玉米醇溶蛋白-层状双金属氢氧化物复合体系的聚集行为及其在疏水型药物控释中的应用研究

As an important kind of hydrophobic natural macromolecules, zein are widely used in drug delivery system because of great biocompatibility, bioavailability and biodegradability. But the application of zein are limited for the poor mechanical characteristics and lack of pressuretightness. To solve these problems, LDH nanosheets are added to the solution of zein to form aggregation systems. As well, the phase diagram and the interaction of zein and nanosheets are investigated to improve basic data. The mechanism is investigated while the properties of zein are improved for the “bridge” action of LDH nanosheets. Finally, curcumin are also encapsulated in the hybrid films to examine the effectiveness as drug delivery system. This project provide theoretical foundation for the application of hydrophobic macromolecules and LDH nanosheets.

玉米醇溶蛋白是一种从玉米中提取，具有良好生物相容性、利用度和生物体内易降解的疏水天然大分子，在药物负载、食品保鲜等领域应用广泛；但是力学性能差、薄膜或纤维脆性高、气密性有限的缺点在很大程度上限制了实际使用。为解决上述问题，基于申请人前期LDHs纳米片功能性组装工作的研究基础，本项目拟在玉米醇溶蛋白中加入表面修饰的LDHs纳米片，研究二者聚集过程，构筑杂化材料并探讨其尺寸、形貌和性能的变化。基于二者的聚集行为，探索疏水大分子与二维纳米片的相互作用，探究组装机理以及结构与性能之间的构效关系，以期通过LDHs纳米片的“桥联”作用增强玉米醇溶蛋白的力学性能和气密性。最后，以姜黄素、为模型药物，制备杂化薄膜，考察纳米片的加入对玉米醇溶蛋白包封效率和释放行为的影响。本项目所得结果为疏水大分子和无机纳米片的应用拓展提供数据基础和理论支持，有利于二者的性能改善和有效开发。

层状双金属氢氧化物（ Layered Double Hydroxides， LDHs），又称类水滑石Hydrotalcite-like Compounds， HTlc），是由二价和三价金属离子如镁离子、铝离子等组成的具有水滑石层状结构的氢氧化物。 LDHs 具有独特的层状晶体结构、良好的生物相容性、 pH 响应性和可控药物缓释效果，可广泛应用于药物或生物分子载体领域。但药物-LDHs 杂化物分散性较差、释放调控性差等缺点限制了层状双金属氢氧化物在临床上的实际应用。为了解决这些问题，本项目在成功制备药物-LDH纳米杂化物的基础上，使用玉米醇溶蛋白和海藻酸钠等对与其进行复合，构筑杂化材料，以期有效改善天然大分子的稳定性和LDH的药物控释性能。通过对复合材料微观结构、形貌、热稳定性、药物缓释行为等的表征，综合评估此类复合体系作为新型药物输送体系的应用前景，为口服类药物负载体系的开发提供思路。