一、研究背景

水飞蓟宾是一种从水飞蓟中分离出来的天然黄酮木脂素，水飞蓟是一种药用植物，自古以来就被用来治疗许多疾病。它的分子式为C12H22O10，以水飞蓟宾a和水飞蓟宾B两种非对映异构体的形式出现（图1），两者的摩尔比相对准。

图1.水飞蓟宾（A，B）的异构体结构。

水飞蓟宾是水飞蓟素的主要和最具生物活性的成分，从植物（水飞蓟）种子中提取。它具有特殊的肝保护、神经保护、抗癌、抗氧化、免疫调节和抗炎活性，与其他类黄酮相比，它的健康益处也得到了研究。水飞蓟宾因其抗炎、抗氧化和抗纤维化的作用，已被广泛用于治疗多种肝脏疾病，包括慢性肝病、肝硬化和肝细胞癌。此外，在多种体外和体内模型中，它对乳腺、肾脏、膀胱、肺、结肠、肝脏等多种类型的肿瘤均有明显的抑制作用。此外，它对神经系统疾病，包括阿尔茨海默病和帕金森病，以及脑缺血表现出神经保护作用，可能是通过抑制大脑中的氧化应激。然而，水飞蓟宾水溶性低，生物利用度低，半衰期短，极大地限制了其治疗效果。

已经研究了几种方法来开发具有改进药物性能的新型水飞蓟宾配方。这些配方包括含有水飞蓟宾的纳米乳液，脂质体，自微乳化药物递送系统（smedds）和自纳米乳化药物递送系统（snedds），包封在纳米结构脂质载体中和可生物降解的聚合物纳米颗粒，导致控制和刺激响应释放，靶向药物递送，提高生物利用度，药物的长期稳定性。抑制药物毒性，提高药物热稳定性，从而拓宽其在生物医药、制药、化妆品、功能食品等方面的应用领域。在这个方向上，静电纺丝是一种简单、经济、成熟的技术，能够利用静电力生产平均直径在几微米到亚微米或纳米范围内的载药聚合物纤维。特别薄的电纺丝纤维在药物递送方面具有许多优点，例如大表面积，增强的负载效率和可调的形态，从而导致可控和持续的药物释放特性。此外，多孔电纺丝膜可以模仿天然细胞外基质（ECM）的形式和功能，促进细胞附着和增殖。然而，与其他技术类似，静电纺丝也显示出一些局限性，这与生产速度慢和可以使用的材料有关。尽管该技术具有独特的优势，并且所生产的材料具有广泛的适用性，但只有少数研究将水飞蓟宾封装到电纺生物可降解聚合物中，然而，这些研究并没有对所制备膜的物理化学和药物性质进行全面的研究。

选择合适的聚合物对于研制成功的给药系统或装置至关重要。聚合物的物理和化学性质，如溶解度、降解动力学和降解产物的毒性、机械性能、结晶度和疏水性等，对制备方法有很大的影响，必须加以考虑。聚ε-己内酯（PCL）是生物可降解和生物相容性聚合物的主要代表之一，因其降解速度慢、溶解度好、熔点低和良好的共混相容性而具有广泛的应用。

因此，本研究的目的是深入研究水飞蓟宾包封PCL纤维膜的物理化学性质，以及生物活性物质与极薄静电纺纤维协同作用所产生的抗肿瘤和抗氧化活性。为此，通过静电纺丝将不同负载的水飞蓟宾包埋到PCL纤维中，并通过扫描电镜（SEM）研究了所制备膜的形貌。采用差示扫描量热法（DSC）和热重法（TGA）分析了水飞蓟宾的热行为，紫外-可见分光光度计测定了水飞蓟宾的包封率和释放率。通过MTT（3-（4,5-二甲基噻唑-2-基）-2,5-二苯基溴化四氮唑）法检测HepG2细胞的增殖情况，确定复合膜的抗肿瘤活性。通过分析水飞蓟宾对h2o2诱导的氧化损伤的保护作用，对水飞蓟宾制备的膜的抗氧化活性进行了评价。

二、摘要

水飞蓟宾是一种天然的黄酮木脂素，具有潜在的抗癌、抗氧化和保护肝脏的特性。在本研究中，通过静电纺丝将水飞蓟宾（1、3、5 wt%）包被在聚-ε-己内酯（PCL）纤维中，以制备具有更好的生物活性和给药性能的新型药物复合材料。采用扫描电镜（SEM）评价复合纤维结构的形态特征，用紫外可见分光光度计定量测定水飞蓟宾的包封效率和释放率。通过差示扫描量热法（DSC）和热重分析（TGA）对膜的热行为进行了分析，发现PCL与水飞蓟宾之间存在相互作用。对复合膜细胞相容性的研究表明，正常细胞在相应水飞蓟宾浓度下表现出不受阻碍的增殖；然而，肿瘤细胞生长表现出剂量依赖性抑制。此外，制备的电纺丝纤维垫对HEK-293细胞过氧化氢诱导的氧化应激具有有效的抗氧化活性。

三、结论

在本研究中，利用静电纺丝设备将不同载重量（1、3、5 wt%）的水飞蓟宾包封在PCL纤维膜上，制备了新型水飞蓟宾药物配方。该方法保证了水飞蓟宾包封效率高，膜的制备与药物的缓释。在HEK-293细胞上的MTT实验证明，这种新型制剂还具有生物相容性和无毒。同时，它们具有选择性的抗肿瘤和抗氧化性能，这取决于包封水飞蓟宾的量。特别是，在培养48小时后，PCL纤维垫对人肝母细胞瘤HepG2细胞增殖的抑制率分别为15.6%、38.4%和51.4%，其中PCL纤维垫的药物含量分别为1、3和5 wt%。此外，复合膜可以保护HEK-293细胞免受过氧化氢诱导的氧化损伤和凋亡，当水飞蓟宾负载（PCL/5SIL）最高时，h2o2处理细胞（0.5 mM）的存活率达到38.5%。

药物掺入对纤维形态和平均直径没有明显影响，而热分析表明PCL与水飞蓟宾之间存在相互作用。

目前对复合膜的进一步研究正在进行中，这将为聚合物-药物相互作用和膜的行为提供更深入的了解。

图2.(a)纯PCL和含(b) 1 wt%、(c) 3 wt%和(d) 5 wt%水飞蓟宾的复合PCL纤维的电纺纤维形态的扫描电子显微照片。