载吲哚美辛纳米纤维的制备及其促伤口愈合性能

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.240195

摘要/Abstract

摘要：

吲哚美辛是一种非甾体抗炎药，具有解热镇痛和消炎等药理作用。然而，吲哚美辛的低水溶性、低生物利用率及其对胃肠道的刺激，严重制约了其在临床上的应用。针对上述问题，以尤特奇RS100、聚乙烯吡咯烷酮（PVP K30）为缓释基质，利用静电纺丝技术，制备了一种具有双相释放药物性能的载吲哚美辛核壳结构纳米纤维。通过正交设计实验优化的制备工艺参数为电压16.94 kV，接收距离11.02 cm，流速1.44 mL/h。该载药纳米纤维直径多分布于600~800 nm间，平均直径为（675±177） nm，形貌良好，呈现同轴结构，有利于吲哚美辛的双相释放。体外释放及初步药效学研究表明该载药纳米纤维能够持续释放25 h，仅需不到2 h即可释放出累计释放量的50%，具有速释、缓释双相释药性能，抗炎镇痛作用优良，能够有效促进伤口愈合。期望本研究能够为医用新型创伤敷料的发展提供参考。

关键词: 静电纺丝, 吲哚美辛, 缓释系统, 创伤敷料, 双相释药

Abstract:

Indomethacin is a nonsteroidal anti-inflammatory drug with pharmacologic effects such as antipyretic and analgesic and anti-inflammatory. However， indomethacin's low water solubility， low bioavailability and its irritation to the gastrointestinal tract have severely limited its clinical application. To address these problems， an indomethacin-loaded core-shell structured nanofiber with biphasic drug release properties was prepared by electrostatic spinning using Eutectic RS100 and polyvinylpyrrolidone （PVP K30） as a slow-release matrix. The parameters of the preparation process optimized by orthogonal design test were voltage 16.94 kV， receiver distance 11.02 cm and flow rate 1.44 mL/h. The diameter of the drug-loaded nanofibers was mostly distributed between 600~800 nm， with an average diameter of （675±177） nm， which had good morphology and coaxial structure， which was conducive to the biphasic release of indomethacin. In vitro release and preliminary pharmacodynamic studies have shown that the drug-loaded nanofibers can be continuously released for about 25 h， and release 50% of the cumulative release in less than 2 h， which has the performance of immediate-release and sustained-release biphasic release， excellent anti-inflammatory and analgesic effects， and can effectively promote wound healing. It is expected that this study can provide a reference for the development of new medical wound dressings.

Key words: Electrostatic spinning, Indomethacin, Sustained release system, Wound dressing, Biphasic drug release

中图分类号:

O636

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图/表 11

图1 （A）单轴静电纺丝和（B）同轴静电纺丝装置结构示意图

Fig.1 （A） Schematic diagram of the structure of uniaxial electrospinning and （B） coaxial electrospinning device

图2 单轴纺丝纤维在w（IDM+ERS100）为10%（A）、15%（B）和20%（C）下的纺丝形态；同轴纺丝纤维在w（IDM+PVP K30）为32%（D）、42%（E）和52%（F）下的纺丝形态

Fig.2 Spinning patterns of uniaxially spun fibers at w（IDM+ERS100） of 10% （A）， 15% （B） and 20% （C）， respectively and Coaxially spun fibers at w（IDM+PVP K30） of 32% （D）， 42% （E） and 52% （F）， respectively

图3 单轴纺丝纤维在1∶5（A）、1∶10（B）药聚质量比下的纺丝形态；同轴纺丝纤维在1∶1 （C）、1∶2（D）药聚质量比下的纺丝形态

Fig.3 Spinning morphology of uniaxially spun fibers at drug-polymerization ratios of 1∶5 （A） and 1∶10 （B）； Spinning morphology of coaxially spun fibers at drug-polymerization ratios of 1∶1 （C） and 1∶2 （D）

图4 单轴纺丝（A）电压和流速、（B）电压和接收距离和（C）流速和接收距离交互作用；同轴纺丝（D）电压和接收距离交互作用等高线图和三维曲面图

Fig.4 Contour and three-dimensional surface plots of uniaxial spinning （A） voltage and flow rate，（B） voltage and received distance， and （C） flow rate and received distance interactions； Coaxial spinning （D） voltage and received distance interactions

图5 （A）单轴静电纺丝和（B）同轴静电纺丝参数最优值

Fig.5 Optimized values of parameters for （A） uniaxial electrostatic spinning and （B） coaxial electrostatic spinning

图6 （A、D）单轴纺丝纤维和（B、E）同轴纺丝纤维SEM图及直径分布图；（C）同轴纺丝纤维TEM图

Fig.6 SEM images and diameter distribution of （A， D） uniaxially spun fibers and （B， E） coaxially spun fibers；（C） TEM image of coaxially spun fibers

图7 （A）单轴纺丝纤维和（B）同轴纺丝纤维水接触角

Fig.7 Water contact angle of （A） uniaxially spun fiber and （B） coaxially spun fiber

图8 （A）单轴纺丝纤维；（B）同轴纺丝纤维与药物、聚合物红外光谱图NF： uniaxial drug-carrying nanofibers； CO-NF： Coaxial drug-carrying nanofibers

Fig.8 （A） Uniaxial spun fiber；（B） Coaxial spun fiber with drug and polymer infrared spectra

图9 IDM、NF、CO-NF的累计释放曲线（mean±SD，n=3）

Fig.9 Cumulative release profiles of IDM， NF and CO-NF （mean±SD， n=3）

图10 （A）纱布组和（B）制剂组小鼠创面形态变化图

Fig.10 Morphological changes in the trauma of mice in （A） gauze group and （B） preparation group

图11 纱布组和制剂组小鼠的创面愈合率

Fig.11 Wound healing rate of mice in gauze and preparation group

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