一、研究背景

纳米技术在预防、诊断和治疗疾病方面大有可为。利用纳米载体给药尤其受到广泛关注。纳米载体有助于最大限度地减少药物的副作用，提高疗效和靶向精确度。脂质体、纳米乳液、皮克林乳液、胶束、树枝状聚合物和聚合物纳米颗粒都已被广泛探索用作给药系统的载体，但尽管开展了大量工作，仍有许多挑战需要克服，特别是在溶解性和靶向精确性方面。

药物从给药载体系统中的释放可通过扩散、降解、溶胀和基于亲和力的机制来控制。这些机制的平衡和速率取决于构建载体的材料。聚合物尤其可以在很大范围内调节释放速率。合成聚合物和天然聚合物都可以广泛使用，而且许多聚合物都具有生物降解性和生物相容性。

电流体动力（EHD）技术是一种材料制造方法，在这种方法中，聚合物溶液在电场的影响下分散成细小的射流。其结果是形成纤维（电纺丝）或颗粒（电喷射）。电纺丝和电喷雾的主要区别在于溶液的粘度：电喷雾使用的是粘度较低的聚合物溶液，而在粘度较高时则会发生电纺丝。EHD 是一种低成本、省时高效且用途广泛的方法，已被用于将多种药物相关材料加工成聚合物载体。在临床前模型中，负载有小分子、蛋白质和细菌等治疗药物的聚合物电纺纤维已显示出持续和局部的药物释放。此外，电纺纳米纤维具有可调的机械和处理特性、大表面积以及模拟细胞外基质的三维结构，因此具有作为生物材料用于组织工程应用的潜力。

静电纺丝生产设备电纺丝的主要优点包括：(i) 能够处理各种聚合物；(ii) 可轻松达到亚微米直径；(iii) 可使用便携式系统；(iv) 可生成三维纤维结构。缺点包括：(i) 去除溶剂方面的潜在问题；(ii) 生产率通常较低。实验室规模的电纺丝制造率通常在 0.01-1 克/小时，远低于制药行业的要求。为解决这一问题，一些公司已开发出大规模生产的技术解决方案。因此，现在可以在 “良好生产规范 ”条件下以吨/年的规模生产电纺材料。

在本综述中，我们将结合生物医学应用，讨论电纺丝的原理和电纺纤维的制造。由于后者已经得到了很好的探索，因此我们可以通过它来说明电纺丝方法的威力。然后，我们将重点详细介绍利用电纺丝将营养保健品封装在聚合物纳米纤维中这一新兴领域，它再次显示出巨大的发展前景。

二、摘要

静电纺丝生产设备的电纺丝是一种利用聚合物溶液和强电场生产纳米纤维的廉价而强大的方法。这些纳米纤维可应用于各种生物和医疗领域。由于静电纺丝生产设备的电纺纳米纤维具有大表面积、可控的表面功能化和特性，以及典型的高生物相容性，因此被认为是制造药物输送系统的理想材料。静电纺丝生产设备电纺丝有可能将溶解性差的药物配制成无定形固体分散体，从而提高药物的溶解度、生物利用度和释放靶向性。它也是一种成功的营养保健品封装策略。本综述旨在简要讨论静电纺丝生产设备电纺丝的概念和制造电纺丝给药系统的最新进展。它将进一步详细探讨营养保健品，特别是益生菌的封装。

三、结论

最近的进展清楚地表明，电流体动力打印设备在制药用纳米纤维制造方面具有巨大潜力。作为一种用途广泛、可调性强的纳米材料制造技术，电纺丝可用于封装多种治疗药物，其中大部分注意力都集中在从小分子到蛋白质的药物活性成分上。此外，营养保健品分子的输送也有很大的机会。制备电纺制剂可以克服营养保健品小分子溶解度低和稳定性差的难题，环糊精包合物纤维在这方面尤其具有前景。在后一种情况下，电纺纤维可提高益生菌的存活率，使其能够抵御食品加工中常用的苛刻条件（如热），提高储存稳定性，并有可能将药物输送到胃肠道下部的目标部位。不过，仍有一些挑战需要克服，有必要开展大量额外的体内工作和临床试验，以充分验证此类电纺配方的潜力。此外，将纤维制剂纳入食品加工途径的方法也需要仔细研究。不过，这些障碍显然是可以克服的：制药业在这方面有着丰富的经验，比电纺丝制剂复杂得多的制剂已经进入临床。迄今为止，市场上还没有利用电纺丝技术生产的商业药品或保健品，但有一些配方正在进行第二阶段临床试验，发展方向非常乐观。鉴于最近在扩大电纺丝规模方面取得的巨大进步，作者相信，在未来 10 年内，我们将看到来自 EHDA 的药品和保健品进入市场。

图1.用于给药的纳米载体及其生物生化特性。决定其治疗潜力的因素很多，包括尺寸、形状、材料和表面化学。

 

图2.通过电纺丝将药物融入聚合物载体的不同途径示意图。

 

图3.使用各种电纺丝方法生成的纤维横截面。

 

图4.使用电纺纳米纤维输送益生菌的示意图。封装在聚合物基质中可(a) 保护生物体免受外部压力的影响，从而在生产和储存过程中保持活力，(b) 保护益生菌免受胆汁和胃酸的影响，(c) 使制剂溶解并在目标部位释放有活力的益生菌。