静电纺丝法制备包裹纳瑞金（naringenin）/磺丁基醚-β-环糊精（sulfobutylether-β-cyclodextrin）包合物的普鲁兰（pullulan）纳米纤维：实现快速溶解与抗氧化性能

《International Journal of Biological Macromolecules》：Development of electrospun pullulan nanofibers encapsulating naringenin/sulfobutylether-β-cyclodextrin inclusion complex for rapid dissolution and antioxidant activity

本研究采用SBE-β-CD包合技术及电纺pullulan纳米纤维制备快速溶解口服递送系统，有效提升花椒素溶解性、稳定性和抗氧化活性。

　　本研究致力于开发一种快速溶解的口服递送系统，用于提高难溶性天然化合物——橙皮苷（Naringenin, NN）的生物利用度。橙皮苷是一种广泛存在于柑橘类水果中的黄酮类化合物，具有多种生物活性，如抗氧化、抗炎、抗癌等，但其在水中的溶解度较低且稳定性差，限制了其在营养补充剂和药物制剂中的应用。为此，研究人员采用了一种基于环糊精（Cyclodextrin, CD）包合物的策略，结合静电纺丝技术，构建了一种新型的纳米纤维递送平台，以提升橙皮苷的溶解性、稳定性和生物利用度。

环糊精是一种由葡萄糖通过糖苷键连接而成的环状寡糖，其内部具有疏水性空腔，而外部则具有亲水性结构。这种特性使得环糊精能够与疏水性分子形成稳定的包合物，从而显著提高其在水中的溶解度。在本研究中，研究人员选择了磺丁基醚-β-环糊精（SBE-β-CD）作为包合剂，因其具有较高的包合效率和溶剂化能力，能够有效稳定橙皮苷分子。通过将橙皮苷与SBE-β-CD在水性体系中形成包合物，随后将其纳入静电纺丝制备的pullulan纳米纤维中，最终得到了一种兼具快速溶解和高效释放特性的新型递送系统。

为了确保包合物的形成和纳米纤维的结构特性，研究人员采用了多种固态分析技术进行表征。核磁共振（NMR）分析表明，橙皮苷分子通过其芳香环上的氢原子与环糊精内部的氢原子发生相互作用，成功进入环糊精的疏水空腔中。傅里叶变换红外光谱（FTIR）进一步揭示了橙皮苷、SBE-β-CD和pullulan之间存在分子间的相互作用，这有助于理解三者之间的化学结合方式。X射线粉末衍射（PXRD）和热重分析（TGA）则分别证实了橙皮苷在包合后形成了非晶态结构，并且其热稳定性得到了显著提升。扫描电子显微镜（SEM）图像显示，所制备的纳米纤维具有无珠状结构、表面光滑的特性，平均直径约为261.03纳米，符合快速溶解的物理要求。

在实际应用中，这种纳米纤维系统展现出优异的快速溶解能力。在人工唾液中，纳米纤维可在6秒内迅速崩解，并在2分钟内完全溶解于水中。这一特性对于提高药物和营养补充剂在口腔中的吸收效率至关重要，因为它能够使活性成分在短时间内释放，从而增加其在消化道中的生物利用度。此外，研究人员还评估了该系统的抗氧化活性，发现与游离橙皮苷相比，包合后的橙皮苷在纳米纤维中的抗氧化能力得到了显著增强。在200微摩尔浓度下，其对DPPH自由基的清除率达到了约50%，表明其具有更高的稳定性和活性。

从应用角度来看，这种快速溶解的纳米纤维系统不仅适用于药物递送，也适用于食品和营养补充剂领域。在食品工业中，快速溶解的纳米纤维可以作为载体，用于封装维生素、抗氧化剂等活性成分，使其在口腔中迅速释放，从而提高消费者的接受度和使用便利性。此外，这种系统还可以用于智能包装技术，通过控制活性成分的释放速率，延长产品的保质期并提升其功能性。在制药领域，该技术可以用于开发新型的口腔快速释放药物，尤其适用于那些需要快速起效、但因溶解性问题而难以有效利用的活性成分。

在本研究中，研究人员特别关注了静电纺丝技术的优势。相比传统的封装方法，静电纺丝能够提供更高的封装效率和更均匀的纤维结构，同时避免了高温或高压等可能破坏活性成分的条件。此外，pullulan作为一种天然、可食用的多糖，具有良好的生物相容性和安全性，是理想的纳米纤维基质材料。通过将橙皮苷包合物与pullulan结合，研究人员成功构建了一种既环保又高效的递送系统，为未来的绿色纳米技术应用提供了新的思路。

值得注意的是，本研究的成果不仅限于理论层面的探索，还具有实际应用的潜力。通过优化包合工艺和静电纺丝参数，研究人员可以进一步提升系统的性能，例如调整纤维的直径、孔隙率以及释放速率，以满足不同应用场景的需求。此外，研究团队还强调了在开发过程中对安全性和可持续性的重视，确保所使用的材料和溶剂均为天然、无毒的食品级成分，避免了合成添加剂可能带来的健康风险。

在材料选择方面，研究人员对三种常见的β-环糊精衍生物——甲基-β-CD、羟丙基-β-CD和磺丁基醚-β-CD进行了比较，以确定最适合用于橙皮苷包合的环糊精类型。实验结果显示，橙皮苷与磺丁基醚-β-CD之间的结合能力最强，其溶解曲线呈现出典型的A_L型特征，表明两者之间存在浓度依赖的包合作用。这一发现为后续的材料优化提供了重要依据，确保了最终产品的稳定性和有效性。

在实验方法上，研究团队采用了系统化的流程，从包合物的制备到纳米纤维的构建，每一步都经过严格验证。首先，通过冷冻干燥技术制备了橙皮苷与SBE-β-CD的包合物，随后将其与pullulan溶液混合，利用单喷嘴静电纺丝技术制备了纳米纤维。这一过程不仅确保了包合物的均匀分布，还避免了可能影响包合效果的高温或化学条件。通过这种方式，研究人员成功地将橙皮苷封装在纳米纤维中，同时保持了其生物活性。

此外，研究团队还对所制备的纳米纤维系统进行了全面的性能评估，包括其溶解性、稳定性、抗氧化活性以及生物相容性。这些评估不仅有助于验证系统的有效性，也为未来的产品开发提供了重要的数据支持。例如，通过测定纳米纤维在不同环境下的溶解行为，研究人员能够更好地理解其在体内的释放机制，从而优化其在实际应用中的表现。

在实际应用中，这种快速溶解的纳米纤维系统可以为多种活性成分的递送提供解决方案。除了橙皮苷之外，其他疏水性生物活性物质，如某些类黄酮、维生素、药物分子等，也可以通过类似的包合策略进行封装，以提高其在水性环境中的溶解性和稳定性。这不仅拓宽了该技术的应用范围，也为解决难溶性药物和营养成分的递送难题提供了新的思路。

研究团队在论文中还强调了该技术在食品和制药领域的双重潜力。在食品工业中，这种系统可以用于开发新型的营养补充剂和功能性食品，提高活性成分的释放效率和消费者的使用体验。而在制药领域，该技术可以用于开发新型的口腔快速释放药物，提高药物的生物利用度，同时减少患者的服药负担。此外，该技术还可以用于伤口愈合和透黏膜给药等特殊医疗场景，为患者提供更便捷和高效的治疗方案。

总体而言，本研究通过结合环糊精包合技术和静电纺丝技术，成功开发了一种快速溶解的口服递送系统，显著提升了橙皮苷的溶解性、稳定性和生物利用度。该系统不仅具有良好的物理和化学特性，还展现出优异的抗氧化能力，为未来的营养补充剂和药物制剂开发提供了重要的技术基础。研究团队的工作为解决难溶性活性成分的递送问题提供了创新性的解决方案，并为绿色纳米技术的应用开辟了新的方向。