摘要
静电纺丝技术赋予了纳米纤维膜高比表面积和高孔隙率等优点，且纤维结构和化学组成类似于天然细胞外基质，使得静电纺丝技术在新型药物传输系统中发挥了巨大的作用。但当药物粒径较大或药物在纺丝溶液中溶解性不佳时，传统的静电纺光滑载药纤维无法有效负载药物而使部分药物暴露在纤维表面，造成药物进入机体后出现初级突释现象，易产生毒副作用。而利用同轴静电纺丝技术制备的核壳结构串珠载药纤维，不仅具有核壳结构载药纤维的优势，同时其特殊的串珠结构，可加大药物的包埋深度，使其在达到缓解药物初级突释现象的同时，实现更长久的药物持续性释放，从而在缓控释制剂领域表现出了巨大的潜能。 本课题首先利用单针静电纺丝技术在聚己内酯(PCL)/聚乙二醇(PEG)纳米纤维膜上，负载具有促成骨作用的脂溶性药物辛伐他汀(SIM)，并创新性地加入了生物相容性较好的硬脂酸(SA)，使其在克服SA不可纺缺点的同时，增加SIM在纺丝液中分散的均匀性，以提高载药纤维膜的性能。接着，利用同轴静电纺丝技术，通过调节壳层纺丝液参数和纺丝工艺参数，探宄了制备高质量的核壳结构串珠载药纤维的最佳参数，并研究了核壳串珠结构对纤维膜药物缓释性能和生物相容性的影响，具体研究内容和结论如下: (1)利用单针静电纺丝技术分别制备了PCL/PEG-2000纳米纤维膜(NO.0)、PCL/PEG-2000/SIM(NO.1)和PCL/PEG-2000/SNSIM载药纳米纤维膜(NO.2)，探究了不同纳米纤维膜的形貌、结构和性能，并研究了SA的加入对载药纤维膜力学性能、亲疏水性能和药物释放性能的影响。结果表明，SIM颗粒或SA/SIM颗粒的加入可降低纺丝液的黏度，并且SIM溶解在SA溶液后，药物颗粒粒径明显减小，使得药物在纺丝液中分散得更加均匀，进而导致NO.2载药纳米纤维膜具有最佳的纤维形貌、力学性能和亲水性，且NO.1载药纳米纤维膜出现的药物初级突释现象，在NO.2载药纳米纤维膜中也得到缓解，并且两种载药纳米纤维膜都达到了20多天的持续释放。此外，还讨论了不同载药量对混纺载药纳米纤维膜生物相容性的影响，发现载药量分别为0.169和0.089的NO.1和NO.2载药纳米纤维膜对于小鼠前成骨细胞（MC3T3-E1）都具有药毒性。 (2)利用同轴静电纺丝技术，通过调节壳层纺丝液参数和纺丝工艺参数，确定了核、壳层纺丝液流速0.3∶3mL/h，纺丝电压28kV为最佳纺丝工艺参数。在此基础上，进一步调节壳层纺丝液参数，发现:溶质质量分数为22％，溶质配比为PCL∶PEG-4000=7∶3，溶剂配比为4∶2的壳层纺丝液可以制备出形貌良好的核壳结构光滑载药纤维膜NO.4;溶质质量分数为20％，溶质配比为PCL∶PEG-2000=7∶3，溶剂配比为5∶1的壳层纺丝液可以制备出具有串珠的核壳结构载药纤维膜NO.3，且随着核、壳层纺丝液流速的同比增长，串珠直径不断增加，串珠数量不断减少，而随着核、壳层纺丝液流速比的增加，串珠直径呈现先增大后减小的趋势。同时，NO.3、NO.4和NO.5三种载药纤维膜的形貌、结构和性能表征表明，核壳结构串珠载药纤维膜NO.3的纤维部分平均直径最小，核壳结构光滑载药纤维膜NO.4的纤维平均直径最大，两者的纤维直径分布均不均匀，而NO.5混纺载药纤维膜的纤维平均直径适中且分布均匀。此外，NO.3核壳结构串珠载药纤维膜的力学性能最差，但孔隙率最大且亲水性最好，而NO.5混纺载药纤维膜的力学性能最好，但孔隙率最小且亲水性最差。 (3)探究了核壳结构串珠载药纤维膜、核壳结构光滑载药纤维膜和混纺载药纤维膜的药物释放性能，并讨论了不同载药量的三种不同结构的载药纤维膜对MC3T3-E1增殖活力的影响，以及这三种载药纤维膜在载药量较小时，对人脐静脉内皮细胞(ECs)增殖活力的影响。结果表明:三种载药纤维膜均可达到20多天的持续性药物释放，但混纺载药纤维膜出现了初级突释现象，而两种核壳结构载药纤维膜具有更好的药物缓释性能，且核壳结构串珠载药纤维膜具有最佳的药物控缓释性能。同时，载药量分别为0.08g和0.04g的核壳结构串珠载药纤维膜、核壳结构光滑载药纤维膜和混纺载药纤维膜对于MC3T3-E1细胞都具有毒性。当载药量降低到0.005g时，三种不同结构的载药纤维膜对于MC3T3-E1细胞仍然具有一定毒性，但核壳结构串珠载药纤维膜的细胞荧光值与NO.0未载药纤维膜的细胞荧光值十分接近。此外，ECs在载药量为0.005g的两种核壳结构载药纤维膜上具有更好的增殖情况，均优于NO.0未载药纤维膜，且ECs细胞在核壳结构串珠载药纤维膜上具有最佳的增殖，表明适量的SIM对ECs细胞的增殖生长具有促进作用，且核壳串珠结构载药纤维膜对于ECs细胞具有最佳的生物相容性，为核壳结构串珠载药纤维膜在生物医用领域的潜在应用提供了依据。
NETL