近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维及制备方法技术

本发明专利技术提供了一种近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维及制备方法，该同轴纤维包括盐酸阿霉素芯层和呈中空结构的壳纤维层，壳纤维层由壳纤维层纺丝液纺丝制得，壳纤维层纺丝液由聚L‑丙交酯‑己内酯、明胶、碳酸氢钠饱和溶液及硫化铜纳米晶体混合；本发明专利技术通过同轴包覆，设计出一种具有近红外放热盐酸阿霉素化疗功能的纳米纤维，通过结合pH敏感型药物碳酸氢钠，与肿瘤患处周围氢离子反应，生成二氧化碳，释放时在纤维表面形成孔隙，从而实现芯层盐酸阿霉素在肿瘤组织处的酸性环境的高效释放，实现控制释放作用；本发明专利技术的壳层中纳米硫化铜将穿透人体的近红外光吸收转化为热量及氧气，放热治疗兼药物化疗协同作用，实现对肿瘤有效治疗。

【技术实现步骤摘要】
近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维及制备方法
本专利技术属于功能纺织
，具体涉及一种近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维及制备方法。
技术介绍
随着生物医学与材料科学等新兴学科的发展，由于各学科的相互交叉，将药物材料与纺织纤维相结合制备具有优异的缓释医疗性能的功能纺织品已成为纺织材料领域研究热潮。电纺纳米纤维的直径比细胞领域的直径小，故可以模拟仿生细胞外基质的框架和生物学特性的特点，将纳米纤维彼此聚集在一起，组成一个非织造网络，为组织提供拉伸强度和弹性。它不仅为细胞提供物理支撑，而且还提供具有特定配体的底物，例如组织粘附和细胞迁移。仿生模拟细胞外基质的一个关键因素是创建具有纳米级纤维的三维支架，包括电纺、自组装和相分离，其中电纺是最简单、最有效的技术。通过在静电纺丝过程中将生物分子直接混合到聚合物溶液中(称为混合静电纺丝)，可以将生物分子混合到支架中，以提供生物活性支架的初始爆发释放和连续释放。同轴静电纺丝是一种简单且经过改进的静电纺丝技术，可以将核壳纳米纤维的药物包裹在纤维内部，从而延长了释放时间，与纯药物或混合静电纺丝相比，喷砂的初始释放相对较低。盐酸阿霉素，是一种抗肿瘤抗生素，通过抑制癌细胞遗传物质核酸的合成，抗瘤谱较广，适应于乳腺癌、肺癌、软组织肿瘤、骨肉瘤、膀胱癌、睾丸癌、甲状腺癌、神经母细胞癌、肾母细胞癌、恶性淋巴癌和急性白血病，也可用于肝癌、胃癌、卵巢癌、宫颈癌、头颈部肿瘤、多发性骨髓瘤、胰腺癌、食道癌及子宫内膜瘤等多种肿瘤细胞。但是盐酸阿霉素分子结构不稳定，易发生水解、光解等变化，降低了疗效。且盐酸阿霉素经静脉注射后，毒副作用大，除产生脱发、骨髓抑制及胃肠道毒性等不良反应外，还可引起严重的心脏毒性，表现为各种心率失常，累积量大时可发生不可逆的心肌损伤甚至充血性心力衰竭，这些毒副作用大大限制了盐酸阿霉素的开发及应用。硫化铜纳米晶体，由于其成本低和光热转化效率高的特性，近年来在纳米光热疗领域引起广泛关注。基于其光热转化性能，硫化铜纳米晶体能够利用放热治疗有效杀死肿瘤细胞；基于其近红外光诱导光动力特性，硫化铜纳米晶体能够产生高浓度活性氧杀死肿瘤细胞，故是非常有效的肿瘤治疗材料。聚L-丙交酯-己内酯(PLCL)，左旋聚乳酸(PLLA)与聚己内酯(PCL)共聚物，具有良好的力学性能、生物可降解性和生物相容性。PLCL可作为控释药物载体、细胞、组织培养基架，同时也是完全可降解塑料手术缝合线。但是由于PLCL电纺纤维基质的弹性在γ射线照射后会降低，并且为了改善细胞与PLCL纤维支架的相互作用，少量的明胶被掺入PLCL。明胶，是一种对生物医学工业有价值的蛋白质。明胶和胶原等天然生物聚合物对生物识别信号具有有益作用，并显著改善细胞的粘附、扩散和增殖。然而，其差的可纺性、由它们制备的支架的不利的机械特性以及它们在水性环境中的结构完整性的不稳定导致通过与其它聚合物混合或交联来稳定它们的结构。PLCL与明胶结合用于改善明胶的可纺性和机械性能。碳酸氢钠，肿瘤患处周围环境呈弱酸性，H+增多，与NaHCO3反应生成CO2，CO2释放时在纤维表面形成孔隙，促进芯层盐酸阿霉素的释放。使药物释放具有pH敏感性，在酸性条件下实现释放，完成较多的总释药量。因此需要提出一种新的方案来将盐酸阿霉素添加到纳米纤维中以提高对盐酸阿霉素的缓释性能及对患处的响应释放，研究出更加高效的肿瘤治疗材料。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术的首要目的是提供一种近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维。本专利技术的第二个目的是提供上述同轴纤维的制备方法，达到缓控释放盐酸阿霉素的作用。为达到上述首要目的，本专利技术的解决方案是：一种近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维，其包括盐酸阿霉素和包覆盐酸阿霉素的壳纤维层(即壳纤维层呈中空结构，壳纤维层空腔内含有盐酸阿霉素)；壳纤维层由壳纤维层纺丝液纺丝制得，壳纤维层纺丝液由质量体积分数为10-30％的聚L-丙交酯-己内酯、质量体积分数为4-6％的明胶、质量体积分数为4-6％的碳酸氢钠饱和溶液及质量体积分数为2-4％的硫化铜纳米晶体混合得到。优选地，近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维的直径为100-2000nm。优选地，硫化铜纳米晶体的粒径为10-30nm。为达到上述第二个目的，本专利技术的解决方案是：一种近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维的制备方法，其包括如下步骤：(1)、将明胶置于六氟异丙醇中，不断搅拌溶解下，依次加入聚L-丙交酯-己内酯、硫化铜纳米晶体和碳酸氢钠饱和溶液，继续搅拌得到壳层纤维纺丝液；(2)、将盐酸阿霉素溶于去离子水中，得到盐酸阿霉素溶液；(3)、将壳层纤维纺丝液连接同轴纺丝喷头外腔，盐酸阿霉素溶液连接同轴纺丝喷头内腔，同时通过同轴纺丝喷头喷射，即壳层纤维纺丝液环绕包覆盐酸阿霉素溶液，进行静电纺丝，得到近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维。优选地，步骤(1)中，明胶在六氟异丙醇中的质量体积分数为4-6％(w/v)，聚L-丙交酯-己内酯在六氟异丙醇中的质量体积分数为10-30％(w/v)，硫化铜纳米晶体在六氟异丙醇中的质量体积分数为2-4％(w/v)，碳酸氢钠饱和溶液在六氟异丙醇中的质量体积分数为4-6％(w/v)；搅拌的转速为400-700r/min；继续搅拌的时间为10-20min。优选地，步骤(2)中，盐酸阿霉素在去离子水中的体积分数为1-3％。优选地，步骤(3)中，静电纺丝的电压为15-25kV，同轴纺丝喷头外腔的喷射量为0.8-1.2ml/h，同轴纺丝喷头内腔的喷射量为0.1-0.2ml/h。由于采用上述方案，本专利技术的有益效果是：第一、本专利技术通过同轴包覆，设计出一种具有近红外放热盐酸阿霉素化疗功能的纳米纤维，通过结合pH敏感型药物碳酸氢钠，与肿瘤患处周围H+反应，生成CO2，释放时在纤维表面形成孔隙，从而实现芯层盐酸阿霉素在肿瘤组织处的酸性环境的高效释放，实现对药物的控制释放作用，进一步提高盐酸阿霉素有效利用率，减少盐酸阿霉素对正常细胞的毒性；另外，同轴静电纺丝是一种简单且经过改进的静电纺丝技术，与纯药物或混合静电纺丝相比，初始释放相对较低，具有缓释作用，能够达到长时间释放。再者，本专利技术的壳层中纳米硫化铜具有近红外放热功能，近红外光穿透人体达到肿瘤组织，纳米硫化铜将近红外光吸收转化为热量及氧气，能够有效杀死肿瘤细胞，放热治疗兼药物化疗协同作用，最终实现对肿瘤病人有效治疗。第二、本专利技术的壳纤维层作为控释药物载体、细胞、组织培养基架，同时也是人体可降解材料，具有良好的人体相容性和有机高聚物相容性；PLCL与明胶结合用于改善明胶的可纺性和机械性能，同时改善PLCL电纺纤维基质由于γ射线的照射而降低，优化细胞与PLCL纤维支架的相互作用。附图说明图1为本专利技术的近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维的结构图。图2为本专利技术的近红外放热酸碱响应性控释本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维，其特征在于：其包括盐酸阿霉素和包覆所述盐酸阿霉素的壳纤维层；/n所述壳纤维层由壳纤维层纺丝液纺丝制得，所述壳纤维层纺丝液由质量体积分数为10-30％的聚L-丙交酯-己内酯、质量体积分数为4-6％的明胶、质量体积分数为4-6％的碳酸氢钠饱和溶液及质量体积分数为2-4％的硫化铜纳米晶体混合得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维，其特征在于：其包括盐酸阿霉素和包覆所述盐酸阿霉素的壳纤维层；
所述壳纤维层由壳纤维层纺丝液纺丝制得，所述壳纤维层纺丝液由质量体积分数为10-30％的聚L-丙交酯-己内酯、质量体积分数为4-6％的明胶、质量体积分数为4-6％的碳酸氢钠饱和溶液及质量体积分数为2-4％的硫化铜纳米晶体混合得到。


2.根据权利要求1所述的近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维，其特征在于：所述同轴纤维的直径为100-2000nm。


3.根据权利要求1所述的近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维，其特征在于：所述硫化铜纳米晶体的粒径为10-30nm。


4.一种根据权利要求1所述的近红外放热酸碱响应性控释盐酸阿霉素的同轴纤维的制备方法，其特征在于：其包括如下步骤：
(1)、将明胶置于六氟异丙醇中，不断搅拌溶解下，依次加入聚L-丙交酯-己内酯、硫化铜纳米晶体和碳酸氢钠饱和溶液，继续搅拌得到壳层纤维纺丝液；
(2)、将盐酸阿霉素溶于去离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛斌杰，王蕾，李庭晓，袁蓉，刘岩，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31