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J. Control. Release:【熔融静电纺丝】综述:“快速溶解”电纺纳米纤维基药物输送系统的设计和开发
2020/7/29 11:19:08 易丝帮

DOI:10.1016/j.jconrel.2020.07.038

静电纺丝已成为制备纳米纤维最可行的方法,所制备的纳米纤维具有从环境到生物医学等各种应用所必需的一些有益特性。电纺纳米纤维基给药系统由于具有较高的比表面积、可调节的孔隙率、机械耐久性、为药物包封提供了兼容的环境、生物相容性、高载药量和可定制的释放特性,在可控缓释方面显示出巨大的进步。水溶性差的药物剂型通常面临着数个挑战,包括在短时间内完全溶解并实现最大的疗效,尤其是通过口服给药。在这种情况下,可以通过结合电纺纳米纤维的有益特性来解决与水溶性差的药物剂型相关的挑战。本综述描述了利用多种聚合物、药物分子和包封方法制备基于静电纺丝纳米纤维的“快速溶解”药物输送系统方面的主要进展,侧重于口服给药。此外,还强调了当前所面临的科学挑战,并对未来的发展方向进行了展望。

 

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图1.胃肠道切片及其pH、转运时间和药物递送相关参数的示意图。


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图2.主要的药物负载技术和用于静电纺丝的收集器类型。(A)共静电纺丝;(B)并列静电纺丝;(C)多喷头静电纺丝;(D)同轴静电纺丝;(E)乳液静电纺丝;(F)表面固定;(G)固定板;(H)旋转心轴;(I)网格;(J)旋转圆盘。


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图3.FESEM图像:(a)和(b)复合纳米纤维的表面形态,(c)复合纳米纤维的直径分布,(d)复合纳米纤维的横截面,(e)流延膜的表面形态和(f)流延膜的横截面。


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图4.F4崩解的高速相机图像。将纤维添加到模拟唾液后(a)0 ms,(b)133 ms,(c)200 ms,(d)243 ms,(e)303 ms,(f)408 ms拍摄的图片。


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图5.(i)显示(a)OND流延膜和(b)OND电纺纳米纤维的润湿和崩解模式的图像。(ii)OND电纺纳米纤维(OND NF)和流延薄膜(OND CF)的溶出曲线。


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图6.开发的AGN负载NFs的体内毒性。显示对照组、AGN EtOH ext、AGN/PVA NF和AGN/PVA/SP NF组解剖的心、肺、肝、肾的H&E染色结果。图像中比例尺的长度为100 mm。


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图7.(i)熔融静电纺丝设备的照片。(ii)两区加热的不锈钢金属注射器的图纸。(iii)卡维地洛的体外溶解。MES熔体电纺纤维,SES溶剂基电纺纤维,EX挤出物和未经CAR加工的结晶卡维地洛。


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图8.同轴静电纺丝:(a)工艺示意图;插图显示自制同轴喷丝头的喷嘴;(b)显示设置配置的数字图像;(c)电源与喷丝头之间的连接;(d)典型的射流轨迹;流体射流的分割是由于施加了16 kV的更高电压导致的;(e)芯/鞘液的典型复合泰勒锥。


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图9.(a)在整个时间段以及(b)最初的2分钟内电纺HCs、流延膜和PM的药物快速释放功能性能。(c)三元HCs的药物控制释放机制。


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图10.并列静电纺丝示意图(a)和偏心喷丝头并排喷嘴的数码照片(b)。


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图11.(a)环糊精(CD)分子的3D示意图。(b)天然CDs和(b)羟丙基-βCD(HP-βCD)、随机甲基化-βCD(RAM-βCD)和磺丁醚-βCD(SBE-βCD)的改性βCD的化学结构。


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图12.(a)CD和具有不同化学计量比的客体分子之间的包合物形成类型。(b)不同的相溶解度图类型。


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图13.带有/不带有聚合物基质的药物/CD包合络合物官能化纳米纤维的静电纺丝示意图。


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图14.F2:Eudragit,F3:PVP和F5:PVP/HP-βCD的MX负载纳米纤维的崩解曲线。


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图15.(a)HP-βCD和环丙沙星(CIP)的化学结构以及CIP/HP-βCD包合络合物(IC)的示意图。(b)明胶-CIP-纳米纤维(NF)和明胶-CIP/HP-βCD-IC-NF的崩解测试照片。


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图16.(a)双氯芬酸钠和HP-βCD的化学结构。(b)双氯芬酸/HP-βCD复合体系的电纺纤维(ES)、电吹纤维(EB)和冻干样品(FD)的代表性扫描电子显微镜(SEM)图像。(c)双氯芬酸/HP-βCD复合物的ES、EB和FD以及相同组成的物理混合物(PM)的溶出度测试。


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图17.(a)伏立康唑(VOR)和SBE-βCD钠的结构。(b)带有旋风收集器的高速静电纺丝(HSES)装置的示意图。(c)VOR/SBE-βCD复合纳米纤维、VOR/SBE-βCD物理混合物和Vfend®的溶解测试。


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图18.(a)(i)磺胺异恶唑和SBE7-βCD的化学结构以及磺胺异恶唑/SBE7-βCD包合络合物(IC)的示意图,(ii)磺胺异恶唑/SBE7-βCD-IC纳米纤维的静电纺丝示意图(NF),(iii)SBE7-βCD和磺胺异恶唑/SBE7-βCD-IC NF的照片,(iv)磺胺异恶唑粉末(SFO)、磺胺异恶唑/SBE7-βCD-IC NF和磺胺异恶唑/SBE7-βCD-IC粉末的溶解行为。(b)(i)扑热息痛、HP-βCD和SBE-βCD的化学结构以及扑热息痛/CD-IC的示意图,(ii)扑热息痛/HP-βCD-IC NF和扑热息痛/SBE-βCD-IC NF的溶出曲线。


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图19.(a)(i)布洛芬和HP-βCD之间形成包合络合物的示意图,(ii)HP-βCD、布洛芬/HP-βCD(1:1)和布洛芬/HP-βCD(1:2)系统的静电纺丝溶液照片,(iii)布洛芬粉末、布洛芬/HP-βCD(1:1)纳米纤维和布洛芬/HP-βCD(1:2)纳米纤维的溶出曲线。(b)(i)甲硝唑与HP-βCD之间形成包合络合物的示意图,(ii)HP-βCD、甲硝唑/HP-βCD(1:1)和甲硝唑/HP-βCD(1:2)系统的静电纺丝溶液照片,(iii)甲硝唑/HP-βCD(1:1)纳米纤维和甲硝唑/HP-βCD(1:2)纳米纤维的崩解曲线。


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图20.(a)氢化可的松/HP-βCD(1:1、1:1.5和1:2),电纺氢化可的松/HP-βCD纳米纤维(1:1、1:1.5和1:2)的静电纺丝溶液系统的照片,(b)1:2氢化可的松/HP-βCD纳米纤维的快速崩解分析,(c)氢化可的松粉末和1:2氢化可的松/HP-βCD纳米纤维的快速溶解试验。氢化可的松/HP-βCD纳米纤维和氢化可的松粉末的体外释放曲线。


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图21.600喷嘴熔融静电纺丝原型。

 

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