中國科學院上海藥物研究所研究員張繼穩(wěn)、副研究員伍麗，聯合臨港實驗室研究員殷憲振，應用同步輻射顯微計算機斷層掃描（SR-μCT）技術，對茶堿微丸緩釋片進行3D成像，探究了緩釋片整體結構及單微丸在釋藥過程中的內部結構變化，并結合微丸緩釋片整體和單微丸的釋放動力學特征，提出了“3D通道迷宮”的藥物緩控釋放新機制。相關研究發(fā)表于《控制釋放雜志》。

“3D通道迷宮”釋放模型。圖片由研究團隊提供

由于能夠提供可控、可預測的藥物釋放速率，緩控釋給藥系統一直是藥物遞送領域的研究熱點。以微丸壓制緩釋片為代表的多單元微丸給藥系統，可避免藥物局部濃度過高，且患者依從性高、副作用少。從制劑3D結構出發(fā)，揭示藥物釋放過程和機制，對深入理解劑型，尤其是高端制劑的體外和體內行為至關重要。

研究團隊利用SR-μCT技術，觀察到茶堿微丸在徑向上隨機分布，但其背面的微丸數量多于正面，此外，茶堿微丸緩釋片主要由茶堿單微丸、緩沖保護層和基質層三個區(qū)域組成，其中單微丸由丸芯和包衣層組成。

進一步研究表明，基質層和核心區(qū)域（緩沖保護層和茶堿微丸）分別在茶堿微丸緩釋片的不同釋放階段起著主導作用。

速釋階段（溶出初始階段），藥片外圍的基質層迅速溶出，而核心區(qū)域基本保持不溶，位于片劑邊緣、缺乏緩沖保護材料保護的微丸發(fā)生溶解。

控釋階段，微丸被溶解的同時，出現細小的出口和通道，由于緩沖保護層的隔離作用，溶解的藥物分子緩慢通過曲折的孔隙通道被釋放出來。微丸之間的孔隙、通道連通，通道迂回曲折、錯綜復雜，形成“3D通道迷宮”結構，當藥物分子溶解到液體介質中時，需從迷宮中找到出路。即使藥物分子在同一時間從同一起點出發(fā)，一部分藥物能快速找到出路，而另一部分則需消耗較長的時間才能走出迷宮。由此，藥物從緩釋片的核心區(qū)域逃逸所需的時間被區(qū)分開，最終形成控釋效果。

相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2024.12.014

來源：中國科學報