DOI:10.1016/j.jconrel.2020.01.020
基于电纺纤维的药物递送系统已经开发了很多年。然而，关于电纺膜系统的药物长期可控释放及其潜在释放机制的研究却鲜有报道。在这项研究中，制备了由抗生素盐酸环丙沙星和FDA批准的聚合物组成的电纺膜药物递送系统。引入不同的第二组分聚合物以改变聚（D，L-丙交酯-共-乙交酯）（PLGA）基质的性质，从而改变药物释放行为。在形态观察、累积释放曲线和释放持续时间测定的基础上，讨论了影响药物释放行为的药物释放动力学以及关键特征。研究发现药物释放曲线可根据药物释放速率分为三个阶段。根据菲克第二定律，第一阶段由纤维溶胀和扩散控制。第二阶段通过融合膜结构进行扩散控制，这会导致非常缓慢的药物释放。第三阶段由聚合物降解控制，涉及剩余药物的释放。该释放机制的研究结果为调整药物释放量和持续时间提供了依据，从而有助于开发满足临床需求的药物递送系统。
图1.PLGA/PELA2500（93/7）药物递送系统的典型释放过程。（A）分为三个阶段的药物释放过程示意图。（B）通过SEM成像的PLGA/PELA2500（93/7）电纺膜的表面。（a）中的插图显示了CLSM成像的CiH（绿色荧光）的分布。（C）通过SEM成像的PLGA/PELA2500（93/7）电纺膜的横截面。（D）PLGA/PELA2500/CiH的体外药物释放曲线以及通过四个动力学方程式拟合的生命周期曲线。所有样品均在PBS缓冲液（pH=7.4）中于37℃孵育。（要解释此图例中对颜色的引用，请参阅本文的网络版本。）
图2.不同含量第二组分PELA2500的PLGA/PELA2500/CiH电纺膜的表征。（A-C）SEM成像的PLGA/PELA2500/CiH膜的横截面。插图显示了通过SEM和CLSM成像的膜表面以及CiH的分布。（A）PLGA/PELA2500（90/10）；（B）PLGA/PELA2500（93/7）；（C）PLGA/PELA2500（95/5）。（D）PLGA/PELA2500/CiH膜的体外药物释放曲线。所有样品均在PBS缓冲液（pH=7.4）中于37℃孵育。（E）PLGA/PELA2500/CiH膜吸收时间的变化。列上方的值是膜的接触角。（F）PLGA/PELA2500/CiH膜的纤维直径比的变化。
图3.具有与第二组分相同含量的不同聚合物的电纺膜的表征。（A-G）具有不同第二组分聚合物的膜的横截面，通过SEM成像。插图显示了通过SEM和CLSM成像的膜表面以及CiH的分布。（A）PLGA/CiH；（B）PLGA/PELA2500/CiH；（C）PLGA/PELA1000/CiH；（D）PLGA/PEG/CiH；（E）PLGA/PDO/CiH；（F）PLGA/PGA/CiH；（G）PLGA/PTMC/CiH。（H，I）具有相同含量的不同第二组分聚合物的膜的体外药物释放曲线。所有样品均在PBS缓冲液（pH=7.4）中于37℃孵育。
图4.药物释放机理和整个药物释放过程的特征。（A）具有与第二组分相同含量的不同聚合物的电纺膜的吸收时间。列上方的值是膜的接触角。（B）在24小时与0小时的PEG上的亚甲基氢的面积比。插图是PLGA/PELA2500/CiH膜的1H NMR光谱。电纺膜从0小时到28天的表观密度（C）、纤维直径比（D）和GPC分析（E），其中不同第二组分聚合物的含量相同。（F）在没有任何药物的情况下体外降解不同单组分电纺膜。
