一种用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜制备方法以及产品技术

本发明专利技术公开了一种氧化石墨烯薄膜的制备方法及产品，该方法包括：将氧化石墨烯分散液与氨基末端超支化或树枝状聚合物混合后，抽滤制得氧化石墨烯薄膜。本发明专利技术还公开了一种用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜的制备方法及产品，该方法包括：向氧化石墨烯分散液与氨基末端超支化或树枝状聚合物混合后的混合溶液中加入带芳香环的药物，抽滤后制得。本发明专利技术通过氨基末端超支化或树枝状聚合物将氧化石墨烯进行交联，形成平整层状结构的薄膜，使该薄膜在水环境下具有更好的膜稳定性，提高了药物缓释控释性能，同时也提高了薄膜的药物负载量；本发明专利技术制备的用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜可在潮湿或水环境中缓慢释放，维持时间长，抑菌效果明显。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及医药化工领域，具体涉及一种用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜制备方法以及产品。
技术介绍
聚合物薄膜在蛋白质、核酸等生物活性分子或小分子药物的传输方面有着非常广泛的应用前景，该膜通常可作为药物涂层覆盖于植入物、支架和伤口缝合处，以可控或刺激等相应的方式释放药物。聚合物薄膜作为药物输送系统能够保持较高的药物浓度，增强医疗剂的活性并降低药物的副作用。2004年，英国Manchester大学的Geim AK和Novoselov KS通过微机械力剥离高取向热解石墨(HOPG)成功制备了单原子层或薄层的二维原子晶体一石墨烯。它是世界上最薄的新型二维纳米材料，其只有一个原子厚度，仅为0.35nm。由于石墨烯是单分子层的石墨，且石墨烯具有独特的物理、化学性质，所以它被广泛地应用于电学和光学领域。但是，石墨烯片层之间强烈的范德华力和π-π相互作用导致石墨烯片层的分离非常困难。为了解决上述问题，人们用化学手段将石墨转化为氧化石墨，使石墨片上修饰大量含氧官能团，从而降低了层间吸引力，使得氧化石墨在水溶液中能够完全分离成单层的氧化石墨，即氧化石墨烯。目前，氧化石墨烯在生物医学领域的应用也越来越多，比如病原体检测、生物成像、基因转染等。氧化石墨烯因其超高的比表面积、丰富的表面官能团以及良好的水分散性，在药物输送方面的研究受到了越来越多的关注(Pandey H，ParasharV，Parashar R，Prakash R，Ramteke P W，Pandey A C.Nanoscale 2011，3，4104-4108；WangY，Zhang D，Bao Q，Wu J，Wan Y J.Mater Chem 2012，22，23106-23113；中国专利CN101670108A)。虽然，大剂量的游离氧化石墨烯粒子具有明显的细胞毒性，易造成在临床应用上的风险，但若利用氧化石墨烯的组装体进行药物的负载可以有效避免游离石墨烯粒子引起的细胞毒性，使其在临床应用上具有更好的前景。氧化石墨烯因其片层间存在的范德华力和氢键作用，具有易成膜的优点，通过过滤或者旋涂过程，很容易在基底上形成氧化石墨烯薄膜。目前，氧化石墨烯薄膜在分离领域被广泛研究，并显示出了良好的分离性能。虽然氧化石墨烯薄膜在干燥条件下具有良好的机械强度和机械稳定性，但当其处于潮湿或水环境中时，氧化石墨烯薄膜的机械性能会变得不稳定，氧化石墨烯粒子易从薄膜上脱落下来，加快了负载药物的释放速度，使得纯的氧化石墨烯薄膜在药物输送领域的应用受到限制。因此，如何能够提高氧化石墨烯薄膜的机械稳定性，实现药物的缓慢释放是有待解决的一个重要问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种氧化石墨烯薄膜以及用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜的制备方法，上述用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜的制备方法获得的薄膜具有膜机械稳定性高、药物负载量大以及药物缓释控释性能强的特点。一种氧化石墨烯薄膜的制备方法，包括：(1)将氧化石墨烯置于水中，进行超声分散，得到氧化石墨烯分散液；(2)向氧化石墨烯分散液中加入氨基末端超支化或树枝状聚合物，搅拌、超声后，得到混合溶液；(3)将混合溶液抽滤后，制得氧化石墨烯薄膜。以氨基末端超支化或树枝状聚合物为交联剂，加入到氧化石墨烯分散液中，通过化学反应及静电相互作用可对氧化石墨烯进行交联改性，氧化石墨烯片层上的环氧基和氨基末端超支化或树枝状聚合物上的氨基发生环氧开环反应，此外氧化石墨烯上的羧基和氨基末端超支化或树枝状聚合物上的氨基发生静电相互作用，最终使相邻氧化石墨烯片层之间通过氨基末端超支化或树枝状聚合物交联起来，形成平整的层状结构。通过上述方法制备获得的负载药物的氧化石墨烯薄膜在水环境中不仅膜机械稳定性高，药物缓释控释性能强，而且药物的负载量也有所提高。氧化石墨烯薄膜的膜稳定性、药物负载量均与薄膜中氧化石墨烯的浓度有密切关系，氧化石墨烯浓度过低会影响薄膜的成型，降低药物的负载量；氧化石墨烯浓度过高，易降低氧化石墨烯在溶液中的分散性，影响氧化石墨烯薄膜的制备。作为优选，所述的氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量浓度为0.1～2g/L。作为优选，所述的聚合物为超支化或树枝状聚乙烯亚胺、超支化或树枝状聚酰胺中的一种。理论上，末端具有大量氨基的聚合物都可实现氧化石墨烯的交联，形成氧化石墨烯薄膜，但经实验发现，以超支化或树枝状聚乙烯亚胺和超支化或树枝状聚酰胺为交联剂形成的氧化石墨烯薄膜的机械稳定性更高，能够使负载药物释放时间延长；另外，通过上述聚合物交联后的薄膜还可增加负载药物的位点，提高薄膜的药物负载量。所述的聚合物与氧化石墨烯的质量比为0.5～1∶1，更为优选，聚合物与氧化石墨烯的质量比为1∶1。聚合物与氧化石墨烯的质量比是影响氧化石墨烯薄膜机械稳定性、药物缓释控释性能以及药物负载量最为重要的因素。经大量实验发现，在其他反应条件不变的情况下，聚合物与氧化石墨烯的质量比为0.5～1∶1时，氧化石墨烯薄膜的机械稳定性最佳，从而保证了薄膜的药物缓释控释性能。其中，如实施例3所示，聚合物与氧化石墨烯的质量比为1∶1时，负载环丙沙星的氧化石墨烯薄膜的药物释放时间高达80小时，说明上述氧化石墨烯薄膜的机械稳定性高，使得药物的释放时间延长。本专利技术公开了一种所述的制备方法制备的氧化石墨烯薄膜。本专利技术还公开了一种用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜的制备方法，包括：(1)将氧化石墨烯置于水中，进行超声分散，得到氧化石墨烯分散液；(2)向氧化石墨烯分散液中加入氨基末端超支化或树枝状聚合物，搅拌、超声后，得到混合溶液；(3)将带有芳香环结构的药物与混合溶液混合，搅拌、超声后，抽滤，制得用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜。上述用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜的制备方法中，所述的氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量浓度同样为0.1～2g/L。所述的聚合物为超支化或树枝状聚乙烯亚胺、超支化或树枝状聚酰胺中的一种。所述的聚合物与氧化石墨烯的质量比为0.5～1∶1。在用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜的制备过程中直接加入芳香环结构的药物，可使带芳香环结构的药物分子通过范德华力与氧化石墨烯片层结构有效结合。所述的药物为环丙沙星、诺氟沙星和四环素中的一种。本专利技术实施例中的药物仅包括上述三种药物，但以本专利技术制备方法制备的用于药物缓释的氧化石墨烯薄膜，不仅仅局限于本专利技术中公开的药物。本专利技术制备的氧化石墨烯薄膜可以负载任何带芳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括：(1)将氧化石墨烯置于水中，进行超声分散，得到氧化石墨烯分散液；(2)向氧化石墨烯分散液中加入氨基末端超支化或树枝状聚合物，搅拌、超声后，得到混合溶液；(3)将混合溶液抽滤后，制得氧化石墨烯薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种氧化石墨烯薄膜的制备方法，其特征在于，包括：
(1)将氧化石墨烯置于水中，进行超声分散，得到氧化石墨烯分散
液；
(2)向氧化石墨烯分散液中加入氨基末端超支化或树枝状聚合物，
搅拌、超声后，得到混合溶液；
(3)将混合溶液抽滤后，制得氧化石墨烯薄膜。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的氧化石墨烯
分散液中氧化石墨烯的质量浓度为0.1～2g/L。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的聚合物为超
支化或树枝状聚乙烯亚胺、超支化或树枝状聚酰胺中的一种。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的聚合物与氧
化石墨烯的质量比为0.5～1∶1。
5.一种如权利要求1～4所述的制备方法制备的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张林，黄铁凡，侯立安，陈欢林，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33