磁性响应型黄原胶水凝胶的构建及其在可调药物递送中的应用研究

　　本综述系统阐述了通过物理交联羟丙基-β-环糊精（HPCD）与黄原胶（XG）构建磁性响应水凝胶的创新策略，通过掺入不同浓度磁性纳米粒子（MNPs）实现药物释放的磁场开关调控。研究证实磁场可延缓药物释放速率（降幅达30%），同时显著提升累积释放量（增幅116%），兼具抗菌活性与生物利用度提升潜力，为精准医疗提供新范式。

　　

Materials and experimental instruments

黄原胶（XG，G810381-100 g，纯度：USP级，丙酰化度10.13%(摩尔比)，乙酰化度0.39%(摩尔比)）购自上海麦克林生化科技有限公司，纯度99.9 wt%。羟丙基-β-环糊精（HPCD，H811091-25 g，纯度97%，摩尔质量1541.54）同步购自该公司。甲氨蝶呤（MTX，M790543-1 g，纯度98%，摩尔质量454.44）与左氧氟沙星（LVFX，P6322-5 g，纯度≥98%，摩尔质量361.37）均采购自同一供应商。

Results and discussion

图1展示了不同磁性粒子含量的XG/HPCD载药水凝胶的制备与磁控释放机制。Fe₃O₄纳米粒子在惰性气氛中合成，为避免氧化，在其表面包裹二氧化硅（SiO₂）外壳，形成核壳结构的Fe₃O₄@SiO₂——这为后续水凝胶的磁控药物释放提供了磁性响应基础。首先将药物与磁性粒子共混于XG/HPCD基质中，通过物理交联形成三维网络。扫描电镜图像显示水凝胶具有多孔结构，磁性粒子的掺入显著增强网络密度。磁场实验表明，施加外磁场时磁性粒子发生定向排列，阻碍药物扩散路径，从而使释放速率降低；而高浓度磁性粒子（15%）样本因磁热效应与界面相互作用，反而促进药物解吸附，实现超常规释放增益。

Conclusion

本研究系统探讨了新型XG/HPCD复合水凝胶的特性。流变学测试与SEM成像表明，掺入5%磁性粒子的水凝胶（5%-XG/HPCD）表现出最优的流变学与结构特性。该水凝胶系统用于类风湿关节炎药物甲氨蝶呤（MTX）的体外释放实验显示：药物释放量随磁性粒子含量增加而上升，但施加磁场后含磁性粒子的水凝胶释放速率减缓——这一矛盾现象揭示了磁控释放的双重调控机制。