DOI:10.1016/j.msec.2020.111050
用作藥物載體的溫度和pH雙重敏感材料引起了人們極大的興趣。然而,由于其尺寸大、比表面積低,受到對條件變化的低敏感性的限制。在這項工作中,通過自由基共聚、靜電紡絲和熱化學處理成功地制備了新型的溫度和pH雙重敏感的聚(N-異丙基丙烯酰胺-N-羥甲基丙烯酰胺-丙烯酸)(PNIPAm-NMA-AAc)超細纖維。采用傅立葉變換紅外光譜(FTIR)、質子核磁共振(1H NMR)、紫外-可見光譜、掃描電子顯微鏡(SEM)和細胞計數試劑盒8(CCK-8)對PNIPAm-NMA-AAc超細纖維的進行表征。LCST為31℃至43℃的PNIPAm-NMA-AAc超細纖維具有均一性和小尺寸,由于其良好的熱穩定性和無細胞毒性而被用作藥物載體。姜黃素作為模型藥物在PNIPAm-NMA-AAc超細纖維中分布均勻。此外,對姜黃素在不同pH值和溫度下釋放的分析證實,PNIPAm-NMA-AAc超細纖維對溫度和pH都具有響應性。姜黃素的最大釋放量為98.47%±1.87%。此外,顯示姜黃素基PNIPAm-NMA-AAc超細纖維的釋放機理符合Fickian擴散(r2≥0.95)。這些結果表明雙重響應性PNIPAm-NMA-AAc超細纖維有望用作藥物載體。
圖1.PNIPAm-NMA-AAc共聚物的合成步驟(a)和PNIPAm-NMA-AAc共聚物的詳細信息(b)。
圖2.PNIPAm-NMA-AAc共聚物的FTIR。
圖3.PNIPAm-NMA-AAc(No.1)共聚物在DMSO-d6溶劑中的1H-NMR光譜。
圖4.PNIPAm-NMA-AAc(No.4)共聚物的LCSTs。
圖5.在不同紡絲溶液濃度下電紡PNIPAm-NMA-AAc超細纖維的SEM圖像:(a)0.8g/10mL、(b)1.5g/10mL、(c)2.5g/10mL、(d)3.0g/10mL和(e)3.3g/10mL,(f)這些PNIPAm-NMA-AAc超細纖維(×5000)的直徑。
圖6.熱處理之前(a,b)和(c,d)之后電紡PNIPAm-NMA-AAc超細纖維的SEM照片(×2000,×5000)。
圖7.熱處理前后PNIPAm-NMA-AAc的FTIR光譜(a)。虛線劃定的區域(約1,045cm-1)對應于C-O-H的拉伸(b)。
圖8.PNIPAm-NMA-AAc超細纖維熱處理前后的TGA曲線。
圖9.引入PNIPAm-NMA-AAc超細纖維(a,b)12h和(c,d)72h前(a,c)后(b,d)人結腸癌(HCT116)細胞圖像以及(e)PNIPAm-NMA-AAc超細纖維的細胞生存力。
圖10.電紡(a,b,c)PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素5%超細纖維、(d,e,f)PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素10%超細纖維和(g,h,i)PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素15%超細纖維的SEM圖像(×2000,×5000)。
圖11.電紡PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素5%超細纖維(a,b)、PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素10%超細纖維(c,d)和PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素15%超細纖維(e,f)的熒光成像。
圖12.姜黃素、PNIPAm-NMA-AAc、PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素5%、PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素10%和PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素15%的TGA跡線。
圖13.(a)PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素5%、(b)PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素10%和(c)PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素15%超細纖維在不同pH值下的姜黃素釋放特性。
圖14.PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素5%(a)在pH 2.0、(b)pH 4.0、(c)pH 5.0和(d)pH 6.8緩沖溶液中的姜黃素釋放機理。
圖15.PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素5%、PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素10%和PNIPAm-NMA-AAc/姜黃素15%超細纖維在20℃和60℃下的姜黃素釋放行為。