静电纺丝技术制备大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球及特性研究

（青岛滨海学院 山东·青岛 266555）

剖宫产是经腹切开子宫娩出胎儿的手术方式，在产科领域中占据及其重要的地位。剖宫产术后并发症的发生率也随之上升，尤其是因子宫切侧破坏原有肌肉以及静脉、淋巴通路等，会导致切口愈合不良的症状，会出现切口出现红肿、硬结、渗液、裂开的现象，导致术后长期不规则阴道流血、贫血以及术后感染等症状。大黄和芒硝是临床常用中药，二者常相须为用。研究发现，于术后48h采用中药大黄、芒硝外敷腹壁切口，有非常好的愈合疗效。大黄的有效成分为大黄素，可抑制炎性渗出和白细胞游走，抑制蛋白质和核酸的合成，对多数革兰阳性菌和部分革兰阴性菌均有抑制作用；芒硝的主要成分为硫酸钠（Na2SO4·10H2O），有清热消肿、吸收皮下积液中水分与瘀血的疗效。二者配伍外敷可促进局部血流，改善微循环，达到消肿抗炎作用，但外服存在药物利用率低等问题。

壳聚糖（CTS）是一种天然的高分子材料，具有良好的生物相容性和生物可降解性，以壳聚糖为载体材料应用于缓控释给药系统的研究已引起国内外许多科学家的高度重视。壳聚糖能打开细胞连接，促进药物通过上皮组织转运；具有正电荷的性质，能与粘膜的负电荷相互作用，提高粘附性和降低清除，提高生物利用度5～10倍，壳聚糖作为药物载体可以控制药物释放，延长药物疗效、降低药物毒副作用，提高难溶性药物的溶出，增加药物的稳定性，还可大大加强制剂的靶向给药能力。

静电纺丝是一种以天然或合成高分子化合物为基底材料，简单高效地合成纤维的一项技术。通过静电纺丝技术制备的纳米微球有较高的孔隙率和较大的比表面积，在药物载体领域的应用受到了研究者们的广泛关注。

因此，本研究以壳聚糖为基质材料，以大黄素-芒硝为复合药物，利用静电纺丝技术制备壳聚糖双载药纳米微球，充分发挥纳米微球均一性、高稳定性、高分散性、比表面积大等优点；应用电子显微镜观察、红外光谱分析、热重分析及差热分析以及X-射线衍射分析等对微球进行表征，旨在为剖宫产术后愈合不良的治疗提供更多的参考。

1 材料与方法

1.1 原料与仪器

1.1.1 原料

大黄素（上海源叶生物技术有限公司），芒硝（湖北盛天恒创生物科技有限公司），壳聚糖（CS，分子量120KDa，山东福瑞达医药有限公司）。

1.1.2 主要仪器设备

静电纺丝机（ET-23553H，北京永康乐业科技发展有限公司），管式炉（GSL-1200X，合肥科晶材料技术有限公司），EL204型电子天平（梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司），磁力搅拌器（上海司乐仪器有限公司），气浴恒温振荡器（常州市凯航仪器有限公司），FT-IRAvater-360傅里叶变换红外光谱仪（美国赛默飞世尔科技有限公司），NanoZS90型马尔文激光粒度仪（英国马尔文仪器有限公司），CM30透射式电子显微镜（荷兰皇家飞利浦公司），DSC7020差热扫描分析仪（北京赛思蒙仪器有限公司），粉末X-射线衍射仪（荷兰帕纳科公司），海尔冰箱（青岛海尔集团公司），光学显微镜（日本奥林巴斯株式会社），流式细胞仪（美国BD公司）。

2 大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球的制备和特性研究

2.1 溶液制备

室温下，大黄素浓度2 g/mL，芒硝4 g/mL的浓度备成100ml的溶液，并将CTS溶于其中，放于螺口锥形瓶中，加入一个磁转子，挣紧瓶盖。将锥形瓶置于数显恒温磁力攒拌器中在50℃水浴加热，同时500rpm的转速攒拌。攒拌充分后取出锥形瓶于室温下静置冷却，得到透明、均一、澄清的聚合物溶液，所得溶液即为静电纺丝前驱体溶液。

2.2 静电纺丝

将静电纺丝前驱体溶液注入到50mL螺口注射器中，装上点胶针头（规格20G，内径为化60mm，外径为化91 mm），将注射器安装到微量注射累上，调节接收装置与注射器针头之间的距离，将高压直流电源的正极连接到注射器针头上并将高压直流电源的负极连接到接收装置的接收屏上。打开微量注射累电源，调节输出电压为15kV，纺丝推注速度为1.2mL/h，接收距离为15cm，环境参数为温度保持22～25℃，相对湿度保持30%～40%。当纺丝前驱体溶液开始从注射器针头流出来的时候，打开高压直流电源的电源开关，开始进行静电纺丝实验。静电纺丝实验完成后，将高压直流电源输出电压调回零点，关闭高压直流电源的电源开关，再关闭微量注射累电源，然后取下接收屏，将接收屏的铝箱与注射器针头接触，去除残留在接收装置和注射器针头的电荷，把接收得到大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球取下保存起来，用于后续分析和测试。

2.3 大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球的形态表征与粒度分布

取少量混悬液滴在铝箔（锡纸）上，均匀摊开，自然晾干，剪下一小块铝箔用导电胶固定在样品台上喷金70 s，利用扫描电子显微镜观察。取喷干后的大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球，用导电胶固定在样品台上喷金70s后利用扫描电子显微镜观察。

2.4 红外光谱分析

取适量大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球粉末，采用KBr压片法，在400～4000 cm-1波数范围内用FT-IR Avater-360扫描检测红外光谱。

2.5 热重及差式扫描热分析

取适量大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球粉末于样品保持器的左侧孔，并将等量Al2O3放于右侧孔，在40℃～600℃范围内用DSC7020差热扫描分析仪以2℃/min为升温速率检测各样品的热重及差示热分析图谱。

2.6 X-射线衍射分析

取适量大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球粉末，在2角度为2～60°范围内用X-射线衍射仪以0.02°2/s的速度记录各样品的X-射线衍射图谱。

3 结果与分析

3.1 大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球的形态特征

透射电子显微镜图像中可以看出制得的大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球平均粒径(215±2.3)nm，形态圆整成类球形，颗粒分散性良好。

3.2 红外光谱分析

红外光谱显示大黄素在3350～3650 cm-1（-OH）处有宽而散的吸收峰以及伸缩振动峰（1630 cm-1）。芒硝表现为在3380 cm-1处的峰，此为伸缩振动带重叠而形成的宽峰，以及跟大黄素相同的伸缩振动峰。在大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球的图谱中发现伸缩振动峰（1630 cm-1）消失，而产生了新的1640cm-1（C=O）和1578cm-1（NH）峰，证明偶联物有酰胺键的形成，微球结构稳定。

3.3 热重分析及差热分析

DSC图谱中显示大黄素在280.12℃处有尖锐的放热峰，对应 TG图谱中该温度下有 45.7%的重量损失，说明在280.12℃下，大黄素受热分解并释放出大量的热量。在芒硝的DSC曲线上发现在100℃及316.21℃温度下有两个吸热峰，对应的TG曲线上发现有两个重量损失区间，分别是100℃水分受热挥发的极小的重量损失，在316.21℃下芒硝的受热分解重量损失区间，重量损失约34.6%。大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球的DSC-TG图谱显示类似的曲线走向只显示出了一个平缓上升的趋势，没有尖锐的吸热峰和放热峰的发现，在245℃下有相同的重量损失。

3.4 X-射线衍射分析

在 X-射线衍射图谱中发现大黄素在2=20°时有一个宽的衍射峰。在芒硝图谱中，分别都显示出了一系列尖锐的高强度的衍射峰，但是在大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球的曲线上并没有衍射峰的出现。

4 结论

剖宫产切口愈合不良是术后比较常见的并发症，术后密切观察病情，检查切口是否有血肿、水肿、硬结及渗出，若出现红肿或挤压切口时有渗出，则可能发生切口愈合不良。大黄、芒硝联合配伍有清热解毒、活血祛瘀之功效，并具有消炎止血、促进微循环等多种作用，利用大及芒硝黄软坚及补敛作用，外敷局部切口，使毛细血管开放增多，改善微循环，促进切口脓液吸收，达到消肿、消炎、生肌的目的，促进腹切口愈合不良的愈合。构建大黄素-芒硝新型促进子宫切口愈合并预防感染的胶原蛋白外敷海绵，充分发挥其快速止血，防止粘连，加速伤口愈合等功效，减少预防术后并发症。

在本研究中，用静电纺丝的方法设计并制备了大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球，以提高其生物利用度并增加药物疗效。大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球形态圆整，颗粒分散性良好，粒径大小大致在200～230nm左右；红外光谱分析大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球的图谱中发现伸缩振动峰（1630 cm-1）消失，而产生了新的1640cm-1（C=O）和1578cm-1（NH）峰，证明偶联物有酰胺键的形成；X-射线衍射图谱发现制备合成的大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球没有显示出一系列衍射峰，随着剂型的改变，从晶态变成了无定形态；热重分析及差热分析大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球的DSC-TG图谱显示没有尖锐的吸热峰、放热峰和衍射峰出现，用静电纺丝技术可制得无裂缝且均匀的大黄素-芒硝壳聚糖纳米微球。