同轴静电纺丝可注射纤维及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种同轴静电纺丝可注射纤维及其制备方法。该纤维包括芯层纤维和将其包裹的壳层纤维；其制备方为：(1)制备壳层溶体；(2)制备芯层溶体；(3)采用同轴静电纺丝技术制备得到同轴静电纺丝纤维膜，将纤维膜于0～4℃的超纯水中静置2～5min，再于冰浴中超声振荡20～36次，共4～6min，然后1200～2000r/min离心5～8min，收集沉淀，真空干燥，得同轴静电纺丝可注射纤维。本发明专利技术制备得到的同轴静电纺丝可注射纤维在具有时间缓释特性的基础上增加可注射性的特点，能够定位注射给药，控制药物释放阶段等，以达到微创治疗的效果，降低治疗难度和风险，减少有创操作，避免产生治疗痛苦。

Coaxial electrostatic spinning injection fiber and preparation method thereof

The invention discloses a coaxial electrostatic spinning injection fiber and a preparation method thereof. The fiber comprises a core layer of fiber and fiber will shell encapsulated; the preparation comprises: (1) preparation of the shell solution; (2) preparation of core layer solution; (3) using coaxial electrospinning technology prepared coaxial electrospun fiber membrane, will be from 0 to 4 DEG C the ultrapure water and set aside for 2 ~ 5min, and then to the ultrasonic ice bath in 20 ~ 36 times, a total of 4 ~ 6min, 1200 ~ 2000r/min and 5 ~ 8min centrifugal collection, precipitation, vacuum drying, it can be injected coaxial electrospinning fibers. Coaxial electrospinning prepared by the invention can be increased with time in the injection of fiber based on the characteristics of the characteristics of sustained-release injection, can locate injection, controlled drug release stage, in order to achieve the effect of minimally invasive treatment, reduce treatment difficulty and risk, reduce invasive operation, avoid pain treatment.

【技术实现步骤摘要】
同轴静电纺丝可注射纤维及其制备方法
本专利技术属于缓释生物材料领域，具体涉及一种同轴静电纺丝可注射纤维及其制备方法。
技术介绍
目前临床上许多化学性药物常采用系统给药途径，由于半衰期限制，血药浓度不易维持，且到达药理作用区域的药物剂量有限，难以维持有效治疗浓度，而加大给药量或给药频次后，易产生较大副作用或对组织器官毒性反应，又或是药物代谢过程中对代谢途径的器官产生明显伤害；即便采取局部给药，由于药物分子量小，不易在肿瘤组织保持滞留，易扩散至周围组织。另一方面许多化学药物相对缺乏药理活性专一性，在起到药理作用的同时也可能对正常组织产生毒副作用。因此，对于许多化学药物，采用缓释剂型针性并局部给药是一种更为理想的给药方式。以期在达到最佳的药理作用同时也能尽可能的减少不良反应。在高压电场力作用下，溶液或熔体液滴(具有一定的溶液粘滞度)在静电力、库仑力和本身表面张力的共同作用下，通过一定直径范围的喷头喷射形成细流并拉伸分裂多次，经溶剂挥发或固化后形成纳米至亚微米级的超细纤维，收集在接收装置上，形成非织造的纤维膜，这种技术就是静电纺丝技术。静电纺丝技术是目前唯一能够直接、连续制备聚合物纤维的技术，常用于药物递释系统或是组织工程支架，具有小尺寸、大比表面积的特点。这种技术可以提高药物的携载效率，还能以共混、包裹或吸附多种方式携载药物，不同的携载和释放机制可以满足不同药物和疾病治疗的要求。静电纺丝技术通过不同的装置结构或者溶液(或熔体)的不同设计可以获得不同的纺丝形态，乃至二级结构，芯壳结构就是其中一种，通过芯层材料提高壳层聚合物纤维的力学强度，而生物亲和性较高的壳层材料则能够改善芯层聚合物的生物相容性，并为吸附或接枝生物活性物质提供位点。作为携药系统，携载在芯层的药物，可以进一步减缓扩散和释放速率，从而达到降低毒性，避免降解失活，以及维持有效局部药物浓度的作用。采用天然聚合物材料与人工合成聚合物材料构成芯壳结构纤维，在提高生物亲和性、完善机械强度的同时壳层能够携带不同药物。由于壳层和芯层生物材料物理结构和降解性能不同，内外两种药物能够获得不一样的释放曲线，具有一定的时间缓释特性。目前获得芯壳结构纤维的方法主要有同轴共纺法与乳液电纺法。现有同轴电纺技术的基本原理与传统的静电纺丝相同，只是芯/壳层流体分别置于不同推注器中，在高压电场下通过同轴(套管分为内管和外管)喷头喷出芯/壳层材料的同心分层流，经高频拉伸、弯曲甩动变形并固化为共轴复合超细纤维。目前己开展了同轴电纺纤维在组织工程以及药物缓释中的研究。这种方法对实验参数要求严格，包括芯/壳溶液的粘度、电导率、表面张力、流速比等。针对具有不同芯层及壳层材料的同轴共纺纤维的研究表明，纤维芯层溶液的粘度与浓度是影响芯壳纤维直径分布及芯层可溶性物质释放速率的主要因素。使用亲水性天然高分子化合物制备壳层溶液，例如明胶(常温不溶于水，采用三氟乙醇或六氟异丙醇等作为溶剂)；以生物相容性良好的合成高分子聚合物制备芯层溶液，例如聚乳酸-羟基乙酸共聚物(poly(lactic-co-glycolicacid)，PLGA)(采用二氯甲烷与二甲基甲酰胺以适当配比制备溶剂)；通过同轴静电纺丝技术制备得到同轴静电纺丝纤维膜。局部应用时，将静电纺丝纤维膜植入药物作用部位组织，通过对化学性药物的时间特性释放起到分阶段协同作用。然而不可避免的，局部组织植入纤维膜是一个有创的过程，在这个过程中不仅存在有创操作，并且在操作过程中还可能因为疾病的特性导致病情加重或传染，对于本身不需要进行有创治疗的疾病尚不是一种完全理想的药物递释系统。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供一种同轴静电纺丝可注射纤维及其制备方法，可定位注射给药，控制药物释放阶段，其有效解决了现有给药技术为有创操作的问题。一种同轴静电纺丝可注射纤维的制备方法，包括以下步骤：(1)将生物降解性材料Ⅰ溶解于有机体系Ⅰ中，用浓度为1％～3％的醋酸调节溶液pH值为3～5，搅拌均匀，再加入抗肿瘤药剂Ⅰ，搅拌，得壳层溶体；其中，生物降解性材料Ⅰ与有机体系Ⅰ的重量体积比为0.1～0.3:2，抗肿瘤药剂Ⅰ与有机体系Ⅰ的重量体积比为0.1～0.4:5；(2)将生物降解性材料Ⅱ溶解于有机体系Ⅱ中，搅拌均匀，加入抗肿瘤药剂Ⅱ，继续搅拌，再加入致孔剂，混合均匀，得芯层溶体；其中，生物降解性材料Ⅱ与有机体系Ⅱ的重量体积比为0.15～0.22:1，抗肿瘤药剂Ⅱ与有机体系Ⅱ的重量体积比为0.02～0.08:1，致孔剂与生物降解性材料Ⅱ的重量比为0.8～1.2；(3)分别将壳层溶体和芯层溶体置于注射器内，采用同轴静电纺丝技术，壳层溶体注射器推注流速为0.25～0.32mL/h，芯层溶体注射器推注流速为0.12～0.16mL/h，两者流速比为1.5～3:1；纺丝电压为12～15KV，喷头管口与收集板之间的间距为15～20cm，制备得到同轴静电纺丝纤维膜，将纤维膜于0～4℃的超纯水中静置2～5min，再于冰浴中超声振荡20～36次，共4～6min，然后1200～2000r/min离心5～8min，收集沉淀，真空干燥，得到壳层纤维包裹芯层纤维的同轴静电纺丝可注射纤维。进一步地，步骤(1)中生物降解性材料Ⅰ为明胶、壳聚糖或聚乙二醇。进一步地，步骤(1)中有机体系Ⅰ包括醋酸、稀盐酸、三氟乙酸中的任一种与碳酸二甲酯混合，两者的体积比为7.5～8:2～3。进一步地，步骤(2)中生物降解性材料Ⅱ为聚乳酸-羟基乙酸共聚物、聚己内酯、聚乳酸或聚二甲基丙烯酰胺中。进一步地，步骤(2)中有机体系Ⅱ包括二氯甲烷、三氟乙醇、六氟异丙醇、三氯甲烷中的任一种与N,N-二甲基酰胺混合，两者的体积比为7～9:1～3。进一步地，步骤(2)中致孔剂是粒径为245～250nm的氯化钠颗粒。进一步地，步骤(2)中致孔剂的制备方法为：(1)将双磺基丁二酸钠溶于正庚烷中，于常温下不断搅拌，再滴加溶有氯化钙粉末的甲酰胺溶液；其中，氯化钙粉末与甲酰胺的重量体积比为0.03～0.06:1，双磺基丁二酸钠与正庚烷的重量体积比为0.7～0.9:5，正庚烷溶液与甲酰胺溶液的体积比为8～11:1；(2)于常温下搅拌步骤(1)所得溶液1～1.5h，加入1.4～1.6倍步骤(1)所得溶液体积的丙酮，超声振荡10min，然后3500r/min离心10min，收集沉淀物，并加入体积为2.5～4.5倍沉淀物重量的丙酮，于3500r/min离心10min，弃去上清液，真空干燥，得致孔剂。进一步地，步骤(3)中同轴静电纺丝过程中，壳层溶体注射器和芯层溶体注射器的推注流速比为2:1，纺丝电压为12KV，喷头管口与收集板之间的间距为18cm。进一步地，步骤(3)中同轴静电纺丝可注射纤维直径为600～1200nm，长径为8～20μm。上述方法制备得到的同轴静电纺丝可注射纤维。本专利技术的有益效果为：1、基于生物相容性和降解性，同时又为了保证可注射纤维具有一定的机械性能，携带治疗初期所需的药物，壳层纤维材质选用明胶、壳聚糖和聚乙二醇材料中的一种，通过本专利技术方法制备得到的壳层纤维，具有良好的溶液分散性和较快的药物释放，便于初期相对快速释放治疗所需药物。2、芯层纤维携带治疗中后期长期所需的药物，药物需缓慢释放进入患者体内，因此，芯层纤维材质为降解缓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同轴静电纺丝可注射纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将生物降解性材料Ⅰ溶解于有机体系Ⅰ中，用浓度为1％～3％的醋酸调节溶液pH值为3～5，搅拌均匀，再加入抗肿瘤药剂Ⅰ，搅拌，得壳层溶体；其中，生物降解性材料Ⅰ与有机体系Ⅰ的重量体积比为0.1～0.3:2，抗肿瘤药剂Ⅰ与有机体系Ⅰ的重量体积比为0.1～0.4:5；(2)将生物降解性材料Ⅱ溶解于有机体系Ⅱ中，搅拌均匀，加入抗肿瘤药剂Ⅱ，继续搅拌，再加入致孔剂，混合均匀，得芯层溶体；其中，生物降解性材料Ⅱ与有机体系Ⅱ的重量体积比为0.15～0.22:1，抗肿瘤药剂Ⅱ与有机体系Ⅱ的重量体积比为0.02～0.08:1，致孔剂与生物降解性材料Ⅱ的重量比为0.8～1.2；(3)分别将壳层溶体和芯层溶体置于注射器内，采用同轴静电纺丝技术，壳层溶体注射器推注流速为0.25～0.32mL/h，芯层溶体注射器推注流速为0.12～0.16mL/h，两者流速比为1.5～3:1；纺丝电压为12～15KV，喷头管口与收集板之间的间距为15～20cm，制备得到同轴静电纺丝纤维膜，将纤维膜于0～4℃的超纯水中静置2～5min，再于冰浴中超声振荡20～36次，共4～6min，然后1200～2000r/min离心5～8min，收集沉淀，真空干燥，得到壳层纤维包裹芯层纤维的同轴静电纺丝可注射纤维。...

【技术特征摘要】
1.一种同轴静电纺丝可注射纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将生物降解性材料Ⅰ溶解于有机体系Ⅰ中，用浓度为1％～3％的醋酸调节溶液pH值为3～5，搅拌均匀，再加入抗肿瘤药剂Ⅰ，搅拌，得壳层溶体；其中，生物降解性材料Ⅰ与有机体系Ⅰ的重量体积比为0.1～0.3:2，抗肿瘤药剂Ⅰ与有机体系Ⅰ的重量体积比为0.1～0.4:5；(2)将生物降解性材料Ⅱ溶解于有机体系Ⅱ中，搅拌均匀，加入抗肿瘤药剂Ⅱ，继续搅拌，再加入致孔剂，混合均匀，得芯层溶体；其中，生物降解性材料Ⅱ与有机体系Ⅱ的重量体积比为0.15～0.22:1，抗肿瘤药剂Ⅱ与有机体系Ⅱ的重量体积比为0.02～0.08:1，致孔剂与生物降解性材料Ⅱ的重量比为0.8～1.2；(3)分别将壳层溶体和芯层溶体置于注射器内，采用同轴静电纺丝技术，壳层溶体注射器推注流速为0.25～0.32mL/h，芯层溶体注射器推注流速为0.12～0.16mL/h，两者流速比为1.5～3:1；纺丝电压为12～15KV，喷头管口与收集板之间的间距为15～20cm，制备得到同轴静电纺丝纤维膜，将纤维膜于0～4℃的超纯水中静置2～5min，再于冰浴中超声振荡20～36次，共4～6min，然后1200～2000r/min离心5～8min，收集沉淀，真空干燥，得到壳层纤维包裹芯层纤维的同轴静电纺丝可注射纤维。2.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝可注射纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述生物降解性材料Ⅰ为明胶、壳聚糖或聚乙二醇。3.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝可注射纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述有机体系Ⅰ包括醋酸、稀盐酸、三氟乙酸中的任一种与碳酸二甲酯混合，两者的体积比为7.5～8:2～3。4.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝可注射纤维，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗恩，刘瑶，刘显，毕瑞野，林云锋，周腾飞，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51