一种更高效地输送药物的新方法

在药物开发途径中出现的许多最有前途的新药本质上是疏水的，也就是说，它们排斥水，因此很难溶解以使其可供人体使用。但现在，麻省理工学院的研究人员发现了一种更有效的方法来处理和输送这些药物，可以使它们更有效。

这种新方法最初涉及在液体溶液中而不是以固体形式处理药物，发表在《 先进医疗保健材料》杂志上的一篇论文中，该论文由麻省理工学院研究生Lucas Attia，最近的毕业生Liang-Hsun Chen博士’22和化学工程教授Patrick Doyle撰写。

Doyle解释说，目前，许多药物加工都是通过一系列连续的步骤完成的。“我们认为，通过结合这些步骤并利用我们对软物质和自组装过程的理解，我们可以简化流程，同时也可以获得更好的产品，”他说。

Attia补充说：“许多小分子活性成分是疏水的，所以它们不喜欢在水中，而且它们在水中的溶解度很差，这导致它们的生物利用度很差。口服此类药物，患者更喜欢注射，在将材料进入患者血液方面存在真正的挑战。他说，制药公司正在开发的候选药物分子中，高达90%实际上是疏水的，“所以这与一大类潜在的药物分子有关。

他说，新工艺的另一个优点是，它应该更容易将多种不同的药物组合在一粒药丸中。“对于同时服用多种药物的不同类型的疾病，这种产品在提高患者依从性方面非常重要，”他补充道，只需服用一粒药丸而不是一小块药丸，患者就更有可能跟上他们的药物。“对于这些慢性疾病来说，这实际上是一个大问题，患者正在接受非常具有挑战性的药丸治疗，因此组合产品已被证明有很大帮助。

新工艺的一个关键是使用水凝胶——一种海绵状的凝胶材料，可以保留水分并将分子保持在适当的位置。目前使疏水性材料更具生物利用度的工艺涉及将晶体机械研磨成更小的尺寸，这使得它们更容易溶解，但这个过程增加了制造过程的时间和费用，对颗粒的尺寸分布几乎没有控制，并且实际上会损坏一些更脆弱的药物分子。

取而代之的是，新工艺涉及将药物溶解在载体溶液中，然后产生这种载体的微小纳米液滴，分散在整个聚合物溶液中 – 一种称为纳米乳液的材料。然后，将这种纳米乳液通过注射器挤压并凝胶化成水凝胶。当载体蒸发时，水凝胶将液滴固定在适当的位置，留下药物纳米晶体。这种方法可以精确控制最终的晶体尺寸。水凝胶通过在干燥时将液滴保持在原位，防止它们简单地合并在一起形成不同大小的块状团聚物。如果没有水凝胶，液滴会随机合并，“你会弄得一团糟，”Doyle说。取而代之的是，新工艺留下了一批完全均匀的纳米颗粒。“这是我们小组发明的一种非常独特、新颖的方法，可以进行这种结晶并保持纳米尺寸，”他说。

新工艺产生了一个由两部分组成的包装：一个包含活性分子的核心，被一个同样由水凝胶制成的外壳包围，可以控制药丸摄入和将其内容物释放到体内之间的时间。

“我们证明，我们可以非常精确地控制药物释放，无论是在延迟还是速度方面，”Doyle说，他是Robert T. Haslam化学工程教授和新加坡研究教授。例如，如果一种药物针对的是下肠或结肠中的疾病，“我们可以控制药物释放开始的时间，然后一旦开始，我们也会得到非常快的释放。他说，用机械纳米研磨以传统方式配制的药物“会缓慢释放药物”。

Attia说，这一过程“是第一种方法，可以在单个加工步骤中形成核壳复合颗粒并在不同的聚合物层中构建药物。

Doyle说，开发该工艺的下一步将是在各种药物分子上测试该系统，而不仅仅是迄今为止测试的两个代表性示例。尽管他们有理由相信这个过程是可以推广的，但他说，“证据就在布丁中——手头有数据。

他说，他们使用的滴水过程“可以扩展，但还有很多细节需要解决。但是，由于他们正在使用的所有材料都已被选为已经被认为是可安全用于医疗用途的材料，因此审批过程应该很简单，他说。“它可以在几年内实施。…我们并不担心我认为其他新配方必须经历的所有典型安全障碍，这可能非常昂贵。

这项工作得到了美国能源部的支持。