《Journal of Bio-X Research》:Integration of Smart Technologies and Data Mining Tools for the Customization of Film-Forming Sprays Containing the Epigallocatechin-3-Gallate:Dexolve Complex
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为解决咽喉癌治疗中药物剂型不友好、EGCG 生物利用度低等问题,研究人员开展了 “集成智能技术和数据挖掘工具定制含表没食子儿茶素没食子酸酯:Dexolve 复合物的成膜喷雾(FFS-EGCG:Dexolve)” 的研究。结果显示,该喷雾能快速成膜,6 h 释放超 85% EGCG ,对咽喉癌治疗意义重大。
在癌症肆虐的当下,咽喉癌作为全球第 13 大常见癌症,严重威胁人类健康。在印度,超 20% 的人受其困扰,且因烟草使用,患病人数呈上升趋势,死亡率达 5%。目前,咽喉癌主要依靠抗癌药物治疗,其中 EGCG 因对咽喉癌有显著效果而备受关注。它是一种生物制药分类系统(BCS)III 类药物,安全性高,能抑制咽喉、颈部和头部癌细胞生长。然而,EGCG 口服生物利用度低,市场上现有的片剂剂型存在非特异性和副作用多的问题,极大限制了其治疗效果。
为攻克这些难题,研究人员开展了一项意义重大的研究。他们致力于开发一种含有 EGCG:Dexolve 复合物的成膜喷雾(FFS-EGCG:Dexolve),以实现咽喉癌的靶向治疗。这项研究成果发表在《Journal of Bio-X Research》上,为咽喉癌治疗带来了新的希望。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是质量源于设计(QbD)理念,通过确定质量目标产品概况(QTPPs),识别关键质量属性(CQAs)、关键工艺参数(CPPs)和关键材料属性(CMAs),构建 Ishikawa 图分析变量关系,利用风险评估矩阵筛选变量,从而系统地开发制剂。其次,采用 Box-Behnken 设计(BBD) 优化 FFS-EGCG:Dexolve 配方,确定关键变量的最佳浓度范围。还运用多种实验方法对制剂进行全面评估,如通过透析袋扩散实验研究 EGCG 的扩散特性,在玻璃片和鸡嗉囊膜上进行体外和体内成膜时间测定等。
研究结果如下:
EGCG:Kleptose/Dexolve 复合物特性 :通过标准化捏合法制备 EGCG:Kleptose/Dexolve 复合物,研究发现 EGCG:Dexolve(1:3)具有良好的物理性质和 90.83 ± 0.07% 的渗透率。Dexolve 因其多阴离子特性,能更好地与 EGCG 结合,提高其扩散性和稳定性。
QbD 的实施 :明确 QTPPs 后,评估各质量属性对最终成膜喷雾质量的影响。确定薄膜形成时间和 EGCG 扩散率为关键质量属性(CQAs),因为它们直接关系到 FFS-EGCG:Dexolve 的治疗效果。
关键变量评估 :利用风险评估矩阵(REM)确定了 Lycoat、HPMC E5 和 Dexolve 的用量为关键变量,这些变量显著影响喷雾和 EGCG 相关的评估参数。
FFS-EGCG:Dexolve 的优化 :通过 BBD 设计 13 种 FFS-EGCG:Dexolve 配方,进行方差分析(ANOVA)和多元线性回归分析(MLRA)。结果表明,HPMC E5 和 Lycoat 的用量对薄膜形成时间有显著影响,而 Dexolve 对 EGCG 扩散率影响关键。
最佳区域和控制策略 :通过叠加各响应的等高线图确定最佳区域,得到优化配方为含 11.98 mg HPMC E5、10.09 mg Lycoat 和 163.5 mg Dexolve 的 FFS-EGCG:Dexolve 复合物,该配方成膜时间为 84.34 s,6 h 内 EGCG 释放率达 86.61%。
模型验证 :通过网格搜索分析验证模型有效性,选择三个配方进行实验,结果显示实验值与预测值误差小于 10%,证实了模型的可靠性。
制剂特性表征 :对制备的批次进行多种参数表征,包括 pH、粘度、喷雾模式、喷雾角度、平均每次喷射重量、折叠耐力、体外和体内成膜时间、体内保留时间和 EGCG 扩散率等。结果表明,各批次 pH 符合要求,粘度受 HPMC E5 和 Lycoat 用量影响,喷雾模式、角度等参数也符合预期,且优化配方在各项性能上表现良好。
稳定性研究 :对最佳 FFS-EGCG:Dexolve 复合物进行 6 个月的稳定性研究,结果显示在 40 ± 2 °C 条件下,其外观、pH、喷雾模式、EGCG 含量和扩散率等均无显著变化,证明了制剂的稳定性。
研究结论与讨论部分指出,本研究成功定制了智能功能性 FFS-EGCG:Dexolve 配方,运用风险评估和管理策略,结合廉价且经 FDA 批准的辅料,降低了成本。Dexolve 提高了 EGCG 的生物利用度,优化配方能在 2 分钟内成膜,持续保留超 6 h,控制释放 6 h。体内外研究验证了其功能,该新型配方相比现有技术具有独特优势,对医药行业和医疗保健领域意义重大,有望为咽喉癌患者带来更有效的治疗方案,推动咽喉癌治疗领域的发展。
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