绿色工艺制备基于丝素蛋白/聚环氧乙烷复合纳米纤维膜的经皮给药系统及其评价研究

摘要

经皮给药系统(transdermaLdrugdeLiverysystem，TDDS)是指在完整的皮肤表面给药，使药物以恒定速度通过皮肤各层进入体循环，产生全身或局部作用，实现疾病治疗或预防的一类新型制剂。TDDS的优点在于:药物吸收可以避免胃肠道降解和肝脏的首过效应;可以产生恒定、可控的血药浓度;给药方便，提高了患者用药的顺应性。静电纺纳米纤维是一种良好的载药材料，其多孔结构和极大的比表面积使其能更好的与皮肤组织接触进而达到药物释放的目的。醇质体作为一种新型的经皮给药载体，具有性质稳定、制备方法简单、高包封率、高变形性（能完整地透过皮肤的脂质层，有效地运送药物通过角质层进入皮肤更深层甚至血液循环等优越性能）、透皮速率高等优越性能。由此，将醇质体纳入电纺纳米纤维膜构建的新型经皮给药系统有望获得更为理想的透皮释药效果。
　　丝素蛋白与人体皮肤和毛发在氨基酸组成上极为接近，丝素蛋白纳米纤维已被证明具有优良的护肤功效。通过水溶液电纺技术能够很方便的得到安全无毒的丝素蛋白纳米纤维。聚环氧乙烷是一种水溶性聚合物，具有良好的生物相容性，在丝素蛋白水溶液中添加适量的聚环氧乙烷不仅可以提高可纺性还可明显改善所得纳米纤维的力学强度。
　　基于上述认识，本研究探索通过绿色静电纺丝工艺制备负载醇质体的再生丝素蛋白/聚环氧乙烷复合纳米纤维膜，围绕该新型复合纳米纤维膜进行了系列表征，并在此基础上以硫辛酸(Lipoicacid，LA)为模型药物对其该膜的透皮递药性能进行了评价研究。实验结果概述如下:
　　(1)负载醇质体的复合电纺纳米纤维的制备:采用水溶液静电纺工艺制备得到一种负载醇质体的丝素蛋白/聚环氧乙烷符合纳米纤维膜，整个制备过程不涉及任何有毒、有害物质，绿色环保。共聚焦显微术(LSCM)表明醇质体均匀分布在纳米纤维内部;扫描电镜(SEM)照片显示丝素蛋白/聚环氧乙烷的复合纳米纤维表面光滑呈圆形，醇质体的加入对纳米纤维形态没有明显影响;X-射线衍射(XRD)和红外光谱(FTIR)检测证实，经75％乙醇蒸汽处理后丝素蛋白的构像发生了改变，复合纳米纤维因此变等不溶于水;
　　(2)负载醇质体的丝素蛋白/聚环氧乙烷复合纳米纤维膜的细胞相容性评价:SEM和HE染色照片显示小鼠皮肤成纤维细胞(L929细胞)在负载醇质体的丝素蛋白/聚环氧乙烷复合纳米纤维膜上表现出良好的黏附铺展状态，明显优于玻片对照组;MTT比色法数据也表明，L929细胞在复合纳米纤维膜上的增殖优于玻片对照组;由此证明，负载醇质体的丝素蛋白/聚环氧乙烷复合纳米纤维膜具有良好的细胞相容性;
　　(3)负载载药醇质体的丝素蛋白/聚环氧乙烷复合纳米纤维膜的体外透皮释药性能研究:以硫辛酸为模型药物，Franz扩散池法对所制备的复合纳米纤维膜进行透皮效能评价。结果表明，负载载药醇质体的丝素蛋白/聚环氧乙烷纳米纤维膜较对照组有较高的透皮释药速率和累计透皮释药量;大鼠皮肤组织石蜡切片镜检进一步证实，醇质体可以携带药物透过角质层深入到真皮层，说明负载载药醇质体的丝素蛋白/聚环氧乙烷纳米纤维膜的体外透皮性能更好。
　　综上，本研究通过绿色电纺工艺成功制备了负载载药醇质体的丝素蛋白/聚环氧乙烷复合纳米纤维膜，该膜展示了良好的生物相容性和较为理想的透皮释药性能，有望开发成一种具有出色应用前景的新型透皮给药系统。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 经皮给药系统及其发展趋势

1．2 电纺纳米纤维在给药系统中的应用

1．2．1 纳米纤维用于给药系统的优势

1．2．2 纳米纤维给药系统的研究现状

1．2．3 纳米纤维在经皮给药系统中的应用

1．3 醇质体

1．4 丝素蛋白和聚环氧乙烷

1．4．1 丝素蛋白

1．4．2 聚环氧乙烷

1．5 研究内容与方法

1．5．1 课题的提出

1．5．2 研究内容

1．5．3 创新点

第二章 阳离子醇质体的制备及表征

2．1 引言

2．2 实验材料与仪器

2．2．1 实验原料和试剂

2．2．2 实验仪器

2．3 实验方法

2．3．1 载药阳离子醇质体的制备

2．3．2 阳离子醇质体的表征

2．4 结果与讨论

2．5 本章小结

第三章 绿色工艺制备负载醇质体蚕丝素复合纳米纤维膜

3．1 引言

3．2 实验材料与仪器

3．2．1 实验原料和仪器

3．2．2 实验仪器设备

3．3 实验方法

3．3．1 再生丝素蛋白(RSF)的提取

3．3．2 纺丝液的配制

3．3．3 静电纺纳米纤维的制备与后处理

3．3．4 纳米纤维的表征

3．4 结果与讨论

3．4．1 蚕丝素-聚环氧乙烷复合纳米纤维的形态

3．4．2 负载醇质体蚕丝素-聚环氧乙烷复合纳米纤维的内部形态结构

3．4．3 红外光谱分析

3．4．4 XRD光谱分析

3．5 本章小结

第四章 负载醇质体丝素蛋白／聚环氧乙烷纳米纤维的生物相容性研究

4．1 引言

4．2 实验材料与仪器

4．2．1 实验原料和试剂

4．2．2 实验仪器

4．3 实验方法

4．3．1 材料准备与处理

4．3．2 复苏细胞

4．3．3 消化细胞

4．3．4 细胞种植

4．3．5 四唑盐(MTT)比色法检测细胞增殖

4．3．6 苏木精-伊红染色观察细胞在纳米纤维上的生长形态

4．3．7 细胞电镜观察细胞在纳米纤维上的生长形态

4．3．8 统计分析

4．4 结果与讨论

4．4．1 成纤维细胞在负载醇质体丝素蛋白／聚环氧乙烷纳米纤维上的增殖实验

4．4．2 苏木精-伊红染色

4．4．3 成纤维细胞微观形态观察

4．5 本章小结

第五章 负载载药醇质体的再生丝素蛋白-聚环氧乙烷纳米纤维的体外透皮释药性能研究

5．1 引言

5．2 实验材料及仪器

5．2．1 实验材料

5．2．2 实验仪器

5．3 实验方法

5．3．1 色谱条件

5．3．2 专属性考察

5．3．3 硫辛酸(LA)标准曲线的绘制

5．3．4 HPLC法测定载药纳米纤维中实际载药量

5．3．5 离体大鼠皮肤的制备及皮肤的储存

5．3．6 透皮释药实验参数

5．3．7 体外透皮释药实验

5．3．8 皮肤组织石蜡切片的制备及观察

5．4 结果与讨论

5．4．1 载药纳米纤维中实际载药量

5．4．2 RSF-PEO／LA@Ethosome纳米纤维膜和RSF-PEO／LA纳米纤维膜的透皮释药性能比较

5．4．3 载药醇质体在大鼠皮肤组织中的分布

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 存在问题与展望

参考文献

附录：攻读硕士学位期间论文发表情况

致谢