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静电纺丝技术因制备方法简单,成本低,成为了制备超细微纳米纤维最主要的方法。静电纺丝微纳米纤维具备高表面积与体积比,高互连孔径、可调节的表面形态等显著特征,被广泛应用在伤口敷料、组织工程支架及纳米药物缓控释系统等生物医学应用领域,展现出了巨大的应用价值。在缓控释药物载体的应用上,一般是将药物与静电纺丝溶液共混,在纺丝过程中,由于静电场的拉伸作用,一部分药物被包埋在纤维内部,另一部分与电纺材料共混在纤维表面。通过调节静电纺丝的参数可以控制药物释放速率以及药物释放量。 近年来,形状记忆聚合物(Shape Memory Polymers,SMPs)因其具备合适的力学性能、可控的形状及很高的生物相容性,在生物医学领域展现出了巨大的优势,例如用于手术自锁紧缝线、血栓清除器、心脏补丁、血管支架、骨组织工程修复和再生及智能药物载体等。将静电纺丝技术与形状记忆聚合物结合,在纤维的原有优点的基础上,增加了形状记忆性能。赋予了形状记忆性能的载药纤维膜,可以通过控制形状来实现智能的药物缓释与控释。 本文的主要目的是研究聚乳酸(PLA)及聚乳酸/聚乙二醇(PLA/PEG)载萘普生(NAP)形状记忆纤维膜的药物释放行为。因此,利用静电纺丝技术制备了形状记忆的载药微纳米纤维,摸索了制备形状记忆载药微纳米纤维的工艺条件,应用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和差示扫描量热分析(DSC)对形状及纤维进行了表征。SEM图片显示,随着PLA浓度的增加,纤维的直径会逐渐增大,其中10wt%浓度的静电纺丝溶液纤维表面光滑且直径分布均匀。药物含量的增加会导致纤维浓度的增加,由于药物含量较低,对纺丝溶液浓度影响不大,纤维的直径变化不明显。由于PEG水溶性好,导致纺丝溶液的粘度降低,PEG含量越大,电纺出的纤维直径越减小,分布越离散。FTIR测试显示,NAP、PLA和PEG的特征峰都存在,当PLA、NAP与PEG三者相互混溶时,PLA的特征吸收峰稍有变强,但并无新的吸收峰出现,表明三种物质共混没有互相影响结构。DSC测试表明,PEG的加入降低了PLA的热稳定性。通过在加热台上将纤维膜加热到Tg温度,变形,冷却固定形状,之后在温度合适的热水中进行形状回复,从而展现了形状记忆PLA的形状记忆性能。 此外,测试了形状记忆PLA、PLA纤维膜和PLA/PEG纤维的细胞毒性,通过制备测试材料浸提液,利用不同体积分数的浸提液培养L929小鼠成纤维细胞,观察对细胞增值的影响。结果显示,形状记忆PLA、PLA纤维膜和PLA/PEG纤维的细胞相对增长率(relative growth rate,RGR)均在0-1之间,符合生物医用材料的应用标准。 重点探究了形状记忆性能对载药纤维膜在体外的药物释放行为的影响,对载NAP的PLA和PLA/PEG纤维进行拉伸变形,将原始形状及变形后的载药纤维膜置于释放介质中在37℃恒温水浴震荡锅中进行药物释放,在不同时间点取释放介质测定药物释放含量,计算药物累计释放量,绘制时间-释放百分率曲线图。药物释放实验结果显示,载药量越大的纤维膜,药物释放速率越大。1wt%、3wt%、5wt%载药量的纤维膜7天的药物累积释放百分数在34%-48%之间。PEG比例越高的纤维膜,药物释放速率越快,PLA/PEG=9∶1、8∶2和7∶3的5wt%NAP-PLA/PEG载药量的纤维膜7天的药物累积释放百分数在60%-99.4%之间;拉伸后的纤维膜因纤维直径与孔隙率降低,相对于原始形状的纤维膜药物累积释放百分数均有所降低。