超臨界流體技術在眼科生物醫藥領域的應用

王連嵩 李煥 丁振偉

摘要：超臨界流體（SCF）是物質在壓力和溫度同時超過其臨界壓力（Pc）和臨界溫度（Tc）時的一種狀態。由于其獨特的流變學特性以及對高分子材料的溶脹作用，可用于藥物負載、組織工程支架制備等領域。本文介紹了SCF技術的基本原理及其在眼科生物醫藥領域的應用，并對應用前景進行了展望。

關鍵詞：超臨界;載藥;緩釋;組織工程

【中圖分類號】 R917? ? 【文獻標識碼】 A? ? ? 【文章編號】2107-2306（2021）17--01

SCF是物質在外界壓力和溫度同時超過它的臨界壓力（Pc）和臨界溫度（Tc）時的一種狀態。在超臨界狀態下，SCF具有類似于液體的密度，類似于氣體的擴散性，且具有較低的表面張力。在眾多SCF中，目前主要集中于超臨界二氧化碳（scCO2）的研究。

傳統的藥物負載、組織工程支架制備過程中，一般要使用有機溶劑，有時要引入新的藥物載體（如涂層等），降低了產品的生物相容性。SCF技術的應用有望解決這一問題。

1 SCF應用的基本原理

從本質上講，SCF是一種溶劑。它的優勢在于其獨特的流變性能，以及無毒害、易去除等特點。SCF技術的應用，主要依賴于其對物質的溶解作用以及對高分子材料的溶脹作用。例如在載藥過程中，先將欲負載的藥物溶解于SCF中，然后利用其對高分子材料的溶脹作用，將藥物引入到高分子基體中。待減小體系壓力后，SCF轉變為氣態而被除去，藥物則被留存于高分子基體中。

2 SCF技術在眼科生物醫藥領域的應用

2.1SCF技術在眼科載藥醫療器械領域的應用

載藥醫療器械是“藥械組合”產品的一種。常見的眼科載藥醫療器械包含載藥人工晶狀體以及用于眼表藥物遞送的載藥角膜接觸鏡等。

Masmoudi[1]等研究了一種超臨界載藥的可折疊人工晶狀體。該研究選取了市售的人工晶狀體，利用scCO2，負載頭孢呋辛鈉。研究結果顯示，增加體系壓力和加入助溶劑有助于提高載藥率。

Ana Rita C. Duarte[2]等利用SCF技術制備了一種載藥人工晶狀體。該研究中利用scCO2，將氟比洛芬負載于人工晶狀體中。結果顯示，藥物從基質中釋放時間長達三個月。

Viviana P. Costa[3]等利用SCF技術制備了一系列治療性的軟性角膜接觸鏡。該研究選取scCO2為溶劑，研究結果表明，通過改變壓力、浸漬時間等操作條件，可以實現對藥物負載量的控制。

2.2SCF技術在眼科組織工程領域的應用

超臨界技術在組織工程領域的應用同樣具有良好的前景。利用超臨界技術可以實現細胞的脫離，得到性能優異的組織工程支架材料。

Yi-Hsun Huang[4]等利用scCO2萃取技術，開發了一種脫細胞豬角膜 （APC） 的新方法。HE染色結果顯示，豬角膜內的角膜細胞完全裂解。經scCO2處理的角膜表現出完整的基質結構和良好地的機械性能。

Selcan Guler[5]等利用scCO2制備了脫細胞角膜和主動脈組織。SCF作為一種“綠色”溶劑，可以有效地從組織中提取細胞和細胞殘余物。

Bengisu Topuz[6]等描述了一種利用SCF技術制備脫細胞角膜的方法。結果顯示，經過相應處理，細胞被有效去除。

2.3 SCF技術在新型眼科藥物制劑領域的應用

創新型眼科藥物制劑是近年來研究的熱點。與傳統眼藥制劑相比，創新型眼科藥物制劑可實現局部給藥、控制釋放等功能。

R. Campardelli[7]等開發了一種基于SCF技術的一步連續工藝，通過該工藝輔助制備脂質體，用于遞送眼用抗生素。脂質體穩定至少可達3個月。

R Boia[8]等利用SCF技術制備了一種多孔狀的聚（?-己內酯）（PCL）眼內植入藥物載體。與緩慢降解的PCL相比，其降解速度更快。

Paolo Trucillo[9]等利用SCF輔助技術，制備了一種包封了親脂性眼科藥物葉黃素的脂質體。該研究考察了壓力、溫度和藥物與脂質比率變化對平均直徑和葉黃素包封率的影響。釋放實驗結果顯示，藥物釋放行為與Weibull模型擬合良好。

3結語

SCF作為一種溶劑，無論是在眼科醫療器械藥物負載、眼科新型藥物制劑制備，還是在眼科組織工程領域，都具有獨特的優勢。SCF的使用，可有效避免傳統方法有機溶劑殘留，在某些載藥應用上也避免了載藥涂層的引入，有助于提高產品的生物相容性。同時SCF在組織工程支架的制備以及新型藥物制劑方面也具有獨特的優勢，諸如對細胞的洗脫作用，多孔狀材料的制備等。

參考文獻：

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[3] Viviana P. Costaa， Mara E.M. Bragaa， Joana P. Guerraa， et al， J SUPERCRIT FLUID， 2010， 52（3）：306-316

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[8] Raquel Boia， Paulo A.N.Dias， Joana M.Martins， J CONTROL RELEASE， 2019， 316：331-348

[9] Paolo Trucillo， Mathieu Martino， Ernesto Reverchon， PROCESSES， 2021， 9（7）：1162

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