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生物材料學領域知名期刊Biomaterials發表我校涂家生教授、沈雁副教授課題最新研究成果


近日,生物材料學領域知名期刊Biomaterials(影響因子10.273)在線發表了中國藥科大學藥學院涂家生教授、沈雁副教授課題組關于新型可吸入輔料的泡騰式抗菌制劑最新研究成果——Fumaryl diketopiperazine based effervescent microparticles to escape macrophage phagocytosis for enhanced treatment of pneumonia via pulmonary delivery  (https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2019.119575)。我校博士生王祺玥和沈雁副教授為本文共同第一作者,涂家生教授和Thomas J. Webster教授(Northeastern University)為本文的共同通訊作者,中國藥科大學為第一通訊單位。

目前,肺部感染已成為全球第三大致死疾病,死亡人數僅次于心臟病與腦血管疾病。社區獲得性肺炎作為最為常見的肺部感染,發病群體極為廣泛,易被忽視,對人類健康造成嚴重威脅。傳統口服或靜脈途徑給藥,抗生素全身性分布,肺部有效藥物濃度低,容易誘導細菌產生耐藥突變,不利于肺部感染的有效防治。因此,如何使抗生素成功富集至感染病灶成為有效治療肺部感染的巨大挑戰。

針對上述問題,課題組報道了一種新型可吸入藥物輔料富馬?;哙海?/span>Fumaryl diketopiperazine,FDKP)作為主要載體制備阿奇霉素泡騰吸入粉霧劑,用于肺炎鏈球菌引發的肺部炎癥治療。FDKP作為FDA最新批準的胰島素吸入制劑Afrezza? (Mannkind Corporation)的載體,可自組裝形成微球,具備良好的流動性、霧化特性以及可吸入性。吸入后FDKP在生理pH條件下可迅速溶解,快速釋放藥物,迅速提高病灶部位藥物濃度,避免巨噬細胞清除,且其吸入后無蓄積,經體循環原型排泄,安全性高。

課題組針對FDKP進行了相關前期研究,分別成功制備了負載胰島素和阿奇霉素的FDKP干粉吸入制劑(Yun Xia et al., Drug Delivery, 2019; Qiyue Wang et al., Biomaterials, 2018)。在本課題研究中,為進一步提高肺泡中藥物有效沉積效率,研究人員將阿奇霉素、FDKP、碳酸氫鈉溶液共噴霧干燥制備得到載阿奇霉素的FDKP泡騰式可吸入微球粉末。此干粉吸入藥物遞送系統通過制備FDKP-碳酸氫鈉泡騰體系微球包載阿奇霉素,得到了具有良好的粉體學性質、引濕性及體外沉積行為的干粉吸入劑。載藥微球針對肺炎鏈球菌具有良好的體外抑菌能力,并對肺炎鏈球菌感染動物模型具有良好的治療效果,顯著降低了用藥頻率,具有良好的安全性,相對非泡騰微球和靜脈注射給藥具有顯著優勢。該研究在已有新輔料FDKP基礎上擴展其應用領域,包載藥物不再局限于帶有正電荷大分子藥物,并且成功制備了具有更優良可吸入性質的泡騰式干粉吸入劑,進一步提升其轉化潛力,具有重要的現實意義。

課題組一直致力于新型藥用輔料的探索、研究與科學應用,依托藥用輔料及仿創藥物研發評價中心,是國內高校中首個以“藥用輔料”為中心建設的特色平臺,長期致力于藥用輔料和仿創制劑的開發及應用、質量控制、檢測方法和檢測技術的開發等相關研究工作。

該研究獲得了國家藥典委員會藥用輔料功能性指標研究課題(ZG2018-5-01)、國家科技部重大專項(2017ZX09101001-005-003)、國家自然科學基金項目(8167336481972892)以及江蘇省研究生培養創新工程項目(項目編號:KYCX17_0674,KYCX19_0644)等的資助。

泡騰式吸入制劑肺部遞送機制圖

供稿單位:藥學院,撰與人:沈雁、何東升



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