CS/PVP混合静电纺丝及其药物缓释性能的研究

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静电纺丝技术是能够直接、连续的制备聚合物纳米纤维的一种重要方法。与其他纳米纤维制造技术相比,静电纺丝技术制备的纤维具有比表面积大、孔隙率高、结构精细等优点,在生物医学领域应用广泛,如药物缓控释放载体、组织工程支架及创伤敷料等。壳聚糖(CS)是一种无毒、具有良好生物相容性和可生物降解的,具有海绵状特殊结构的天然高分子,作为药物缓控释制剂时,可延长药物作用的时间,改善药物的溶解性和吸收性,提高定向性并降低毒副作用。聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是国际倡导的重要医药中间体,分子中羰基可与CS分子中的氨基形成氢键,从而降低了壳聚糖自身形成氢键的能力,提高了CS可纺性,同时改善了单一纤维力学强度低的缺点。同时,PVP分子中羰基还可以与难溶药物分子中的活性氢原子可以通过氢键结合在一起,增加其溶解性。本文采用PVP来改善CS溶液的电纺性能,以CS/PVP混纺纳米纤维膜作为药物载体,难溶性药物布洛芬(IBU)作为模型药物,研究CS/PVP复合纳米纤维膜对IBU的缓释性能。首先将CS与PVP共混进行静电纺丝,探讨其最佳混纺比例及纺丝工艺。用扫描电镜观察复合纳米纤维的纤维形貌及直径,用红外光谱和X射线衍射仪分析CS和PVP之间的相互作用,单纤维强力机测试复合纳米纤维的力学性能。结果表明:当CS质量分数为20%,纺丝电压为18kV,接受距离为12cm,纺丝速率为0.2mL/h时,所纺得纤维形貌良好,直径均匀,少珠串结构;红外光谱图显示PVP与CS分子之间形成了氢键;随着CS质量分数的增加,CS/PVP复合纳米纤维膜的断裂强度增大,断裂伸长率减小,当CS质量分数达到40%时,其断裂强度为19.87 MPa。将IBU负载在CS/PVP混合纺丝液中,制备载药复合纳米纤维。利用扫描电镜观察IBU含量对纤维形貌和直径的影响,红外光谱表征载药纳米纤维膜的化学组成,X射线衍射仪分析药物在电纺丝基质中的分散状态,单纤维强力机测试载药复合纳米纤维的力学性能,结果表明:载药纳米纤维的直径随IBU含量增加而逐渐减小;IBU以“无定形态”分散在载药纳米纤维中,二者之间存在氢键作用;载药复合纳米纤维的断裂强度随着布洛芬质量分数的增加先增大后减小。采用体外释药方法,利用紫外分光光度计测试了静电纺CS/PVP载药复合纳米纤维膜和CS/PVP载药流延膜的释药行为,结果表明:静电纺CS/PVP复合纳米纤维对布洛芬的缓释性能优于CS/PVP流延膜,3h纯药粉全部释放完毕,CS/PVP流延膜在24h内的累积释药量超过95%,静电纺CS/PVP复合纳米纤维在24h内的累积释药量为70%-85%,随着CS质量分数的增加,释药量增加;随着布洛芬含量增加,释药量增加。
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