一种具有药物离散不均匀分布特征的电纺纳米纤维及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种具有药物离散不均匀分布特征的纳米纤维，包括一个芯部，所述的芯部的外周设置有鞘部，所述的芯部和所述的鞘部同轴延伸，所述的芯部中负载有药物，在所述的鞘部的一侧设置有一个并列外表层，所述的并列外表层沿长度方向延伸，所述的并列外表层覆盖所述的鞘部的外周40~60%，所述的并列外表层中负载有药物。本发明专利技术还提供了上述纳米纤维的制备方法，还提供了实现上述制备方法的装置。本发明专利技术的制备工艺简单，单步有效、制备的纳米纤维结构清晰、而且纳米直径小、线性好、直径分布均匀、纤维表面光滑。本发明专利技术的药物离散不均匀分布特征能够为众多新型药物缓控释材料的设计和制备提供有效实施方法。

【技术实现步骤摘要】
一种具有药物离散不均匀分布特征的电纺纳米纤维及其制备方法
本专利技术属于材料学领域，涉及一种新型纳米层次物质的构效关系建立技术，具体来说是一种具有药物离散不均匀分布特征的电纺纳米纤维及其制备方法。
技术介绍
高压静电纺丝技术（电纺）是一种自上而下(top-down)的纳米制造技术，通过外加电场力克服喷头尖端液滴的液体表面张力和粘弹力而形成射流，在静电斥力、库仑力和表面张力共同作用下，被雾化后的液体射流被高频弯曲、拉延、分裂，在几十毫秒内被牵伸千万倍，经溶剂挥发或熔体冷却在接收端得到纳米级纤维。该技术工艺过程简单、操控方便、选择材料范围广泛、可控性强、被认为是最有可能实现连续纳米纤维工业化生产的一种方法，应用该技术制备功能纳米纤维具有良好的前景。电纺聚合物功能纳米纤维一般以成纤聚合物为基材，通过加入活性成分而赋予纳米纤维功能，并充分利用电纺纳米纤维膜的独特性能而充分发挥活性成分的效用。这些独特的性能包括纤维直径小、纤维表面积巨大、纤维呈三维网状多孔结构、孔隙率高、纤维具有纳米尺度范围的直径却同时具有宏观范围的长度等。在生物医药领域，一般将药物加入聚合物溶液，形成共溶溶液作为纺丝液，通过普通电纺过程的快速干燥和成型，获得药物均匀分布在整个纳米纤维的载药纳米纤维。绝大部分载药纳米纤维都是该类药物均匀分布的、结构单一的纳米纤维，通过聚合物基材的理化性能和纳米纤维膜的特点而获得所需要的药物缓控释性能。虽有少量通过同轴电纺和并列电纺调控药物在纳米纤维中的分布，以获得所需药物控释性能的电纺芯鞘纳米纤维和乔纳斯纳米纤维，但是关于其他各种结构特征的纳米结构的制备，以及这些结构在提供药物的控释性能方面的应用还很少被报道。
技术实现思路
针对现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种具有药物离散不均匀分布特征的电纺纳米纤维及其制备方法，所述的这种具有药物离散不均匀分布特征的电纺纳米纤维及其制备方法要解决现有技术中的纳米纤维缓释效果不佳的技术问题。本专利技术提供了一种具有药物离散不均匀分布特征的纳米纤维，包括一个芯部，所述的芯部的外周设置有鞘部，所述的芯部和所述的鞘部同轴延伸，所述的芯部中负载有药物，在所述的鞘部的一侧设置有一个并列外表层，所述的外表层沿长度方向延伸，所述的外表层覆盖所述的鞘部的外周40~60%，所述的外表层中负载有药物。进一步的，所述的鞘部不负载药物，所述的纤维内的药物呈径向隔离分布。本专利技术还提供了上述的一种具有药物径向隔离分布特征的载药纳米纤维的制备方法，包括如下步骤：1)采用可纺的聚合物溶液配成母液，并将配好后的母液分为第一母液、第二母液和第三母液；2)在第一母液中加入药物，搅拌均匀，组成芯部工作流体，装入芯部流体注射器；3)将第二母液装入鞘部流体注射器；4)在第三母液中加入药物，搅拌均匀，组成外表层工作流体，装外表层流体注射器；5)外表层流体注射器安装在第一流体注射泵上，鞘部流体注射器安装在第二流体注射泵上，芯部流体注射器安装在第三流体注射泵上；采用一个高压发生器，所述的高压发生器和纺丝头连接；所述的纺丝头包括一个总毛细管、第一弯曲毛细管和第二弯曲毛细管；所述的第一弯曲毛细管的外径小于所述的总毛细管的内径，所述的第二弯曲毛细管的外径小于所述的第一弯曲毛细管的内径，所述的第一弯曲毛细管的直线段设置在所述的总毛细管中，所述的第一弯曲毛细管的出口端伸出所述的总毛细管的出口端，所述的第一弯曲毛细管的弯曲部从所述的总毛细管的侧面穿出，所述的第一弯曲毛细管在总毛细管中部分的外侧壁紧贴所述的总毛细管的内侧壁，所述的第二弯曲毛细管的直线段设置在所述的第一弯曲毛细管中，所述的第二弯曲毛细管的出口端伸出所述的第一弯曲毛细管的出口端，所述的第二弯曲毛细管穿出所述的第一弯曲毛细管在总毛细管的部分，所述的第二弯曲毛细管的弯曲部从所述的总毛细管的侧面穿出，所述的第一弯曲毛细管的直线段和所述的第二弯曲毛细管的直线段同轴设置；所述的外表层流体注射器的一端和所述的总毛细管的进口端连接，所述的鞘部流体注射器的一端和所述的第一毛细管的进口端连接，所述的芯部流体注射器和所述的第二毛细管的进口端连接；6)通过三台注射泵分别控制三股流体的注入速度，在高压静电的作用下，以纺丝头出口为模板，通过纤维接收平板收集所述的纳米纤维，制备出具有药物离散不均匀分布特征的纳米纤维。本专利技术还提供了实现上述方法的电纺装置，包括一个芯部流体注射器、一个鞘部流体注射器和一个外表层流体注射器；所述的外表层流体注射器安装在第一注射泵上，所述的鞘部流体注射器安装在第二流体注射泵上，所述的芯部流体注射器安装在第三流体注射泵上；还包括一个一个高压发生器，所述的高压发生器和一个纺丝头连接，所述的纺丝头包括一个总毛细管、第一弯曲毛细管和第二弯曲毛细管；所述的第一弯曲毛细管的外径小于所述的总毛细管的内径，所述的第二弯曲毛细管的外径小于所述的第一弯曲毛细管的内径，所述的第一弯曲毛细管的直线段设置在所述的总毛细管中，所述的第一弯曲毛细管的出口端伸出所述的总毛细管的出口端，所述的第一弯曲毛细管的弯曲部从所述的总毛细管的侧面穿出，所述的第一弯曲毛细管在总毛细管中部分的外侧壁紧贴所述的总毛细管的内侧壁，所述的第二弯曲毛细管的直线段设置在所述的第一弯曲毛细管中，所述的第二弯曲毛细管的出口端伸出所述的第一弯曲毛细管的出口端，所述的第二弯曲毛细管穿出所述的第一弯曲毛细管在总毛细管的部分，所述的第二弯曲毛细管的弯曲部从所述的总毛细管的侧面穿出，所述的第一弯曲毛细管的直线段和所述的第二弯曲毛细管的直线段同轴设置；所述的外表层流体注射器的一端和所述的总毛细管的进口端连接，所述的鞘部流体注射器的一端和所述的第一毛细管的进口端连接，所述的芯部流体注射器和所述的第二毛细管的进口端连接；在纺丝头出口的下端设置有纤维接收平板。本专利技术的纳米纤维具有并列一边含同轴的结构特征；纤维内部的药物呈离散不均匀分布；该离散不均匀的特征是并列结构中的均一边含药，并列结构中的同轴边芯部含药、鞘部空白；该结构纤维可以采用一种并列中一边含同轴的三射流电纺工艺单步有效地制备。本专利技术和已有技术相比，其技术进步是显著的。采用本专利技术的方法制备的纳米纤维并列一边含同轴的结构清晰、而且纳米直径小、线性好、直径分布均匀、纤维表面光滑。该药物离散不均匀分布特征能够为众多新型药物缓控释材料的设计和制备提供有效实施方法。而且本专利技术的制备工艺简单，单步有效。附图说明图1为本专利技术使用的电纺工艺制备纳米纤维的Taylor锥观察图。图2为本专利技术使用的并列中一边含同轴的三射流电纺装置的结构示意图。图3为本专利技术使用的并列中一边含同轴的三射流电纺装置中的纺丝头的结构示意图。图4为本专利技术的具有药物离散不均匀分布特征纳米纤维的扫描电子显微镜图。图5为本专利技术的具有药物离散不均匀分布特征纳米纤维的透射电子显微镜图。图6为本专利技术的具有药物离散不均匀分布特征纳米纤维的结构示意图。图7为本专利技术的纳米纤维所提供的药物速释、延滞后缓释的多级控释特征图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。这些实施例仅用于解释本专利技术而不是用于限制本专利技术。凡采用与本专利技术相同或相似的方法，或做出的等价修改，均应落入本专利技术保护范围。实施例1：并列中一边含同轴的电纺工艺的实施将8克聚乙烯吡咯烷酮本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有药物离散不均匀分布特征的纳米纤维，其特征在于：包括一个芯部，所述的芯部的外周设置有鞘部，所述的芯部和所述的鞘部同轴延伸，所述的芯部中负载有药物，在所述的鞘部的一侧设置有一个并列外表层，所述的外表层沿长度方向延伸，所述的外表层覆盖所述的鞘部的外周40~60%，所述的外表层中负载有药物。

【技术特征摘要】
1.一种具有药物离散不均匀分布特征的纳米纤维，其特征在于：包括一个芯部，所述的芯部的外周设置有鞘部，所述的芯部和所述的鞘部同轴延伸，所述的芯部中负载有药物，在所述的鞘部的一侧设置有一个并列外表层，所述的外表层沿长度方向延伸，所述的外表层覆盖所述的鞘部的外周40~60%，所述的外表层中负载有药物。2.根据权利要求1所述的一种具有药物离散不均匀分布特征的纳米纤维，其特征在于：所述的鞘部不负载药物，所述的纤维内的药物呈径向隔离分布。3.权利要求1所述的一种具有药物径向隔离分布特征的载药纳米纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）采用可纺的聚合物溶液配成母液，并将配好后的母液分为第一母液、第二母液和第三母液；2）在第一母液中加入药物，搅拌均匀，组成芯部工作流体，装入芯部流体注射器；3）将第二母液装入鞘部流体注射器；4）在第三母液中加入药物，搅拌均匀，组成外表层工作流体，装外表层流体注射器；5）外表层流体注射器安装在第一流体注射泵上，鞘部流体注射器安装在第二流体注射泵上，芯部流体注射器安装在第三流体注射泵上；采用一个高压发生器，所述的高压发生器和纺丝头连接；所述的纺丝头包括一个总毛细管、第一弯曲毛细管和第二弯曲毛细管；所述的第一弯曲毛细管的外径小于所述的总毛细管的内径，所述的第二弯曲毛细管的外径小于所述的第一弯曲毛细管的内径，所述的第一弯曲毛细管的直线段设置在所述的总毛细管中，所述的第一弯曲毛细管的出口端伸出所述的总毛细管的出口端，所述的第一弯曲毛细管的弯曲部从所述的总毛细管的侧面穿出，所述的第一弯曲毛细管在总毛细管中部分的外侧壁紧贴所述的总毛细管的内侧壁，所述的第二弯曲毛细管的直线段设置在所述的第一弯曲毛细管中，所述的第二弯曲毛细管的出口端伸出所述的第一弯曲毛细管的出口端，所述的第二弯曲毛细管穿出所述的第一弯曲毛细管在总毛细管的部分，所述的第二弯曲毛细管的弯曲部从所述的总毛细管的侧面穿出，所述的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：余灯广，李娇娇，王庆，李海鹏，曲杨璐，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31