一種新型的糖藥物承載多孔復(fù)合材料及應(yīng)用護(hù)理效果

摘 要：為提高糖藥物的釋放效果，以不同混紡比例的聚乳酸（PLA）和聚乙二醇（PEG）制備PEG/PLA多孔復(fù)合材料，并對(duì)靜電紡絲工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并研究材料性能。結(jié)果表明，試驗(yàn)制備的PEG/PLA多孔復(fù)合材料可以承載白藜蘆醇等糖藥物；最佳PEG/PLA混紡比例為1∶8，最佳紡絲電壓、紡絲距離以及紡絲流速分別為14 kV、15 cm和0.6 mL/h，此時(shí)，混紡溶液黏度和電導(dǎo)率分別為146 MPa·s、0.253 μs/cm，該復(fù)合材料孔徑尺寸為2.39～3.98 μm，孔總數(shù)量為4.6×107個(gè)/cm2，材料中纖維直徑較細(xì)，且均一性高；在最佳參數(shù)下，該多孔復(fù)合材料對(duì)糖藥物的承載效果、藥物釋放效果較好。

關(guān)鍵詞：聚乳酸；聚乙二醇；靜電紡絲工藝；黏度；孔徑尺寸

中圖分類號(hào)：TQ317

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001-5922（2023）11-0106-04

A novelporous composite material for carrying sugar drugs and Its application and nursing effect

DENG Xiaoju

（Yuechi County Peoples Hospital，Guang′an 638300，Sichuan China

）

Abstract：To improve the release effect of sugar drugs，a PEG/PLA porous composite material was prepared with different blending ratios of polylactic acid （PLA） and the process parameters were optimized to study the properties of the material.The results showed that the PEG/PLA porous composite prepared in this experiment could carry sugar drugs such as resveratrol; The optimal PEG/PLA blending ratio was 1∶8，and the optimal spinning voltage，spinning distance，and spinning flow rate were14 kV，15 cm，and 0.6 mL/h，respectively.The pore size of the composite material was 2.39～3.98 μm.The total number of holes was 4.6×107/cm2，the fiber diameter of the material was small，and the homogeneity was high; Under the optimal parameters，the porous composite material hada good load-bearing effect and drug release effect on sugar drugs.

Key words：polylactic acid;polyethylene glycol;electrospinning process;viscosity;poresize

在臨床應(yīng)用中，傳統(tǒng)糖藥物常面臨安全性低、藥效低、用藥頻繁等問(wèn)題，而藥物釋放系統(tǒng)可以較好的提高糖藥物的劑量準(zhǔn)確性、有效性等，為此，關(guān)于藥物釋放系統(tǒng)的研究成為一個(gè)熱點(diǎn)［1］。其中，承載糖藥物的高分子載體是藥物釋放系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵部分，對(duì)此，許多學(xué)者進(jìn)行了研究。以明膠為主要改性材料，將其與其他聚合物采用靜電紡絲工藝結(jié)合，制備了一種復(fù)合纖維膜材料，并研究其性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)纖維膜中的纖維直徑為100～400 nm時(shí)，該纖維的藥物承載率、細(xì)胞相容性良好，且力學(xué)性能較好［2］。而將檸檬酸與天然小球藻結(jié)合，制備了一種改性復(fù)合材料，作為承載藥物的緩釋載體，并研究其性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，在第8 h時(shí)，酮洛芬藥物在pH值為1.2或6.8的累計(jì)藥物釋放率分別達(dá)到93.8%、79.7%，該載體材料緩釋效果良好［3］。除此之外，制備了一種承載抗菌肽（HHC-36）的聚乳酸（PLA）纖維材料，并研究其性能。試驗(yàn)結(jié)果表明，該纖維材料對(duì)HHC-36的藥物緩釋效果以及抗菌性能良好［4］。聚乳酸（PLA）和聚乙烯醇（PEG）均擁有良好的生物相容性以及可降解性，而白藜蘆醇是一種藥理作用較多的經(jīng)濟(jì)性藥物，基于此，本試驗(yàn)以不同混紡比例的聚乳酸（PLA）和聚乙二醇（PEG），制備了一種承載白藜蘆醇的PEG/PLA多孔復(fù)合材料，并優(yōu)化對(duì)靜電紡絲工藝參數(shù)，研究材料性能。

1 試驗(yàn)部分

1.1 材料與設(shè)備

主要材料：聚乳酸（AR）（江蘇鴻錦祥新材料，PLA）；聚乙二醇（AR）（廣州聯(lián)成化工，PEG）；白藜（AR）（長(zhǎng)沙晟禾生物工程，Cur）；三氯甲烷（AR）（廣州和為醫(yī)藥科技，CF）；N-甲酰二甲胺（AR）（廣東科密歐試劑，DMF）。

主要設(shè)備：IT6722A型高壓直流電源（東莞市舒康電子）；G10型注射泵（山東賽思特流體控制系統(tǒng)）；JRJB型攪拌器（成都源立機(jī)械）；RD1020型電子天平（深圳市榮達(dá)儀器）；DV2T型黏度計(jì)（上海寶派環(huán)?？萍迹?；YCQB02E型電導(dǎo)率儀（深圳市龍崗區(qū)遠(yuǎn)創(chuàng)器表）；D8型X射線衍射儀（深圳市鴻永精儀科技）；DH091A型孔隙測(cè)試儀（寧波大禾儀器）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 混紡溶液的制備

（1）用電子天平稱取適量的聚乳酸、聚乙二醇以及白藜蘆醇，然后按照9∶1的溶劑配比稱取適量的三氯甲烷和N-甲酰二甲胺；

（2）將稱量好的溶質(zhì)和溶劑放入棕色磨口瓶中，先用玻璃棒初步攪拌混合，然后用攪拌器對(duì)棕色磨口瓶中的混合溶液進(jìn)行攪拌，攪拌處理時(shí)間為3 h；

（3）瓶中的聚乳酸全部溶解后，棕色磨口瓶中的溶液呈現(xiàn)淡黃色，并且均勻無(wú)雜質(zhì)，用于后續(xù)靜電紡絲工藝。本混紡溶液配置后應(yīng)立即使用，不單獨(dú)久存。

1.2.2 靜電紡絲工藝

（1）本工藝在溫度20 ℃、相對(duì)濕度60%的環(huán)境下進(jìn)行。先將1.2.1中獲得的混紡溶液，裝入注射器內(nèi)，注射器的噴射口內(nèi)徑和容量分別為0.7 mm、10 mL;（2）注射器中裝好混紡溶液，在注射泵上安裝好，準(zhǔn)備好直流高壓電源，將電源正極連接到注射器的噴射口，負(fù)極連接到實(shí)驗(yàn)接收板，然后用鋁箔將實(shí)驗(yàn)接收板覆蓋;

（3）檢查實(shí)驗(yàn)裝置，保證實(shí)驗(yàn)裝置的安全可行性，然后將注射泵打開(kāi)，調(diào)節(jié)紡絲溶液的流量，當(dāng)注射器中的溶液開(kāi)始緩慢流出后，打開(kāi)高壓電源，然后調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)碾妷?，進(jìn)行靜電紡絲試驗(yàn);

（4）紡絲完成后，先將電壓調(diào)至零，再切斷高壓電源，然后將實(shí)驗(yàn)接收板上鋁箔處的纖維以及纖維膜取下，獲得復(fù)合材料，貯存?zhèn)溆谩?/p>

1.3 性能測(cè)試

1.3.1 黏度試驗(yàn)

通過(guò)黏度計(jì)對(duì)混紡溶液試樣進(jìn)行測(cè)試，分析材料的黏度。

1.3.2 電導(dǎo)率試驗(yàn)

通過(guò)電導(dǎo)率儀對(duì)混紡溶液試樣進(jìn)行測(cè)試，分析混紡溶液的電導(dǎo)率。

1.3.3 X射線衍射（XRD）試驗(yàn)

通過(guò)衍射儀對(duì)試樣進(jìn)行XRD測(cè)試。

1.3.4 孔徑測(cè)試

將復(fù)合材料試樣處理為圓形試樣，直徑和厚度分別為25 mm、10 μm，再用POROFIL液體將試樣浸潤(rùn)，通過(guò)孔隙測(cè)試儀對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)試，分析復(fù)合材料的孔徑情況［5］。

2 結(jié)果與分析

2.1 混紡溶液分析

根據(jù)1.3.1和1.3.2中的測(cè)試方法，對(duì)不同混紡比例的混紡溶液進(jìn)行分析，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可知，當(dāng)混紡溶液中的PEG含量減少，而PLA含量增多時(shí)，混紡溶液的黏度不斷增大，而電導(dǎo)率不斷減小。發(fā)生這種現(xiàn)象的原因是，聚乙二醇具備較小的分子量和較強(qiáng)的親水性，因此，當(dāng)混紡溶液中的聚乙二醇含量減少時(shí)，溶液的黏度相應(yīng)變大，而電導(dǎo)率相應(yīng)減小［6-7］。當(dāng)PEG/PLA為1∶6或1∶8時(shí)，混紡溶液黏度、電導(dǎo)率較為適宜。

2.2 不同混紡比例的復(fù)合材料分析

本試驗(yàn)針對(duì)不同混紡比例PEG/PLA下制備的多孔復(fù)合材料進(jìn)行分析，研究最適宜的PEG/PLA混紡比例。

2.2.1 X射線衍射分析

圖1為XRD分析的結(jié)果。

由圖1可知，對(duì)于不同混紡比例PEG/PLA下制備的多孔復(fù)合材料，當(dāng)材料中PEG的含量增多時(shí)，材料XRD圖譜中的特征峰呈現(xiàn)不斷增強(qiáng)的變化，并且，在12°～30°內(nèi)，特征峰較明顯，這表明，本試驗(yàn)制備的PEG/PLA多孔復(fù)合材料能良好地承載白藜蘆醇等藥物；除此之外，復(fù)合材料中PEG的（010）晶面結(jié)構(gòu)以及PLA的（015）晶面結(jié)構(gòu)，分別在16.88°、22.58°處產(chǎn)生特征峰［8-10］。綜上，本試驗(yàn)制備的復(fù)合材料中存在PEG和PLA。

2.2.2 多孔結(jié)構(gòu)分析

表2為在不同混紡比例PEG/PLA下的多孔復(fù)合材料孔徑情況。

由表2可知，當(dāng)復(fù)合材料中的PEG含量減少時(shí)，材料的孔徑尺寸基本上呈現(xiàn)增大的現(xiàn)象，而孔總數(shù)量則呈現(xiàn)減少的趨勢(shì)。對(duì)于混紡比例PEG/PLA為1∶6或1∶8的復(fù)合材料，其孔徑尺寸相對(duì)較大，而孔總數(shù)量則較少。發(fā)生這些現(xiàn)象的原因是，當(dāng)PEG/PLA以1∶6或1∶8的比例加入到復(fù)合材料中時(shí)，材料中會(huì)形成一種多孔的纖維膜，其中的纖維直徑較大，從而引起材料中孔徑大小等改變［11］。綜上，當(dāng)混紡比例PEG/PLA為1∶6或1∶8時(shí)，復(fù)合材料中的孔徑較大，孔總數(shù)量較為適宜，材料具備良好的多孔結(jié)構(gòu)。

2.3 靜電紡絲工藝優(yōu)化

2.3.1 紡絲電壓

圖2為在靜電紡絲工藝中，選擇混紡比例PEG/PLA為1∶8，保持其他條件不變，不同紡絲電壓下制備的復(fù)合材料中纖維平均直徑變化影響結(jié)果。

由圖2可知，當(dāng)紡絲電壓從8 kV逐漸增大到20 kV時(shí)，復(fù)合材料中纖維的平均直徑基本上先增大，然后減小，之后繼續(xù)增大。當(dāng)工藝過(guò)程中的電壓升高至10 kV時(shí)，纖維平均直徑最大為430.23 nm；當(dāng)工藝過(guò)程中的電壓繼續(xù)升高至14 kV時(shí)，纖維平均直徑最小為323.35 nm。究其原因主要是，當(dāng)紡絲電壓增大時(shí)，在復(fù)合材料制備過(guò)程中的電場(chǎng)強(qiáng)度增高，使材料中的帶電射流受到較大的靜電力，因此，帶電射流在電場(chǎng)中受到的牽引力增大，所以，纖維直徑變??；然而，在靜電紡絲工藝中的紡絲電壓過(guò)高，會(huì)使材料中的帶電射流受到過(guò)大的靜電力，帶電射流的鞭動(dòng)效果加大，因此，材料中的纖維直徑不斷增大［13］。而在混紡比例PEG/PLA為1∶8情況下，復(fù)合材料已具備良好的多孔結(jié)構(gòu)，綜上，本試驗(yàn)選擇的紡絲電壓為14kV，此時(shí)，材料中的纖維平均直徑較小，并且纖維的均一性良好。

2.3.2 紡絲距離

在靜電紡絲工藝中，本試驗(yàn)選擇混紡比例PEG/PLA為1∶8，保持其他條件不變，測(cè)試不同紡絲距離下復(fù)合材料中纖維平均直徑的變化情況，結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知，當(dāng)紡絲距離從9 cm增至21 cm時(shí)，各復(fù)合材料中的纖維平均直徑呈現(xiàn)波動(dòng)變化。當(dāng)紡絲距離為15 cm或18 cm時(shí)，纖維平均直徑相對(duì)較小，分別為324.54、289.67? nm，但紡絲距離為18 cm時(shí)的纖維均一性相對(duì)較差；當(dāng)工藝工程中的紡絲距離為12 cm時(shí)，復(fù)合材料中的纖維平均直徑達(dá)到最大值，為641.58 nm。發(fā)生這些現(xiàn)象的原因是，當(dāng)紡絲距離較小時(shí)，噴射流在空氣中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間太短，因此，電場(chǎng)對(duì)纖維的牽伸作用時(shí)間太短，使材料中的溶劑揮發(fā)較少而殘留在材料中，從而對(duì)纖維的固化成型產(chǎn)生影響，因此，纖維直徑增大；而當(dāng)紡絲距離不斷增大時(shí)，電場(chǎng)對(duì)纖維的牽伸作用時(shí)間也相應(yīng)增加，使材料中的纖維得到較好的拉伸作用，因此，纖維直徑變小；但是，當(dāng)紡絲距離過(guò)大時(shí)，作用于纖維上的電場(chǎng)強(qiáng)度變小，電場(chǎng)對(duì)纖維的拉伸作用減弱，因此，纖維直徑再次變大［14-15］。而在混紡比例PEG/PLA為1∶8情況下，復(fù)合材料已具備良好的多孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)，考慮到纖維直徑的均一性，本試驗(yàn)選擇的紡絲距離為15 cm。

2.4 應(yīng)用效果

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，本試驗(yàn)以1.8的PEG/PLA混紡比例，靜電紡絲工藝參數(shù)中的電壓、距離分別為14 kV、15 cm，同時(shí)以3%含藥量在材料中加入白藜蘆醇，制備一種糖藥物承載的多孔復(fù)合材料。該多孔復(fù)合材料的具體應(yīng)用效果以及與無(wú)孔纖維材料的對(duì)比情況，如圖4所示。

由圖4可知，在其他條件相同的情況下，與無(wú)孔纖維材料相比，本實(shí)驗(yàn)制備的PEG/PLA多孔復(fù)合材料承載藥物白藜蘆醇時(shí)，其累計(jì)藥物釋放率基本上高于無(wú)孔纖維材料。這些現(xiàn)象表明，本試驗(yàn)制備的PEG/PLA多孔復(fù)合材料具備良好的孔隙結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，其中的纖維多孔表面可以吸附更多的糖藥物，因此，該材料對(duì)糖藥物的承載量更多，同時(shí)，控制多孔材料的孔隙情況，還可以控制糖藥物的釋放速度，有利于藥物的有效利用。綜上，本試驗(yàn)制備的PEG/PLA多孔復(fù)合材料承載糖藥物時(shí)，應(yīng)用效果良好。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）PEG/PLA多孔復(fù)合材料中存在PEG和PLA，且可以承載白藜蘆醇等藥物;

（2）最佳PEG/PLA混紡比例為1∶8，此時(shí)，混紡溶液粘度和電導(dǎo)率分別為146 MPa·s、0.253 μs/cm，材料孔徑尺寸和孔總數(shù)量分別為2.39～3.98 μm、4.6×107cm2;

（3）在靜電紡絲工藝參數(shù)中，最佳電壓、距離以及流速分別為14 kV、15 cm和0.6 mL/h;

（4）在最佳參數(shù)下，本試驗(yàn)制備的PEG/PLA多孔復(fù)合材料對(duì)糖藥物的承載以及藥物釋放效果良好。但本試驗(yàn)也有一些不足，后續(xù)會(huì)在多種糖藥物或不同糖藥物含量下，對(duì)該材料的作用效果進(jìn)行研究。

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收稿日期：2023-05-10；修回日期：2023-10-19

作者簡(jiǎn)介：鄧小菊（1987-），女，本科，主管護(hù)師，主要從事醫(yī)療設(shè)備應(yīng)用和醫(yī)院護(hù)理研究；E-mail：492209100@qq.com。

引文格式：鄧小菊.一種新型的糖藥物承載多孔復(fù)合材料及應(yīng)用護(hù)理效果［J］.粘接，2023，50（11）：106-109.