用AFM研究静电纺丝负载药物的缓释机制.pdfVIP

第 12卷第 1期 过 程 工 程 学 报 Vol.12 No.1 2012 年 2 月 The Chinese Journal of Process Engineering Feb. 2012 用 AFM研究静电纺丝负载药物的缓释机制 1,2 1,3 1,2 1 徐 芃 ， 李 伟 ， 周华从 ， 刘会洲 (1. 中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程实验室，北京 100190 ；2. 中国科学院研究生院，北京 100049 ；3. 首都师范大学化学系，北京 100048) 摘 要：研究了壳聚糖(CS)−聚环氧乙烯(PEO)和聚乳酸(PLA)−CS 载药电纺纤维的牛血清蛋白(BSA)释放行为. 利用原 子力显微镜(AFM)观察了纤维在模拟体液中的分解与溶胀行为. CS−PEO 纤维在模拟体液中分解 10 h 时BSA 总释放量 高达 96%, 1 d 后纤维结构基本分解完全，在缓冲液中浸泡 120 min 后纤维直径由浸泡 10 min 时的0.727 μm 增大到 1.43 μm ，纤维表面发生明显分解. CS−PEO 和 PLA−CS 纤维具有不同的药物释放机制，CS−PEO 载药纤维的药物释放主要 是纤维结构快速分解，BSA 扩散作用相对较弱；而后者在溶液中没有明显分解，浸泡 30 d 后纤维直径从浸泡 1 d 时 的 1.9 μm 增至 2.8 μm ，BSA 释放量不到总量的 50%，其药物释放机制可能主要依靠BSA 的扩散. 关键词：原子力显微镜；静电纺丝；药物缓释；牛血清蛋白 中图分类号：TS157 文献标识码：A 文章编号：1009−606X(2012)01−0119−06 1 前 言 纤维干燥后变脆易断裂等. 因此，该方法不适于对纤维 分解过程进行连续观测，寻求用新方法对静电纺丝释放 近年来，静电纺丝作为一种高效制备纳米纤维的技 药物进行原位观测非常重要. 术广受关注. 该法所制纳米纤维膜具有高比表面积和透 为更好反映静电纺丝的变化，本研究采用原子力显 气性，且可模拟细胞外基质 (Extra-cellular Matrix, 微镜(Atomic Force Microscope, AFM)在模拟体液中对单 ECM)[1,2] ，在生物医药领域的应用和研究颇多. 目前静 根静电纺丝纤维的溶胀和分解进行原位观测. AFM 是一 电纺丝技术主要用于制备药物缓释材料、人工敷料、人 种常用的扫描探针显微镜，通过探测探针与表面之间作 工器官和支架. 静电纺丝法主要以天然或人工聚合物为 用力的变化反映物体的表面形貌特征. 与传统扫描电镜 纺织材料[1] ，如聚乳酸[Poly(L-lactic acid), PLA][3−6] 、聚 相比，AFM 在任何气氛或液体中都可操作，具有不改 氨酯(Polyurethane, PU)[7] 、聚苯乙烯(Polystyrene, PS)[8,9] 、 变样品形貌、分辨率高达原子级、能探测相差异等表面 聚己内酯[Poly(ε-caprolactone), PCL][10−15]、胶原蛋白[16−20]