上海藥物所等：藥物緩控釋放“3D通道迷宮”新機制

　　近日，中國科學院上海藥物研究所張繼穩團隊聯合中國科學院上海高等研究院、臨港實驗室、西藏大學、英國布拉德福德大學等的科研人員，在Journal of Controlled Release上發表了題為《控制多單元片藥物釋放的“3D通道迷宮”機制》（“3D channel maze” to control drug release from multiple unit tablets）的研究論文。

　　該研究應用同步輻射顯微計算機斷層掃描對茶堿微丸緩釋片進行3D成像，探討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。

　　茶堿微丸在徑向上隨機分布，而位于茶堿微丸緩釋片背面的微丸數量多于正面。同時，徑向和軸向切片均顯示，茶堿微丸緩釋片由茶堿單微丸、緩沖保護層和基質層三個區域組成。研究根據重建獲得的3D圖像，提取了茶堿微丸緩釋片中單微丸的結構。單微丸由丸芯和包衣層組成，直徑為0.5mm~1.2mm。包衣層相對均勻緊密，平均厚度約100μm。

　　研究發現，基質層和核心區域在茶堿微丸緩釋片的不同釋放階段具有主導作用。在速釋階段，藥片外圍的基質層迅速溶出，而核心區域基本保持不溶；位于片劑邊緣、缺乏緩沖保護材料保護的微丸發生溶解。在控釋階段，微丸被溶解的同時，出現細小的出口和通道，釋放溶解的藥物分子。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進而被釋放出來。在控釋階段，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，需要在“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，一部分藥物能夠快速找到出路，而另一部分則延遲，需要消耗較長時間走出“迷宮”。由于“3D通道迷宮”的延遲效應，藥物從緩釋片核心區域逃逸所需的時間被區分開，最終形成控釋效果。

　　與傳統緩釋給藥系統的擴散機制不同，“3D通道迷宮”模型強調藥片內部孔隙網絡的門控作用。“3D通道迷宮”機制為剖析茶堿微丸緩釋片的緩控釋放機制提供了新視角。

“3D通道迷宮”釋放模型