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长期以来,脂质体转染一直是基因转染技术中主要的非病毒转染手段,它具有操作简单、无致瘤风险以及无免疫原性等优点。近年来的研究表明,通过包埋嵌入、表面吸附、共价接枝等方式纳入组织工程支架体系中的载药脂质体由于受到支架材料的保护和牵制,其转染细胞的效果比单纯用没有支架的脂质体更好,药物分子的释放更平稳持久,对细胞的诱导效果更佳。显然,脂质体技术的介入将使功能性支架的制备更为方便,支架的功能化设计也将朝着更精细的方向发展。受此启发,本研究采用静电纺丝技术成功的将载药脂质体纳入丝素蛋白纳米纤维支架,制备得到一种新型的负载脂质体的丝素蛋白超细纤维支架,以期应用于各类组织再生。主要研究内容如下:
(1)采用绿色环保的水溶液静电纺丝技术制备了丝素蛋白-脂质体超细纤维膜,整个制备过程中不涉及任何有毒有害的物质。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、红外光谱、核磁共振分析在脂质体加入前后丝素蛋白超细纤维的结构和理化性质的改变。扫描电子显微镜显示3个浓度的脂质体加入,形成的超细纤维都为表面光滑,粗细均匀,呈扁平状结构。透射电镜揭示脂质体分布在丝素蛋白纳米纤维内部。在经过75%(v/v)的乙醇蒸汽处理18h以后,纳米纤维由亲水的silkⅠ结构转变为疏水的silkⅡ结构,为后续的实验奠定了基础。
(2)以牛血清白蛋白作为模式药物,研究丝素蛋白-脂质体超细纤维膜的体外药物释放行为。由于有脂质体和丝素蛋白纤维的保护-药物活性不容易遭到破坏,并能起到延缓释放的作用,释放时间达到156h,之后趋于平衡。在缓释的整个过程中,纤维膜的形貌保持完整。根据药物释放结果,确定脂质体含量为7.4%较为合适。
(3) MTT和SEM检测表明脂质体的含量并不直接影响到细胞在丝素蛋白-脂质体超细纤维膜上的生长和粘附。以pEGFP-N1为模型药物的研究表明,这种丝素蛋白-载药脂质体超细纤维支架所携带的基因药物能够高效的转染进入生长在支架上的细胞中并正常表达。
综上所述,本课题制备的丝素蛋白-脂质体超细纤维膜作为一种新型的药物控释载体材料,在组织工程等生物医药领域具有广泛的应用前景。