一种基于药物释放可控的三轴同芯纳米纤维制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于药物释放可控的三轴同芯纳米纤维制备方法，属于功能纺织技术领域。制备方法包括：聚己内酯溶解于三氯甲烷中，滴入失水山梨醇单油酸酯搅拌到油相，盐酸四环素溶于去离子水中得到盐酸四环素水溶液，量取盐酸四环素水溶液逐步滴加入油相中，在超声波探针搅拌的条件下形成乳液作为芯层纺丝液，聚乙烯吡咯烷酮溶解于N，N‑二甲基甲酰胺中得到均匀无气泡的壳层纺丝液，芯层纺丝液连接同轴纺丝喷头内腔，壳层纺丝液连接同轴纺丝喷头外腔，同时经过同轴纺丝喷头喷射进行静电纺丝得到。本发明专利技术利用乳液静电纺丝和同轴静电纺丝结合制备三轴同芯纳米纤维，操作简单，反应条件温和，可以通过其多级药物缓释体系提高药物的使用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于药物释放可控的三轴同芯纳米纤维制备方法
本专利技术属于功能纺织
，具体涉及一种基于药物释放可控的三轴同芯纳米纤维制备方法。
技术介绍
传统的药物缓释体系依据药物释放方法和释放机制的不同，主要分为以下三种形式：将药物均匀的混在高分子基质中的均混式药物控释系统、将药物用物理方法包埋在高分子膜内的蓄积式的药物控释系统和将药物与高分子以化学键结合的高分子药物控释系统。但是，传统的给药方式存在缺点，如在给药的初期，通过药物载体进入血液，因药物的浓度很大，易超过病人的耐受剂量从而造成毒副作用。与此同时，药物在体内也只能保持很短时间后在人体内的浓度又低于病人的有效剂量，导致药物利用率下降，传统的药物控释系统存在突释、释放时间较快以及释放量无法控制的弊端，容易产生副作用且药物利用率低等。载有抗生素药物的支架可用于生物医学特别是在治疗烧伤、溃疡、手术或牙周病等组织损伤后的感染方面，其中盐酸四环素是一类光谱抗生素，属于亲水性药物，如果亲水性高聚物直接水溶制备载药基体，存在药物的突释问题。利用静电纺丝制备的纳米纤维直径小、比表面积大，是一种良好的载药材料。原因主要有：根据病理学界的共识，药物和药物载体的比表面积越大，药物颗粒的分解速度越快；而利用静电纺丝制备的纳米纤维作为载药材料，可以将原先人体难以吸收的药物缓慢分解释放，并且可以缩短药物的扩散距离，促进药物溶解，同时在包埋药物的过程中减小损失。另一方面，利用可降解吸收和具有生物相容性的高分子材料作为载药基质，药物采取特定的形式到达人体的特定部位，药物释放过程中载药材料通过碳链水解作用自然降解，不会给人体造成伤害。目前，多采用芯壳结构的纳米纤维作为药物载体，药物装载在芯层，有利于保持药物的活性，但是壳层的存在阻碍药物的突释，可以通过改变其组成及性质控释药物的行为。利用电纺技术制备芯壳结构主要分为乳液静电纺丝和同轴静电纺丝两种方式如专利公开号CN109576812A、CN111991343A、CN107620132A和CN101509153A等文献均有记载，但药物释放完全取决于皮层材料的降解速度，获得理想的药物释放降解速度较为困难。Yang等人采用复乳溶剂挥发法制备PGLA载药微球，并分散在冷冻干燥法制备的温敏水凝胶多孔结构中，制成可降解微球/温敏凝胶复合缓释剂，药物释放由载体和药物扩散作用共同控制，可以提高药物的利用率，但制备较困难，成本较高，药物精细化控制仍存在问题，降低多孔结构对药物释放的效果，同时只存在单级释放过程，无法满足某些长效药物的药效需要。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术的主要目的是提供一种基于药物释放可控的三轴同芯纳米纤维制备方法，采用乳液静电纺丝和同轴静电纺丝结合制备具有三层同轴结构且阶梯释放的纳米纤维，芯层是由聚己内酯(PCL)与药物形成的乳液经过乳液静电纺丝得到的皮芯结构，可将药物包埋其中；壳层是由聚乙烯吡咯烷酮溶解于有机溶剂形成的纺丝液经过同轴静电纺丝得到。本专利技术的第二个目的是，提供上述三轴同芯纳米纤维在缓控释放盐酸四环素中的作用。为达到上述主要目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于药物释放可控的三轴同芯纳米纤维制备方法，包括以下步骤：(1)油相制备：聚己内酯溶解于三氯甲烷(CHCl3)中，随后滴入一定体积的表面活性剂失水山梨醇单油酸酯(Span80)，恒温磁力搅拌均匀，得到油相；(2)水相制备：盐酸四环素(Tet)溶于去离子水中，恒温磁力搅拌至盐酸四环素完全溶解，得到盐酸四环素水溶液；(3)乳液制备：通过微量进样器量取步骤(2)的盐酸四环素水溶液逐步滴加入步骤(1)的油相中，形成水油混合溶液，在超声波探针搅拌的条件下形成均匀的乳液，作为芯层纺丝液；(4)壳层纺丝液制备：聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶解于N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，恒温磁力搅拌溶解，得到均匀无气泡的壳层纺丝液；(5)步骤(3)中所得芯层纺丝液连接同轴纺丝喷头内腔，步骤(4)中所述壳层纺丝液连接同轴纺丝喷头外腔，同时经过同轴纺丝喷头喷射进行静电纺丝，得到三轴同芯纳米纤维。优选地，步骤(1)中，恒温磁力搅拌的转速为400-700r/min，搅拌时间为2h，表面活性剂乳化剂Span80体积为15-20μL，油相的质量分数为8％-10％。优选地，步骤(2)中，恒温磁力搅拌的转速为400-700r/min，搅拌时间为5-10min，盐酸四环素溶液占去离子水体积分数的8％-10％。优选地，步骤(3)中，水油相的体积比为5％-7％，超声波探针搅拌的强度为20％振幅，搅拌时间为5-10min。优选地，步骤(4)中，聚乙烯吡咯烷酮占N,N-二甲基甲酰胺质量分数的16％，恒温磁力搅拌的转速为400-700r/min，搅拌时间为10-20min。优选地，步骤(5)中,静电纺丝的电压为15-25kV，同轴纺丝喷头外腔的喷射量为0.7-1.2mL/h，同轴纺丝喷头内腔的喷射量为0.1-0.2mL/h。优选地，所述三轴同芯纳米纤维的直径为150-2000nm，由具有皮芯结构的纳米纤维芯层和纳米纤维壳层组成，所述皮芯结构的直径占所述纳米纤维芯层直径的56.1％-76.8％。为达到上述第二个目的，本专利技术的解决方案是：上述三轴同芯纳米纤维在缓控释放盐酸四环素中的作用。由于采用上述技术方案，本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术利用乳液静电纺丝和同轴静电纺丝结合，形成由皮芯结构的芯层与同轴静电纺丝的壳层组成的三层结构，乳液静电纺丝将PCL油相作为控释药物载体，其疏水性能可以将亲水药物很好地包埋其中，形成油包水的状态起到屏障作用，有利于延长药物释放。(2)本专利技术制备的三轴同芯纳米纤维具有明显的多级药物缓释体系，纳米纤维芯层的皮芯结构将药物包埋其中，在第一阶段减轻药物突然释放；当药物离开芯层进入纤维孔洞通道进行第二阶段释放，最后由外层聚合物降解，药物进入纳米纤维外受损靶向部位发挥药效，进行第三阶段释放。(3)本专利技术的芯层高聚物作为控释药物载体、细胞、组织培养基架，同时也是人体可降解材料，具有优异的生物相容性和有机高聚物相容性，壳层高聚物同样具有优异的生物相容性和可纺性能，方法操作简单，反应条件温和，对药物缓释曲线进行很好控制，提高药物使用效率。(4)本专利技术的三轴同芯纳米纤维可用于药物输送系统，也可用于伤口愈合和骨组织工程等生物医用领域，商业价值和潜力大。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明附图作为本申请的一部分，用来提供对本专利技术的进一步的理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，但不构成对本专利技术的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。在附图中：图1为本专利技术中基于药物释放可控的三轴同芯纳米纤维结构图。图2为本专利技术中基于药物释放可控的三本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于药物释放可控的三轴同芯纳米纤维制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)油相制备：聚己内酯溶解于三氯甲烷中，滴入表面活性剂失水山梨醇单油酸酯，恒温磁力搅拌均匀，得到油相；/n(2)水相制备：盐酸四环素溶于去离子水中，恒温磁力搅拌至盐酸四环素完全溶解，得到盐酸四环素水溶液；/n(3)乳液制备：通过微量进样器量取步骤(2)的盐酸四环素水溶液逐步滴加入步骤(1)的油相中，形成水油混合溶液，在超声波探针搅拌的条件下形成均匀的乳液，作为芯层纺丝液；/n(4)壳层纺丝液制备：聚乙烯吡咯烷酮溶解于N，N-二甲基甲酰胺，恒温磁力搅拌溶解，得到均匀无气泡的壳层纺丝液；/n(5)步骤(3)中所得芯层纺丝液连接同轴纺丝喷头内腔，步骤(4)中所述壳层纺丝液连接同轴纺丝喷头外腔，同时经过同轴纺丝喷头喷射进行静电纺丝得到。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于药物释放可控的三轴同芯纳米纤维制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)油相制备：聚己内酯溶解于三氯甲烷中，滴入表面活性剂失水山梨醇单油酸酯，恒温磁力搅拌均匀，得到油相；
(2)水相制备：盐酸四环素溶于去离子水中，恒温磁力搅拌至盐酸四环素完全溶解，得到盐酸四环素水溶液；
(3)乳液制备：通过微量进样器量取步骤(2)的盐酸四环素水溶液逐步滴加入步骤(1)的油相中，形成水油混合溶液，在超声波探针搅拌的条件下形成均匀的乳液，作为芯层纺丝液；
(4)壳层纺丝液制备：聚乙烯吡咯烷酮溶解于N，N-二甲基甲酰胺，恒温磁力搅拌溶解，得到均匀无气泡的壳层纺丝液；
(5)步骤(3)中所得芯层纺丝液连接同轴纺丝喷头内腔，步骤(4)中所述壳层纺丝液连接同轴纺丝喷头外腔，同时经过同轴纺丝喷头喷射进行静电纺丝得到。


2.根据权利要求1所述基于药物释放可控的三轴同芯纳米纤维制备方法，其特征在于，步骤(1)中，恒温磁力搅拌的转速为400-700r/min，搅拌时间为2h，油相的质量分数为8％-10％。


3.根据权利要求1或2所述基于药物释放可控的三轴同芯纳米纤维制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述失水山梨醇单油酸酯的体积为15-20μL。


4.根据权利要求1所述基于药物释放可控的三轴同芯纳米纤维制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘毅，辛斌杰，李庭晓，
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