同轴载姜黄素抗氧化缓释纳米纤维膜的制备及其性能研究

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姜黄素(Cur)是一种天然多酚类药物,具有优异的药理作用,如抗氧化、抑菌、抗炎和抗肿瘤等,但是Cur的水溶性低、稳定性差,不易被生物体吸收。纳米纤维具有独特的物理结构,作为药物载体能起到高效的载药、包封及优异的缓释效果。静电纺丝是目前最常用的纳米纤维制备方法,将其装置进行简单改动即可制备具备核壳结构的同轴纳米纤维,操作简单方便,影响因素却繁多而复杂。本文以Cur作为药物,淀粉(St)与聚乙烯醇(PVA)作为基材,使用流延法、单轴静电纺丝法和同轴静电纺丝法分别制备三组载Cur抗氧化缓释膜并对其进行测试表征,分析Cur释放行为,对比不同方法制备的载Cur抗氧化缓释膜在结构和性能上的差异。研究发现制备方法对载Cur膜的化学组分没有产生影响,流延膜因各组分之间共混更紧密而具有较高的热稳定性,反之纤维膜在表面润湿性方面占优。微观形貌表明同轴纤维膜具有独特的核壳纤维结构,相比于另外两组具备较高的载药率、包封率、溶胀率与较小的溶解率。同轴载Cur纤维膜在抗氧化与缓释性能上均优于流延膜与单轴纤维膜。载药量的增加不会改变同轴纤维的化学组分,但各组分之间氢键作用加强,热稳定性提升。通过微观形貌观测,随着Cur含量的增加,纤维的直径先减小后增大,分布由杂乱变规整而后又变杂乱。当Cur含量为St的9wt%时,纤维膜的整体形貌较规整,3 min时的水接触角为33°,溶胀率达到181.47%,表面润湿性与溶胀性良好,且DPPH自由基清除率达到91.15%,具有优异的抗氧化性能。对于同轴载药纤维,壳层起到支撑、保护的作用,以不同壳层流速制备同轴载Cur缓释膜,进一步研究该因素对载药膜的结构和性能影响。随着壳层流速的提升,核层厚度没有明显变化,而壳层厚度会先增大后减小。流速增加到0.8m L/h,纤维直径达到最大,为315.38 nm,且分布最规整,此时同轴载Cur缓释膜具有较优的表面润湿性与机械性能。载药膜的溶解率随着壳层流速的提升而增大,缓释方式不会改变,均属于Fick扩散方式,可以调控Cur的缓释效果。本研究对比了流延法、单轴静电纺丝法与同轴静电纺丝法制备的载Cur抗氧化缓释膜在结构和性能上的差异,证明同轴载Cur纤维膜具备最佳的综合性能。通过对载药量及壳层流速的调控,制备出具备较好机械性能、包封性能、抗氧化性能及缓释效果的同轴载Cur纳米纤维膜,在皮肤伤口敷料、体内药物植入等医学领域具有深远的意义。
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