EM科特扫描电镜表征肺吸入大多孔微球的微观结构

2023/04/08

肺部给药是将药物制成气雾剂或干粉颗粒的形式，以吸入气道和肺内的方式治疗疾病的一种非侵入的给药方法。它具有

（1）避免胃肠道降解作用

（2）没有肝的首过效应

（3）迅速吸收药物

（4）有利于提高大分子药物以及蛋白多肽类生物药物的生物利用度，克服了生物药物不能口服的缺点

（5）吸收的药物能直接进入体循环，治疗全身性疾病

（6）提高患者的顺应性，避免由于某些疾病如肿瘤、糖尿病等长期用药带来的痛苦

（7）能够局部作用于肺部，降低给药剂量，减小毒副作用

肺部给药可以使肺局部的药量最大化，是治疗肺局部疾病最有效的给药方式，如支气管哮喘、囊性纤维化、肺癌、慢性阻塞性肺病（chronic obstructive pulmonary diseases，COPD）等。能够避免系统性的给药方式如注射和口服，药物到达全身，对正常组织造成极大的毒副作用，而且在病灶部位药物浓度过低，所以肺部给药已经成为治疗肺局部疾病药物传递的研究热点。

肺部给药常用的剂型有气雾剂、雾化吸入剂和粉雾剂（图1）。其中，粉雾剂具有高效传递药物，提高药物的稳定性如蛋白、多肽基因等生物药物，方便携带使用，以及环境友好等优点，能很好的作为气雾剂的替代制剂。

图1 肺吸入剂型 （A）气雾剂（B）雾化吸入剂（C）粉雾剂

 

大多孔微球作为一种肺部给药新剂型，能够通过不同的物理、化学或生物等方式对颗粒表面、内部致孔或（颗粒）自身带孔，减小单个颗粒的密度，提高肺内分布。控制颗粒的几何粒径在 10μm 以上，避免被肺巨噬细胞吞噬清除，使药物富集在靶部位，同时颗粒的空气动力学粒径仍符合肺可吸入颗粒范围（1~5μm）。因此大多孔微球非常适合作为肺吸入制剂。研究表明，将大多孔微球包裹布地奈德制备成干粉吸入剂，肺吸入治疗小鼠哮喘效果显著。

本次实验选择乳化/溶剂挥发法来制备大多孔微球。选择 FDA 唯一批准合成类生物大分子聚合物 PLGA 作为载体，其具有生物可降解，体内无毒等特点。明胶作为致孔剂在微球内部制造孔道。采用EM科特Cube-II扫描电镜 (SEM) 对制备所得微球的微观结构进行观察。

 

 

图2为大多孔微球的二次电子 (SE) 形貌。在扫描电镜下，可清楚看到微球上的多孔结构，微球粒径约为3~15μm，孔的大小约为1~3μm。根据空气动力学粒径计算公式，该大多孔微球的空气动力学粒径满足肺可吸入粒子范围（1~5μm）。

图2 大多孔微球的微观结构