静电纺纳米纤维与药物控制释放

南昌大学高分子研究所 ywchen@ncu.edu.cn

陈义旺 博士、教授、博士生导师、洪堡学者。南昌大学化学系主任,理学院副院长。1970 年生,1999 年毕业于北京大学,获博士学位。兼任南昌大学高分子研究所所长,江西省新能源化学重点实验室主任,南昌大学化学一级学科博士点带头人,南昌大学化学一级学科“十二五”省级重点学科带头人。世界著名博士后奖学金德国洪堡奖学金获得者,德国洪堡长期合作计划获得者,南昌大学“赣江”特聘教授,享受国务院特殊津贴,入选教育部新世纪优秀人才计划,江西省赣鄱英才 555 工程。作为第一完成人获江西省自然科学二等奖 2 项,江西省技术发明三等奖 1 项,江西省高等学校科技成果一等奖 1 项和二等奖 1 项,参与中国高校自然科学二等奖 1 项。以第一作者或主要通讯作者在 Adv.Funct. Mater.; Chem. Mater.; Polym. Chem.;Macromolecules; J. Phys. Chem. C; J. Mater. Chem.;Org. Electron.; ACS Appl. Mater. Interfaces 等国际权威期刊发表学术论文 150 多篇,其中 SCI 收录 130

摘要

将抗肿瘤药物通过静电纺丝的方法装载到纳米纤维中以实现药物的控制释放,载药纳米纤维具有较低的药物突释效应,延长药物释放时间,并且从纳米纤维中缓释的抗肿瘤药物能很好地抑制HepG-2细胞的生长。负载抗肿瘤药物的电纺纳米纤维膜纤维能很好的应用于药物缓释系统,对肿瘤进行定位治疗及癌症手术后的化疗有很好的应用前景。

药物的控制释放一直是药物治疗领域中的重要课题。纳米纤维具有纵横交错的纳米孔结构、尺寸可控性好、比表面积大,是一种良好的新型载药系统;纳米纤维是封装药物的理想材料, 它不但能将固体药物以颗粒形式封装入纤维内,还可以将液体药物以双层纤维或链珠状纤维形式进行封装[1,2]。因此,纳米纤维及其复合材料在药物控释系统、组织工程支架、伤口敷料等领域均得到了广泛的应用[3,4]。

研究内容

1. 溶液电纺或乳液电纺 PEG-PLLA/明胶复合纤维纳米纤维担载亲水/疏水药物控制释放及抗肿

瘤活性研究[5-7]应用。PEG-PLLA 纳米纤维作为大环内酯类抗生素药物布雷菲德菌素 A(BFA)的控制释放系统,用 HPLC 测定药物BFA 在 PBS 溶液中的释放曲线,结果表明药物可以长时间的控制释放。用 MTT 法对含有3%,6%,9%,12%和 15% BFA 的纳米纤维进行体外抗肿瘤活性测试(人肝癌 HepG2 细胞),细胞生长抑制率在 72 h 分别为 64%,77%,80%,81%和 85%。结果证明担载 BFA的 PEG-PLLA 纳米纤维(BFA/ PEG-PLLA)的对药物 BFA 有很好的控释效果,适合癌症的术后化疗。通过乳液电纺方法成功将亲水药物头孢拉定及疏水的药物五氟尿嘧啶装载入 PLGA纤维中,同时装载天然蛋白明胶来提高纤维的细胞粘附能力。装载明胶的纤维具有很好亲水性及力学性能,乳液电纺纤维具有低的药物突释效应,具有低的毒性及有利于成纤细胞吸附及增殖,进一步通过明胶表面改性,能很好的应用于组织工程及药物缓释系统中。

2. 负载纳米胶束和水溶性富勒烯电纺纤维的制备及其多种药物缓释和生物成像应用[8-10]

。制备一种由 MPEG-b-PLA 胶束/壳聚糖/ 聚环氧乙烷组成的纤维,胶束包覆亲水药物头孢拉定及疏水药物五氟尿嘧啶并装载入纤维中。复合纤维释放药物稳定且持续109 h,体外细胞毒性试验表明复合纤维能很好抑制人体肝癌细胞的生长。通过静电纺丝法封装水溶性富勒烯荧光纳米粒子制备 PLLA 复合纳米纤维,纳米纤维均匀且表面光滑和较好亲水性。富勒烯纳米粒子/纳米纤维作为底物与人肝癌 HepG2 细胞培养,富勒烯纳米粒子的信号几乎显示在每一个 HepG2 细胞中,荧光富勒烯纳米粒子/PLLA 纳米纤维可以在生物成像组织工程支架方面应用。

未来研究设想

纳米纤维膜的独特表面效应,研究高灵敏多功能型纳米多孔纤维传感器及其在生物传感、气体传感及离子检测等领域的应用将可能是发挥纳米纤维应用的一个方向。

参考文献:

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