DOI:10.1016/j.ejpb.2019.11.012
治疗眼疾的一个严重问题是药物停留时间很短。由于眼睛容纳额外液体的能力差,大多数药物在几秒钟内被清除。我们开发了一种新的眼用给药系统,该系统以干燥形式使用,给药后立即形成凝胶。该系统基于结冷胶/普鲁兰多糖电纺纳米纤维。研究了纺丝液的流变行为,并对原位凝胶进行了表征。利用纳米级的三维X射线成像(nano-CT)和电子扫描显微镜对纤维的直径和排列进行了详细的表征。发现其具有高孔隙率(87.5±0.5%)和孔隙连通性(99%)。为了确保与眼部解剖结构的良好匹配,制备的纤维被塑造成弯曲的几何形状。此外,还研制了一种新型的模拟液体周转的湿润腔室,用于体外测定猪眼中的眼部停留时间。与传统滴眼液相比,弯曲纳米纤维原位胶凝垫的应用明显延长了荧光素的停留时间。综上所述,所开发的具有合适几何结构的原位凝胶系统是一种有前途的眼用药物递送替代系统。
图1.纺丝液组成和所得产品特性的3D图。
图2.A-C:来自不同普鲁兰多糖-结冷胶比率的电纺纳米纤维的ESEM图像。D-F:不同的普鲁兰多糖-结冷胶比例的大小分布。
图3.A)20℃下不同普鲁兰多糖溶液粘度η的剪切速率依赖性。4%、8%和10%普鲁兰多糖的流变数据在插图中放大。B)20℃下,不同普鲁兰多糖、结冷胶以及普鲁兰多糖和结冷胶混合物粘度η的剪切速率依赖性。
图4.20℃下,不同剪切速率下,不同浓度的普鲁兰多糖溶液在水中的粘度η依赖性。
图5.在34℃的双蒸馏水或模拟泪液中,纯普鲁兰多糖和普鲁兰多糖-结冷胶混合纤维的复数粘度η*的频率依赖性。
图6. A)透镜形成阵列的三维图像(侧视图);B)形成阵列的三维视图;C)制备后立即显示网格的直径为1.5 cm的平透镜图像;D)曲率形成后直径为1.4 cm的透镜图像的侧视图;E)透镜的显微图像(侧视图);F)根据测量尺寸缩放的透镜结构。
图7.用nano-CT成像的由20%普鲁兰多糖-0.225%结冷胶组成的示例性纤维样品的虚拟切割。在A)中,显示了单次切割后的体积,在B)中,纤维以绿色伪着色,蓝色显示的虚拟切割说明了图像的二值化,以便进行进一步的计算。在C)中,显示了成像的整个体积。比例尺:10μm。
图8.从纳米纤维的nano-CT图像计算得出的纤维直径分布(20%普鲁兰多糖-0.225%结冷胶)。
图9.PL-GG纳米纤维的3D X射线图像:A)灰度图像,B)带比例尺的纤维尺寸分布图像。
图10.经不同的喷涂应用后,分别用荧光素钠滴眼液(5 µg/ml)和普鲁兰多糖-结冷胶纳米纤维透镜(0.0001%荧光素钠)处理的猪眼的常规(照片)和荧光图像的叠加图(右)。
图11.在角膜表面不同的喷涂过程中,荧光素钠滴液(5 µg/ml)和负载染料的普鲁兰多糖-结冷胶纤维(0.0001%)的荧光强度。