基于納米纖維素的IMC復(fù)合纖維與BSA生物支架制備及性能.pdf

1、纖維素納米纖絲(CNFs)是一種天然的高分子生物材料，具有比表面積大、表面羥基活性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)精細(xì)、易化學(xué)改性、無毒、生物相容性好以及可自組裝等優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的高分子藥物載體材料。納米技術(shù)的發(fā)展，使得纖維素的結(jié)構(gòu)和性能得到更充分的研究，纖維素納米纖絲的特殊結(jié)構(gòu)和優(yōu)良性質(zhì)，為其應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)的研究提供了可能。本論文以楊木木粉為原材料，采用化學(xué)預(yù)處理與超聲處理相結(jié)合的方法制備CNFs，然后利用溶劑蒸發(fā)自組裝法，在CNFs表面結(jié)晶生長吲哚美辛(

2、IMC)形成復(fù)合纖維，進(jìn)而利用去溶劑法和冷凍干燥處理制備載有牛血清白蛋白(BSA)納米粒的納米纖維素生物支架。采用透射顯微鏡(TEM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、光學(xué)顯微鏡、傅立葉紅外光譜儀(FTIR)、X射線衍射儀(XRD)、高效液相色譜儀(HPLC)等設(shè)備對(duì)CNFs/IMC復(fù)合纖維在制備過程中各組分的微觀形貌、晶型結(jié)構(gòu)、界面結(jié)合形態(tài)、載藥性能及緩釋效果進(jìn)行表征和分析，探討納米纖維素的載藥機(jī)理及各實(shí)驗(yàn)因素的影響，確定最佳的制備工藝。通

3、過對(duì)BSA納米粒的粒徑、電位及生物支架微觀形態(tài)的檢測，得出較優(yōu)的制備工藝;同時(shí)，通過體外細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，測試生物支架的細(xì)胞相容性及生物毒性。開展的主要研究工作及其結(jié)果如下:
　　(1)使用蒸餾水與無水乙醇的混合溶劑作為主溶劑，對(duì)不同溶劑比例的CNFs/IMC混懸液進(jìn)行處理，并分別采用烘箱干燥和冷凍干燥兩種方式進(jìn)行樣品的干燥處理，以制備復(fù)合纖維。通過電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)無水乙醇的含量達(dá)到50％時(shí)，模型藥物IMC與CNFs完全復(fù)合，形成復(fù)合

4、纖維;對(duì)樣品僅進(jìn)行超聲處理時(shí)，所得復(fù)合纖維為短棒狀結(jié)構(gòu)，纖維較為堅(jiān)硬;當(dāng)對(duì)樣品超聲處理后，繼續(xù)進(jìn)行均質(zhì)處理，所得復(fù)合纖維較長且柔軟;冷凍干燥所得樣品，在微觀上呈相互交織的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，復(fù)合纖維之間彼此交錯(cuò)，層疊在一起形成整體;烘箱干燥處理所得樣品，復(fù)合纖維形態(tài)均一，纖維之間并行排列并具有一定的取向性。
　　(2)使用XRD，F(xiàn)TIR，DSC對(duì)CNFs/IMC復(fù)合纖維的固體樣品進(jìn)行表征，結(jié)果發(fā)現(xiàn):采用冷凍干燥方法進(jìn)行處理的固體樣品中

5、的藥物晶型與IMC原藥晶型一致，均為穩(wěn)態(tài)的γ型晶型結(jié)構(gòu);采用烘箱干燥處理的固體樣品則具有2種藥物晶型，混合溶劑中無水乙醇含量為100％和70％條件所得固態(tài)樣品均呈現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)的α晶型，而無水乙醇含量為50％條件所得固態(tài)樣品則呈現(xiàn)穩(wěn)態(tài)的γ型。
　　(3)將制備的CNFs/IMC復(fù)合纖維烘箱干燥樣品進(jìn)行體外模擬緩釋實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明:藥物的釋放曲線符合一級(jí)藥物代謝動(dòng)力學(xué)方程，藥物的釋放可分為2個(gè)或者3個(gè)階段，藥物的持續(xù)釋放時(shí)間超過1個(gè)月，累積

6、釋放量均超過80％，載藥量大于69％，最大包封率為97.8％。
　　(4)對(duì)不同條件下制備的BSA納米粒進(jìn)行測試，結(jié)果如下:當(dāng)溶劑中乙醇的含量大于40％的條件下，可制備BSA納米粒，但所得BSA納米粒的粒徑較大且形狀不規(guī)則;在弱酸性PBS溶液中，所制備BSA納米粒的粒徑最大;采用去離子水和無水乙醇體積比為2∶1的混合溶劑，在戊二醛交聯(lián)作用下，可制備粒徑較為均一的球形BSA納米粒。
　　(5)用超聲處理所得的CNFs制備出的B

7、SA-CNFs生物支架，其微觀形貌較均質(zhì)處理的CNFs所制備的生物支架更為均一，CNFs纖絲分散均勻，形成多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，BSA納米粒均勻地?fù)诫s在CNFs的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。CNFs可有效地阻止BSA納米粒的自聚，同時(shí)起到支撐和負(fù)載的作用。
　　(6)選用小鼠成纖維細(xì)胞(L929)針對(duì)制備好的BSA-CNFs生物支架進(jìn)行體外細(xì)胞相容性測試實(shí)驗(yàn)，BSA-CNFs生物支架對(duì)L929細(xì)胞沒有細(xì)胞毒性，細(xì)胞在BSA-CNFs生物支架中的生長狀態(tài)良