一种纳米纤维素/聚多巴胺复合智能凝胶药物缓释材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种纳米纤维素/聚多巴胺复合凝胶药物缓释材料及其制备方法，该药物缓释材料包括：纳米纤维素、聚多巴胺和负载在聚多巴胺上的药物，可以应用于多种药物缓释领域，特别适合伤口治疗和肿瘤术后治疗等方面。根据本发明专利技术的药物缓释材料对亲水性和疏水性药物都可以进行负载，且制备比较简单，比较温和，能够节约成本。纳米纤维素和聚多巴胺均具有生物相容性，可完全降解，易于废弃处理，有利于保护环境。根据本发明专利技术的药物缓释材料特别适合伤口愈合和肿瘤手术的后期治疗。

Preparation method of nano cellulose / poly dopamine intelligent gel medicine slow release material

The invention discloses a nano cellulose / poly dopamine composite gel drug delivery material and a preparation method thereof, including the drug delivery material: nano cellulose, poly dopamine and dopamine on the drug loading in the poly, can be applied to the field of a variety of drug release, especially suitable for wound healing and postoperative tumor therapy. The drug release material according to the invention has the advantages that the hydrophilic and hydrophobic drugs can be loaded, and the preparation is relatively simple and relatively mild, and the cost can be saved. Nano cellulose and poly (dopamine) are biocompatible and can be degraded completely, which is easy to be abandoned and beneficial to the environment. The drug release material according to the present invention is particularly suitable for wound healing and subsequent treatment of tumor operations.

【技术实现步骤摘要】
一种纳米纤维素/聚多巴胺复合智能凝胶药物缓释材料的制备方法
本专利技术属于医用材料
，具体涉及纳米纤维素/聚多巴胺复合凝胶药物缓释材料的制备方法。
技术介绍
药物缓释是将小分子药物与高分子材料相结合，利用高分子材料固有的相关特性(如pH敏感性和温度敏感性等)使药物分子在高分子载体中缓慢释放出来。药物缓释体系与传统给药体系相比较，其能够有效地提高药物的生物利用率，减少给药次数以及提高用药的稳定性。因此制备药物缓释材料引起研究人员的广泛兴趣。如江苏天竹化工科技有限公司研制开发的可用于药物缓释方向的壳聚糖丙烯酸酯类药物复合材料，美国3M公司研制开发的封装并实现药物控制释放的多层结构复合材料，天津凯文生物科技有限公司研制开发的曲美他嗪缓释胶囊等。水凝胶是指亲水性聚合物通过化学或者物理作用形成的三维交联的网络结构，其不溶于水但能吸收大量的水，具有良好的溶胀性能、力学性能、生物相容性等特性，在药物缓释和皮肤创伤敷料中得到了广泛的应用。在文献(Macromolecules，2000，33(1)，102-107)中Zhang等人报道了N-异丙基丙烯酰胺水凝胶的低临界溶解温度(LCST)为33℃，其非常接近人体的温度，故成为了目前最广泛研究的温敏性水凝胶。此外，pH敏感型水凝胶(如丙烯酸酯类)能根据周围环境pH的改变而实现凝胶网络的收缩和舒展，进而实现对所载药物的pH响应释放。然而，传统水凝胶药物缓释体系存在很多缺点：由于水凝胶材料一般为亲水均相的体系，其所负载药物的释放曲线大多数为非线性的释放。此外，药物释放初期可能存在药物突然释放的现象，而释放后期药物浓度往往较低，无法达到治疗的效果。将天然高分子材料(淀粉、纤维素、壳聚糖等)引入智能水凝胶改变其药物缓释特性及提高其生物相容性引起了科研工作者们广泛的关注。但是，到目前为止，关于纳米纤维素型的高效药物缓释水凝胶载体及其应用的报道十分有限。此外，肿瘤疾病是困扰人类的最大难题，化疗已经成为当前实体瘤化疗的研究方向和热点(见专利ZL200410035923.7和专利US5651986)。但是，目前可生物降解的缓控释制剂多为固态聚合物如聚乙醇酸或聚乳酸等为缓释载体。由于此类高分子载体具有较高的疏水特性，这些聚合物在制备缓释制剂的过程中需要采用有机溶剂(如二氯甲烷、二甲基甲酰胺、氯仿等)。为除去有毒的有机溶剂，必须进行干燥处理。研究发现，有机溶剂或者高热过程常导致许多抗癌有效成分降解变性。
技术实现思路
针对上述现有技术的问题，本专利技术的目的是提供一种纳米纤维素/聚多巴胺复合凝胶药物缓释材料及其制备方法，该药物缓释材料可以应用于多种药物缓释领域，特别适合伤口治疗和肿瘤术后治疗等方面。为实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种纳米纤维素/聚多巴胺复合凝胶药物缓释材料包括：纳米纤维素、聚多巴胺和负载在聚多巴胺上的药物，其中基于100重量份的纳米纤维素，所述聚多巴胺的量为0.1重量份至2重量份；基于100重量份的聚多巴胺，所述药物负载量为1重量份至15重量份。优选地，所述聚多巴胺的量为0.1重量份至0.8重量份；所述药物负载量为1重量份至14重量份。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种所述纳米纤维素/聚多巴胺复合凝胶药物缓释材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚多巴胺和药物均匀混合，磁力搅拌一段时间，离心，将上层未负载上的药物倒出，沉淀下来的成分用去离子水反复洗涤几次，得到负载药物的聚多巴胺溶液；(2)将一定浓度的纳米纤维素溶液和负载一定药物量的聚多巴胺溶液混合均匀，倒入成型器中，缓慢滴加作为交联剂的钙离子溶液，静止一段时间，可以得到纳米纤维素/聚多巴胺复合智能凝胶药物缓释材料。优先地，步骤(1)中，所述聚多巴胺根据现有文献(Scientificreports，2014，4，6070)中所记载的方法制备。优先地，步骤(1)中，所述负载的药物可以是疏水性药物或亲水性药物，优选地选自疏水性或亲水性抗肿瘤药物和疏水性或亲水性抗生素类药物，进一步优选地选自紫杉醇、阿霉素、吡喃阿霉素、盐酸四环素、青霉素和盐酸阿霉素等。优先地，步骤1)中所述聚多巴胺负载药物的时间为5h-120h，基于100重量份的聚多巴胺，所述药物负载量为1重量份至15重量份，优选为1重量份至14重量份。优先地，步骤(2)中，所述纳米纤维素是经过传统TEMPO氧化法、羧甲基化、高碘酸盐氧化、过硫酸盐氧化等方法得到，其纳米纤维素的质量浓度范围至少大于1％且小于10％。优先地，步骤(2)中，所述作为交联剂的钙离子可以选自氯化钙、葡萄糖酸钙、磷酸二氢钙、硝酸钙、碳酸氢钙、硫酸氢钙、亚硫酸氢钙、次氯酸钙、溴化钙、碘化钙、氯酸钙、高氯酸钙、高锰酸钙等可溶性钙盐中的一种或多种，钙离子的质量浓度为0.1％-10％。优先地，步骤(2)中，所述制备缓释材料所需的静止时间为2h-48h。根据本专利技术的另一个专利技术，提供了一种纳米纤维素/聚多巴胺复合凝胶药物缓释材料的用途，所述用途包括应用于伤口治疗和癌症手术的后期治疗。优先地，当负载的药物为抗生素类药物(盐酸四环素、青霉素等)时，该缓释材料可以应用于伤口愈合。优先地，当负载的药物为抗肿瘤药物(紫杉醇、阿霉素、吡喃阿霉素等)时，该缓释材料可以应用于肿瘤手术的后期治疗。有益效果1、本专利技术添加的聚多巴胺作为负载药物载体，利用聚多巴胺的高粘附特性，对亲水性和疏水性药物都可以进行负载，同时增加了药物负载量，克服一般材料只能负载亲水性药物的局限性。2、该智能复合凝胶材料制备采用物理交联，制备比较简单，比较温和，能够节约成本。3、纳米纤维素/聚多巴胺复合凝胶药物缓释材料经过交联液交联后，具有一定的凝胶性能，能够吸附血液中的水分，致使血液浓度增大，增加复合凝胶材料的止血性能，有一定的伤口愈合效果。4、纳米纤维素/聚多巴胺复合智能凝胶药物缓释材料中的聚多巴胺本身具有一定的抗菌性能，能够有效提升材料的抗菌性能。5、纳米纤维素/聚多巴胺复合智能凝胶药物缓释材料具有一定的pH和近红外光敏感性，可以应用于肿瘤手术的后期治疗。6、纳米纤维素和聚多巴胺均具有生物相容性，可完全降解，易于废弃处理，有利于保护环境，而且纳米纤维素是天然可再生的绿色材料。附图说明图1为根据本专利技术制备所述纳米纤维素/聚多巴胺复合凝胶药物缓释材料的工艺流程图。图2为实施例1所得的复合水凝胶的扫描电镜分析图。图3为实施例1、实施例2、实施例3、实施例4中随着负载时间的增加，聚多巴胺负载药物量不断增加，其中12h为实例1中对应药物负载量，24h为实例2中对应药物负载量，36h为实例3中对应药物负载量，48h为实例4中药物负载量。图4为本实施例2中所得的复合水凝胶载体进行近红外光照射，其药物缓释规律图。图5为实施例3中所得的复合水凝胶载体在不同的pH缓冲液体系中进行长时间的药物缓释图。图6为实施例1中所得的复合水凝胶载体的抗菌效果图，其中a：纳米纤维素水凝胶；b：纳米纤维素/聚多巴胺水凝胶；c：纳米纤维素/聚多巴胺/盐酸四环素水凝胶。图7为实施例5中采用的聚多巴胺的扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)照片，其中a、b为SEM照片；c、d为TEM照片。具体实施方式在下文的描述之前，应当了解在说明书和所附权利要求中使用的术语，并不应解释为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米纤维素/聚多巴胺复合凝胶药物缓释材料，所述缓释材料包括：纳米纤维素、聚多巴胺和负载在聚多巴胺上的药物，其中基于100重量份的纳米纤维素，所述聚多巴胺的量为0.1重量份至2重量份；基于100重量份的聚多巴胺，所述药物负载量为1重量份至15重量份。

【技术特征摘要】
1.一种纳米纤维素/聚多巴胺复合凝胶药物缓释材料，所述缓释材料包括：纳米纤维素、聚多巴胺和负载在聚多巴胺上的药物，其中基于100重量份的纳米纤维素，所述聚多巴胺的量为0.1重量份至2重量份；基于100重量份的聚多巴胺，所述药物负载量为1重量份至15重量份。2.根据权利要求1所述的纳米纤维素/聚多巴胺复合凝胶药物缓释材料，其特征在于，所述聚多巴胺的量为0.1重量份至0.8重量份；所述药物负载量为1重量份至14重量份。3.一种所述纳米纤维素/聚多巴胺复合凝胶药物缓释材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将聚多巴胺和药物均匀混合，磁力搅拌一段时间，离心，将上层未负载上的药物倒出，沉淀下来的成分用去离子水反复洗涤几次，得到负载药物的聚多巴胺溶液；(2)将一定浓度的纳米纤维素溶液和负载一定药物量的聚多巴胺溶液混合均匀，倒入成型器中，缓慢滴加作为交联剂的钙离子溶液，静止一段时间，可以得到纳米纤维素/聚多巴胺复合智能凝胶药物缓释材料。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述负载的药物是疏水性药物或亲水性药物，优选地选自疏水性或亲水性抗肿瘤药物和疏水性或亲水性抗生素类药物，进一步优选地选自紫杉醇、阿霉素、吡喃阿霉素、盐酸四环素、青霉素和盐酸阿...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘莹莹，李滨，刘超，
申请(专利权)人：中国科学院青岛生物能源与过程研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37