电纺丝支架已被广泛用于组织工程领域, 其中硅酸钙等生物活性陶瓷复合的电纺丝支架, 在应用中展现出了优异的生物活性。硅酸钙复合电纺丝支架中硅酸钙降解释放的硅酸根离子(SiO₃^2-)已被证实具有促进成血管性能, 但其有效活性离子浓度范围比较窄, 仅在0.79~1.8 μg/mL之间。因此精确控制组织工程材料的离子释放浓度, 使材料释放的离子能较长时间保持在有效活性浓度范围, 对于组织工程应用具有重要意义。本研究通过调节电纺丝孔径大小及硅酸钙纳米线的不同复合方式, 制备了多种硅酸钙复合电纺丝纤维支架, 并比较了其在体外环境下的离子释放模式及对人脐静脉内皮细胞的增殖促进作用。实验结果表明, 混纺及同时电喷-电纺复合方式的小孔径硅酸钙复合电纺支架由于高分子的疏水作用和小孔径结构对离子扩散的阻碍, 可以实现离子缓释。通过体外细胞实验发现, 具有离子缓释效果的支架可以更好地促进人脐静脉内皮细胞的增殖, 说明通过调控支架离子缓释, 可以有效调控其生物活性, 获得最佳组织工程应用效果。

为避免二甲酸钾(KDF)在酸性环境下分解过快, 调节仔猪肠胃道酸碱性和菌落平衡, 实现KDF靶向释放抗菌, 本研究以可生物降解的壳聚糖(CS)、羧甲基纤维素(CMC)和无机刚性材料P型沸石分子筛(Zeolite P)为载体, 负载抗菌药物二甲酸钾制备控释水凝胶微球。发现CS中-NH₂与CMC中-COOH离子作用, 可形成结构稳定的聚电解质复合物。溶胀率的差异性表明CS/CMC/Zeolite P水凝胶微球对pH高度敏感。加入Zeolite P使水凝胶微球在pH1.2保持原有形貌且不被降解破裂。CS/CMC/Zeolite P/KDF抗菌微球的包封率为47.75%, 载药率为23.88%, 可有效缓释KDF, 在pH7.4磷酸盐缓冲溶液中的缓释性比pH1.2更优。CS/CMC/Zeolite P/KDF抗菌微球浓度为96 mg/mL时对大肠杆菌最大抑菌率为83%, 有效提高了KDF利用率。

铝盐佐剂具有极好的安全记录, 是各种人类疫苗中唯一获得FDA许可的无机佐剂。据我们所知, 目前尚没有关于将其用作化疗药物的递送系统、并系统阐明其结构与载药性能之间关系的研究报道。本研究采用三嵌段共聚物、通过调节反应时间合成了具有可调比表面积和孔径的氢氧化铝(AlOOH)纳米片。AlOOH 纳米片的最大比表面积达470 m ²/g。其负载化疗药物阿霉素的能力与材料结构密切相关: 比表面积和孔径越大, 负载化疗药物的量越大。负载有阿霉素的AlOOH 纳米片呈现与pH有关的药物释放行为: 在pH~5的低pH 环境下快速释放, 而在pH~7.4 的近中性pH 下缓慢释放。流式细胞术显示, 相比于游离形式的阿霉素, 负载在AlOOH 纳米片上的阿霉素更易被癌细胞所吞噬。而且负载阿霉素后, 与低比表面积的AlOOH纳米片相比, 高比表面积的AlOOH 纳米片更有利于被癌细胞摄取、诱导癌细胞凋亡和坏死。因此, 本研究所合成的AlOOH 纳米片有望用作化疗药物递送体系。

采用插层法和剥离-重组法制备了阿司匹林-双金属氢氧化物复合物(A-LDHs)和阿司匹林-双金属氢氧化物纳米片复合物(A-LDHs-NS)。采用XRD、SEM、TG-DTG和FT-IR对复合物的形貌、载药性能和载药模型进行表征。测定了阿司匹林在不同pH环境中从A-LDHs和A-LDHs-NS上的释放性能。研究发现, 实验制备的LDHs和LDHs-NS均具有明显层状结构。LDHs-NS因具有较大的比表面积(187 m ²·g ^-1)能负载更多的阿司匹林。同时, LDHs-NS与阿司匹林之间有较强的相互作用, 载药量为1.178 mmol·g ^-1, 释放时间超过1440 min, 与对照组(20 min)相比, 表现出更优异的缓释性能, 且在pH为7.4的磷酸盐缓冲溶液中缓释性能比在pH为4.8中更强。本研究结果可以为二维材料在生物医药中的应用提供参考。

为提高骨接合钛网的骨整合性和生物活性, 本研究采用碱热处理法在钛网表面构建出具有多孔结构的钛酸盐纳米纤维, 利用电化学沉积技术在钛酸盐纳米纤维表面制备磷酸钙涂层, 并采用不同方法将人骨形态发生蛋白(hBMP-2)引入涂层, 制备了三种含hBMP-2分子的复合涂层(TmhB、TmHedhB和TmHhBed)。实验对各复合涂层的表面形貌、化学成分、相组成和hBMP-2的含量与释放性能进行了表征。研究发现: 各涂层都具有多孔纤维结构, TmHedhB和TmHhBed中的磷酸钙相为羟基磷灰石(HA), 呈“串珠”状包裹在钛酸盐纳米纤维表面, “串珠”状HA的引入促进了复合涂层对hBMP-2的吸附。电化学共沉积技术在钛酸盐纳米纤维表面制备的HA/hBMP-2复合涂层中hBMP-2的含量最大, 达886 ng/mg, 在6~48 h内具有明显的hBMP-2缓释性能。