一種新型的糖藥物承載多孔復合材料及應用護理效果

摘 要：為提高糖藥物的釋放效果，以不同混紡比例的聚乳酸（PLA）和聚乙二醇（PEG）制備PEG/PLA多孔復合材料，并對靜電紡絲工藝參數進行優化，并研究材料性能。結果表明，試驗制備的PEG/PLA多孔復合材料可以承載白藜蘆醇等糖藥物；最佳PEG/PLA混紡比例為1∶8，最佳紡絲電壓、紡絲距離以及紡絲流速分別為14 kV、15 cm和0.6 mL/h，此時，混紡溶液黏度和電導率分別為146 MPa·s、0.253 μs/cm，該復合材料孔徑尺寸為2.39～3.98 μm，孔總數量為4.6×107個/cm2，材料中纖維直徑較細，且均一性高；在最佳參數下，該多孔復合材料對糖藥物的承載效果、藥物釋放效果較好。

關鍵詞：聚乳酸；聚乙二醇；靜電紡絲工藝；黏度；孔徑尺寸

中圖分類號：TQ317

文獻標志碼：A文章編號：1001-5922（2023）11-0106-04

A novelporous composite material for carrying sugar drugs and Its application and nursing effect

DENG Xiaoju

（Yuechi County Peoples Hospital，Guang′an 638300，Sichuan China

）

Abstract：To improve the release effect of sugar drugs，a PEG/PLA porous composite material was prepared with different blending ratios of polylactic acid （PLA） and the process parameters were optimized to study the properties of the material.The results showed that the PEG/PLA porous composite prepared in this experiment could carry sugar drugs such as resveratrol; The optimal PEG/PLA blending ratio was 1∶8，and the optimal spinning voltage，spinning distance，and spinning flow rate were14 kV，15 cm，and 0.6 mL/h，respectively.The pore size of the composite material was 2.39～3.98 μm.The total number of holes was 4.6×107/cm2，the fiber diameter of the material was small，and the homogeneity was high; Under the optimal parameters，the porous composite material hada good load-bearing effect and drug release effect on sugar drugs.

Key words：polylactic acid;polyethylene glycol;electrospinning process;viscosity;poresize

在臨床應用中，傳統糖藥物常面臨安全性低、藥效低、用藥頻繁等問題，而藥物釋放系統可以較好的提高糖藥物的劑量準確性、有效性等，為此，關于藥物釋放系統的研究成為一個熱點［1］。其中，承載糖藥物的高分子載體是藥物釋放系統的一個關鍵部分，對此，許多學者進行了研究。以明膠為主要改性材料，將其與其他聚合物采用靜電紡絲工藝結合，制備了一種復合纖維膜材料，并研究其性能。試驗結果表明，當纖維膜中的纖維直徑為100～400 nm時，該纖維的藥物承載率、細胞相容性良好，且力學性能較好［2］。而將檸檬酸與天然小球藻結合，制備了一種改性復合材料，作為承載藥物的緩釋載體，并研究其性能。試驗結果表明，在第8 h時，酮洛芬藥物在pH值為1.2或6.8的累計藥物釋放率分別達到93.8%、79.7%，該載體材料緩釋效果良好［3］。除此之外，制備了一種承載抗菌肽（HHC-36）的聚乳酸（PLA）纖維材料，并研究其性能。試驗結果表明，該纖維材料對HHC-36的藥物緩釋效果以及抗菌性能良好［4］。聚乳酸（PLA）和聚乙烯醇（PEG）均擁有良好的生物相容性以及可降解性，而白藜蘆醇是一種藥理作用較多的經濟性藥物，基于此，本試驗以不同混紡比例的聚乳酸（PLA）和聚乙二醇（PEG），制備了一種承載白藜蘆醇的PEG/PLA多孔復合材料，并優化對靜電紡絲工藝參數，研究材料性能。

1 試驗部分

1.1 材料與設備

主要材料：聚乳酸（AR）（江蘇鴻錦祥新材料，PLA）；聚乙二醇（AR）（廣州聯成化工，PEG）；白藜（AR）（長沙晟禾生物工程，Cur）；三氯甲烷（AR）（廣州和為醫藥科技，CF）；N-甲酰二甲胺（AR）（廣東科密歐試劑，DMF）。

主要設備：IT6722A型高壓直流電源（東莞市舒康電子）；G10型注射泵（山東賽思特流體控制系統）；JRJB型攪拌器（成都源立機械）；RD1020型電子天平（深圳市榮達儀器）；DV2T型黏度計（上海寶派環保科技）；YCQB02E型電導率儀（深圳市龍崗區遠創器表）；D8型X射線衍射儀（深圳市鴻永精儀科技）；DH091A型孔隙測試儀（寧波大禾儀器）。

1.2 試驗方法

1.2.1 混紡溶液的制備

（1）用電子天平稱取適量的聚乳酸、聚乙二醇以及白藜蘆醇，然后按照9∶1的溶劑配比稱取適量的三氯甲烷和N-甲酰二甲胺；

（2）將稱量好的溶質和溶劑放入棕色磨口瓶中，先用玻璃棒初步攪拌混合，然后用攪拌器對棕色磨口瓶中的混合溶液進行攪拌，攪拌處理時間為3 h；

（3）瓶中的聚乳酸全部溶解后，棕色磨口瓶中的溶液呈現淡黃色，并且均勻無雜質，用于后續靜電紡絲工藝。本混紡溶液配置后應立即使用，不單獨久存。

1.2.2 靜電紡絲工藝

（1）本工藝在溫度20 ℃、相對濕度60%的環境下進行。先將1.2.1中獲得的混紡溶液，裝入注射器內，注射器的噴射口內徑和容量分別為0.7 mm、10 mL;（2）注射器中裝好混紡溶液，在注射泵上安裝好，準備好直流高壓電源，將電源正極連接到注射器的噴射口，負極連接到實驗接收板，然后用鋁箔將實驗接收板覆蓋;

（3）檢查實驗裝置，保證實驗裝置的安全可行性，然后將注射泵打開，調節紡絲溶液的流量，當注射器中的溶液開始緩慢流出后，打開高壓電源，然后調節適當的電壓，進行靜電紡絲試驗;

（4）紡絲完成后，先將電壓調至零，再切斷高壓電源，然后將實驗接收板上鋁箔處的纖維以及纖維膜取下，獲得復合材料，貯存備用。

1.3 性能測試

1.3.1 黏度試驗

通過黏度計對混紡溶液試樣進行測試，分析材料的黏度。

1.3.2 電導率試驗

通過電導率儀對混紡溶液試樣進行測試，分析混紡溶液的電導率。

1.3.3 X射線衍射（XRD）試驗

通過衍射儀對試樣進行XRD測試。

1.3.4 孔徑測試

將復合材料試樣處理為圓形試樣，直徑和厚度分別為25 mm、10 μm，再用POROFIL液體將試樣浸潤，通過孔隙測試儀對試樣進行測試，分析復合材料的孔徑情況［5］。

2 結果與分析

2.1 混紡溶液分析

根據1.3.1和1.3.2中的測試方法，對不同混紡比例的混紡溶液進行分析，測試結果見表1。

由表1可知，當混紡溶液中的PEG含量減少，而PLA含量增多時，混紡溶液的黏度不斷增大，而電導率不斷減小。發生這種現象的原因是，聚乙二醇具備較小的分子量和較強的親水性，因此，當混紡溶液中的聚乙二醇含量減少時，溶液的黏度相應變大，而電導率相應減小［6-7］。當PEG/PLA為1∶6或1∶8時，混紡溶液黏度、電導率較為適宜。

2.2 不同混紡比例的復合材料分析

本試驗針對不同混紡比例PEG/PLA下制備的多孔復合材料進行分析，研究最適宜的PEG/PLA混紡比例。

2.2.1 X射線衍射分析

圖1為XRD分析的結果。

由圖1可知，對于不同混紡比例PEG/PLA下制備的多孔復合材料，當材料中PEG的含量增多時，材料XRD圖譜中的特征峰呈現不斷增強的變化，并且，在12°～30°內，特征峰較明顯，這表明，本試驗制備的PEG/PLA多孔復合材料能良好地承載白藜蘆醇等藥物；除此之外，復合材料中PEG的（010）晶面結構以及PLA的（015）晶面結構，分別在16.88°、22.58°處產生特征峰［8-10］。綜上，本試驗制備的復合材料中存在PEG和PLA。

2.2.2 多孔結構分析

表2為在不同混紡比例PEG/PLA下的多孔復合材料孔徑情況。

由表2可知，當復合材料中的PEG含量減少時，材料的孔徑尺寸基本上呈現增大的現象，而孔總數量則呈現減少的趨勢。對于混紡比例PEG/PLA為1∶6或1∶8的復合材料，其孔徑尺寸相對較大，而孔總數量則較少。發生這些現象的原因是，當PEG/PLA以1∶6或1∶8的比例加入到復合材料中時，材料中會形成一種多孔的纖維膜，其中的纖維直徑較大，從而引起材料中孔徑大小等改變［11］。綜上，當混紡比例PEG/PLA為1∶6或1∶8時，復合材料中的孔徑較大，孔總數量較為適宜，材料具備良好的多孔結構。

2.3 靜電紡絲工藝優化

2.3.1 紡絲電壓

圖2為在靜電紡絲工藝中，選擇混紡比例PEG/PLA為1∶8，保持其他條件不變，不同紡絲電壓下制備的復合材料中纖維平均直徑變化影響結果。

由圖2可知，當紡絲電壓從8 kV逐漸增大到20 kV時，復合材料中纖維的平均直徑基本上先增大，然后減小，之后繼續增大。當工藝過程中的電壓升高至10 kV時，纖維平均直徑最大為430.23 nm；當工藝過程中的電壓繼續升高至14 kV時，纖維平均直徑最小為323.35 nm。究其原因主要是，當紡絲電壓增大時，在復合材料制備過程中的電場強度增高，使材料中的帶電射流受到較大的靜電力，因此，帶電射流在電場中受到的牽引力增大，所以，纖維直徑變小；然而，在靜電紡絲工藝中的紡絲電壓過高，會使材料中的帶電射流受到過大的靜電力，帶電射流的鞭動效果加大，因此，材料中的纖維直徑不斷增大［13］。而在混紡比例PEG/PLA為1∶8情況下，復合材料已具備良好的多孔結構，綜上，本試驗選擇的紡絲電壓為14kV，此時，材料中的纖維平均直徑較小，并且纖維的均一性良好。

2.3.2 紡絲距離

在靜電紡絲工藝中，本試驗選擇混紡比例PEG/PLA為1∶8，保持其他條件不變，測試不同紡絲距離下復合材料中纖維平均直徑的變化情況，結果如圖3所示。

由圖3可知，當紡絲距離從9 cm增至21 cm時，各復合材料中的纖維平均直徑呈現波動變化。當紡絲距離為15 cm或18 cm時，纖維平均直徑相對較小，分別為324.54、289.67? nm，但紡絲距離為18 cm時的纖維均一性相對較差；當工藝工程中的紡絲距離為12 cm時，復合材料中的纖維平均直徑達到最大值，為641.58 nm。發生這些現象的原因是，當紡絲距離較小時，噴射流在空氣中的運動時間太短，因此，電場對纖維的牽伸作用時間太短，使材料中的溶劑揮發較少而殘留在材料中，從而對纖維的固化成型產生影響，因此，纖維直徑增大；而當紡絲距離不斷增大時，電場對纖維的牽伸作用時間也相應增加，使材料中的纖維得到較好的拉伸作用，因此，纖維直徑變小；但是，當紡絲距離過大時，作用于纖維上的電場強度變小，電場對纖維的拉伸作用減弱，因此，纖維直徑再次變大［14-15］。而在混紡比例PEG/PLA為1∶8情況下，復合材料已具備良好的多孔結構，同時，考慮到纖維直徑的均一性，本試驗選擇的紡絲距離為15 cm。

2.4 應用效果

根據以上試驗結果，本試驗以1.8的PEG/PLA混紡比例，靜電紡絲工藝參數中的電壓、距離分別為14 kV、15 cm，同時以3%含藥量在材料中加入白藜蘆醇，制備一種糖藥物承載的多孔復合材料。該多孔復合材料的具體應用效果以及與無孔纖維材料的對比情況，如圖4所示。

由圖4可知，在其他條件相同的情況下，與無孔纖維材料相比，本實驗制備的PEG/PLA多孔復合材料承載藥物白藜蘆醇時，其累計藥物釋放率基本上高于無孔纖維材料。這些現象表明，本試驗制備的PEG/PLA多孔復合材料具備良好的孔隙結構和較大的比表面積，其中的纖維多孔表面可以吸附更多的糖藥物，因此，該材料對糖藥物的承載量更多，同時，控制多孔材料的孔隙情況，還可以控制糖藥物的釋放速度，有利于藥物的有效利用。綜上，本試驗制備的PEG/PLA多孔復合材料承載糖藥物時，應用效果良好。

3 結語

（1）PEG/PLA多孔復合材料中存在PEG和PLA，且可以承載白藜蘆醇等藥物;

（2）最佳PEG/PLA混紡比例為1∶8，此時，混紡溶液粘度和電導率分別為146 MPa·s、0.253 μs/cm，材料孔徑尺寸和孔總數量分別為2.39～3.98 μm、4.6×107cm2;

（3）在靜電紡絲工藝參數中，最佳電壓、距離以及流速分別為14 kV、15 cm和0.6 mL/h;

（4）在最佳參數下，本試驗制備的PEG/PLA多孔復合材料對糖藥物的承載以及藥物釋放效果良好。但本試驗也有一些不足，后續會在多種糖藥物或不同糖藥物含量下，對該材料的作用效果進行研究。

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收稿日期：2023-05-10；修回日期：2023-10-19

作者簡介：鄧小菊（1987-），女，本科，主管護師，主要從事醫療設備應用和醫院護理研究；E-mail：492209100@qq.com。

引文格式：鄧小菊.一種新型的糖藥物承載多孔復合材料及應用護理效果［J］.粘接，2023，50（11）：106-109.