PAMAM 树枝状聚合物-聚乙二醇水凝胶增强二氟尼柳的溶解度和缓释性能

水凝胶具有良好的生物相容性和物理性质且可持续的进行药物释放，将其作为药物递送平台优于传统的有全身毒性和重复给药的方法。水凝胶含水量高、多孔结构、可调的物理性质适于高载药负荷和促进药物控释以使药物用量最小化，达到较高的局部浓度，并使治疗效果最大化。水凝胶对酶、pH、热、光刺激的响应性使其成为方便和多功能的传递平台，可将特定药物递送至所需位点。在各种给药水凝胶中，原位形成的水凝胶可通过注射将药物递送至所需部位，使被包封的药物分子释放，因而备受关注。原位水凝胶制备便捷、多样和多功能，已成为智能给药系统而应用于各种生物医学领域，如组织再生、癌症、伤口愈合、抗菌或抗真菌治疗。由于大多数药物分子是疏水的，水凝胶的亲水聚合物结构不能容纳药物分子，利用水凝胶作为药物递送系统仍存在挑战。开发可增强疏水药物分子溶解度的水凝胶体系对药物递送技术的发展至关重要。

PAMAM 树枝状大分子具有明确的结构和表面活性官能基。由于其水溶性、生物相容性和可修饰的表面胺基，PAMAM 树枝状大分子已在成像、癌症靶向治疗、药物递送等生物医药领域应用。此外，PAMAM 树枝状大分子可通过静电相互作用或与药物分子之间形成氢键，或将药物分子封装在树枝状结构的疏水口袋，改善疏水药物的溶解性。因此，PAMAM 树枝状大分子介导的原位水凝胶将是持续递送疏水药物的有效系统。

二氟尼柳是水杨酸和非甾体抗炎药（NSAID）的二氟衍生物，具有解热、镇痛和抗炎性能，类似于阿司匹林。它作为环氧合酶-1（COX-1）和-2 的抑制剂，对COX-1 具有较高的亲和力，并随后阻止花生四烯酸向前列腺前体的转化。这会抑制前列腺素的形成，而前列腺素与疼痛、炎症和发烧有关。

美国 Charleston 南方大学的 Xiangdong Bi 等开发了一种用于疏水药物缓释的PAMAM-PEG原位水凝胶体系。PAMAM树枝状大分子具有双重功能，其一是用于显著提高疏水药物的溶解度；其二是用交联剂功能化以形成水凝胶。结果显示，PAMAM 使模型药物二氟尼柳在水中的溶解度比已报道的研究结果提高了 129-193倍。丙烯酸或二乙烯砜（DVS）功能化的 PAMAM 树枝状分子与硫代 PEG 交联形成水凝胶，该水凝胶对二氟尼柳的包封率高且可持续释放。载药水凝胶在水中或通过小鼠皮肤对二氟尼柳的释放可达 7 天，所释放浓度比报道的二氟尼柳溶解度高 12倍，所包封药物的释放达到 87%，并在 72 小时后达到其最大值。研究表明，该水凝胶具有优异的增溶、缓释和生物相容性，可作为疏水药物的递送系统。

图. 改性树枝状大分子以及水凝胶的制备

文献来源：Zachary Kegley, Michael Makay, Joshua Rogers, Katrina Phelps, Colleen Malcom, David Hellmig, Anna Kroninger, Xiangdong Bi*. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 2022, 104:160-168.