基于碳酸氢钠的酸度敏感型静电纺丝纤维构建及作为载药支架的研究

摘要

静电纺纤维在作为组织再生和生长支架及药物控释载体等方面,已有广泛的研究。静电纺纤维作为药物控释载体中的酸度敏感型药物控释载体已有初步研究,但由于纤维支架比表面积大、响应程度高等,导致纤维支架在组织内存在支架结构不稳定、药物敏感释放性不强,药物初期敏感突释严重等问题。因此,本论文通过静电纺纤维内复合碳酸氢钠(SB)的方法分别构建具有酸度敏感性且支架结构稳定的电纺丝载药的三维支架,并将其作为抗炎和抗肿瘤药物载体模型进行系统,考察药物敏感性释放、长效敏感释放等智能化药物调控释放特性。
　　首先,通过共混静电纺的方法,将SB均匀包裹于分别携载 IBU和5-Fu的聚乳酸(PLLA)静电纺纤维中。研究结果表明,纤维形貌良好,所载带药物和SB分布均匀。酸性环境中,静电纺PLLA/SB纤维48h的药物总释放率比不含SB的纤维高,并且释放率随着SB含量的增多而增大。SB含量相同的静电纺PLLA/SB纤维,酸性环境中得药物释放率高于中性环境中的释放率。与原有形貌结构相比,释放后的纤维支架保持其稳定结构。细胞实验结果表明,释放后的静电纺PLLA/SB复合纤维上的细胞黏附繁殖量相对较多,对细胞生长有更好的支持作用。因此,通过共混静电纺的方法成功构建前期具有酸度敏感性药物释放特性,后期提供细胞生长的纤维支架,从而,可以实现初期响应性抑制组织病变,后期对组织进行修复和重建。
　　其次,将盐酸阿霉素(DOX)预包裹到纳米介孔二氧化硅(MSN)内,再通过共溶剂静电纺丝技术制备PLLA电纺纤维内装载IBU和包裹 MSN-DOX的复合纳米纤维支架(PLLA-(MSN-DOX)-IBU)。研究结果表明,该共溶剂电纺丝技术能够将MSN-DOX完全包裹在纤维内部,并在复合纤维表面形成具有凹凸形貌的微纳米结构。该电纺复合纤维中 DOX释放初期突释小,释放周期长,可实现长效药物释放。而直接混入纤维内的IBU释放相对迅速,总释放量较高。而释放后的纤维能够基本保持原有结构,因此,纤维内直接复合IBU可以实现初期抑制炎症的功效,通过抗肿瘤药物预包裹到纳米介孔颗粒内,再复合到纤维内的方法,可以构建具有长效药物释放特性的复合纤维支架,从而可以起到初期抗炎症和长效抗肿瘤和修复组织的双重功能。
　　最后,在上述实验的基础上,进一步通过静电吸附方法在纳米介孔二氧化硅内复合 SB,利用共溶剂静电纺技术制备PLLA-(MSN-DOX)-SB-IBU的复合纤维。研究结果表明,共溶剂静电纺技术可以成功地将(MSN-DOX)及(MSN-DOX)-SB包裹在纤维内。在DOX的体外释放中,电纺 PLLA-(MSN-DOX)复合纤维具有更低的总释放率以及更长的释药周期。电纺PLLA-(MSN-DOX)-SB-IBU复合纤维IBU的快速短期释放和DOX的相对缓慢释放。而SB的加入则使得纤维具有酸度敏感性,实现DOX的酸度敏感释药,并可通过调节SB和DOX的量来调节药物释放。因此,通过在介孔内装载SB的方法可以有效制备具有初期抗炎症,后期敏感性释放抗肿瘤药物的特性的复合纤维。
　　综上所述,本论文通过不同方式将SB装载到静电纺纤维内,从而实现静电纺纤维内抗炎药物IBU和抗肿瘤药物5-Fu的酸性敏感性释放,并保持纤维的稳定支架结构形式;通过介孔二氧化硅预装载的方式实现纤维内抗炎药物突释和抗肿瘤药物长效释放;并进一步通过复合SB实现抗肿瘤药物DOX的长效敏感性调控式释放。从而,为酸度敏感药物的智能性释放和新组织修复提供一种新的方法,也为临床一体化组织修复提供了一种新的思路。

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第一章 绪论

1.1静电纺丝制备体系

1.2静电纺酸度敏感型纤维药物载体

1.3静电纺有机/无机复合纤维材料

1.4碳酸氢钠利用其酸度敏感性调控药物释放

1.5研究课题的研究内容和创新点

第二章 稳定酸度敏感静电纺纤维支架作为抗炎症药物载体和细胞支架研究

2.1实验部分

2.2实验结果与讨论

2.3本章小结

第三章 智能酸度敏感电纺纤维支架抑制肿瘤细胞并促进正常细胞增殖的研究

3.1实验部分

3.2实验结果与讨论

3.3本章小结

第四章 程序化可控双载药电纺纤维药物载体抗炎症和抗肿瘤的研究

4.1实验部分

4.2实验结果与讨论

第五章 双载药电纺纤维支架作为程序化短期和长期控释酸度敏感型药物载体的研究

5.1实验部分

5.2实验结果与讨论

5.3本章小结

第六章 全文结论

参 考 文 献

致谢

攻读硕士学位期间已发表论文