论文标题：Impact of Co-Spray Drying with Leucine or Trileucine on Aerosol Performance, In Vitro Dissolution, and Cellular Uptake of Colistin Powder Formulations for Inhalation

论文链接：https://www.mdpi.com/1999-4923/17/2/199

期刊名：Pharmaceutics

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/pharmaceutics

课题简介

喷雾干燥可将疏水性辅料富集于颗粒表面，从而有效保护干粉吸入制剂免受潮气导致的雾化性能劣化，然而表面富集对溶解和细胞吸收影响的相关研究较少。美国普渡大学药学院Qi Zhou教授和Li Qu博士等在Pharmaceutics期刊发表了题为“Impact of Co-Spray Drying with Leucine or Trileucine on Aerosol Performance, In Vitro Dissolution, and Cellular Uptake of Colistin Powder Formulations for Inhalation”的研究论文。本研究采用不同质量配比的亮氨酸或三亮氨酸，通过喷雾干燥对吸湿性粘菌素进行包覆处理，在75%相对湿度环境中暴露一周后，通过粒径分布、颗粒形态、结晶特性、吸水性及表面组成等多维度固态表征，系统评估了含/不含亮氨酸或三亮氨酸的喷雾干燥粘菌素的理化性质。研究表明，亮氨酸或三亮氨酸能有效保护喷雾干燥粘菌素的雾化性能免受湿气影响，同时三亮氨酸展现出优于亮氨酸的防潮保护效果；亮氨酸和三亮氨酸的表面富集并未显著影响Franz扩散池试验中粘菌素的体外溶出行为，也未影响H441肺上皮细胞模型中粘菌素的细胞摄取量。研究结果为开发高吸湿性抗生素的吸入干粉制剂设计提供了重要参考。

研究过程与结果

图1. 喷雾干燥制剂的扫描电子显微镜（SEM）图像

本研究通过共喷雾干燥制备样品：将粘菌素与不同比例的亮氨酸（10%、20%）或三亮氨酸（5%、10%）共喷雾干燥，总固含量20 mg/mL。样品在25°C、75% RH条件下储存一周，进行稳定性测试；同时检测了样品的颗粒粒径分布、颗粒形态、结晶性、吸湿性及体外气溶胶化性能；使用 Franz扩散池进行了体外溶解测试，最后体外培养H441 肺上皮细胞用于检测细胞摄取与转运。

结果显示，所有样品D₅₀在2.0–2.5 µm，适合吸入；扫描电子显微镜（SEM）图像显示亮氨酸共喷雾干燥后样品表面出现褶皱，高湿暴露后表面出现晶体，推测为亮氨酸结晶。粉末 X 射线衍射（PXRD）证实亮氨酸在共喷雾干燥后即部分结晶，高湿后结晶度增加；三亮氨酸在共喷雾干燥后保持无定形。亮氨酸和三亮氨酸均在颗粒表面富集，且三亮氨酸的富集效率更高。纯粘菌素在90% 相对湿度下增重约30%。与纯粘菌素相比，80Col-20Leu（20% 亮氨酸配比）在 90% 相对湿度下的平衡吸湿量降低了约 5%，其他亮氨酸含量配方在吸湿性方面没有表现出明显的差异。另外，80Col-20Leu在 75% 相对湿度下暴露一周后，细颗粒分数（FPF）下降约为 6%，90Col-10Trileu（10% 三亮氨酸配比）下降 7.87%，表现出良好抗湿保护性，并被进一步选择进行体外溶出度和细胞摄取评估。在Franz扩散池中，所有配方的溶出曲线无显著差异，表明表面富集未明显影响溶出速率。此外，在H441细胞模型中，80Col-20Leu 和 90Col-10Trileu配方与纯粘菌素相比，细胞摄取和基底侧转运量无显著差异。

研究总结

共喷雾干燥粘菌素与亮氨酸或三亮氨酸可有效防止高湿环境下雾化性能的劣化。三亮氨酸因水溶性更低，表面富集效率更高，在抗湿性方面优于亮氨酸。亮氨酸或三亮氨酸的表面富集并未显著改变黏菌素在H441上皮细胞模型中的体外溶出或细胞摄取，对药物后续吸收行为影响较小。该研究为开发高吸湿性抗生素的吸入干粉制剂提供了重要的配方设计思路，即在保证抗湿稳定性的同时，不影响药物在肺部的释放与吸收。

期刊介绍：

主编：Patrick J. Sinko, Rutgers University, USA

期刊领域涵盖生物制药、药物递送、药物控释、药物制剂、药物靶向、药代动力学、纳米医学、药物遗传学、药物基因组学、药效学等。目前期刊已被SCIE、Scopus和PubMed等数据库收录，位列JCR“药理学与药学”学科领域Q1区。

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