静电喷法制备封闭多结构复合纳/微米微球药物载体的研究

针对多孔高分子微球制备过程复杂，载药后封孔难和过程复杂的问题，本项目以"一步法"制备封闭多结构复合纳/微米微球为研究目标，采用静电喷法和纳米介孔二氧化硅装载药物相结合的技术，研究制备封闭多结构复合纳/微米微球药物载体，以及装载不同性质药物的封闭多结构复合载药微球及其体外释放。在优化结构和载药的同时，着重解决静电喷参数和二氧化硅特性对复合微球内部结构影响规律，以及二氧化硅表面基团、药物种类、微球结构等对药物释放的影响规律。项目预期将揭示：制备参数调控微球多结构的规律；实现制备方法调控微球内部结构，结构调控药物释放；建立封闭多结构载药微球的制备和释放模型。项目的研究成果对于多孔载药微球研究具有重要的意义，可以为多结构微/纳米微球的制备及微球的功能化应用提供科学依据。

针对多孔高分子微球制备过程复杂，载药后封孔难和过程复杂的问题。本项目系统研究静电喷法制备生物可降解高分子微球，制备封闭多结构复合纳/微米微球，考察其作为抗粘附涂层和药物载体的特性。.首先，静电喷雾技术制备聚乳酸（PLA）微球，系统研究各电喷工艺参数（浓度、电压、收集距离和流速）对于电喷微球的表面特性和粒径的影响规律。研究发现静电喷过程中电喷微球的表面官能团会发生重新排列。低结合能官能团（甲基）在微球表面富集，高结合能官能团（亚甲基和酯键）分布在微球亚表层。随溶液浓度、流速增大，微球的粒径及zeta电位呈单调上升趋势，随喷射电压、接收距离增大，微球的粒径及zeta电位呈单调下降趋势。其次，采用共溶剂静电喷法制备了具有凸凹结构的PLA和改性二氧化硅纳米颗粒（MSN）复合涂层，研究涂层的亲疏水性以及其表面抗细胞和细菌粘附的性能。研究结果表明该共溶剂电喷技术能将MSN完全包裹在PLA微球内部，并在PLA微球表面形成凹凸结构，增加了涂层的表面粗糙度和疏水性。低结合能的疏水性甲基基团富集在颗粒表面使得涂层表面表现出超疏水性能。细胞和细菌粘附实验结果表明电喷PLA-MSN复合涂层具有初期的抗细胞和细菌粘附的特性。再次，采用共溶剂电喷技术制备了PLA和载布洛芬改性介孔二氧化硅纳米颗粒（MMS-IBU）的复合微球。通过调节制备参数，可以将载药介孔二氧化硅完整的包裹在静电喷PLA微球中，并可实现可控调节微球中药物含量、介孔颗粒含量等。相对于常规的静电喷载药颗粒，静电喷复合颗粒中药物释放表现出更加缓慢的释放速率，20天内只释放15%-30%的药物。此外，介孔二氧化硅内药物包裹量以及静电喷颗粒内二氧化硅的量可以调控药物的释放速率。.综上所述，本项目通过实验研究与理论分析，系统研究了电喷微球表面性能与电喷工艺参数的关系，通过静电喷法制备PLA和MSN复合微球，并研究其在生物医药领域的应用，开拓了一种新型的制备复合微球方法，为拓展静电喷法在生物医用领域的应用奠定了基础。.此外，本项目还将静电喷复合颗粒延伸到静电纺复合纤维，提出一种可以长效释放药物到100天以上的静电纺载药纤维，并将其应用到预防肌腱粘连中。作为本项目的拓展研究，本项目还开展静电纺纤维作为防组织粘连膜、预防瘢痕增生和食管支架表面给药系统等研究，从而将静电喷技术和静电纺纤维技术从基础研究推向应用研究和产品开发。