具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜的制备方法及其药物释放的应用技术

一种具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜的制备方法及其药物释放的应用，涉及一种形状记忆纤维膜的制备方法及其应用。本发明专利技术为了解决现有载药材料的药物释放过程不可控和载药量较低的问题。形状记忆纤维膜的制备：聚合物溶于有机溶剂得到聚合物溶液，将聚合物溶液转入静电纺丝成型；药物释放的方法：制备载药的可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜，进行拉伸处理进行药物封锁，向药物封锁的形状记忆纤维膜施加形状记忆回复措施进行形状记回复。本发明专利技术静电纺丝工艺制备纤维膜中的纤维表面具有均匀的微孔结构，载药量高，能够通过加热处理或超声处理实现调节纤维表面微孔结构的大小和形状，进而实现载药和药物释放。

Preparation method of shape memory fiber membrane with adjustable pore surface structure and its application in drug release

A preparation method of a shape memory fiber membrane with a microporous structure of the fiber surface and the application of the drug release, which relates to a preparation method and application of a shape memory fiber membrane. The invention aims at solving the problems of uncontrollable drug release and low drug loading in the existing drug loading materials. Preparation of shape memory fiber membrane: a polymer solution is dissolved in an organic solvent to get a polymer solution, and the polymer solution is transferred into an electrostatic spinning process; the method of drug release: a shape memory fiber membrane that can be used to regulate the microporous structure of the fiber surface, and the drug is blocked by the tensile treatment and the shape memory of the drug is blocked. Shape memory recall was applied to the fiber membrane for shape recovery. The fiber surface in the fiber membrane prepared by the electrostatic spinning process has a uniform microporous structure and high drug loading capacity. The size and shape of the microporous structure of the fiber surface can be adjusted by heating treatment or ultrasonic treatment, and then the drug loading and drug release can be realized.

【技术实现步骤摘要】
具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜的制备方法及其药物释放的应用
本专利技术涉及一种形状记忆纤维膜的制备方法及其应用。
技术介绍
形状记忆聚合物作为智能聚合物其中的一种能够实现传感、驱动和控制于一身，在外界激励条件下发生形状改变，主要的激励方法包括热、电、光、磁、微波、化学溶剂等。正是由于这种特性，形状记忆聚合物被广泛的应用在空间可展开结构、生物医学器械、信息载体、智能衣服等领域。随着实际应用的需求，微小尺寸的多孔结构材料受到了关注，特别是在生物医学领域，如药物释放、细胞培养、组织工程等。静电纺丝法是一种普遍方法用来制备形状记忆聚合物微纳米纤维，其特点在于可将多种形状记忆聚合物制备成纤维结构，同时可以在纺丝溶液中添加功能材料实现复合纤维的多功能性。一些静电纺丝原料具有很好的生物相容性及可降解性，可作为载体材料进入人体，并容易被人体吸收；尤其是因为静电纺丝纳米纤维具有一定的孔隙率和一定的比表面积，静电纺丝纳米纤维在生物医学领域备受研究者的持续关注，并已在药物控释等方面得到了很好的应用。但是现有的用于载药的静电纺丝纳米纤维只是传统的生物降解材料，这种载药材料的药物释放过程是不可控过程，属于自由释放，并且这种静电纺丝纳米纤维多是表面光滑的连续纤维，静电纺丝纳米纤维成膜后，通过纤维间的空隙实现载药，因此这种静电纺丝纳米纤维的载药量较低。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有载药材料的药物释放过程不可控和载药量较低的问题，提出一种具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜的制备方法及其药物释放的应用。本专利技术具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜的制备方法按以下步骤进行：将生物降解的聚合物溶于有机溶剂中，在室温下搅拌至聚合物完全溶解，得到聚合物溶液；将聚合物溶液转入静电纺丝装置的注射器中，采用静电纺丝装置将聚合物溶液静电纺丝成型，得到具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜；所述生物降解聚合物为聚乳酸、聚己内酯、聚氨酯中的一种或几种按任意比例混合的混合物；所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺中的一种或几种按任意比例混合的混合物；所述聚合物溶液的质量浓度为8～15％；所述静电纺丝工艺参数为：聚合物溶液流速为1～3mm/min，纺丝电压为10～25kV，接收距离为10～16cm。本专利技术制备方法得到的具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜中纤维的直径为500nm～5μm；本专利技术静电纺丝成型过程中，由于纺丝液中高导电性有机溶剂的挥发使制备的纤维膜中纤维表面呈微孔结构，与表面光滑的连续纤维相比具有更大的比表面积。上述具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜作为载药材料进行药物释放的应用；利用上述具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜作为载药材料进行药物释放的方法按以下步骤进行：一、药物吸附：将具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜置于药物水溶液中进行超声处理，然后取出可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜，在室温下干燥，得到载药的可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜；所述的药物为水溶性药物；所述水溶性药物为喹诺酮类药物、氯霉素类药物、水杨酸类药物或头孢类药物；所述的超声震荡时间为5～15min；二、药物封锁：将载药的可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜置于加热台上加热后进行拉伸处理，得到药物封锁的形状记忆纤维膜；所述加热温度为40～60℃，加热时间为3～5min；所述拉伸处理的拉伸变形量为50～150％；三、药物释放：向药物封锁的形状记忆纤维膜施加形状记忆回复措施进行形状记回复，即完成药物释放；所述形状记忆回复措施为加热处理或超声处理；所述加热处理工艺为：加热温度为40～60℃，加热时间为3～4s；其中，将药物封锁的形状记忆纤维膜加热至40～60℃后，温度大于具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜的转变温度，药物封锁的形状记忆纤维膜进行形状记回复；所述超声处理工艺为：超声时间为1～60s；超声功率为5～30W；超声频率为0.5～5MHz；本专利技术利用具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜作为载药材料进行药物释放的原理为：本专利技术首先利用药物制备成水溶液，将具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜置于药物水溶液中后在超声的作用下，药物均匀分布在形状记忆纤维膜中纤维上的微孔内，然后将载药的可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜加热后进行拉伸处理，拉伸处理能够使形状记忆纤维膜中纤维表面的微孔闭合，实现药物封锁；在需要药物释放时，将药物封锁的形状记忆纤维膜形状记回复环境内进行形状记回复，纤维表面微孔张开，即完成药物释放。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术通过静电纺丝工艺制备的具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜为无纺结构，纤维膜中的纤维表面具有均匀的微孔结构，通过静电纺丝工艺能够实现纤维表面的孔结构的形状和大小的控制，制备工艺简单；2、本专利技术具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜使用过程中，因为作为载药材料的形状记忆纤维膜具有形状记忆功能，因此可以通过加热处理或超声处理实现调节纤维表面微孔结构的大小和形状，进而实现载药和药物释放；其中，初始的形状记忆纤维膜为呈无纺结构，初始的形状记忆纤维膜中纤维表面的微孔呈圆形，在加热及拉伸处理下，初始的形状记忆纤维膜的形貌变从无纺结构变为取向结构，形状记忆纤维膜中纤维表面的圆形微孔转变为椭圆形，实现了药物的封锁，然后向封锁药物的形状记忆纤维膜施加形状记忆回复措施进行形状记回复，形状记忆回复后取向结构的形状记忆纤维膜回复到初始的状态，形状记忆纤维膜中纤维表面的椭圆形微孔转变为圆形微孔，实现药物释放；因此本专利技术利用形状记忆纤维膜作为载药材料进行药物释放的的过程为智能可控过程；3、本专利技术制备的形状记忆纤维膜具有生物相容性，形状记忆纤维膜中纤维表面微多孔结构，因而具有较高的比表面积，使本专利技术制备的形状记忆纤维膜具备良好的可吸附性并且提高了载药量；因此本专利技术拓展了形状记忆聚合物微纳米纤维在生物医学领域的应用，在药物释放方面具有强大的应用前景；4、本专利技术制备的形状记忆纤维膜具有优异的热驱动形状记忆性能，在60℃的驱动下只需要4s便可以实现快速回复，本专利技术将形状记忆纤维膜作为载药材料进行药物释放的速度较快。附图说明：图1为实施例1中得到的形状记忆纤维膜中纤维表面的SEM图片；从图1可以看出，本实施方式通过静电纺丝的方法得到纤维膜中的纤维表面具有微孔结构，并且为微孔圆形；图2为实施例1中得到的形状记忆纤维膜拉伸后的纤维表面的SEM图片；从图2可以看出，在加热台上拉伸后的具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜没有熔融现象，经过拉伸变形后，纤维膜中的纤维表面微孔结构的形貌由圆形变为椭圆形；图3为实施例1中得到的形状记忆纤维膜在加热处理后变形回复后的纤维表面的SEM图片；从图3可以看出，纤维表面拉伸变形的椭圆形微孔结构在加热处理后回复到初始的圆形，保持了纤维的原有形貌，也就是说，从微观角度证明了纤维表面的微孔结构可以在热驱动下回复到初始状态。具体实施方式：本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。具体实施方式一：本实施方式具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜的制备方法按以下步骤进行；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜的制备方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行；将生物降解的聚合物溶于有机溶剂中，在室温下搅拌至聚合物完全溶解，得到聚合物溶液；将聚合物溶液转入静电纺丝装置的注射器中，采用静电纺丝装置将聚合物溶液静电纺丝成型，得到具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜；所述生物降解聚合物为聚乳酸、聚己内酯、聚氨酯中的一种或几种按任意比例混合的混合物。

【技术特征摘要】
1.一种具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜的制备方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行；将生物降解的聚合物溶于有机溶剂中，在室温下搅拌至聚合物完全溶解，得到聚合物溶液；将聚合物溶液转入静电纺丝装置的注射器中，采用静电纺丝装置将聚合物溶液静电纺丝成型，得到具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜；所述生物降解聚合物为聚乳酸、聚己内酯、聚氨酯中的一种或几种按任意比例混合的混合物。2.根据权利要求1所述的具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺中的一种或几种按任意比例混合的混合物。3.根据权利要求1或2所述的具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜的制备方法，其特征在于：所述聚合物溶液的质量浓度为8～15％。4.根据权利要求3所述的具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜的制备方法，其特征在于：所述静电纺丝工艺参数为：聚合物溶液流速为1～3mm/min，纺丝电压为10～25kV，接收距离为10～16cm。5.权利要求1所述的具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜作为载药材料进行药物释放的应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：具有可调控纤维表面微孔结构的形状记忆纤维膜作为载药材料进行药物释放的方法具体为...

【专利技术属性】
技术研发人员：张风华，冷劲松，刘彦菊，王亚立，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23