究團(tuán)隊(duì)通過擠出-滾圓和流化床包衣工藝,制備了以殼聚糖和藥物為核心、Eudragit? S100為pH敏感包衣的微丸。
通過全面的體外與體內(nèi)研究,該微丸系統(tǒng)被證實(shí)具有超卓的綜合療效。在兩種經(jīng)典的UC動(dòng)物模型(TNBS與DSS誘導(dǎo))中,該制劑不僅能顯著改善疾病活動(dòng)指數(shù)、恢復(fù)結(jié)腸長度,更能通過多通路協(xié)同作用發(fā)揮治療功效:有效降低促炎因子(如TNF-α, IL-6)、提升抗氧化酶活性、修復(fù)由Claudin-1、ZO-1等蛋白構(gòu)成的腸道上皮緊密連接屏障,并能正向調(diào)節(jié)紊亂的腸道菌群,恢復(fù)有益菌豐度。這些結(jié)果充分驗(yàn)證了其作為一種高效、智能結(jié)腸靶向遞送系統(tǒng)的治療潛力。
研究團(tuán)隊(duì)使用的mIRage高分辨化學(xué)成像顯微鏡,采用光學(xué)光熱紅外(O-PTIR)技術(shù),突破了傳統(tǒng)紅外光譜的衍射極限,實(shí)現(xiàn)500 nm的空間分辨率,無需熒光標(biāo)記即可直接對微丸橫截面進(jìn)行化學(xué)成分“拍照”,為科研團(tuán)隊(duì)提供了無可辯駁的可視化證據(jù)。
通過mIRage的高分辨化學(xué)成像,研究者獲得了以下結(jié)論:
衣層完整性驗(yàn)證一目了然:代表Eudragit? S100的信號(hào)(如C=O峰)在微丸外圍形成一道連續(xù)、致密且厚度均勻的環(huán)形帶,與內(nèi)部核心成分信號(hào)邊界清晰,無相互滲透或明顯缺陷。這從化學(xué)層面證實(shí)了包衣能有效抵御胃和小腸環(huán)境。
核心成分均勻性證實(shí):代表SZ-A和殼聚糖的信號(hào)在微丸核心區(qū)域內(nèi)高度均勻、緊密地混合分布,未出現(xiàn)藥物或輔料的局部聚集區(qū),保證了每顆微丸都具有一致的藥物含量和粘附性能。
結(jié)構(gòu)關(guān)系明晰:精準(zhǔn)區(qū)分外層包衣與內(nèi)部核心的化學(xué)界限,直觀展示了“核-殼”結(jié)構(gòu)的成功構(gòu)建,為“金蟬脫殼”的釋藥行為提供了物理化學(xué)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
該研究成功開發(fā)了一種基于桑枝生物堿(SZ-A)的“金蟬脫殼”式口服結(jié)腸靶向微丸,其通過pH敏感的Eudragit? S100包衣實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)結(jié)腸釋藥,并利用殼聚糖核心的黏膜粘附性延長局部作用,在動(dòng)物模型中展現(xiàn)出通過抗炎、抗氧化、修復(fù)屏障及調(diào)節(jié)菌群等多重機(jī)制協(xié)同作用的超卓療效。該研究創(chuàng)新性地引入mIRage高分辨化學(xué)成像技術(shù),以約500 nm的化學(xué)特異性空間分辨率,直觀證實(shí)了微丸內(nèi)部藥物均勻分布與包衣完整致密的微觀結(jié)構(gòu),從最根本的微觀物質(zhì)層面揭示了其宏觀高效能的成因。該工作不僅為潰瘍性結(jié)腸炎治療提供了前景廣闊的候選制劑,更通過融合精準(zhǔn)遞送系統(tǒng)設(shè)計(jì)與可視化微觀驗(yàn)證,為復(fù)雜高端制劑的理性設(shè)計(jì)與質(zhì)量研究樹立了新范式。
高分辨化學(xué)成像顯微鏡mIRage
高分辨化學(xué)成像顯微鏡mIRage的特有優(yōu)勢:
亞微米空間分辨的紅外光譜和紅外成像(~500 nm);
與透射模式相媲美的反射模式下的圖譜效果;
非接觸測量模式—使用簡單快捷,無交叉污染風(fēng)險(xiǎn);
很少或無需樣品制備過程(無需薄片), 可測試厚樣品;
可透射模式下觀察溶液中的樣品;
實(shí)現(xiàn)同時(shí)同地相同分辨率的IR和Raman測試;
熒光顯微成像實(shí)現(xiàn)熒光標(biāo)記樣品快速定位。
微塑料顆粒(~600 nm)的O-PTIR光譜及成像分析
(引自Microscopy Today, 2022, 17, 3, 76-85)
1210 cm-1處采集的PP/PTFE的O-PTIR光譜和顯微圖像
(引自Materials & Design, 211 (2021), 17, 110157)
薄膜晶體管顯示器中污染物的O-PTIR分析
器件表面缺陷的紅外和拉曼光譜同步(同時(shí)間、同位置)分析
(引自Microscopy Today, 2020, 28, 3, 26-36)
腦組織的明場顯微圖像、O-PTIR光譜及成像分析
柯羅19世紀(jì)繪畫作品中鋅皂異質(zhì)性的O-PTIR顯微光譜及成像分析
(引自Anal. Chem. 2022, 94, 7, 3103–3110)
南京大學(xué)借助mIRage建立了一種新型的塑料表面亞微米尺度化學(xué)變化表征方法。該工作發(fā)表在知名期刊Nature Nanotechnology上。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)借助mIRage成功實(shí)現(xiàn)對玉米粉中痕量微塑料的原位可視化表征。該工作發(fā)表在Science of the Total Environment上。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)借助mIRage研究微塑料。該工作發(fā)表在Environmental Science & Technology上。
為了更好地服務(wù)中國客戶,Quantum Design 中國子公司在北京建立了專業(yè)的客戶服務(wù)中心,引入了非接觸亞微米分辨紅外拉曼同步測量系統(tǒng)!歡迎各位老師通過電話:010-85120280、郵箱:info@qd-china.com 、點(diǎn)擊此處或掃描下方二維碼垂詢。
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