方昊 羅玨君 李夢妍 李佩珊 張小寧

摘要： 為開發(fā)一種無毒無污染且緩釋時(shí)間長的絲素蛋白（SF）基藥物緩釋載體，本文采用電沉積法在低電壓下制備SF基水凝膠，分析了不同制備電壓、溶液中不同SF質(zhì)量比下制得水凝膠的宏觀形貌、微觀形貌、力學(xué)性能、細(xì)胞毒性、降解性能和藥物緩釋性能。結(jié)果表明：制備的SF基水凝膠呈乳白色，表面光滑，具有豐富致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，抗壓縮性能可隨制備參數(shù)實(shí)現(xiàn)可控調(diào)節(jié)，不具備細(xì)胞毒性。在模擬胃液、模擬傷口滲出液和模擬體液中，SF基水凝膠的穩(wěn)定性隨著制備電壓的增加而增強(qiáng)。以鹽酸小檗堿為模型藥物，研究發(fā)現(xiàn)制備得到的SF基水凝膠的釋藥規(guī)律符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程。

關(guān)鍵詞： 絲素蛋白;水凝膠;電沉積法;藥物載體;釋放動(dòng)力學(xué)

中圖分類號(hào)： TS101.4; TQ340.64

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)： 1001-7003（2023）07-0001

作者簡介：

方昊（2001），男，2019級(jí)生物技術(shù)專業(yè)本科生，研究方向?yàn)榻z素蛋白基水凝膠的制備及應(yīng)用。通信作者：張小寧，副教授，xzhang@swu.edu.cn。

自20世紀(jì)90年代以來，藥物緩釋體系一直是藥物劑型和制劑研究中的熱點(diǎn)。相較傳統(tǒng)給藥方式，藥物緩釋體系有利于延長藥物作用時(shí)間、減輕患者多次用藥痛苦、提高藥物利用度、降低毒副作用［1］，從而增強(qiáng)臨床用藥的有效性和安全性。藥物緩釋載體是藥物緩釋體系的重要組成部分［2］，因此，開發(fā)藥物緩釋載體對(duì)提高臨床用藥水平具有重要意義。

近年來，多孔聚合物水凝膠用作藥物緩釋載體的研究備受關(guān)注［3-5］。水凝膠具有天然的三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)及良好的物理機(jī)械性能［6］，能夠有效載荷藥物，保護(hù)藥物不被降解，控制藥物持續(xù)和緩慢釋放［5］。絲素蛋白（Silk Fibroin，SF）作為蠶絲的主要組成蛋白，占蠶絲總質(zhì)量的70%～80%［7］，具有來源豐富、價(jià)格低廉、生物相容性良好、免疫原性低、可塑性強(qiáng)、降解性可控、無毒、無污染等特點(diǎn)，被視為制備水凝膠藥物緩釋載體的最佳原材料之一［8］。然而，載藥SF基水凝膠存在藥物初期突釋問題，即SF基水凝膠在裝載藥物后會(huì)出現(xiàn)早期藥物高濃度釋放現(xiàn)象，不利于達(dá)到長期有效的藥物緩釋效果。研究表明，通過改進(jìn)制備工藝、縮短凝膠化時(shí)間可以緩解突釋現(xiàn)象［9］。

目前，促進(jìn)再生SF溶液凝膠化的方法有很多［10］。相比常見的有機(jī)溶劑誘導(dǎo)法［11-12］和酶促交聯(lián)法［13-14］，電沉積法用于制備SF基水凝膠具有時(shí)間短、綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)簡便的優(yōu)點(diǎn)［15］。電沉積法是指在電場作用下，陽極附近的水電解產(chǎn)生大量氫離子，促使帶負(fù)電荷的SF分子聚集，與氫離子發(fā)生中和反應(yīng)后沉積形成水凝膠的方法［16］。如Leisk等［17］將兩個(gè)鉛質(zhì)電極置入SF溶液中，施加25 V直流電壓3 min后，便可在陽極上制得SF水凝膠，但在25 V電壓下電極表面會(huì)析出大量氣泡，導(dǎo)致制備的SF水凝膠形狀不均勻。Liu等［18］在3 V電壓下制備了SF水凝膠，但制備時(shí)間長達(dá)6 h，當(dāng)電壓增加到6 V時(shí)仍需1 h成膠，成膠時(shí)間過長。本文前期研究發(fā)現(xiàn)，在再生SF溶液中加入羧甲基殼聚糖（Carboxymethyl Chitosan，CMCS）可降低SF成膠電壓和成膠時(shí)間，從而提高成膠效率［16］。CMCS是殼聚糖衍生物之一，來源廣泛，因其具有無毒，抗菌，生物相容性、水溶性和可降解性良好等優(yōu)點(diǎn)，制備得到的SF基水凝膠（SF/CMCS水凝膠）在藥物緩釋領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景［19］。

小檗堿（Berberine，BBR）又稱黃連素，具有抗炎、抗菌等藥理作用，有助于促進(jìn)胃炎的治療和傷口的愈合［20-21］。由于口服BBR吸收效果較差、肌注BBR無法長時(shí)間維持血藥濃度，使用有效的藥物緩釋載體以提高BBR的療效顯得至關(guān)重要［22］。本文擬通過改變電沉積參數(shù)可控調(diào)節(jié)SF/CMCS水凝膠的交聯(lián)程度，進(jìn)而制備出具備不同緩釋性能的SF/CMCS水凝膠，并以BBR為藥物模型，評(píng)價(jià)各制備參數(shù)下制備得到的SF/CMCS水凝膠在不同應(yīng)用場景下用作藥物緩釋載體的可行性。

1 試 驗(yàn)

1.1 材料與儀器

材料：蠶繭（四川省閬中蠶種場），羧甲基殼聚糖相對(duì)分子質(zhì)量543.519 g/mol、取代度≥95%（上海瑞永生物科技有限公司），氯化鈉（上海晶純生化科技股份有限公司），粉劑PBS磷酸鹽緩沖液（重慶潤晨生物技術(shù)有限公司），無水氯化鈣（成都市科隆化學(xué)品有限公司），無水乙醇、無水碳酸鈉、鹽酸（重慶川東化工有限公司），粉劑SBF模擬體液（重慶阿米達(dá)生物科技有限公司），鹽酸小檗堿水合物（上海邁瑞爾化學(xué)技術(shù)有限公司），高糖培養(yǎng)基（DMEM）（美國HyClone公司），胎牛血清（浙江天杭生物科技有限公司），苯酚（阿拉丁科技（中國）有限公司），二甲基亞砜（DMSO）和3-（4，5-二甲基噻唑-2）-2，5-二苯基四氮唑溴鹽（MTT）（德國Biofroxx公司）。

儀器：HZK-FA210型電子天平（福建華志電子科技有限公司），F(xiàn)L-2型封閉式可調(diào)節(jié)電爐（北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司），SYG-1220型水浴鍋（美國精騏有限公司），Milli-Q型純水儀（Millipore中國有限公司），CHI760E型電化學(xué)工作站（上海辰華儀器有限公司），PHS-3E型pH值計(jì)（上海儀電科學(xué)科學(xué)儀器股份有限公司），GTM-2100型微機(jī)控制電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)（上海協(xié)強(qiáng)儀器制造有限公司），LGJ-10型真空冷凍干燥機(jī)（上海豫明儀器有限公司），D3400型數(shù)碼相機(jī)（日本尼康株式會(huì)社），TM4000Plus型掃描電子顯微鏡（日本株式會(huì)社日立制作所），SBC-12型離子濺射儀（北京中科科儀股份有限公司），MH-Ⅰ型微量振蕩器（江蘇海門市其林貝爾儀器制造有限公司），SynergyH1型多功能酶標(biāo)儀（美國伯騰儀器有限公司），HQH-250型智能人工氣候箱（上海躍進(jìn)醫(yī)療器械有限公司），LYGZ-2102C型光照恒溫?fù)u床（常州金壇良友儀器有限公司），759S型紫外可見分光光度計(jì)（上海菁華科技儀器有限公司），XDS-ⅠB型倒置生物顯微鏡（重慶重光實(shí)業(yè)有限公司）。

1.2 方 法

1.2.1 絲素蛋白/羧甲基殼聚糖水凝膠的制備

稱取蠶繭，剪碎后，以1︰50的浴比加入0.5% Na2CO3溶液中煮沸30 min，撈出蠶繭并用去離子水反復(fù)搓洗直至無滑膩感。重復(fù)上述操作2次，在室溫條件下晾干后獲得絲素蛋白纖維。將絲素蛋白纖維以1︰10的浴比加入三元溶劑中，置于70 ℃的水浴鍋內(nèi)，玻璃棒不斷攪拌，直至絲素蛋白完全溶解。將上述制備的溶液冷卻后透析3 d，透析完之后進(jìn)行過濾及離心。測定絲素蛋白溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，并將其調(diào)節(jié)至10%。

將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的絲素蛋白溶液分別與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%和2%的CMCS溶液混合，使用電化學(xué)工作站的計(jì)時(shí)電流法（chronoamperometry）調(diào)控制備電壓［16］，分別獲得4種不同的SF/CMCS水凝膠：制備電壓為3 V，SF與CMCS質(zhì)量比為5︰1的SF/CMCS水凝膠（記為SC-3V-5︰1）;制備電壓為3 V，SF與CMCS質(zhì)量比為5︰2的SF/CMCS水凝膠（記為SC-3V-5︰2）;制備電壓為4 V，SF與CMCS質(zhì)量比為5︰1的SF/CMCS水凝膠（記為SC-4V-5︰1）;制備電壓為4 V，SF與CMCS質(zhì)量比為5︰2的SF/CMCS水凝膠（記為SC-4V-5︰2）。

1.2.2 宏觀形貌觀察

采用D3400型數(shù)碼相機(jī)觀察并記錄多個(gè)制備得到的4種不同SF/CMCS水凝膠的宏觀形態(tài)。

1.2.3 微觀形貌觀察

將4種不同的SF/CMCS水凝膠用LGJ-10型真空冷凍干燥機(jī)冷凍干燥后進(jìn)行噴金處理，并通過SEM觀察SF/CMCS水凝膠內(nèi)部的微觀形貌結(jié)構(gòu)。

1.2.4 抗壓縮測試

使用GTM-2100型微機(jī)控制電子萬能材料試驗(yàn)機(jī)測量4種不同的SF/CMCS水凝膠的抗壓機(jī)械性能。將試驗(yàn)機(jī)設(shè)定為壓縮模式，將SF/CMCS水凝膠放置于基座，以1 mm/min的位移速率測定其在壓縮測試下的最大應(yīng)力，直至樣品碎裂。使用雙因素方差分析法對(duì)各組最大應(yīng)力開展數(shù)據(jù)分析（*為P＜0.05，** 為P＜0.01，*** 為P＜0.001，n=3）。

1.2.5 細(xì)胞毒性測試

以人胚腎上皮細(xì)胞（HEK-293）為模型進(jìn)行MTT試驗(yàn)，測試4種不同的SF/CMCS水凝膠的細(xì)胞毒性。取冷凍干燥后的SF/CMCS水凝膠0.2 g置于10 mL DMEM完全培養(yǎng)基（含10%胎牛血清）中，使其完全沉浸，于37 ℃、5% CO2培養(yǎng)箱中平衡72 h。浸提完成后過濾提取液，并裝入無菌試管內(nèi)，置于4 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。配? mg/mL的MTT溶液（溶劑為PBS溶液）置于-20 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

試驗(yàn)中分別加入含10%胎牛血清的DMEM完全培養(yǎng)基，記為完全培養(yǎng)基組;滅菌后的64 g/L苯酚溶液（溶劑為DMEM完全培養(yǎng)基），記為苯酚組;4種SF/CMCS水凝膠浸提液對(duì)HEK-293細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)。將單細(xì)胞懸液以2×105個(gè)/mL的密度接種于96孔板，每孔100 μL，于37 ℃、5% CO2環(huán)境中培養(yǎng)24 h，使其貼壁生長。然后舍棄培養(yǎng)基，加入100 μL完全培養(yǎng)基，再分別加入10 μL完全培養(yǎng)基、SF/CMCS水凝膠浸提液及苯酚溶液，培養(yǎng)1、3 d和5 d后使用XDS-IB型倒置生物顯微鏡分別拍照記錄。隨后加入20 μL MTT溶液，繼續(xù)于5% CO2環(huán)境中培養(yǎng)4 h后，吸取培養(yǎng)液加入200 μL DMSO，再加3個(gè)空白DMSO溶液為對(duì)照，培養(yǎng)板于微量振蕩器中震蕩15 min后，使用SynergyH1型多功能酶標(biāo)儀檢測490 nm處各孔吸光值。使用單因素方差分析法對(duì)吸光值展開數(shù)據(jù)分析（*為P＜0.05，** 為P＜0.01，*** 為P＜0.001，n=3）。通過各組吸光值的差異，可以反映出各組細(xì)胞密度的差異，檢測4種不同SF/CMCS水凝膠的細(xì)胞毒性。

1.2.6 降解性能測試

通過查閱文獻(xiàn)可知，模擬胃液的pH值為1.2［23］，溫度為37 ℃［24］;模擬傷口滲出液的pH值為6.0［25］，溫度為32 ℃［26］;模擬體液可通過購得的SBF模擬體液（粉劑）進(jìn)行配置，溫度為37 ℃［25］。SF/CMCS水凝膠用濾紙吸干表面水分后用電子天平準(zhǔn)確稱重，記為m，再于HQH-250型智能人工氣候箱中分別浸入37 ℃下的模擬胃液、32 ℃下的模擬傷口滲出液及37 ℃下的模擬體液中進(jìn)行降解試驗(yàn)。在指定時(shí)間取出SF/CMCS水凝膠，用濾紙吸干樣品表面水分后稱重，記為mt。質(zhì)量損失率（W）由下式計(jì)算得出：

W/%=m-mtm×100（1）

式中：W為質(zhì)量損失率，%;m為樣品初始質(zhì)量，g;mt為不同降解時(shí)間（t）對(duì)應(yīng)的樣品質(zhì)量，g。

1.2.7 釋藥性能及機(jī)制解析

選擇BBR作為藥物釋放研究的模型藥物，分別制備以水、模擬胃液和模擬傷口滲出液為溶劑的BBR溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線。以水為溶劑的BBR溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線是為了對(duì)4種SF/CMCS水凝膠的載藥量進(jìn)行測定;以模擬胃液和模擬傷口滲出液為溶劑的BBR溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線是為了在模擬胃液和模擬傷口滲出液環(huán)境下進(jìn)行藥物緩釋性能測試時(shí)，對(duì)緩釋液中BBR的質(zhì)量濃度進(jìn)行測定，并計(jì)算出BBR的釋放量，從而得到一定時(shí)間內(nèi)BBR的累計(jì)釋放量。

將4種不同的SF/CMCS水凝膠浸泡在BBR的水溶液中，抽取真空放置30 min，重復(fù)3次，隨后通過BBR溶液質(zhì)量濃度的變化情況，對(duì)SF/CMCS水凝膠的載藥量進(jìn)行計(jì)算。將載藥后的SF/CMCS水凝膠放入模擬胃液和模擬傷口滲出液中，置于恒溫?fù)u床上以100 r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行釋放，在特定時(shí)間點(diǎn)吸取緩釋液并用759S型紫外可見分光光度計(jì)在BBR最大吸收波長345 nm處測定溶液的吸光度，通過標(biāo)準(zhǔn)曲線，測定緩釋液中的BBR含量，并計(jì)算累計(jì)釋放量。

分別使用零級(jí)動(dòng)力學(xué)（式（2））［28］、一級(jí)動(dòng)力學(xué)（式（3））［29］、Higuchi模型（式（4））［30］和Ritger-Peppas模型（式（5））［31］對(duì)藥物的釋放曲線進(jìn)行擬合。通過比較各模型的擬合相關(guān)系數(shù)（R2），探討釋藥機(jī)理。

式中：t為釋放時(shí)間;Mt為t時(shí)的累計(jì)釋放量;M∞為∞時(shí)的累計(jì)釋放量;Mt/M∞為t時(shí)的累計(jì)釋放百分率;K為常數(shù);n是Ritger-Peppas模型中表征釋放機(jī)制的特征參數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 宏觀形貌分析

通過前期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)施加電壓小于3 V時(shí)，SF/CMCS水凝膠無法從電極片上進(jìn)行剝離;當(dāng)施加電壓大于5 V時(shí)，會(huì)導(dǎo)致SF/CMCS水凝膠表面結(jié)構(gòu)粗糙，并且出現(xiàn)明顯可見的由析氧反應(yīng)生成的氧氣泡造成的大孔;4%是CMCS水溶液保持穩(wěn)定狀態(tài)的最高質(zhì)量/體積比［16］。在本文中SF/CMCS水凝膠制備條件為施加電壓分別為3 V和4 V，溶液分別為10% SF和4% CMCS的混合溶液及10% SF和2% CMCS的混合溶液。

通過對(duì)4種SF/CMCS水凝膠的宏觀形貌進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)皆呈乳白色，表面光滑，如圖1所示。

2.2 微觀形貌分析

利用SEM對(duì)4種SF/CMCS水凝膠的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)均呈現(xiàn)三維孔狀結(jié)構(gòu)，能夠裝載藥物［1］，如圖2所示。對(duì)各組SF/CMCS水凝膠的孔徑統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表1），發(fā)現(xiàn)隨著制備電壓的升高，凝膠孔徑減小，表明SF/CMCS水凝膠的交聯(lián)度增加。這是由于隨著制備電壓的升高，陽極附近產(chǎn)生的氫離子增多，促進(jìn)了中和反應(yīng)，使得凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得更加致密。此外，隨著CMCS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，樣品孔徑也減小，同樣表明SF/CMCS水凝膠交聯(lián)度的增加。這歸因于CMCS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加使其與SF分子更充分交聯(lián)，使得SF/CMCS水凝膠內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得更加致密。

2.3 抗壓縮性能分析

為了探究4種SF/CMCS水凝膠作為藥物緩釋載體時(shí)抵抗外力擠壓的能力，本文對(duì)4種SF/CMCS水凝膠的抗壓縮力學(xué)性能進(jìn)行研究，如圖3所示。由圖3可見，隨著CMCS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高及制備電壓的增大，SF/CMCS水凝膠的最大應(yīng)力也會(huì)增大。綜合微觀形貌表征結(jié)果，這是隨著CMCS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高及制備電壓的增大，水凝膠的孔徑逐漸減小，交聯(lián)度逐漸增大，水凝膠的結(jié)構(gòu)變得更加致密所導(dǎo)致的。因此，提高制備電壓和CMCS質(zhì)量分?jǐn)?shù)均可增強(qiáng)SF/CMCS水凝膠的抗壓縮力學(xué)性能。

2.4 細(xì)胞毒性分析

為評(píng)價(jià)不同條件下制備得到的SF與CMCS交聯(lián)產(chǎn)物的細(xì)胞相容性，本文對(duì)4種SF/CMCS水凝膠的細(xì)胞毒性進(jìn)行分析，試驗(yàn)結(jié)果如圖4所示。由圖4（a）可見，除苯酚組外，SF/CMCS水凝膠浸提液組的吸光值在第一天均顯著大于完全培養(yǎng)基組，在第三天均與完全培養(yǎng)基組無顯著性差異。在第五天時(shí)，SC-3V-5︰1和SC-4V-5︰1的吸光值顯著大于完全培養(yǎng)基組，SC-3V-5︰2和SC-4V-5︰2的吸光值與完全培養(yǎng)基組無顯著性差異。苯酚組從第一天到第五天，吸光值均顯著低于完全培養(yǎng)基組（P＜0.001）。由圖4（b）可見，SF/CMCS水凝膠浸提液組和完全培養(yǎng)基組細(xì)胞均貼壁生長、正常增殖，而苯酚組細(xì)胞呈圓形、增殖停滯。綜上所述，4種SF/CMCS水凝膠均不具有細(xì)胞毒性，且SC-3V-5︰1和SC-4V-5︰1的水凝膠浸提液能夠顯著地促進(jìn)細(xì)胞生長。

2.5 降解性能分析

本文對(duì)4種SF/CMCS水凝膠在模擬胃液、模擬傷口滲出液和模擬體液中的穩(wěn)定性分別進(jìn)行了探究，在三個(gè)環(huán)境中降解率隨時(shí)間變化的曲線如圖5所示。在模擬胃液、模擬傷口滲出液和模擬體液三個(gè)環(huán)境中，隨著CMCS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高及制備電壓的增大，SF/CMCS水凝膠的降解速率減弱。結(jié)合微觀形貌的研究結(jié)果，這歸因于隨著CMCS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高及制備電壓的增大，水凝膠的孔徑逐漸減小，交聯(lián)度逐漸增大，水凝膠的結(jié)構(gòu)變得更加致密，使得水凝膠的穩(wěn)定性增加。值得注意的是，在模擬傷口滲出液環(huán)境中，SC-3V-5︰1水凝膠形成更加易碎的結(jié)構(gòu)。即盡管SC-3V-5︰1沒有完全降解，但在吸干凝膠表面水分稱重過程中，水凝膠極易黏在濾紙表面，進(jìn)而破碎（圖5（b）），無法繼續(xù)試驗(yàn)。因此，SC-3V-5︰1在傷口滲出液中的降解試驗(yàn)在72 h被迫終止。在模擬體液中，4種SF/CMCS水凝膠的降解速率增快，SC-3V-5︰1在4 h時(shí)完全降解，SC-4V-5︰2在12 h也基本完全降解。這表明在模擬體液中，4種SF/CMCS水凝膠都不適用于作為長效緩釋藥物載體材料。因此，在后續(xù)試驗(yàn)中，僅在模擬胃液和模擬傷口滲出液中對(duì)4種SF/CMCS水凝膠進(jìn)行藥物緩釋性能的評(píng)價(jià)。

2.6 藥物緩釋性能分析

為了探究4種SF/CMCS水凝膠在模擬胃液和模擬傷口滲出液中是否具有藥物緩釋的能力，本文對(duì)4種SF/CMCS水凝膠在模擬胃液和模擬傷口滲出液中的藥物緩釋性能進(jìn)行分析，如圖6所示。由圖6可見，BBR在純水、模擬胃液和模擬傷口滲出液中的三條標(biāo)準(zhǔn)曲線，擬合度均達(dá)到0.99以上。

在釋放的初始階段，各組SF/CMCS水凝膠在模擬胃液和模擬傷口滲出液兩種環(huán)境中均發(fā)生一定程度的突釋，隨著釋放時(shí)間的延長，BBR釋放速率逐漸減慢，曲線斜率接近零，表明SF/CMCS水凝膠的藥物釋放達(dá)到平衡，如圖7所示。在模擬胃液中，SC-3V-5︰1、SC-3V-5︰2、SC-4V-5︰1和SC-4V-5︰2的釋放曲線分別在12、12、48 h和60 h后趨于平衡狀態(tài)，對(duì)BBR的釋放率在96 h時(shí)分別達(dá)到41.67%、74.73%、65.01%和74.93%，如圖7（a）所示。在模擬傷口滲出液中，SC-3V-5︰1、SC-3V-5︰2、SC-4V-5︰1和SC-4V-5︰2的釋放曲線分別在48、12、60 h和48 h后趨于平衡狀態(tài)，對(duì)BBR的釋放率在96 h時(shí)分別達(dá)到51.06%、28.29%、57.65%和47.49%，如圖7（b）所示。SF/CMCS水凝膠的多孔結(jié)構(gòu)有利于負(fù)載藥物，伴隨著SF/CMCS水凝膠的降解，孔狀結(jié)構(gòu)被破壞進(jìn)而誘導(dǎo)所負(fù)載藥物的釋放［32］。除SC-3V-5︰1組外，SF/CMCS水凝膠在模擬胃液中對(duì)BBR的釋放率要高于其在模擬傷口滲出液中對(duì)BBR的釋放率，這可歸因于溫度的升高對(duì)藥物釋放的促進(jìn)作用［33］。相比于模擬胃液，模擬傷口滲出液使得SC-3V-5︰1組水凝膠形成更易碎裂的結(jié)構(gòu)（圖5（b）），這可能是其在模擬傷口滲出液中對(duì)BBR有更高釋放率的原因。此外，在96 h時(shí)仍有部分負(fù)載BBR的SF/CMCS水凝膠未降解，因此在模擬胃液和模擬傷口滲出液中，水凝膠在96 h內(nèi)藥物累計(jì)釋放率均無法達(dá)到100%。

為了研究SF/CMCS水凝膠的釋藥動(dòng)力學(xué)，本文使用不同的模型對(duì)釋藥曲線進(jìn)行擬合，得出了各模型的R2值，如表2所示。當(dāng)R2值越趨近于1.000 00時(shí)，表示該模型對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的擬合程度越好。表2結(jié)果表明，SC-4V-5︰2在模擬胃液中BBR的釋放遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型;SC-4V-5︰1在模擬傷口滲出液中BBR的釋放同樣遵循一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。

綜上所述，4種SF/CMCS水凝膠在模擬胃液和模擬傷口滲出液中均具有藥物緩釋能力，且隨著環(huán)境的變化，累計(jì)釋放率也會(huì)受到影響。在模擬胃液中，SC-4V-5︰2最適合作為藥物緩釋載體，96 h時(shí)藥物的累計(jì)釋放率為74.93%;在模擬傷口滲出液中，SC-4V-5︰1最適合作為藥物緩釋載體，96 h時(shí)藥物的累計(jì)釋放率為57.65%。相較于部分已報(bào)道的SF基水凝膠藥物緩釋載體，本方法制備的水凝膠展現(xiàn)出可比擬的緩釋效果［34-35］。

3 結(jié) 論

本文采用電沉積法制備了絲素蛋白/羧甲基殼聚糖水凝膠，探究了不同制備參數(shù)下得到的水凝膠的微觀形貌、抗壓縮性能、細(xì)胞毒性和降解性能。并以BBR為藥物模型，分析了SF/CMCS水凝膠的體外藥物釋放行為，探究了SF/CMCS水凝膠作為藥物緩釋載體的可行性。得出如下結(jié)論：

1） 4種不同的SF/CMCS水凝膠均具有三維孔狀結(jié)構(gòu)，且隨著制備電壓的升高及CMCS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，SF/CMCS水凝膠的孔徑呈現(xiàn)減小趨勢。

2） 4種不同的SF/CMCS水凝膠均表現(xiàn)出良好的抗壓縮力學(xué)性能，且隨著CMCS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高及制備電壓的增大，SF/CMCS水凝膠的抗壓縮力學(xué)性能增加。

3） 4種不同的SF/CMCS水凝膠均不具有細(xì)胞毒性。

4） 在模擬胃液、模擬傷口滲出液和模擬體液三個(gè)環(huán)境中，隨著CMCS質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高及制備電壓的增大，SF/CMCS水凝膠的穩(wěn)定性增加，但在模擬體液中水凝膠的降解速率過快，不適合用作藥物緩釋載體。

5） 4種不同的SF/CMCS載藥水凝膠在浸入模擬胃液和模擬傷口滲出液時(shí)，在初期均發(fā)生一定程度的突釋，隨著釋放時(shí)間的延長，藥物釋放速率逐漸減慢，4種水凝膠均具有藥物緩釋作用。在模擬胃液中，SC-4V-5︰2最適合作為藥物緩釋載體;在模擬傷口滲出液中，SC-4V-5︰1最適合作為藥物緩釋載體。

相較于部分已報(bào)道的SF基水凝膠藥物緩釋載體，本方法制備過程無毒無污染，更加綠色環(huán)保，且制備得到的水凝膠展現(xiàn)出可比擬的緩釋效果。因此，本文在低電壓下制備的SF/CMCS水凝膠在藥物緩釋領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用潛力。

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