纳米纤维素基药物缓释材料的制备及表征

发布时间：2017-09-07 11:35

  本文关键词：纳米纤维素基药物缓释材料的制备及表征

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【摘要】：药物缓释系统(Drug Delivery System)是通过物理或者化学方法将高分子载体与不同类型的药物结合,然后在体内由于扩散以及渗透等作用力,将药物以合适的浓度持续稳定的释放出来,最终使药物充分发挥功效。在药物缓释系统中包括药物缓释载体材料和药物两类重要物质。其中药物缓释载体材料作为药物缓释体系的重要组成部分,是调控药物释放速度的重要物质,也是影响药效的主要因素。因此寻找可以负载药物的缓释材料成为研究热点。纳米纤维素,不仅具有较高的机械强度、很好的化学活性以及生物相容性;同时由于其纳米尺度,使其具有很高的比表面积、很高的机械强度、很好的流变特性以及透明特性。因此纳米纤维素可以作为药物载体材料应用于药物缓释、创伤修复等医学领域。本文采用TEMPO碱性氧化以及高压均质方法对桉木浆进行处理得到纳米纤维素。将纳米纤维素作为药物缓释载体,以庆大霉素和莫西沙星两种抗菌剂作为药物,制备出具有缓释和抗菌特性的纳米纤维素基药物缓释膜材料和纳米纤维素基药物缓释气凝胶材料。研究了这两种体系中纳米纤维素与药物之间的结合方式;深入研究了纳米纤维素的羧基含量、均质次数对制备的药物缓释材料结构、力学以及药物释放性能的影响;对药物缓释材料在不同环境下的药物释放特性进行研究;采用标准金黄色葡萄球菌对药物缓释材料进行抗菌性实验,研究了不同条件制备的纳米纤维素基缓释材料的抑菌效果。主要结论如下:1.利用TEMPO氧化体系对桉木浆进行氧化,控制NaClO的加入量,制备了羧基含量在1.13-1.70mmol/g的氧化纤维素;然后用高压均质机处理氧化纤维素,制备了宽度在3-20nm不等,长度在500nm以下的纳米纤维素。2.将不同条件制备的纳米纤维素与庆大霉素、莫西沙星混合,通过抽滤成膜的方式成功制备了纳米纤维素基药物缓释膜材料。研究了纳米纤维素的羧基含量和尺寸大小对缓释膜材料力学性能及平衡溶胀率的影响;当纳米纤维素的羧基含量为1.70mmol/g,均质次数为8次时,制备的纳米纤维素基庆大霉素膜弹性模量和平衡溶胀率分别为7.60GPa和3.70;制备的纳米纤维素基莫西沙星膜弹性模量和平衡溶胀率分别为3.48GPa和4.11。3.研究了纳米纤维素羧基含量以及尺寸大小对缓释膜材料中药物释放和抗菌性能的影响,同时研究了缓释膜材料在不同pH及不同盐浓度中的药物释放性能;相比纳米纤维素基莫西沙星膜材料,纳米纤维素基庆大霉素膜材料的药物缓释特性更明显。当纳米纤维素的羧基含量为1.70mmol/g,均质次数为8次时,缓释膜材料的药物释放周期达到24h,庆大霉素的最终释放率为81.46%。缓释膜材料在pH=3 PBS缓冲溶液和10mmol/L NaCl中,庆大霉素的最终释放率分别为90.62%和84.32%。同时纳米纤维素基庆大霉素膜材料由于制备条件的不同,使缓释材料周围产生的抑菌圈的直径从10mm到16mm不等。4.将不同处理条件得到的纳米纤维素与庆大霉素、莫西沙星混合,通过冷冻干燥的方式制备并获得了纳米纤维素基药物缓释气凝胶材料。研究了纳米纤维素制备过程中羧基含量和均质次数对缓释气凝胶材料孔径、孔隙率、力学性能以及平衡溶胀率的影响。当纳米纤维素的羧基含量为1.70mmol/g,均质次数为8次时,制备的纳米纤维素基庆大霉素气凝胶孔径和孔隙率分别为151μm和96.87%,压缩模量和平衡溶胀率为2.52MPa及60.80;而纳米纤维素基莫西沙星气凝胶孔隙率、压缩模量和平衡溶胀率分别为98.26%、2.02MPa及61.23。5.研究了纳米纤维素的羧基含量及尺寸大小对纳米纤维素缓释气凝胶的药物缓释性能以及抗菌特性的影响;结果显示,采用均质次数为8次、羧基含量为1.70mmol/g的纳米纤维素制备的纳米纤维素基庆大霉素气凝胶,其最初释放率和最终释放率分别为39.81%和76.68%,抑菌圈的宽度为16.98mm;而采用相同纳米纤维素原料制备的纳米纤维素基莫西沙星气凝胶,其最初释放率和最终释放率都在80%以上,抑菌圈的宽度为8.30mm。表明纳米纤维素基庆大霉素气凝胶有更好的抑菌效果。
【关键词】：药物缓释 纳米纤维素 庆大霉素 莫西沙星 抑菌特性
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O636.11;TQ460.1
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 绪论13-24
• 1.1 引言13
• 1.2 纳米纤维素13-16
• 1.2.1 纳米纤维素分类13-14
• 1.2.2 纳米纤维素的制备14-15
• 1.2.3 纳米纤维素在医学方面的应用15-16
• 1.3 药物缓释系统16-20
• 1.3.1 药物缓释系统的简介16-17
• 1.3.2 药物缓释系统中药物粒子17-18
• 1.3.3 药物缓释系统中药物缓释载体材料18-20
• 1.3.4 药物缓释系统的缓释机理20
• 1.4 纳米纤维素在药物缓释中的应用及研究进展20-22
• 1.5 论文研究的目的、意义和主要内容22-24
• 1.5.1 研究目的与意义22
• 1.5.2 论文的研究内容22-24
• 第二章 纳米纤维素的制备以及表征24-34
• 2.1 引言24
• 2.2 实验部分24-27
• 2.2.1 原料及试剂24-25
• 2.2.2 仪器与设备25
• 2.2.3 TEMPO氧化纤维素的制备25
• 2.2.4 纳米纤维素的制备25-26
• 2.2.5 纳米纤维素的表征26-27
• 2.3 结果与讨论27-33
• 2.3.1 氧化纤维素的羧基含量27-28
• 2.3.2 红外谱图分析28-29
• 2.3.3 纳米纤维素X-射线衍射（XRD）分析29-31
• 2.3.4 Zeta电位测试31-32
• 2.3.5 纳米纤维素透射电镜（TEM）观察32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 纳米纤维素基药物缓释膜材料的制备及表征34-54
• 3.1 引言34
• 3.2 实验部分34-38
• 3.2.1 原料与试剂34-35
• 3.2.2 仪器与设备35
• 3.2.3 NFC基庆大霉素膜及NFC基莫西沙星膜材料的制备35-36
• 3.2.4 测试与表征36-38
• 3.3 结果与讨论38-53
• 3.3.1 庆大霉素、莫西沙星标准曲线的建立38-39
• 3.3.2 膜材料的红外光谱分析39-41
• 3.3.3 膜材料力学性能分析41-43
• 3.3.4 NFC基药物缓释膜材料的原子力显微镜观察43-44
• 3.3.5 膜材料溶胀动力学曲线的测试44-46
• 3.3.6 缓释膜材料药物释放特性46-50
• 3.3.7 NFC基药物缓释膜材料抗菌性能分析50-53
• 3.4 本章小结53-54
• 第四章 纳米纤维素基药物缓释气凝胶材料的制备及表征54-70
• 4.1 引言54
• 4.2 实验部分54-57
• 4.2.1 原料与试剂54-55
• 4.2.2 仪器与设备55
• 4.2.3 NFC基庆大霉素气凝胶及NFC基莫西沙星气凝胶的制备55
• 4.2.4 测试与表征55-57
• 4.3 结果与讨论57-69
• 4.3.1 气凝胶材料红外光谱分析57-58
• 4.3.2 气凝胶材料力学性能分析58-59
• 4.3.3 气凝胶材料的平衡溶胀率（ESR）分析59-60
• 4.3.4 NFC基药物缓释气凝胶材料孔隙率研究60-61
• 4.3.5 NFC基药物缓释气凝胶材料电镜观察61-63
• 4.3.6 NFC基药物缓释气凝胶药物释放特性63-66
• 4.3.7 气凝胶材料抗菌性能66-69
• 4.4 本章小结69-70
• 结论70-73
• 主要研究成果70-71
• 本论文创新之处71-72
• 对未来研究工作的建议72-73
• 参考文献73-81
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果81-82
• 致谢82-83
• 附表83

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本文编号：809313