DOI:10.1016/j.jconrel.2020.01.020
基于電紡纖維的藥物遞送系統已經開發了很多年。然而，關于電紡膜系統的藥物長期可控釋放及其潛在釋放機制的研究卻鮮有報道。在這項研究中，制備了由抗生素鹽酸環丙沙星和FDA批準的聚合物組成的電紡膜藥物遞送系統。引入不同的第二組分聚合物以改變聚（D，L-丙交酯-共-乙交酯）（PLGA）基質的性質，從而改變藥物釋放行為。在形態觀察、累積釋放曲線和釋放持續時間測定的基礎上，討論了影響藥物釋放行為的藥物釋放動力學以及關鍵特征。研究發現藥物釋放曲線可根據藥物釋放速率分為三個階段。根據菲克第二定律，第一階段由纖維溶脹和擴散控制。第二階段通過融合膜結構進行擴散控制，這會導致非常緩慢的藥物釋放。第三階段由聚合物降解控制，涉及剩余藥物的釋放。該釋放機制的研究結果為調整藥物釋放量和持續時間提供了依據，從而有助于開發滿足臨床需求的藥物遞送系統。
圖1.PLGA/PELA2500（93/7）藥物遞送系統的典型釋放過程。（A）分為三個階段的藥物釋放過程示意圖。（B）通過SEM成像的PLGA/PELA2500（93/7）電紡膜的表面。（a）中的插圖顯示了CLSM成像的CiH（綠色熒光）的分布。（C）通過SEM成像的PLGA/PELA2500（93/7）電紡膜的橫截面。（D）PLGA/PELA2500/CiH的體外藥物釋放曲線以及通過四個動力學方程式擬合的生命周期曲線。所有樣品均在PBS緩沖液（pH=7.4）中于37℃孵育。（要解釋此圖例中對顏色的引用，請參閱本文的網絡版本。）
圖2.不同含量第二組分PELA2500的PLGA/PELA2500/CiH電紡膜的表征。（A-C）SEM成像的PLGA/PELA2500/CiH膜的橫截面。插圖顯示了通過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膜的體外藥物釋放曲線。所有樣品均在PBS緩沖液（pH=7.4）中于37℃孵育。（E）PLGA/PELA2500/CiH膜吸收時間的變化。列上方的值是膜的接觸角。（F）PLGA/PELA2500/CiH膜的纖維直徑比的變化。
圖3.具有與第二組分相同含量的不同聚合物的電紡膜的表征。（A-G）具有不同第二組分聚合物的膜的橫截面，通過SEM成像。插圖顯示了通過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組分聚合物的膜的體外藥物釋放曲線。所有樣品均在PBS緩沖液（pH=7.4）中于37℃孵育。
圖4.藥物釋放機理和整個藥物釋放過程的特征。（A）具有與第二組分相同含量的不同聚合物的電紡膜的吸收時間。列上方的值是膜的接觸角。（B）在24小時與0小時的PEG上的亞甲基氫的面積比。插圖是PLGA/PELA2500/CiH膜的1H NMR光譜。電紡膜從0小時到28天的表觀密度（C）、纖維直徑比（D）和GPC分析（E），其中不同第二組分聚合物的含量相同。（F）在沒有任何藥物的情況下體外降解不同單組分電紡膜。
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