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新型埃洛石纳米管微球的制备及其缓释性能研究

更新时间:2009-03-28

0 引言

近年来,微纳米粒子在药物控释领域的巨大应用潜力引起了研究者的广泛关注,无论是从学术方面或工业应用方面微纳米粒子具有很多独特的优势,例如小尺寸效应,表面效应和量子隧道效应等[1]。微纳米粒子可以进行表面修饰,提高粒子表面活性,进而改善纳米粒子与其他物质之间的相容性,使粒子表面产生新的理化、机械性能和新功能[2-4]。这些特性使微纳米粒子作为控释领域的载体具有热、光、磁、光敏感性和表面稳定性,容易通过外场实现对其性能的控制,可以实现靶向输送、控制释放、保护和稳定被输送物质。而传统的微纳米控制释放载体往往存在包封率不高,重复性差、产率低和体内不稳定等缺点[5]

熟悉的旋律,张扬青春活力。抵达深圳,未经助跑,原地起跳。纵横谈讲话整理工作,不是实习,而是实战。虽然课堂中也曾以快速度记下老师讲课的内容,但仅仅是为了复习方便,对词句准确度没有过高要求。如今,要跟随讲话速度,还要注意词句准确性,晚上仅整理讲话内容就到深夜,但这也只是第一天。

近几年研究发现天然埃洛石纳米管(HNTs)做为控释载体表现出了优异的性能[6-8]。埃洛石纳米管(HNTs)是一种广泛存在的天然粘土矿物中空纳米管,化学式Al2O3·2SiO2·2H2O,直径50-70nm,长1μm左右,内腔直径10-15nm。管的内表面为Al2O3,ξ电位为+25mV左右;外表面为SiO2,有丰富的羟基,ξ电位为-35mV左右。与其他纳米载体材料相比HNTs价格低廉、绿色环保,并且具有高的比表面积(22.10 m2/g-81.59m2/g)和生物相容性[9]。HNTs所具有的独特的管状纳米结构、丰富的表面功能性、良好的生物相容性和高的机械强度,使其成为新型低成本的控释载体材料[10-12]。本论文以天然HNTs作为载体材料,表面自组装生物相容性聚电解质PEI和PLGA,引入钙离子进行交联后形成复合微米球,微球孔内负载布洛芬药物,可提高药物负载率,延长药物释放时间。

1 实验

1.1 试剂

聚乙烯亚胺(PEI,Mw=~60,000,50%水溶液),购于 Sigma-Aldrich;海藻酸钠(PLGA),含量≥98.0%,购于国药集团有限公司;氯化钙,分析纯,购于J&KCHEMICAL;埃洛石纳米管,分子量294,购于J&KCHEMICAL。布洛芬,分析纯,分子量206.28,购于Sigma-Aldrich。所用水均为超纯水。

1.2 HNTs的表面自组装改性

采用层层自组装方法将带有氨基的聚乙烯亚胺(PEI)和带有羧基的海藻酸钠(PLGA)

组装在HNTs表面。首先60mg的HNTs水溶液与20ml的PEI(2g/mol,含氯化钠0.5M)混合搅拌20分钟,离心后用去离子水分散,再次离心,重复2次,再与PLGA水溶液(2g/mol,含氯化钠0.5M)混合搅拌20分钟,离心后用去离子水分散,再次离心,重复2次,组装后的HNTs用去离子水分散,备用。

1.3 HNTs复合微球的制备

配置0.1M的氯化钙水溶液,取1ml后缓慢滴入到组装好的HNTs水溶液中,搅拌5分钟,离心,用去离子水洗涤2次,烘干备用。

同时,注意正身。“其身正,不令而行”。对思想政治工作者来说,要更加严格地要求自己,注重个人的道德修养和品行,要表里如一,成为一个在公众心目中具有良好形象的人。只有这样,才能得到大家的信任和支持,做思想政治工作时才能达到事半功倍的效果。

1.4 布洛芬药物负载和缓释实验

20mg的布洛芬(IBU)溶解于1ml乙醇,与50mg烘干的复合球混合,超声分散均匀,放入真空泵抽真空30分钟,用乙醇离心后重新分散在新鲜的IBU乙醇溶液中,再次抽真空30分钟,离心后在真空干燥箱中烘干备用。

将50mg复合球和没有改性的纯HNTs分别与10ml的pH为7.4的磷酸盐缓冲液相混合并震荡,每隔一定时间取出1ml进行离心,取上清液进行紫外检测,纪录其在236nm处的紫外吸收峰,同时将沉淀重新分散,并补加1ml新鲜的缓冲液继续缓释。

在停工吹扫期间,为了实现密闭排放,大量吹扫蒸汽进入塔内,塔顶通过空冷和水冷冷凝后,在塔顶回流罐产生大量含油污水,为了实现塔顶含油污水快速密闭的排放,停工前期新增塔顶含油污水密闭排放流程。

1.5 仪器表征

[1] RYCENGA M,COBLEY C M,ZENG J,et al.Controlling the synthesis and assembly of silver nanostructures for plasmonic applications[J].Chemical reviews,2011,111(6):3669-3712.

2 结果与讨论

2.1 HNTs表面自组装改性

HNTs表面具有丰富的羟基,在水中呈负电性,其电位值为-25±2mV,PEI分子链上的氨基与羟基由于静电引力可以组装在一起,因此,利用静电引力作用,我们采用PEI和PLGA对HNTs进行表面改性。组装一层PEI后HNTs表面电位从负值变为正值+35±2mV,继续组装PLGA后电位变为-40±2mV。组装了四层,最后一层为PLGA,组装层数超过四层容易堵塞HNTs的管口,降低药物的负载效率。其自组装电位图如图1所示,Zeta电位的正负交替变化表明PEI与PLGA成功组装在HNTs表面,纳米管表面自组装了两个双层PEI和PLGA后的电镜图见图2,从电镜图上可以看出聚电解质层的厚度约为15-20nm。

  

图1 自组装PEI/PLGA/HNTs的Zeta电位图

  

图2 PEI和PLGA组装后的HNTs

2.2 Ca2+离子交联制备复合微球

(2)将组装后的HNTs与钙离子混合后发生交联反应形成微球,通过表征可以看出该微球具有规则的球型结构,其比表面积为 82.3m2·g-1,孔径分布为 2.6、4.0、7.1和 13.3nm;

[6] LEVIS S R,DEASY P B.Characterisation of halloysite for use as a microtubular drug delivery system [J].International Journal of Pharmaceutics,2002,243(1):125-134.

  

图3 复合微球的制备过程示意图

  

图4 复合球的热重曲线

得到的复合微球的形貌可以由图5(b)(c)的场发射扫描电镜来表征,5(a)为纯HNTs的扫描电镜图,与图5(a)比较可以看出制备所得到的微球呈规则的球型,结构致密,粒径为4-10μm,该微球为多孔结构,孔径分布较宽,经检测其比表面积为82.5m2·g-1,孔径分布为2.6、4.0、7.1和13.3nm,而纯HNTs的比表面积为45.1m2·g-1,孔径分布为3.0、5.0和8.5nm,与纯HNTs相比,复合微球具有更加丰富的孔结构和大的比表面积,可有效提高药物的负载率和缓释效率。

  

图5 (a)为HNTs的扫描电镜图,(b)、(c)为复合微球的场发射扫描电镜图

2.3 布洛芬缓释实验

HNTs具有多孔结构,可以负载药物分子,与纯HNTs相比,复合微球具有更加丰富的孔分布,因此可以负载更多的药物分子。本实验采用止痛药物布洛芬作为缓释物质,分别用HNTs和复合微球来进行药物的负载,用紫外分光光度计对缓释出来的布洛芬进行检测。首先绘制布洛芬的标准曲线,然后对照布洛芬的标准曲线得到的线性回归方程计算出缓释量(%)。布洛芬的标准曲线为y=0.1621x+0.0037(x为布洛芬的浓度(μg/ml),y 为吸光度,R2=0.997)。

相关研究证实,外泌体的生物学作用在慢性气道炎症性疾病如哮喘、COPD中发挥重要作用,如细胞间信息传递、免疫调节、炎症反应及信号转导。

参考文献:

  

图6 布洛芬负载的HNTs和复合微球的缓释曲线

3 结论

本实验采用层层自组装方法对HNTs进行表面改性,并通过引入钙离子进行交联成球,得出的结论如下:

(3)研究了纯HNTs与复合微球对布洛芬的缓释行为,结果表明,两种载体对布洛芬在初始具有较快的释放,而复合微球比纯HNTs缓释达到90%以上所需要的时间更长,说明该复合微球具有更明显的缓释效果。

复合微球的制备过程如图3所示,PEI和PLGA各组装两层后,纳米管表面带有丰富的羧基,滴加入氯化钙后,羧基与钙络合使纳米管互相交联形成多孔微球。

冠状动脉疾病是一种常见的心脑血管疾病,将会对患者的生命安全构成较为严重的不良威胁,需要采取有效的措施进行治疗[1]。然而由于患者的患病类型与病情程度不同,因而若想有效的提升患者的治疗效果与预后质量,则需要对患者进行有效的检测。以往主要使用选择性冠状动脉造影的方式进行检测,但由于检测技术存在较大缺陷,因而不被患者及其家属接受[2]。随着科学与医学技术的不断发展进步,目前临床检测人员主要使用64层螺旋CT对患者进行冠状动脉成像检测,通过分析图像特征,为后续治疗提供可靠保障[3],本文将进行如下报道。

(1)研究了PEI和PLGA的自组装方法,Zeta电位表明两种正负聚电解质成功组装在HNTs表面,其厚度约为15-20nm;

This was an observational, cross-sectional and prospective multicenter study that was urged and supported by the Italian Hospital Gastroenterology Association (AIGO).

将每隔一段时间所释放的布洛芬进行紫外检测得到的缓释量绘制成曲线,如图6所示,结果表明开始的3个小时内释放速度较快,并且纯的HNTs要比复合微球释放的速度快,从曲线上可以看出3个小时以后纯HNTs的缓释率达到了90%以上,而复合微球的缓释率达到90%以上需要至少8个小时左右。从该曲线可以看出复合微球比纯HNTs具有更明显的缓释效果。

采用透射电子显微镜 (JEOL,JEM-100CX)用来观察表面组装后HNTs形貌。场发射扫描电镜(SEM,HITACS S-4800)用来观察复合 HNTs的形貌;热重分析(TGA,TG 209F3)进行定量分析;比表面积分析仪(NOVA2200e)进行比表面积和孔径分布的分析;紫外分光光度计(Hitachi,U-3900)用来检测药物的缓释效果。

[2] 胡瑞省,刘善堂,朱梓华,等.金纳米粒子在平整硅基表面上的组装[J].物理化学学报,2000,16(3):202-206.

[3] CHEN F C,WU JL,LEE C L,etal.Plasmonic-enhancedpolymerphotovoltaicdevicesincorporating solution-processable metal nanoparticles[J].Applied Physics Letters,2009,95(1):182.

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采用热重来分析聚电解质所占的质量分率,由热重曲线图4我们可以看出,复合球的失重过程呈现三段,第一段发生在200℃之前为残留的水的失重;第二段从200℃到430℃,为聚电解质PEI和PLGA的分解,因此由图得知聚电解质PE/PLGA的质量比约为5.7wt%;第三段发生在500℃以后为HNTs的分解。

另外,要熟练掌握语法。词汇犹如砖石土木,但想建一幢大楼,只有砖石土木是不够的,还要懂得如何运用这些建筑材料。语法是遣词造句须遵循的规律,学好语法有助于培养我们准确运用英语语言进行写作的能力。

[7] YAH W O,TAKAHARA A,LVOV Y M.Selective modification of halloysite lumen with octadecylphosphonic acid:new inorganic tubular micelle[J].Journal of the American Chemical Society,2012,134(3):1853-1859.

9.1.4蚜虫 成蚜和若蚜群集在叶背吸食汁液,大量分泌蜜露污染苤蓝,诱发煤污病。受害叶片黄化、卷缩,菜株矮小,发育不良,严重时整个外叶塌地枯萎。此外,蚜虫还能传播多种病毒病,从而造成严重损失。

[8] PASBAKHSH P,CHURCHMAN G J,KEELING J L.Characterisation of properties of various halloysites relevant to their use as nanotubes and microfibre fillers[J].Applied Clay Science,2013,74:47-57.

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首先,南皮位于京津冀第二圈层。南皮县距北京主城区250公里,距天津主城区160公里,以两大中心城市的主城区为极核,北京、天津市属郊县为第一圈层,南皮县处于接受中心辐射的外围第二圈层。

[10] ABDULLAYEV E,ABBASOV V,TURSUNBAYEVA A,et al.Self-healing coatings based on halloysite clay polymer composites for protection of copper alloys[J].ACS applied materials&interfaces,2013,5(10):4464-4471.

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徐燕,金谊,史玉立,尤玉静,杨倩
《宁波工程学院学报》2018年第01期文献

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