用于癫痫治疗的含乙琥胺的聚乳酸/铋铁氧体静电纺丝纤维的工程设计

《Macromolecular Materials and Engineering》：Engineering of Ethosuximide-Loaded Polylactic Acid/Bismuth Ferrite Electrospun Fibers for the Epilepsy Treatment

癫痫患者因药物生物利用度低及口服困难，需新型递药系统。本研究采用电纺技术制备PLA/BFO纤维并负载ETX，分析其形态（纤维直径3003.60±912 nm）、机械性能（10% PLA +5 mg BFO纤维 tensile strength达2.49±1.01 MPa）、生物相容性（SH-SY5Y细胞存活率>90%）及药物释放特性。电场加速ETX释放，72小时完全释放，且纤维无细胞毒性。研究为智能药物递送系统开发提供新思路。

　　癫痫是一种由于大脑不同部位神经传导受到干扰，导致神经细胞出现强烈且重复放电而引发的慢性中枢神经系统疾病，其症状常表现为癫痫发作。目前，癫痫的治疗主要依赖抗癫痫药物（AEDs），然而这些药物的生物利用度较低，且在癫痫发作期间无法通过口服方式给药，因此开发新的药物输送系统显得尤为重要。本研究详细探讨了将乙琥胺（ETX）添加到聚乳酸（PLA）/铁酸铋（BFO, BiFeO?）混合物中，对癫痫发作的影响。通过电纺技术制备了负载ETX的PLA/BFO纤维，并对其进行了系统的表征分析。

研究中，ETX被以不同比例（10、15和20毫克）加入PLA/BFO混合物中，制备了相应的纤维。通过形态学分析发现，10% PLA纤维的直径最小，表明其结构较为细密。在拉伸测试中，10% PLA + 5毫克BFO纤维表现出最高的拉伸强度（2.49 ± 1.01 MPa），说明其机械性能较好。同时，通过生物相容性实验，使用人神经母细胞瘤细胞系（SH-SY5Y）进行评估，结果表明所有纤维均未表现出细胞毒性，具有良好的生物相容性。

在药物释放方面，研究分别在有无电场条件下进行了体外实验。结果显示，在电场作用下，ETX的释放速度显著加快，这表明通过电场调控可以实现更高效的药物释放。此外，通过封装效率测试，发现随着ETX含量的增加，其封装效率也相应提高，10% PLA + 5毫克BFO + 20毫克ETX纤维的封装效率达到了92.95 ± 0.18%，说明该纤维体系在药物负载方面表现出良好的性能。

本研究还探讨了纤维的热学性质，通过差示扫描量热法（DSC）分析发现，添加BFO和ETX会显著改变纤维的玻璃化转变温度（Tg）和熔点（Tm）。添加BFO后，Tg明显下降，而Tm则有所上升，这可能与BFO的结构特性有关。在添加ETX后，Tg进一步降低，Tm则升高，表明ETX的加入对纤维的热行为产生了影响。

在生物相容性方面，通过MTT实验和荧光染色技术评估了纤维对细胞的影响。结果显示，所有纤维均具有较高的细胞存活率，且细胞在纤维表面的分布较为均匀。特别是，10% PLA + 5毫克BFO + 10毫克ETX纤维在不同时间点表现出良好的细胞活性，这表明其在生物应用中具有较高的安全性。

本研究的结论表明，通过将ETX负载到PLA/BFO纤维中，可以实现高生物相容性和可控药物释放，为癫痫治疗提供了新的药物输送方案。此外，电场调控的释放机制能够有效提高药物释放效率，减少不必要的副作用，提升治疗效果。未来的研究可以进一步探索这种新型药物输送系统的临床应用潜力，为癫痫患者提供更安全、有效的治疗选择。