基于納米纖維素的IMC復合纖維與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、結(jié)構(gòu)精細、易化學改性、無毒、生物相容性好以及可自組裝等優(yōu)點，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)，為其應用于生物醫(yī)學的研究提供了可能。本論文以楊木木粉為原材料，采用化學預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)形成復合纖維，進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CNFs/IMC復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行表征和分析，探討納米纖維素的載藥機理及各實驗因素的影響，確定最佳的制備工藝。通

3、過對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，通過體外細胞培養(yǎng)實驗，測試生物支架的細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，對不同溶劑比例的CNFs/IMC混懸液進行處理，并分別采用烘箱干燥和冷凍干燥兩種方式進行樣品的干燥處理，以制備復合纖維。通過電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，當無水乙醇的含量達到50％時，模型藥物IMC與CNFs完全復合，形成復合

4、纖維;對樣品僅進行超聲處理時，所得復合纖維為短棒狀結(jié)構(gòu)，纖維較為堅硬;當對樣品超聲處理后，繼續(xù)進行均質(zhì)處理，所得復合纖維較長且柔軟;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)，復合纖維之間彼此交錯，層疊在一起形成整體;烘箱干燥處理所得樣品，復合纖維形態(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CNFs/IMC復合纖維的固體樣品進行表征，結(jié)果發(fā)現(xiàn):采用冷凍干燥方法進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復合纖維烘箱干燥樣品進行體外模擬緩釋實驗，結(jié)果表明:藥物的釋放曲線符合一級藥物代謝動力學方程，藥物的釋放可分為2個或者3個階段，藥物的持續(xù)釋放時間超過1個月，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)對不同條件下制備的BSA納米粒進行測試，結(jié)果如下:當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納米粒均勻地摻雜在CNFs的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。CNFs可有效地阻止BSA納米粒的自聚，同時起到支撐和負載的作用。
　　(6)選用小鼠成纖維細胞(L929)針對制備好的BSA-CNFs生物支架進行體外細胞相容性測試實驗，BSA-CNFs生物支架對L929細胞沒有細胞毒性，細胞在BSA-CNFs生物支架中的生長狀態(tài)良