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中国科学院上海技术物理研究所邵军:静电纺丝结合流延法制备具有双相释药特性的杂化薄膜

学术动态    2022-06-20 16:24

DOI: 10.3390/polym14112132

 

静电纺丝技术发展的最重要趋势之一是将自身与传统材料的生产和转化方法相结合,以利用纳米纤维的独特性能。在本研究中,将单流体共混静电纺丝工艺与流延法相结合,以布洛芬(IBU)作为一种常见的水溶性较差的药物模型,乙基纤维素(EC)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)K60作为聚合物赋形剂,制备了一种含药的双层杂化物,以提供双相药物控释特性。本工作成功制备了电纺含药IBU-PVP纳米纤维(F7)、IBU-EC流延薄膜(F8)以及一层为含有IBU和PVP的电纺纳米纤维,另一层为含有IBU、EC和PVP的流延薄膜的双层混合薄膜(DHFs,F9)。SEM评估表明,F7呈线性形态,没有珠子或纺锤体,F8为固体薄膜,F9由一多孔纤维层和一固体层组成。XRD和FTIR结果证实EC和PVP均与IBU相容。体外溶出试验表明,F7能够提供脉冲式IBU释放,F8能够提供典型的药物缓释,而F9表现出双相控释,第一阶段的脉冲式释放率为40.3±5.1%,并且残留物在第二阶段以延长方式释放。总体而言,静电纺丝结合流延法制备DHFs为开发新型功能材料开辟了一条新的道路。

 

图1.制备聚合物药物递送系统以提供双相药物控释特性的策略。

 

图2.PVP可电纺浓度的研究:(a)F1—2%;(b)F2—4%;(c)F3—5%;(d)F4—6%;(e)F5—9%。

 

图3.载药纳米纤维的SEM图像和直径分布:(a)由6%PVP和3%IBU溶液制备的纤维F7;(b)由含有9%PVP和3%IBU的溶液制备的纳米纤维F6。

 

图4.静电纺丝结合流延法制备双层杂化薄膜:(a)组合示意图;(b)关于整个系统的数码照片;(c)通过玻璃、培养皿收集纳米纤维;(d)典型的静电纺丝工艺;(e)泰勒锥。

 

图5.产物的横截面SEM:(a)流延薄膜F8;(b)F9 DHFs;(c)纳米纤维横截面的放大图像;(d)DHFs F9流延薄膜部分的放大图像。

 

图6.PVP、EC、IBU及其产物F7、F8和F9的XRD图谱。

 

图7.相容性研究:(a)PVP、EC、IBU及其产物F7、F8和F9的FTIR光谱。(b)原料分子式;(c)IBU和PVP分子之间的氢键。

 

图8.IBU的体外释放曲线:(a)前2小时的数据;(b)36小时全时段的数据。

 

图9.F8(a)和F9(b)薄膜的药物释放动力学。

 

图10.DHFs F9的双相释放机制图。