医用再生丝素蛋白材料制备与研究进展(5)
旋转涂覆法也可制备丝素薄膜。配置好的丝素蛋白溶液滴加在硅片表面,以3 000 r/min的速度进行旋转涂覆1 min。将附有丝素蛋白的硅片置入通风橱中,室温下风干成膜后将丝素蛋白膜剥离[50]。这种方法得到的薄膜具有很好的透明度和韧性,可用于隐形眼镜的研究。
2.3.2 LB膜技术
LB膜技术[60]是20世纪二三十年代由美国Langmuir及其学生发明的一种单分子膜制备技术,将同时有亲水和疏水两部分的两亲性分子分散与水面,逐渐减小分子在水面上的面积,使其布列为单分子层,并且基本维持定向分布,再将其沉积到特定基底上得到的膜称为LB膜。Higuchi等[61]使用LB膜技术制备丝素膜,对LB膜进行生物相容性实验,结果显示它比浇铸法制得的丝素膜更适合细胞生长。LB膜法可制得超薄丝素膜,也可以逐层累积形成多层LB膜,组装方式任意选择。成膜可在常温常压下进行,基本不破坏丝素的高分子结构。但在制膜过程中需要使用氯仿等有毒的有机溶剂,对人体健康和环境具有很大的危害性,也可能影响材料的生物相容性。
2.4 微球
纳米/微米球是生物材料应用的一种微观形式,主要在生物医药领域用于药物的装载和释放,具有药物缓释作用,在慢性病治疗、创伤修复等领域具有广阔的应用前景[35]。研究表明,微球粒径是衡量其效能的重要指标,随着粒径的减小,微球的比表面积增加,有助于提升微球表面的吸附量[62]。
2.4.1 喷雾干燥法
喷雾干燥是利用机械作用,将丝素蛋白溶液分散成细腻的雾状微粒,通过加大蒸发面积来加速干燥,微粒进入热空气可快速去除大部分水分,使溶质干燥成粉末[63]。喷雾干燥法对微球粒度的调节比较方便,可以在较大范围内控制分布。Yeo等[64]使用小型喷雾干燥机制备了微米级丝素蛋白微球,对微球进行表征发现其二级结构主要β-折叠结构。通过调节丝素溶液的pH可改变微球的溶胀率,改善其药物负载能力。
2.4.2 冷冻干燥法
冷冻干燥法也可用于制备丝素蛋白微粒。将再生丝素蛋白溶液冷冻干燥后进行研磨,这种方法操作简单直接,但难以得到精细均匀的微粒,将其作为药物的载体也是一个难以解决的问题[46]。Wang等[65]将100 mg的磷脂酰胆碱制成薄膜作为模板,加入不同质量分数的2 mL丝素溶液后一起在液氮中冷冻15 min,在37℃解冻15 min,重复3次,溶液形成大小分布均匀的小泡。再将液体溶于50 mL水中快速搅拌。然后冻干3 d,4℃保存。最后用甲醇或饱和氯化钠溶液诱导丝素脱水形成β-折叠结构,并去除脂质囊泡。此法制得的微球粒径小,可调节后处理时间来调整β-折叠结构的含量,反复的冻融处理使丝素与药物能更好地混合。
2.4.3 乳化交联加超声处理
杨道伟[66]用乳化交联工艺制备了丝素蛋白空白微球,探讨了影响微球粒径的工艺因素,发现用乳化交联工艺制备丝素蛋白微球极易发生粘连团聚现象,造成微球粒径分布不匀。而王宗乾[62]在乳化交联工艺的基础上使用超声波辅助乳化交联工艺,制备了丝素蛋白微球,并对其粒径、形貌进行了测试与表征。超声波解决了乳化交联制备微球易于粘连的问题,且微球粒径随着超声频率、功率的增加而减少,同时微球粒径分布也更加均匀。在45 kHz、100 W的超声波工艺参数下,微球粒径减小至原来的26%,但超声波会降低微球的产率。
2.4.4 层流射流破碎法
使用层流射流破碎法制备微球的主要目的是在非常温的加工条件下制备载药丝素蛋白微球。此法采用可以控制频率和振幅的喷嘴振动诱发丝素蛋白溶液的射流破碎,制备微球。Wenk等[67]使用IEM-40包封机用层流射流破碎法制备丝素蛋白微球,制得的微球抗水溶性差,分别用甲醇与高压水蒸气进行不溶性处理后抗水溶性得到了改善。喷口直径越小,丝素蛋白溶液质量分数越小,则微球的粒径越小;丝素质量分数越大,微球负载药物后突释效应变大。两种不溶处理后的微球结构都较紧密,二级结构变化不大;不溶化效果相近,高压水蒸气处理后的微球粒径明显小于甲醇处理后的微球。
2.4.5 相分离技术
在丝素蛋白溶液中加入盐或混溶性非溶剂诱导相分离制备丝素微球。Lammel等[68]用1.25 mol/L的磷酸钾溶液诱导丝素蛋白相分离成功制备了丝素微球,微球负载药物后使用甲醇、乙醇或超声波处理。对微球进行测试和表征发现甲醇与乙醇对微球二级结构的影响不大,主要是α-螺旋结构,而超声波处理后明显有β-折叠结构生成。磷酸钾pH值不同时,形成的微球二级结构也不同,且pH值越小,微球化学稳定性越差。
文章来源:《中国生物制品学杂志》 网址: http://www.zgswzpxzz.cn/qikandaodu/2021/0804/605.html