靜電紡絲技術制備大黃素-芒硝殼聚糖納米微球及特性研究

（青島濱海學院 山東·青島 266555）

剖宮產是經腹切開子宮娩出胎兒的手術方式，在產科領域中占據及其重要的地位。剖宮產術后并發癥的發生率也隨之上升，尤其是因子宮切側破壞原有肌肉以及靜脈、淋巴通路等，會導致切口愈合不良的癥狀，會出現切口出現紅腫、硬結、滲液、裂開的現象，導致術后長期不規則陰道流血、貧血以及術后感染等癥狀。大黃和芒硝是臨床常用中藥，二者常相須為用。研究發現，于術后48h采用中藥大黃、芒硝外敷腹壁切口，有非常好的愈合療效。大黃的有效成分為大黃素，可抑制炎性滲出和白細胞游走，抑制蛋白質和核酸的合成，對多數革蘭陽性菌和部分革蘭陰性菌均有抑制作用；芒硝的主要成分為硫酸鈉（Na2SO4·10H2O），有清熱消腫、吸收皮下積液中水分與瘀血的療效。二者配伍外敷可促進局部血流，改善微循環，達到消腫抗炎作用，但外服存在藥物利用率低等問題。

殼聚糖（CTS）是一種天然的高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性，以殼聚糖為載體材料應用于緩控釋給藥系統的研究已引起國內外許多科學家的高度重視。殼聚糖能打開細胞連接，促進藥物通過上皮組織轉運；具有正電荷的性質，能與粘膜的負電荷相互作用，提高粘附性和降低清除，提高生物利用度5～10倍，殼聚糖作為藥物載體可以控制藥物釋放，延長藥物療效、降低藥物毒副作用，提高難溶性藥物的溶出，增加藥物的穩定性，還可大大加強制劑的靶向給藥能力。

靜電紡絲是一種以天然或合成高分子化合物為基底材料，簡單高效地合成纖維的一項技術。通過靜電紡絲技術制備的納米微球有較高的孔隙率和較大的比表面積，在藥物載體領域的應用受到了研究者們的廣泛關注。

因此，本研究以殼聚糖為基質材料，以大黃素-芒硝為復合藥物，利用靜電紡絲技術制備殼聚糖雙載藥納米微球，充分發揮納米微球均一性、高穩定性、高分散性、比表面積大等優點；應用電子顯微鏡觀察、紅外光譜分析、熱重分析及差熱分析以及X-射線衍射分析等對微球進行表征，旨在為剖宮產術后愈合不良的治療提供更多的參考。

1 材料與方法

1.1 原料與儀器

1.1.1 原料

大黃素（上海源葉生物技術有限公司），芒硝（湖北盛天恒創生物科技有限公司），殼聚糖（CS，分子量120KDa，山東福瑞達醫藥有限公司）。

1.1.2 主要儀器設備

靜電紡絲機（ET-23553H，北京永康樂業科技發展有限公司），管式爐（GSL-1200X，合肥科晶材料技術有限公司），EL204型電子天平（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司），磁力攪拌器（上海司樂儀器有限公司），氣浴恒溫振蕩器（常州市凱航儀器有限公司），FT-IRAvater-360傅里葉變換紅外光譜儀（美國賽默飛世爾科技有限公司），NanoZS90型馬爾文激光粒度儀（英國馬爾文儀器有限公司），CM30透射式電子顯微鏡（荷蘭皇家飛利浦公司），DSC7020差熱掃描分析儀（北京賽思蒙儀器有限公司），粉末X-射線衍射儀（荷蘭帕納科公司），海爾冰箱（青島海爾集團公司），光學顯微鏡（日本奧林巴斯株式會社），流式細胞儀（美國BD公司）。

2 大黃素-芒硝殼聚糖納米微球的制備和特性研究

2.1 溶液制備

室溫下，大黃素濃度2 g/mL，芒硝4 g/mL的濃度備成100ml的溶液，并將CTS溶于其中，放于螺口錐形瓶中，加入一個磁轉子，掙緊瓶蓋。將錐形瓶置于數顯恒溫磁力攢拌器中在50℃水浴加熱，同時500rpm的轉速攢拌。攢拌充分后取出錐形瓶于室溫下靜置冷卻，得到透明、均一、澄清的聚合物溶液，所得溶液即為靜電紡絲前驅體溶液。

2.2 靜電紡絲

將靜電紡絲前驅體溶液注入到50mL螺口注射器中，裝上點膠針頭（規格20G，內徑為化60mm，外徑為化91 mm），將注射器安裝到微量注射累上，調節接收裝置與注射器針頭之間的距離，將高壓直流電源的正極連接到注射器針頭上并將高壓直流電源的負極連接到接收裝置的接收屏上。打開微量注射累電源，調節輸出電壓為15kV，紡絲推注速度為1.2mL/h，接收距離為15cm，環境參數為溫度保持22～25℃，相對濕度保持30%～40%。當紡絲前驅體溶液開始從注射器針頭流出來的時候，打開高壓直流電源的電源開關，開始進行靜電紡絲實驗。靜電紡絲實驗完成后，將高壓直流電源輸出電壓調回零點，關閉高壓直流電源的電源開關，再關閉微量注射累電源，然后取下接收屏，將接收屏的鋁箱與注射器針頭接觸，去除殘留在接收裝置和注射器針頭的電荷，把接收得到大黃素-芒硝殼聚糖納米微球取下保存起來，用于后續分析和測試。

2.3 大黃素-芒硝殼聚糖納米微球的形態表征與粒度分布

取少量混懸液滴在鋁箔（錫紙）上，均勻攤開，自然晾干，剪下一小塊鋁箔用導電膠固定在樣品臺上噴金70 s，利用掃描電子顯微鏡觀察。取噴干后的大黃素-芒硝殼聚糖納米微球，用導電膠固定在樣品臺上噴金70s后利用掃描電子顯微鏡觀察。

2.4 紅外光譜分析

取適量大黃素-芒硝殼聚糖納米微球粉末，采用KBr壓片法，在400～4000 cm-1波數范圍內用FT-IR Avater-360掃描檢測紅外光譜。

2.5 熱重及差式掃描熱分析

取適量大黃素-芒硝殼聚糖納米微球粉末于樣品保持器的左側孔，并將等量Al2O3放于右側孔，在40℃～600℃范圍內用DSC7020差熱掃描分析儀以2℃/min為升溫速率檢測各樣品的熱重及差示熱分析圖譜。

2.6 X-射線衍射分析

取適量大黃素-芒硝殼聚糖納米微球粉末，在2角度為2～60°范圍內用X-射線衍射儀以0.02°2/s的速度記錄各樣品的X-射線衍射圖譜。

3 結果與分析

3.1 大黃素-芒硝殼聚糖納米微球的形態特征

透射電子顯微鏡圖像中可以看出制得的大黃素-芒硝殼聚糖納米微球平均粒徑(215±2.3)nm，形態圓整成類球形，顆粒分散性良好。

3.2 紅外光譜分析

紅外光譜顯示大黃素在3350～3650 cm-1（-OH）處有寬而散的吸收峰以及伸縮振動峰（1630 cm-1）。芒硝表現為在3380 cm-1處的峰，此為伸縮振動帶重疊而形成的寬峰，以及跟大黃素相同的伸縮振動峰。在大黃素-芒硝殼聚糖納米微球的圖譜中發現伸縮振動峰（1630 cm-1）消失，而產生了新的1640cm-1（C=O）和1578cm-1（NH）峰，證明偶聯物有酰胺鍵的形成，微球結構穩定。

3.3 熱重分析及差熱分析

DSC圖譜中顯示大黃素在280.12℃處有尖銳的放熱峰，對應 TG圖譜中該溫度下有 45.7%的重量損失，說明在280.12℃下，大黃素受熱分解并釋放出大量的熱量。在芒硝的DSC曲線上發現在100℃及316.21℃溫度下有兩個吸熱峰，對應的TG曲線上發現有兩個重量損失區間，分別是100℃水分受熱揮發的極小的重量損失，在316.21℃下芒硝的受熱分解重量損失區間，重量損失約34.6%。大黃素-芒硝殼聚糖納米微球的DSC-TG圖譜顯示類似的曲線走向只顯示出了一個平緩上升的趨勢，沒有尖銳的吸熱峰和放熱峰的發現，在245℃下有相同的重量損失。

3.4 X-射線衍射分析

在 X-射線衍射圖譜中發現大黃素在2=20°時有一個寬的衍射峰。在芒硝圖譜中，分別都顯示出了一系列尖銳的高強度的衍射峰，但是在大黃素-芒硝殼聚糖納米微球的曲線上并沒有衍射峰的出現。

4 結論

剖宮產切口愈合不良是術后比較常見的并發癥，術后密切觀察病情，檢查切口是否有血腫、水腫、硬結及滲出，若出現紅腫或擠壓切口時有滲出，則可能發生切口愈合不良。大黃、芒硝聯合配伍有清熱解毒、活血祛瘀之功效，并具有消炎止血、促進微循環等多種作用，利用大及芒硝黃軟堅及補斂作用，外敷局部切口，使毛細血管開放增多，改善微循環，促進切口膿液吸收，達到消腫、消炎、生肌的目的，促進腹切口愈合不良的愈合。構建大黃素-芒硝新型促進子宮切口愈合并預防感染的膠原蛋白外敷海綿，充分發揮其快速止血，防止粘連，加速傷口愈合等功效，減少預防術后并發癥。

在本研究中，用靜電紡絲的方法設計并制備了大黃素-芒硝殼聚糖納米微球，以提高其生物利用度并增加藥物療效。大黃素-芒硝殼聚糖納米微球形態圓整，顆粒分散性良好，粒徑大小大致在200～230nm左右；紅外光譜分析大黃素-芒硝殼聚糖納米微球的圖譜中發現伸縮振動峰（1630 cm-1）消失，而產生了新的1640cm-1（C=O）和1578cm-1（NH）峰，證明偶聯物有酰胺鍵的形成；X-射線衍射圖譜發現制備合成的大黃素-芒硝殼聚糖納米微球沒有顯示出一系列衍射峰，隨著劑型的改變，從晶態變成了無定形態；熱重分析及差熱分析大黃素-芒硝殼聚糖納米微球的DSC-TG圖譜顯示沒有尖銳的吸熱峰、放熱峰和衍射峰出現，用靜電紡絲技術可制得無裂縫且均勻的大黃素-芒硝殼聚糖納米微球。