同轴多孔PCLPLA纳米纤维的制备及其应用

　　中国科学院理化技术研究所郭燕川&卢伟鹏Nanomaterials：同轴多孔PCL/PLA纳米纤维的制备及其在药物缓释中的应用
　　DOI: 10.3390/nano11051316
　　药物突释现象是药物递送系统的主要问题，这意味着无法达到良好的治疗效果。通过静电纺丝技术开发的纳米纤维具有较大的比表面积、高孔隙率和易于控制的形态，被视为潜在的药物缓释载体。本文采用同轴静电纺丝技术和非溶剂诱导相分离法制备了聚己内酯（PCL）/聚乳酸（PLA）核壳型多孔载药纳米纤维，将抗菌剂罗红霉素（ROX）包埋在核层中。通过扫描电子显微镜（SEM）、衰减全反射傅立叶变换红外（ATR-FTIR）光谱、差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TGA）对所得纳米纤维的形貌、组成和热性能进行了表征。除此之外，还研究了其体外释药特性。结果表明，所制备的两种孔径不同的同轴多孔纳米纤维在初始30分钟内的释放速率分别为30.10±3.51％和35.04±1.98％，14天后分别为92.66±3.13％和88.94±1.58％。与同轴无孔纳米纤维和单轴多孔或无孔电纺丝纳米纤维相比，所制备的同轴多孔纳米纤维的突释现象得到了缓和，提高了疏水性药物的溶出率。进一步的抗菌活性表明，两种不同孔径的同轴纳米纤维的抑菌圈直径为1.70±0.10cm和1.73±0.23cm，对金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌作用。综上，所制备的同轴多孔纳米纤维有望作为一种很有前途的药物递送系统。
　　图1.通过（a）同轴静电纺丝和（b）单轴静电纺丝制备纳米纤维的示意图。PPR1、PPR2和PPR3代表使用多种溶剂制备的罗红霉素（ROX）负载PCL/PLA纳米纤维，而PR1、PR2代表使用不同溶剂进行单轴静电纺丝创建的ROX负载PCL纳米纤维。聚己内酯（PCL）溶液和聚乳酸（PLA）溶液分别用作同轴静电纺丝的核层和壳层。溶剂的挥发速度为氯仿（CF）>三氟乙醇（TFE）>二甲基亚砜（DMSO）。不易挥发的非溶剂DMSO和挥发性溶剂CF可以诱导非溶剂诱导相分离并产生多孔结构。
　　图2.同轴纳米纤维的SEM图像：（a，d）PPR1，（b，e）PPR2，（c，f）PPR3。红色箭头突出显示了同轴结构。
　　图3.通过单轴静电纺丝制备的纳米纤维（a，b）PR1，（c，d）PR2的SEM图像。
　　图4.（a-c）通过同轴静电纺丝制备的载药纳米纤维PPR1、PPR2和PPR3；通过单轴静电纺丝制备的载药纳米纤维PR1、PR2和不含药物的纳米纤维P1、P2；以及（d）ROX的FTIR光谱。图4c是图4d的局部放大图。
　　图5.（a）纳米纤维PPR1、PR1和P1以及ROX的DSC曲线和（b）TGA曲线。
　　图6.在37℃下孵育24h后，（a）PPR1，（b）PPR2，（c）PPR3，（d）PR1和（e）PR2的抗菌试验照片。
　　图7.ROX的标准曲线。
　　图8.同轴纳米纤维PPR1、PPR2和PPR3以及通过单轴静电纺丝制备的纳米纤维PR1和PR2的ROX释放曲线：（a）14天，（b）10h。