尋找具有控釋性和良好生物相容性的藥物載體一直是研究的熱點和難點之一。在此,通過同軸靜電紡絲策略制備了由生物相容性聚(環氧乙烷)(PEO,芯)和聚(l-乳酸)(PLLA,鞘)組成的芯鞘納米纖維墊(NFs),用于藥物遞送。將0.5-1wt%的無毒層狀硅酸鹽雷托石(REC)引入鞘中,以實現持續的藥物遞送。層狀REC可嵌入PLLA大分子鏈,形成用于負載和保持鹽酸阿霉素(DOX)的致密結構,由于其較高的陽離子活性,可同時可逆捕獲和釋放DOX以延遲藥物遷移。在NFs中添加REC可以延遲DOX的初始爆發釋放,并將停留時間從12小時延長至96小時。此外,經細胞毒性結果和活、死試驗證實,DOX負載芯-鞘NFs體外培養具有較強的抗腫瘤活性。HepG2荷瘤異種移植物進一步證明了DOX負載芯-鞘NFs在體內的腫瘤抑制作用和出色的安全性。本研究所構建的NFs作為藥物載體在實體瘤的局部治療中顯示出巨大的潛力。
圖1.含不同成分的NFs的FE-SEM圖像:(a)PLLA,(b)PEO-PLLA,(c)PEO-PLLA/REC0.5%和(d)PEO-PLLA/REC1%。插圖分別顯示(a-d)的高倍放大圖像。
圖2.(a,b)REC的TEM圖像。(c)REC的尺寸分布,濃度為10-4g/mL。(d)PEO-PLLA、(e)PEO-PLLA/REC0.5%和(f)PEO-PLLA/REC1% NFs的TEM圖像。
圖3.(a)REC、PEO粉末和各種NFs的SAXRD圖。(b)具有不同組成的NFs的氮氣吸附-解吸等溫線。(c)各種NFs的FT-IR光譜。(d)各種樣品的XRD圖譜。(e)緩慢通過緊密的PLLA/REC插層結構控制釋放DOX的機理。
圖4.在pH7.4(a)和4.0(b)下,PBS緩沖液中各種電紡纖維中DOX的體外累積釋放。(c)藥物釋放后芯-鞘NFs的FE-SEM圖像。(d)HepG2細胞與各種NFs分別孵育24、48和96小時的細胞毒性。顯著性差異:*p<0.05、**p<0.01和***p<0.001。
圖5.HepG2細胞在各種納米纖維基質上的體外遷移。
圖6.(A)HepG2細胞與空白NFs或DOX負載NFs孵育24和48小時后的熒光顯微照片。(B)活細胞的統計結果。數據代表平均值±標準差。顯著性差異:*p<0.05、**p<0.01和***p<0.001。
圖7.(a)0至30天皮下HepG2腫瘤模型中NFs的給藥時間表,(b)體重曲線,(c)代表性腫瘤圖像,以及(d)腫瘤生長曲線。顯著性差異:*p<0.05、**p<0.01和***p<0.001。
圖8.腫瘤的TUNEL分析以及通過免疫組織化學檢測腫瘤中裂解的caspase-3和Ki67的表達。紅色箭頭代表高蛋白表達。
圖9.肺、肝和腫瘤的H&E染色。紅色箭頭代表凋亡和壞死細胞。