發(fā)布時(shí)間：2020-01-22所屬分類：醫(yī)學(xué)論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要:目的以聚L-乳酸為成纖維材料，靜電紡絲法制備載有壬苯醇醚的，具有一定緩釋特征的外用避孕纖維膜。方法將壬苯醇醚與聚L-乳酸共同溶解于二氯甲烷中得均相溶液后靜電紡絲，對所得纖維膜采用掃描電子顯微鏡、廣角X-射線衍射、差示熱分析、傅里葉變換紅外光
摘要:目的以聚L-乳酸為成纖維材料，靜電紡絲法制備載有壬苯醇醚的，具有一定緩釋特征的外用避孕纖維膜。方法將壬苯醇醚與聚L-乳酸共同溶解于二氯甲烷中得均相溶液后靜電紡絲，對所得纖維膜采用掃描電子顯微鏡、廣角X-射線衍射、差示熱分析、傅里葉變換紅外光譜等方法進(jìn)行表征，分析壬苯醇醚與聚L-乳酸的復(fù)合狀態(tài)，紫外分光光度法測定從纖維釋放至介質(zhì)中的壬苯醇醚量，繪制釋放曲線并對其進(jìn)行擬合。結(jié)果所得產(chǎn)品為微米級無紡纖維，壬苯醇醚與聚L-乳酸有著較好的復(fù)合。壬苯醇醚有一定量的突釋，并呈現(xiàn)8h的緩釋期。隨著復(fù)合量的增高，其在相同時(shí)間點(diǎn)的百分釋放量降低，釋放曲線可以用Freundlich和Peppas方程進(jìn)行擬合。結(jié)論所得電紡纖維膜的形態(tài)和釋放行為滿足作為新型理想外用殺精子藥劑進(jìn)行使用的條件。
關(guān)鍵詞:壬苯醇醚;纖維;靜電紡絲;聚L-乳酸;緩釋
5000多年前，古埃及婦女將金合歡穗纖維精磨后混以動植物避孕成分置入陰道用來避孕，這是第一種載活性成分的纖維形態(tài)的藥劑。受其啟發(fā)，擬采用靜電紡絲技術(shù)制備一種載避孕成分壬苯醇醚(nonoxinol，NNX，結(jié)構(gòu)式見圖1A)的纖維。近十多年來，人們采用靜電紡絲技術(shù)制備載藥的微、納米級的纖維來對藥物進(jìn)行控制釋放，其外觀為無紡薄氈，十分適合體內(nèi)植入、體表皮膚粘膜貼敷及腔道充塞給藥[1-3]。制備該類載藥纖維一般選擇人體相容性好的、無毒的聚氧乙烯、聚乙烯醇、脂肪族聚酯等，這其中采用脂肪族聚酯等疏水的高分子制成的電紡纖維對包裹的藥物會有緩釋作用，可以達(dá)到特殊的藥劑學(xué)目的[4-6]。
NNX為一種外用的非離子型表面活性劑殺精子劑，其與水可以以任意比例混溶，已經(jīng)上市的制劑一般為由親水的線形高分子材料如聚乙烯醇等為基材形成的膜劑，或者以水性基質(zhì)載藥系統(tǒng)如水凝膠[7-9]。NNX發(fā)揮作用的機(jī)理為與精子細(xì)胞膜作用是使得膜的通透性增加，內(nèi)容物漏出導(dǎo)致精子死亡。同樣的，其亦可對其他種類的細(xì)胞膜起作用，比如導(dǎo)致婦女陰道上皮細(xì)胞損傷而引起刺激。其現(xiàn)有劑型也會有使用不便、儲存穩(wěn)定性差、藥效時(shí)間短等問題的出現(xiàn)，故可以考慮進(jìn)一步開發(fā)其他劑型。
以最常使用的聚L-乳酸(polyL-lacticacid，PLLA，結(jié)構(gòu)式見圖1B)包裹NNX，期望得到一種能在一定程度上緩釋NNX的纖維，規(guī)避該化合物和其現(xiàn)有制劑的缺點(diǎn)。
1儀器與材料
靜電發(fā)生器(杭州旭強(qiáng)涂裝儀器廠)，廣角X-射線衍射儀(日本Rigaku，UltimaIV)，差示熱分析儀(德國Netzsch，DSC200F3)，紅外光譜(日本Shimadzu，IRAffinity-1)，紫外-可見分光光度計(jì)(日本Shimadzu，UV-VIS2550)，恒溫空氣浴搖床(THZ-82A型，浙江金壇天竟實(shí)驗(yàn)儀器廠)。
壬苯醇醚(分析純，大連美侖生物科技)，月桂醇-聚L-乳酸(相對分子量為20萬，山東藥學(xué)科學(xué)院)，二氯甲烷(分析純，天津大茂化學(xué)試劑廠)，去離子水(杭州娃哈哈集團(tuán))。
2方法
2.1靜電紡絲及形態(tài)觀察
將NNX和PLLA溶解在二氯甲烷中，磁力攪拌5h得無色、透明、均一的紡絲溶液，用二氯甲烷定容至10mL得到3份待紡絲溶液。其中PLLA的用量均為0.6g，NNX的用量分別為0.12、0.24、0.48g，即NNX占PLLA的質(zhì)量比分別為20%、40%、80%，由此3個(gè)處方得到的產(chǎn)品分別命名為F20、F40、F80。借此考察不同載量的NNX對電紡纖維形態(tài)及其本身的釋放行為的影響。由于NNX為一種表面活性劑，有助于降低PLLA二氯甲烷溶液的表面張力，故Taylor錐的形成和在電場下的進(jìn)一步紡絲都十分順利，體系中沒有也無需再添加其他導(dǎo)電物質(zhì)輔助電紡纖維的形成，即體系中只含有活性藥物NNX和基質(zhì)材料PLLA[10]。
紡絲條件如下:紡絲電壓為15000V，供液速度為(2.5±0.5)mL/h，針尖與錫箔平面之間的距離即紡絲距離為15cm，空氣溫度為(25±2)℃，空氣相對濕度為60%。發(fā)現(xiàn)從噴絲口流出的紡絲液在電場力的作用下以高速不規(guī)則的螺旋軌跡運(yùn)行，在接收板上織構(gòu)成無紡纖維薄氈，紡絲完畢后約0.2mm厚的氈膜。揭下纖維膜后，(35±5)℃下真空抽干48h，按照一定規(guī)格剪刀切成小片后進(jìn)行表征，藥物釋放等研究[11-13]。
2.2物理表征
2.2.1X-射線衍射
剪下5cm×5cm纖維膜固定在鏤空的金屬片上并置于廣角X-射線衍射儀，室溫下測試，掃描范圍:5°～60°，掃描速率:2°/min。
2.2.2差示熱分析
稱量10mg纖維氈膜，置于差示熱分析儀氮?dú)饬鞅Ｗo(hù)下溫度量程從25～400℃，升溫速率:5℃/min。
2.2.3傅里葉變換紅外光譜
取溴化鉀粉末200mg，加入待測樣品1mg中，置丙酮清洗并用紅外燈烘干的瑪瑙研缽中，研細(xì)后置入組裝的壓片裝置中，以80MPa的壓力在壓片機(jī)下壓片5min，得到溴化鉀片，放入樣品槽，在測定選項(xiàng)下點(diǎn)擊樣品測試按鈕進(jìn)行掃描。
2.3藥物釋放
2.3.1含量分析方法
采用紫外分光光度法測定釋放介質(zhì)種NNX的含量。分別配制16、32、100、160、225、250、350、400μg/mL系列濃度NNX的純水溶液，采用紫外-可見分光光度計(jì)在200～600nm范圍內(nèi)掃描，通過檢測最大吸收波長處不同濃度的NNX水溶液的吸光度，建立回歸系數(shù)高的工作曲線，用于定量測定釋放介質(zhì)中NNX的含量[14]。
分別配制400、350、250、225、160、100、32、16μg/mL系列濃度NNX的純水溶液，采用紫外-可見分光光度計(jì)在200～600nm范圍內(nèi)掃描，通過檢測最大吸收波長處不同濃度的NNX水溶液的吸光度，建立回歸系數(shù)高的工作曲線，用于定量測定釋放介質(zhì)中NNX的含量。
2.3.2釋放曲線繪制及擬合
將樣品剪切成約5cm×5cm正方形條，使得每片的質(zhì)量約為(200±5)mg，浸入10mL純水釋放介質(zhì)中。置于恒溫空氣浴搖床中在37℃，100r/min條件下振搖釋放。在設(shè)定的時(shí)間點(diǎn)0.25、0.5、1、2、4和8h取出全部釋放介質(zhì)，同時(shí)補(bǔ)充同溫等量介質(zhì)。并按照2.3.1的方法測定NNX的含量。計(jì)算每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的NNX釋放量，繪制出相對釋放百分率對時(shí)間t的曲線，并采用Freundlich和Peppas方程式對所得曲線進(jìn)行擬合[11-13]249-255，82-88，155-162。
3結(jié)果與討論
3.1纖維形態(tài)
所制得的纖維膜在外觀上均為純白色，將其剪切成1mm×3mm小片后用導(dǎo)電膠固定在載玻片上并用金真空蒸鍍后電鏡觀察。圖2為不同載藥量纖維氈在不同放大倍率下的微觀形態(tài)，發(fā)現(xiàn)得到了直徑均一無珠子結(jié)構(gòu)的纖維，由于NNX是一種較好的表面活性劑，故在PLLA的二氯甲烷單溶劑中其亦能夠順利形成纖維，這在已有文獻(xiàn)中亦能夠發(fā)現(xiàn)[10-12]227-231，249-255，82-88。并且，纖維表面光滑，無結(jié)晶狀或塊狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。同時(shí)發(fā)現(xiàn)在纖維交叉的部分有相互融合的現(xiàn)象，這可能是由于紡絲用的二氯甲烷在短時(shí)間內(nèi)沒有完全揮發(fā)使得在纖維交叉處黏連導(dǎo)致的，這使得纖維在二維平面上無規(guī)則織構(gòu)，并層層累積形成三維薄片狀無紡膜，這有利于增強(qiáng)纖維的機(jī)械強(qiáng)度，使其有利于作為一種外用貼敷制劑進(jìn)行使用。
3.2壬苯醇醚的包裹
聚L-乳酸的X-射線衍射圖譜有兩個(gè)非常明顯的特征峰，在載NNX的PLLA電紡纖維中并沒有出現(xiàn)，但是載NNX40%和80%的PLLA纖維在16.8°處衍射強(qiáng)度增強(qiáng)。說明NNX復(fù)合量的增高提高了PLLA的結(jié)晶性，這可能會導(dǎo)致包裹在其中的NNX出現(xiàn)百分釋放率降低的結(jié)果。差示熱分析圖譜上的特征峰全部為PLLA的峰，包括150～200℃的熔化峰和250～380℃的分解峰。其受到復(fù)合入纖維的NNX的影響，表現(xiàn)在熔化峰和分解峰的極大值均向低溫移動，尤其是分解峰極值的移動大于20℃。這說明NNX的存在降低了PLLA的結(jié)晶性，這提示兩者之間有著較好的復(fù)合乃至較強(qiáng)的結(jié)合。傅里葉變換紅外光譜的結(jié)果顯示當(dāng)NNX復(fù)合量為20%時(shí)，PLLA的特征峰均幾乎消失，當(dāng)NNX復(fù)合量為40%和80%時(shí)，呈現(xiàn)出強(qiáng)度不大的PLLA特征峰，特征峰的幾乎消失說明NNX與PLLA復(fù)合良好[10-12]227-231，249-255，82-88，而微弱呈現(xiàn)說明NNX與PLLA發(fā)生了一定的離析。
綜合以上兩個(gè)表征的結(jié)果不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)NNX復(fù)合量增高后，纖維表面結(jié)晶性由弱變強(qiáng)，內(nèi)部的結(jié)晶性由強(qiáng)變?nèi)酰鳱NX是無結(jié)晶性的分子，提示NNX的復(fù)合量在增高后其可能更多的分布于纖維的內(nèi)部，并且相當(dāng)一部分的NNX與PLLA發(fā)生了一定程度的離析。
3.3壬苯醇醚含量測定和釋放曲線
系列濃度的NNX水溶液在200～600nm內(nèi)掃描后，得系列掃描曲線如圖6A，發(fā)現(xiàn)在276nm處NNX的濃度與吸光度有著較好的線性關(guān)系，以NNX的濃度為橫坐標(biāo)，選擇與之相對應(yīng)的276nm處的吸光度值為縱坐標(biāo)得系列坐標(biāo)點(diǎn)，得到工作曲線如圖6B，擬以此作為釋放介質(zhì)中NNX的定量依據(jù)。
3種不同的纖維膜中NNX的絕對釋放量如圖5A。可以發(fā)現(xiàn)，各種纖維均在15min后有一定的釋放量，在4h內(nèi)呈現(xiàn)明顯的緩釋相，在4～8h幾乎進(jìn)入平臺期，隨著壬苯醇醚載量的增高，其絕度釋放量也逐漸有所增高。但是，將絕對釋放量換算成百分釋放量可以發(fā)現(xiàn)，隨著載量的升高，其百分釋放量和相同時(shí)間點(diǎn)的百分釋放率并不隨之增高，而是隨之降低，即載量越高，不能釋放的壬苯醇醚比例就越多。引起此種現(xiàn)象的原因可能是紡絲液內(nèi)部的NNX發(fā)生了自組裝。由于紡絲液為PLLA的二氯甲烷溶液呈現(xiàn)疏水性，故較高載量時(shí)，相當(dāng)部分的NNX可能在紡絲液內(nèi)部形成反膠束，即NNX的聚乙二醇親水部分聚集在膠束內(nèi)部并有可能與聚酯的酯鍵部分或二氯甲烷中的微量水分子通過氫鍵等作用力較強(qiáng)的鍵相互作用，疏水的壬苯基則在膠束的外部，阻止水分子對其滲透和溶解。可以發(fā)現(xiàn)，3.2中物理表征的結(jié)果對上述結(jié)果和推測有所佐證。
從有較大的突釋、突釋過后具有明顯的緩釋期、百分釋放量隨著其本身載量的增高而降低等若干事實(shí)可以初步推斷NNX在纖維中以三種基本情況存在:一部分NNX在纖維外周存在并且與PLLA的作用并不強(qiáng)，當(dāng)纖維浸入到水中后，這些NNX分子會首先在較短的時(shí)間內(nèi)釋放出去導(dǎo)致突釋。第二種是在纖維較內(nèi)部處存在，并且與PLLA的作用亦不強(qiáng)，在浸入到水中后，其從纖維內(nèi)部通過擴(kuò)散機(jī)制緩慢釋放形成釋放曲線的緩釋相。第三種是形成了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，在本論文設(shè)定的時(shí)間段內(nèi)并不隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行而溶解釋放，在釋放曲線上形成了平臺期。并且有相當(dāng)部分仍滯留在纖維中，尤其是這種現(xiàn)象隨著其載量的增高而越發(fā)明顯，形成了載量越高而釋放百分率越低的現(xiàn)象[15]。
相關(guān)知識推薦：主治醫(yī)師評副高的學(xué)術(shù)成果要求
學(xué)術(shù)成果是評職人員進(jìn)行職稱評定必備的條件之一，且職稱級別越高，對評職人員在學(xué)術(shù)成果方面要求越高。本文小編以主治醫(yī)師評副高的學(xué)術(shù)成果為例，給大家介紹下，供大家參考。
為了研究多西紫杉醇的釋放機(jī)理，采用Freundlich方程式和Peppas方程式對釋放曲線進(jìn)行了擬合，結(jié)果見表1。可以發(fā)現(xiàn)，對兩種方程式擬合后Freundlich方程式主要描述材料表面小分子的吸附和逆吸附過程，有研究發(fā)現(xiàn)，在水溶性表面活性劑復(fù)合的脂肪族聚酯電紡纖維中，前者從后者中的釋放符合逆吸附方式，提示有相當(dāng)多的表面活性劑在纖維表面以及靠近纖維表面的部位存在。從表1的結(jié)果看，本文中的NNX復(fù)合PLLA電紡纖維中前者的釋放即遵循該機(jī)理。在局部給藥時(shí)，一般需要較大的突釋量，以使得病灶組織種藥物達(dá)到一個(gè)較高濃度，為后續(xù)藥物的逐漸釋放并且在局部組織保持足量的藥物濃度提供了基礎(chǔ)。但是，亦有相當(dāng)量的NNX在相當(dāng)長的時(shí)間后沒有釋放出來，提示該部分的NNX存在于纖維斷面深部，甚至較靠近圓心的部位，并且與PLLA復(fù)合緊密。所以難以被溶出纖維。
Peppas方程式主要描述在水不溶性高分子基質(zhì)中水溶性藥物的釋放行為。從表1的結(jié)果看，其擬合系數(shù)亦較高。但發(fā)現(xiàn)指數(shù)n均小于0.5，相比于常見的數(shù)值小很多。本文首次采用Peppas方程式對從電紡纖維中表面活性劑的釋放曲線進(jìn)行擬合，指數(shù)n的具體意義和對進(jìn)行設(shè)計(jì)的指導(dǎo)還有待進(jìn)一步的研究。該結(jié)果提示了當(dāng)NNX復(fù)合量較多時(shí)，其進(jìn)一步地深入到PLLA內(nèi)部，繼表面和近表面部位NNX的釋放后，較內(nèi)部的NNX通過擴(kuò)散機(jī)理從纖維橫截面的較深部位緩慢擴(kuò)散移動至邊緣并釋放形成緩釋相，故能夠用Peppas方程式擬合。
綜上不難發(fā)現(xiàn)，從NNX的釋放曲線佐證了物理表征的結(jié)果，并可以依此推測NNX在電紡纖維橫斷面中的存在位置和復(fù)合情況。
4結(jié)論
本研究通過NNX與聚L-乳酸共同溶解形成均相溶液后紡絲的方法將前者包裹在后者中，并通過后者的疏水性所引起的阻止擴(kuò)散機(jī)理對前者進(jìn)行緩釋，得到了能夠緩釋NNX的無紡纖維氈。根據(jù)NNX釋放的結(jié)果可以得到以下三點(diǎn)結(jié)論:(1)NNX的釋放不但符合Pappas擴(kuò)散方程式，還符合Freundlich方程式，據(jù)此分析被載的NNX有相當(dāng)一部分存在與纖維表面及靠近纖維表面的部分;(2)隨著NNX載量的升高，其并沒有向纖維表面或靠近纖維表面的部位分布，而是繼續(xù)分布于纖維內(nèi)部，所以經(jīng)過換算后其釋放的NNX與包裹的NNX，即百分釋放量不升反降;(3)被載的NNX有相當(dāng)一部分與聚L-乳酸結(jié)合牢固，不能在設(shè)定的釋放時(shí)間內(nèi)釋放，是其不能釋放完全的原因。
通過靜電紡絲的方法將表面活性劑包裹在脂肪族聚酯中的研究方興未艾，本文中NNX復(fù)合的PLLA電紡纖維優(yōu)點(diǎn)有二:(1)由于被擔(dān)載的物質(zhì)本身即能夠降低液滴表面張力，故該種體系中不需再添加額外的表面活性劑來保持Taylor錐的順利形成和纖維直徑的均勻性;(2)相比于Poloxamer188復(fù)合的PLLA電紡纖維，其緩釋相較為明顯，且突釋較小。可以作為一種陰道用避孕藥劑進(jìn)行進(jìn)一步研究開發(fā)。
