醋纤基载药纳米纤维缓释体系的制备及性能研究

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人体细胞是比细胞直径更细的纤维的有机结合,静电纺纳米纤维作为生物医用材料,能较好仿生细胞外基质的结构、功能,是细胞粘附、分化和增殖的最佳模板,同时可用于人体组织和损坏器官的修复以及创伤敷料等,而凡是医药领域用到电纺纤维的地方,几乎都可和药物传输与控缓释技术结合,因而电纺纳米纤维药物控缓释体系在生物医学领域是一个很有潜力的课题。论文以生物相容性良好的醋酸纤维素(CA)为基材,选定缓释纤维浓度,以抑制血小板聚集药姜黄素(CM)、阿司匹林(AS),抗菌药单宁(TA)为药物模型,分别共混静电纺丝,制备了载药量分别为10%、20%、30%(占CA质量,w/w)的单层结构CA载药纳米纤维膜,以生物可降解的聚乳酸(PLA)为外层,载药量为20%的CA载药膜为中间层,通过逐层纺丝制得不同PLA层厚度的多层结构CA载药纳米纤维膜,用扫描电镜(SEM)观察纤维形貌,傅里叶红外光谱(FT-IR)和差示扫描量热仪(DSC)分析了药物和载体材料的化学组成、相互作用,另外测试了纤维膜的孔径、溶胀和失重等性能。结果显示:13%为缓释纤维浓度,载药纤维表面光滑,整体均匀性良好;三种药物与CA仅为简单的纯物理混合,无化学键的结合;与纯CA相比,载药膜Tm减小,结晶度有所降低,溶胀和失重增大,药物以无定形态存在;纤维膜平均孔径随着PLA层增加而减小且更集中于小孔;以紫外分光度计法测试了醋纤基载药膜的体外释药性能,探讨了药量、药物、温度、pH、结构、置换量对其释药行为的影响,对释药曲线进行模型拟合并修正,并初探了PLA层厚度与释药率之间的关系,研究结果表明,醋纤基载药体系能对三种药物具很好的控缓释性能,三种药物体外释放,0-10h存在快速释放,随后释放速率减慢;随着载药量增加,释药速率和累积释药率均增大,温度升高加快了释药速率,对TA作用最为明显;三种药物的释放率存在很大差异,释药率:AS>TA>CM,均更符合扩散占主导的Ritger-Peppas释放模型;pH=5.6时,AS、TA的累积释药率低于pH=7.4时,CM则相反;多层载药膜均延缓了释药速率,且PLA层越厚,释药速率越低;累积释药率随着磷酸盐缓冲液置换量的增加而增大。最后评价了醋纤基载药纳米纤维膜的药物效果,以血浆复钙化、溶血、动态凝血、血小板粘附评价了CM、AS载药膜的血液相容性,以振荡烧瓶法定量测试TA载药膜的抗菌性能。结果表明:CM载药膜、AS载药膜复钙化时间分别至少延长了57s、27s,溶血率均<5%,内源性凝血因子被激活程度低,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别从24.2%和23.2%迅速上升到90%和92%以上。醋纤基载药纳米纤维缓释体系药理作用优,PLA的存在以及高压静电纺丝作用,均不影响药效。
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