《Pharmaceutical Research》：Aerosol Delivery of Polyelectrolyte Surfactant—Antimicrobial Nanoparticles to the Lungs
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本文針對囊性纖維化患者肺部感染治療中抗生素遞送效率低的難題，開發了基于PMAA-g-J的聚電解質表面活性劑納米顆粒系統。研究表明，該納米顆粒經霧化后能保持尺寸穩定性與抗菌活性，在人工CF痰液中顯示黏液溶解效應，體內實驗證實肺部滯留率達70%以上，且細胞毒性低，為肺部耐藥菌感染治療提供了新技術方案。
在慢性肺部疾病治療領域，藥物有效遞送始終是重大挑戰。據統計，美國約有3380萬成年人受慢性肺病困擾，其中囊性纖維化(CF)患者面臨尤為嚴峻的細菌感染威脅——超過80%的成年患者遭受持續性肺部感染，銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)感染率高達50%。盡管霧化抗生素如妥布霉素(tobramycin)和多粘菌素B(polymyxin B)是標準治療方案，但病變肺部的物理化學環境嚴重限制藥物擴散效率，系統給藥后肺部滯留量不足25%。
為突破這一瓶頸，Rutgers大學研究團隊在《Pharmaceutical Research》發表創新性研究，開發出基于聚電解質表面活性劑(polyelectrolyte surfactant, PS)的納米顆粒遞送系統。該研究首次系統評估了PMAA-g-J（聚甲基丙烯酸接枝Jeffamine M-2070）納米顆粒經霧化后的理化特性、生物活性及體內分布規律，為肺部靶向給藥提供了新策略。
關鍵技術方法包括：通過動態光散射(DLS)評估霧化前后納米顆粒尺寸穩定性；采用碰撞霧化器結合SMPS/APS系統分析氣溶膠液滴尺寸分布；建立人工CF痰液模型進行流變學測試；通過MTS法和溶血實驗評估體外毒性；利用Cy5.5標記納米顆粒進行小鼠體內生物分布研究；采用ProcartaPlexTM多重檢測和ELISA分析炎癥因子表達。
黏液稀釋效應
研究團隊通過人工CF痰液模型發現，PS納米顆粒能顯著降低痰液粘度約10%，效果與常用黏液溶解劑NAC（N-acetylcysteine）相當，但低于DNase I。這一發現提示納米顆�？赏ㄟ^改變黏液流變學特性促進藥物穿透。
霧化后納米顆粒的生物物理穩定性
經PARI PRONEB? MAX臨床霧化系統測試，納米顆粒在霧化后能保持約200納米直徑的尺寸穩定性，且最低抑菌濃度(MIC)測定顯示抗菌活性未受影響。特別值得注意的是，多粘菌素B納米制劑表現出比游離藥物更強的抗菌活性。
氣溶膠液滴尺寸
碰撞霧化器產生的氣溶膠液滴呈多分散分布（14納米-20微米），其中絕大多數液滴直徑小于5微米，符合深肺部沉積的理想尺寸范圍。
納米顆粒的體外細胞毒性
在CFBE41o-細胞實驗中，含PMAA-g-10%J的制劑使細胞代謝活性顯著提升，而PMAA-g-5%J僅引起輕微上升。溶血實驗證實所有制劑在300μg/mL濃度下均未引起顯著紅細胞毒性。
體內納米顆粒生物分布
Cy5.5標記納米顆粒的小鼠實驗顯示，霧化給藥后70%以上劑量滯留肺部，而腹腔注射組主要富集于肝臟（60%）和脾臟（25%）。這一分布差異凸顯肺部給藥的靶向優勢。
組織特異性細胞因子表達
炎癥因子篩查發現，霧化給藥后肝臟IL-6輕微升高（2-2.5倍），脾臟IL-18顯著增加，可能與納米顆粒被免疫細胞吞噬后遷移至脾臟激活炎癥小體有關。但總體炎癥反應程度遠低于已知肝毒性藥物引發的水平。
本研究證實PS納米顆粒具有優異的霧化穩定性、黏膜穿透性和生物相容性。其獨特的黏液稀釋功能與肺部靶向能力，為攻克CF相關肺部感染提供了新技術平臺。雖然觀察到輕微炎癥反應，但整體安全性良好。該技術有望拓展至其他肺部疾病的治療領域，特別是需要局部高濃度給藥的適應癥。未來研究重點應聚焦于提升體內給藥劑量至治療水平，并探索其針對耐藥菌感染的臨床轉化潛力。
